氣壓學
(Pneumatics)
字源於希臘文
(Pneuma)
又稱為空氣壓
(air pressure)，是利用壓縮空氣所具有的壓力能，來作為各類機械控制之用，以便節省人力，提高生產力
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1-1
氣壓控制系統之訊號流程
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1- 2
氣壓系統之特性P5
(一) 優 點
n1.
獲取容易
n2.
防爆
n3.
傳送容易
n4.
儲存容易
n5.
速度快。
n6.
過負載安全
n7.
清潔
n8.
易於調整
n9.
構造簡單
n10.
行程可調
n11.
可直接產生直線運動
n12.
操作溫度廣泛
.
(二)缺 點
n1.
成本較高
n2.
易於洩漏
n3.
具可壓縮性
n4.
缺乏潤滑性
n5.
作業範圍限制
n6.
排氣噪音大
P7
1- 4漏氣對氣壓系統之影響
P7
P8
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1- 5氣壓控制所應用之基本物理原理P9
1-5-2 與氣壓有關之物理量P9
(一)
牛頓運動定律
(二)
壓力之定義、單位及表示法
1.定義：單位面積所承受的力稱為壓力
n2.
何謂大氣壓力：
P10
n大氣中之空氣因其重量而生之壓力。
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3.
單位P10
4.壓力的表示法
(
絕對壓力與錶壓力
)：P11
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1- 6氣壓系統所使用的壓力範圍
P12
氣壓控制系統依所使用的壓力範圍，可作如下分類：
n1.
低壓系統：0.5~500
mbar，為無移動另件之氣壓邏輯元件
─ 流子。
n2.
中壓系統：1~4
bar，為有移動另件之邏輯元件。
n3.
常壓系統：3~8
bar之間，最常用應為5~6
bar。
n4.
高壓系統：10
bar以上，為特殊氣壓用途，一般在此種壓力，
都改用液壓系統或液
-
氣組合的裝置。
P12
P13
1- 7與氣壓相關之重要定律
P13
(一)
波義耳(Boyle-Mariotte)定律(等溫變化)
n「在定溫下，一定量的氣體之體積與絕對壓力成反比。」本定律適用於低壓範圍
(1-1)
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(二)
查理
(J. Charles)
定理
(
等壓變化
)
n「當壓力保持一定時，一定量之氣體體積，與其所處之絕對溫度成正比。」
(1-2)
(1-3)
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(三)
給呂薩克(Gay-Lussac’s)定律(等容變化)
n「體積不變，等量的氣體其絕對壓力與絕對溫度成正比。」
(1-4)
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(四)
理想氣體定理
(
氣體狀態方程式
)波義耳
-
查理定律
(五)
絕熱過程變化P15
無熱量出入系統，此過程是以的關係進行變化對單原子氣體
(
如惰性氣體
)
而言，
對雙原子氣體而言
(
一般常見之氣體，如
)，
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(六)
多向變化
(Polytropic)
過程P16
實際空氣壓縮的情況在等溫壓縮與絕熱壓縮間比熱比以n代替k而可使用絕熱壓縮之公式。
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1- 8
空氣之濕度與露點
P16
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空氣的濕度
(
或乾燥度 ) 可用「露點」或「相對濕度」來表示。因空氣之黏度與濕度成正比，故其黏度亦隨溫度上昇而增加。
n1.
濕度：
2. 露點：當物體表面受冷卻而水蒸氣開始凝結於表面時的溫度。
1-9
空氣的流動P18
n1-9-1 連續性定律
穩定流，流路中任一點的壓力、流動方向、流體密度不發生變化連續流動者。
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流量公式：
(1-7)
式中
Q：流量；
A：管路截面積；
V：流速。
此種關係成立者稱為連續性定律。
1-9-2 流速與壓力的關係
(1-8)
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1-10
順序控制
(SEQUENCY CONTROL)P20
n順序控制，是自動控制裡的一支，乃自動化所不可或缺的技術。
1-10-1 順序控制的定義
「係依據事先設計好的順序，逐項進行各階段的控制」
或者如下之定義：「將定性的控制與其必要的命令處理
，使之自動地去操作。」
1-10-2 順序控制的種類
1-10-3
順序控制系統之構成
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1-10-4
順序控制系統應用在氣壓系統之對應組成P21
(一)
氣壓產生機構
1.功能：主要將電能或機械能轉換成氣體的壓力能。
2.構成組件
n(1)
空氣壓縮機
n(2)
後冷卻器
n(3)
油水分離器
n(4)
儲氣槽
n(5)
乾燥器
n(6)
調理組
(二)
氣壓控制機構
1.
功能：主要對氣壓系統內壓縮空氣之壓力、流量及方向加以適當控制，以利致動機構產生預期之動作及出力。
2.
構成組件
(1)
壓力控制閥：用以控制壓縮空氣之壓力大小，此與負載大小有關。
(2)
流量控制閥：用以控制壓縮空氣之流量大小，此與負載之速度快慢有關。
(3)
方向控制閥：用以控制壓縮空氣之流動方向，此與負載之運動方向有關。
(三)
氣壓致動機構
1.
功能：經控制之壓縮空氣，可藉此致動機構，以機械的方式向外作功。
2.
構成組件
(1)
氣壓缸：以直線的往復運動來作功，亦可配合齒輪或其他機械達成其他方式之運動。
(2)
氣壓馬達：以迴轉的圓周運動來作功。
(四)
附屬機構
為了使系統發揮其特定功能，除以上三類主要元件外，尚須其他附件來配合，如氣壓管、管路接頭
( 快速接頭、T型接頭、十字型接頭……)、消音器、壓力開關……等。
1-11氣壓控制所能應用之範圍
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