उपकरण योजना

उपकरण योजना : संशोधन कार्यातील प्रयोग, रासायनिक कारखान्यांतील गुंतागुंतीचे विधी आणि प्रक्रियांचे नियंत्रण, आधुनिक स्वयंचलित कारखान्यांतील विविध तंत्रे अशा सर्व प्रकारच्या कार्याला लागणाऱ्या उपकरणांचे अभिकल्पन (आखणी) करून ती तयार करणे, पूर्वयोजनेप्रमाणे जोडणे व त्यांचा वापर करणे या संपूर्ण विधीस उपकरण योजना म्हणतात. उपकरणांच्या मदतीने विविध प्रकारच्या राशींचे अवलोकन, मापन, गणन, नोंदणी व नियंत्रण अशा विविध प्रकारची कार्ये करता येतात. उपकरण योजना ही अभियांत्रिकी विषयातील एक स्वतंत्र शाखा मानण्यात येते. विज्ञान व तंत्रविद्येतील मुख्य उपकरणे म्हणजे तपमान, दाब, वेग, विद्युत् दाब व विद्युत् प्रवाह यांसारख्या राशी मोजण्याची मापके असतात. अभियांत्रिकी विषयात अनेक नवीन विभाग सुरू होत आहेत, त्यामुळे आता संवेदन, आकलन, दर्शन, श्रवण व स्मरण अशा कार्यांसाठीही उपकरणे तयार करावी लागतात. कामाच्या जागेच्या परिसरातील तपमान, आर्द्रता, कंपने इत्यादींचा उपकरणांच्या कार्यावर परिणाम होऊ शकतो म्हणून ती बनवताना व वापरताना या सर्व गोष्टींचा विचार करावा लागतो. याकरिता उच्च दर्जाची वैज्ञानिक उपकरणे वातानुकूल खोलीत ठेवतात.

उपकरणांचे वर्गीकरण : हे अनेक प्रकारे करता येते. रूढ असलेल्या मुख्य पद्धती म्हणजे उपकरणाच्या वापराच्या क्षेत्रावरून म्हणजे आरेखीय, सर्वेक्षणाची, एंजिनाची, बोटीमधील, विमानामधील वगैरे कार्यावरून म्हणजे महत्ता दाखविणारी, नोंदणारी, नियंत्रण करणारी व संगणन करणारी (गणित कृत्ये करणारी) भौतिक राशिमापनाची म्हणजे द्रवाचा वेग, प्रवेग, पातळी व दाब मोजणारी कार्यतत्त्वावरून म्हणजे यांत्रिक, वायवीय, द्रवीय, प्रकाशकीय, विद्युतीय, इलेक्ट्रॉनीय, अणुकेंद्रीय वगैरे.

मीटरपट्टीसारखी अगदी साधी उपकरणे सोडली तर सामान्यतः उपकरणामध्ये उद्दिष्ट साधण्यासाठी ऊर्जेचे किंवा एका प्रकारच्या भौतिक राशीचे दुसऱ्या प्रकारच्या ऊर्जेत किंवा भौतिक राशीत रूपांतर करावे लागते. उदा., तपमापकात उष्णतेचे रूपांतर पाऱ्याच्या प्रसरणात होते. ध्वनिग्राहकामध्ये (मायक्रोफोनमध्ये) ध्वनीचे रूपांतर विजेच्या प्रवाहात होते. उपकरणे किंवा त्यांच्या संहती (समुदाय) यांच्या साहाय्याने साध्य होऊ शकणाऱ्या गोष्टींपैकी महत्त्वाच्या म्हणजे गणन, संगणन, रूपांतरण, नोंदणी, तुलना, शुद्धीकरण, समन्वयन (जुळवाजुळव), अभिज्ञापन (ओळखणे), संस्करण, क्षीणन (कमी करणे), प्रवर्धन, उद्दीपन, जनन, मार्गनिर्देशन, सांकेतिक लेखन, समयसाधन, कार्यक्रम निश्चिती, रैखिकीकरण [→ संगणक], विश्लेषण, प्रदर्शन आणि नियंत्रण या होत.

उपकरणांचे गुणधर्म : चांगल्या प्रतीच्या उपकरणांच्‍या अंगी आवश्यक असणाऱ्या गुणांपैकी महत्त्वाचे म्हणजे सोपी रचना व मजबूत बांधणी, शक्य तितका न गंजणाऱ्या धातूंचा वापर, मूल्यांचे योग्य व चांगले प्रदर्शन, तबकडीवरील काट्याची एकविध (सारख्याच वेगाची) गती व जरूर तेथे त्याच्या चलनाचे दमन (चलनाचा वेग कमी करणे), वापरताना दिसणारे कमाल मूल्य जरूर तितका वेळ कायम रहाणे, विलंबाचा अभाव, शक्य तितका लहान आकार, कमीतकमी ऊर्जेचा व्यय, हालणारे भाग कमी वजनाचे, आरंभस्थानाची त्रुटी (चूक) नाहीशी करण्याची सोय, परिशुद्धी व तिच्या तुलनेची आणि प्रमाणीकरणाची शक्यता, वापराची सुविधा, दीर्घायुष्य व दुरुस्तीची सोय हे होत.

उपकरण संहतीची आखणी : ही आखणी करताना व्यक्तिशः उपकरणांच्याच अभिकल्पचा विचार न करता त्या संहतीशी जोडलेल्या यंत्रांशी व साधनांशी त्यांच्या कार्याच्या दृष्टीने संहतीचे समायोजन कसे होईल याचा विचार महत्त्वाचा असतो. काही उपकरण संहतीत बाहेरील ऊर्जा पुरवठा घेऊन ज्या राशीचे मापन करावयाचे असते तिच्याद्वारे या ऊर्जा राशीत बदल घडवून आणला जातो आणि या बदलाचे मापन एखाद्या ऊर्जा परिवर्तकाने केले जाते. उदा., पोलादाच्या पत्र्याची जाडी क्ष-किरणांच्या साहाय्याने मोजताना प्रथम पत्र्यावर एक क्ष-किरण शलाका सोडतात. पत्र्यातून पलीकडे जाणाऱ्या किरणांची तीव्रता कमी होते व तीव्रतेतील बदल जाडी निदर्शनाचे कार्य करतो. पत्र्यातून पलीकडे जाणारे क्ष-किरण एका आयनीकरण कोठीवर (विद्युत् भारित अणू, रेणू वा अणुगट निर्माण करणाऱ्या किरणांचे म्हणजे आयनीकारक किरणांचे अस्तित्व ओळखणार्या उपकरणावर) किंवा प्रकाशविद्युत्‌ घटावर (ज्यावर प्रकाश पडल्यास विद्युत्‌ प्रवाह उत्पन्न होतो अशा घटावर) पडतात. तेथे त्या किरणांच्या तीव्रतेनुसार त्यांचे विद्युत् प्रवाहात रूपांतर होते. हा प्रवाह मापकातून नेला म्हणजे त्याची महत्ता समजते. या महत्तेचा पत्र्याच्या जाडीशी संबंध जोडून मापकाच्या तबकडीवर अ‍ँपिअरऐवजी पत्र्याची जाडी दाखविली जाते. क्ष-किरणासारखेच इतर बाह्य ऊर्जा प्रकार किंवा ऊर्जा पुरवठ्याची साधने म्हणजे विजेचे दिवे, घटमाला, आंदोलक (एकदिश विद्युत् प्रवाहाचे प्रत्यावर्ती म्हणजे उलट सुलट दिशेने वाहणाऱ्या प्रवाहात रूपांतर करणारी प्रयुक्ती), किरणोत्सर्गी (कण वा किरण बाहेर टाकणारा) पदार्थ, उच्च दाबाचे इलेक्ट्रॉन प्रवेगक (इलेक्ट्रॉनांना प्रवेगित करणारे साधन), आघात नलिका (अत्युच्च दाबाच्या वायूच्या आघाताने दुसऱ्या वायूत उच्च तपमान उत्पन्न करणारी नलिका) वगैरे होत.

उपकरणे व त्यांच्या संहतींच्या अभिकल्पाला व वापराला गणित, भौतिकी व अभियांत्रिकी या विषयांतील सिद्धांतांची मदत घ्यावी लागते. या विषयांतील सिद्धांतांचा अभ्यास व विकास हे उपकरण योजनाशास्त्राचे एक अंग असून संशोधनाच्या किंवा एखाद्या नव्या प्रक्रियेच्या तंत्रात त्याचा उपयोग करून नवी उपकरणे बनविणे व वापरणे हे त्याचे दुसरे अंग आहे. औद्योगिक विधी किंवा संशोधनातील मुख्य सामग्री यांच्याशी उपकरण संहती जोडलेली असते व या दोघांच्या एकमेकांवर थोड्याफार प्रमाणात प्रतिक्रिया होत असतात. या प्रतिक्रियांचा मोजमापावर परिणाम होणार नाही याची काळजी घ्यावी लागते. एखाद्या राशीचे मापन करीत असताना मापकाजवळ जर दुसरे उद्दीपक क्षेत्र किंवा संवेदक भाग असेल, तर मिळवावयाच्या राशीच्या मूल्यावर अनिष्ट परिणाम होणे शक्य असते.

स्वयंचलित नियंत्रणात उपकरण संहतीची मुख्य सामग्रीवर प्रतिक्रिया होऊन तिच्या वर्तनात जरूर तो बदल घडून येतो. ज्या चलराशीचे नियंत्रण करावयाचे असते त्या राशीच्या तत्कालिक मूल्याची इष्ट मूल्याशी तुलना करण्यात येते व दोहोंतील फरकाचा संकेत, विधीतील सामग्रीला आदान (सुरुवातीचा संकेत) म्हणून दिला जातो. त्यामुळे विधीत जरूर ती सुधारणा घडून येते. स्वयंनियंत्रणाच्या दोन पद्धती आहेत. पहिली

उघड्या मंडलाची. यात फक्त आदानाचा वेग जरूर तेवढा वेळ कायम राहतो. या पद्धतीची ढोबळ रूपरेषा आ. १ (अ) मध्ये दाखविली आहे. घरात वापरावयाची साधी इस्त्री उघड्या मंडलाचे उदाहरण आहे. अशी इस्त्री जास्त तापली, तर वीजपुरवठा हाताने बंद करावा लागतो व इस्त्री निवली, तर वीजपुरवठा हातानेच चालू करावा लागतो. दुसरी पद्धत बंदिस्त मंडलाची म्हणजे प्रतिसंभरणाची (प्रदानाचा म्हणजे बाहेर पडणाऱ्या संकेताचा काही भाग आदानात मिसळण्याची). या पद्धतीची ढोबळ रूपरेषा आ. १ (आ) मध्ये दाखविली आहे. इस्त्री जर दुसऱ्या प्रकारची असेल, तर वीजपुरवठा एकदा सुरू केल्यावर काम चालू असेपर्यंत इस्त्रीचे तपमान आपोआप कायम ठेवले जाते. हे काम इस्त्रीमध्ये बसवलेल्या एका तापस्थापकाच्या (ठरविलेले तपमान कायम ठेवणाऱ्या साधनाच्या) मदतीने केले जाते. या इस्त्रीतील तपमान वाढू लागले, तर विजेचा पुरवठा आपोआप बंद होतो व तपमान कमी झाल्या बरोबर आपोआप तो पुन्हा सुरू होतो. पहिल्या साध्या इस्त्रीमध्ये ठरविलेले स्थिर आदानच चालू राहते, एवढ्या पुरतीच ती स्वयंचलित असते. प्रदानाबद्दल म्हणजे इस्त्रीच्या तपमानाबद्दल त्यात विचार केला जात नाही. दुसऱ्या १ (आ) पद्धतीत ठरविलेले

प्रदान कायम राखण्याचा उद्देश असतो व प्रदानाच्या बदलानुसार आदान राहण्याची त्यात सोय केलेली असते. आदानाला मिळणाऱ्या अंशतः प्रदानाच्या संभरणाने आदानात फरक पडून प्रदान कायम राखले जाते. प्रतिसंभरणाचे ऋण आणि धन असे दोन प्रकार असतात. नियंत्रण घटक प्रदानाच्या मूल्यात झालेले विचलन (फरक) जर कमी करीत असेल, तर ते ऋण प्रतिसंभरण होय. एंजिनाच्या नियंत्याचे कार्य (वेग स्थिर ठेवणाऱ्या साधनाचे) या पद्धतीचे असते. एंजिनाचा वेग इष्ट वेगापेक्षा वाढला, तर नियंता उर्जा पुरवठा कमी करतो व वेग कमी झाला, तर ऊर्जा पुरवठा वाढवतो व वेगाला योग्य मूल्यावर आणतो म्हणजे विचलन कमी केले जाते. ज्या वेळी नियंत्रक घटकाच्या कार्याने विचलनाचे वर्धन होते तेव्हा ते धन प्रतिसंभरण होते. पुनर्जनक आंदोलकात प्रदानातील विजेचा दाब अंशतः आदान मंडलाला योग्य कलेत (ठराविक संदर्भाच्या सापेक्ष कोनामध्ये मोजण्यात येणाऱ्या स्थितीत) लावला तर प्रदान दाब वाढतच जातो. त्याचप्रमाणे आणखी एक उदाहरण म्हणजे जाहीर सभेतील वक्त्याच्या पुढे ठेवलेल्या ध्वनिग्राहकात शिरणारा ध्वनिक्षेपकाचा (लाउड स्पीकरचा) प्रतिध्वनी. या प्रतिसंभरणाचा परिणाम नेहमीच विचलनाची वाढ करण्यात होतो.

संहतीची अभिलक्षणे: उपकरण संहतीची प्रतिसाद-अभिलक्षणे जर तिने नियंत्रित करावयाच्या यंत्राच्या किंवा साधन संहतीच्या अभिलक्षणांशी नीट जुळणारी नसतील, तर दोन्ही संहतींमधील प्रचलांत (विशिष्ट परिस्थितीत अचल रहाणाऱ्या राशींमध्ये) क्षणिक किंवा काही काळ टिकणारी आंदोलने उत्पन्न होतात म्हणून स्वयंचलित नियंत्रक संहतींचे अभिकल्पन व विश्लेषण करताना प्रतिसादाच्या इष्टतम वेगाचा प्रश्न महत्त्वाचा असतो. हा वेग असा असावा की, त्यामुळे उपकरणाच्या कार्यातील स्थैर्य बिघडू नये व प्रतिसादाला विलंबही लागू नये. आदानाला समानुपाती (सम प्रमाणातील) प्रतिसाद प्रदान असणाऱ्या रैखिक संहतीचा असा वेग गणितीय पद्धतीने काढता येतो. अनुरूप संगणक [प्रत्यक्षातील प्रचलांचे विद्युत् दाब, प्रवाह इ. स्वरूपात रूपांतर करून गणितीय प्रश्न सोडविणारे साधन → संगणक] किंवा सादृशित्रे (मूळ प्रश्नातील संहतीला लागू पडणारी समीकरणे ज्यांना लागू पडतील असे घटक असणाऱ्या व त्यांवरून मूळ प्रश्न सोडविणाऱ्या प्रयुक्ती) रैखिक संहतीचे निरनिराळ्या परिस्थितीत घडणारे वर्तन अगणितीय पद्धतीनेही चटकन दाखवू शकतात. संहतींचे वर्तन समजण्यासाठी दोन्ही प्रकारचे संगणक वापरात आहेत. ते ज्या संहतींचे नियंत्रण करतात त्यांचा एक घटक म्हणूनच हे संगणक काम करतात. असे केल्याने त्या संहतीचे वर्तन कसे होत आहे, ते जरूर असेल तेव्हा तात्काळ समजू शकते.

संरक्षण क्षेत्रातील स्थान: संरक्षण विभागातील सर्व तांत्रिक बाजू उपकरण योजनांच्या विकासावर अवलंबून आहे व अनेक उपकरणांची प्रगती संरक्षणातील गरजां मुळेच झालेली आहे. रडार, स्वनक (पाण्यातील वस्तूवर आदळून येणाऱ्या प्रतिध्वनीने वस्तूची जागा ओळखणारे यंत्र, सोनार), अवरक्त अभिज्ञापक (वर्णपटातील तांबड्या रंगाच्या अलीकडील अदृश्य किरणांचे अस्तित्व ओळखणारे साधन) यांचा उपयोग आयुधांच्या स्वयंमार्गनिर्देशनासाठीही करण्यात येत आहे. लक्ष्यानुगामी टॉर्पेडो, स्वयंमार्गनिर्देशित अस्त्रे, संगणक नियंत्रित प्रतिअस्त्रे वगैरेंच्या उपयोगाने आधुनिक लढाईच्या पद्धतीत जो मूलगामी बदल घडून आला आहे, त्याचे श्रेय वैज्ञानिक उपकरणांच्या प्रगतीलाच द्यावे लागेल. या नव्या साधनांमुळे प्रत्यक्ष जाऊन दारूगोळा शत्रूवर फेकावा लागत नाही तो आपोआप शत्रूवर जाऊन आदळतो. अणुऊर्जा व किरणोत्सर्गी समस्थानिक  यांच्या सर्व प्रकारच्या लष्करी व मुलकी अनुप्रयुक्तींच्या (व्यावहारिक उपयोगाच्या) मुळाशी अणुकेंद्रीय प्रारणाच्या मापनासाठी योजलेल्या उपकरण संहतीच आहेत.

वैद्यकीय उपकरणे: शरीरांतर्गत भागाच्या विकृतीची चिकित्सा व निदान करण्यास मदत म्हणून निरनिराळ्या प्रकारची वैद्यकीय उपकरणे आहेत. जठरातील किंवा आतड्यातील व्रणाची जागा समजण्यासाठी क्ष-किरण उपकरणाचा उपयोग करतात. क्ष-किरणांच्या साहाय्याने व्रणाच्या भागाचे त्रिमिती चित्र काढता येते. चिकित्सा व निदान करण्यासाठी संगणकाचाही उपयोग करता येतो. रोग्याबद्दलची संबंधित माहिती संगणकाला पुरविली म्हणजे काही सेकंदांतच तो रोगाचे निदान दाखवतो. ह्रदयस्पंदनलेखकाद्वारे ह्रदयाच्या स्पंदनांचे आलेख मिळतात. त्यावरून ह्रदयाची स्थिती समजते व हृदयविकाराबद्दल निदान करता येते. रक्तदाब, श्वसन व ह्रदयक्रिया यांचे आलेख दूरमापनाने (दूर अंतरावरून विविध भौतिक राशी मोजण्याने) मिळण्याचे तंत्रही यशस्वी झाले असून आता अंतराळवीरांच्या शारीरिक स्थितीची माहिती पृथ्वीवरील शास्त्रज्ञांना मिळण्याची सोय झाली आहे. कृत्रिमरीत्या श्वसनक्रिया घडविता येते, शल्यक्रियेत जरूर असल्यास हृदयक्रिया व रक्ताभिसरण नियंत्रत करता येते, हातापायांची कृत्रिम हालचाल घडवून आणता येते व हृदयरोगात हृदयस्‍नायूंचे आकुंचन प्रसरण नियंत्रित करता येते.

अनुप्रयुक्ती: उपकरण योजनांच्या उपयोगाची काही उदाहरणे पुढे दिली आहेत : (१) औष्णिक शक्तिसंयंत्रात (उष्णतेपासून शक्ती निर्माण करणाऱ्या यंत्रसंचात) बॉयलरामध्ये दगडी कोळसा किंवा खनिज तेल जाळून पाण्याची वाफ तयार करतात व त्या वाफेने टरबाइने चालवतात. या टरबाइनांना विद्युत् जनित्रे जोडलेली असतात. त्यांच्याद्वारे विद्युत् शक्ती उत्पन्न होते. या सर्व यंत्रांच्या नियंत्रणासाठी ज्या गोष्टीची माहिती व मापन आवश्यक असते त्या सर्व एकाच फलकावर दिसण्याची व्यवस्था केलेली असते. असा फलक संयंत्राच्या नियंत्रण खोलीत उभारलेला असतो. या फलकावर प्रत्येक टरबाइन संचासाठी एक स्वतंत्र विभाग असतो. फलकावर बसवावयाच्या बॉयलरासंबंधी महत्त्वाची उपकरणे म्हणजे वाफेचा दाबमापक, तृप्त वाफेचा (पाणी व त्यापासून तयार होणारी वाफ यांचे तपमान सारखेच आहे अशा वाफेचा) तापमापक, अधितप्त (तृप्त वाफेच्या तपमानापेक्षा जास्त तापविलेल्या) वाफेचा तापमापक, संभरण जलाचा तापमापक, वाफेच्या पुरवठ्याचा वेगमापक, बॉयलरामधील पाण्याचा पातळीमापक व भट्टीच्या निष्कासातील (बाहेर टाकण्यात येणाऱ्या पदार्थातील) कार्बन डायऑक्साइडाचे प्रमाणमापक ही होत. टरबाइन व विद्युत् जनित्रासंबंधीची उपकरणे म्हणजे टरबाइनाचे प्रती मिनिट फेरे दर्शक, जनित्रातील विद्युत् दाबमापक, प्रत्येक कलेतील प्रवाहमापक, विद्युत् दाब नियामक, कंप्रतामापक (दर सेकंदास होणाऱ्या कंपनांची संख्या मोजणारे साधन), शक्तिगुणकमापक (विद्युत् मंडलातील प्रवाह आणि दाब यांतील कला कोन मोजणारे उपकरण) व कलासाम्यस्थितीमापक ही होत. आधुनिक स्वयंनियंत्रित शक्तिकेंद्रात सर्व नियंत्रण एका संगणकाकडे सोपविलेले असते. प्रत्येक विधीचा पर्यवेक्षक म्हणून एक संवेदक (भौतिक राशी जाणणारे उपकरण) बसवलेला असून त्या राशीत बदल करणे जरूर असल्यास त्याच्यामार्फत संगणकाला संदेश जातो व तो संगणक जरूर त्या घटकाला आदेश देऊन हवी ती सुधारणा घडवून आणतो.

(२) रासायनिक उद्योगात साखर शुद्धीकरण किंवा तत्सम कार्यासाठी विद्रावाचे वि. गु. कायम ठेवावे लागते. त्याकरिता वापरात असलेल्या स्वयंचलित नियंत्रणात दोन वेगवेगळ्या विशिष्ट गुरुत्वांच्या विद्रावांच्या मिश्रणाने इष्ट वि. गु. साध्य केले जाते. ही पद्धत आ. २ मध्ये दाखविली आहे. आ. २ मध्ये अ ही विद्रावाची मुख्य टाकी असून इ या मोठ्या नळाने इष्ट गुरुत्वाच्या मूल्यापेक्षा किंचित कमी गुरुत्वाचा विद्राव टाकीत भरला जातो. इष्ट गुरुत्वापेक्षा बऱ्याच जास्त गुरुत्वाची जरूर असेल तितकाच विद्राव ई या बारीक नळीने टाकीत पडतो. या दोन्ही विद्रावांचे चांगले मिश्रण होण्यासाठी टाकीमध्ये आ हे तीन पडदे ठेवलेले आहेत. इष्ट गुरुत्व झालेला विद्राव शेवटी म या मार्गाने टाकीच्या बाहेर जातो. टाकीच्या डावीकडील खणात ए आणि ऐ या दोन बारीक नळ्या सोडलेल्या असून त्यांतून हवा सोडतात. नळ्यांतून येणाऱ्या हवेचा दाब अशा तऱ्हेने संयोजित केलेला असतो की, दोन्ही नळ्यांच्या तोंडांतून सारख्याच वेगाने हवेचे बुडबुडे वर यावेत, मात्र या नळ्यांची तोंडे विद्रावात निरनिराळ्या प्रमाणात बुडालेली आहेत. त्यांमधील उंचीचा फरक उ आहे. ए व ऐ हे वेगळाले दाब (ए नळीत ए दाब व ऐ नळीत ऐ दाब) असलेली हवा या नळ्यांनी क या पेटीच्या दोन वेगळ्या कप्प्यांत जाते. ल या लवचिक पडद्याने क चे दोन भाग केलेले आहेत. ए व ऐ या दाबांतील फरकाने लवचिक पडद्याची हालचाल होते व ते चलन त्याला जोडलेल्या ग या फूल झडपेला मिळते. या पेटीच्या उजवीकडील कप्प्यात टाकीतून बाहेर पडणाऱ्या विद्रावाच्या वि. गु. शी समानुपाती असा दाब द सतत राहतो. या कप्प्यात द ला स्थैर्य यावे म्हणून ह. पु. या मार्गाने जरूरी दाबाच्या हवेचा पुरवठा सतत केला जातो, तसेच हवेचा निःस्रावाचीही (प्रवाह बाहेर सोडण्याचीही) व्यवस्था आहे. टाकीतील विद्रावाचे वि. गु. कमी झाले म्हणजे द चे मूल्य खाली येते व वि. गु. वाढले म्हणजे तेही वाढते. तेव्हा द चे मूल्य हे नियंत्रणातील संकेत असते. हा संकेत नियंत्रकातील (१) या पेटीत सोडलेला असतो.

नियंत्रक भागात चार पेट्या आहेत व त्यांची लवचिक झाकणे बिजागरी असलेल्या तरफांनी व दांड्यांनी जोडलेली आहेत. या नियंत्रक संकेत प्रवर्धक जातीचा आहे. (२) या पेटीत इष्ट ठरविलेल्या वि. गु. ला समानुपाती असा दाब (इ. दा.) असतो. (३) ही पेटी ह. टा. या हवेच्या टाकीशी जोडलेली आहे. (४) या पेटीमध्ये एक नियंत्रक झडप असून ती पेटीत येणाऱ्या हवेच्या दाबाचे नियंत्रण करते. या पेटीला ह. पु. या मार्गाने योग्य दाबाच्या हवेचा पुरवठा होतो. द चे मूल्य इष्ट त्यापेक्षा कमी झाले, तर (१) या पेटीचे झाकण खाली सरकते व नियंत्रकाची आडवी दांडी अपसव्य (घड्याळातील काट्यांच्या हालचालीच्या विरुद्ध) दिशेत वळते. द चे मूल्य इष्ट त्यापेक्षा जास्त झाले, तर ती सव्य दिशेत वळते. द चे मूल्य इष्ट मूल्याप्रमाणे असेल तेव्हा ही दांडी क्षैतिज (क्षितिज समांतर) पातळीत स्थिर राहते. (४) या पेटीमधून द च्या मूल्यानुसार नि. दा. हा निर्गत दाब ह. टा. या टाकीतील हवेमुळे प्रवर्धित होऊन इष्ट वि. गु. पेक्षा जास्त वि. गु. असलेल्या विद्रावाच्या नळीतील प्रवाहाचे नियंत्रण करणारी झडप बसवलेल्या प या पेटीच्या वरच्या कप्प्यात जातो. तेथे दाब वाढला तर झडप खाली सरकते व उच्च वि. गु. च्या विद्रावाचा पुरवठा कमी होतो व दाब कमी झाला तर झडप वर सरकते व प्रवाह वाढतो. अशा रीतीने टाकीतील विद्रावाचे वि. गु. कायम राखले जाते. या नियंत्रण पद्धतीत संपीडित (दाब असलेली) हवा वापरतात म्हणून तिला वायवीय स्वयं नियंत्रण पद्धती म्हणतात.या पद्धतीत हवेचा उच्चतम दाब १ किग्रॅ./सेंमी.^२ व नीचतम दाब ०·२ किग्रॅ./सेंमी.^२ ठेवतात. ही मूल्ये मापकदर्शित आहेत.

(३) स्वयंचलित नियंत्रण नुसत्या यांत्रिक घटकांनी किंवा द्रवीय व विद्युत् पद्धतींनीही साधता येते. यांत्रिक पद्धतीत यंत्र घटकांचे वजन बरेच असते व त्यांचा आकारही मोठा असतो. त्यामुळे घर्षण व विलंब हे दोष उत्पन्न होतात व संहतीची संवेदनक्षमता कमी होते. शौचकूपातील सफाईची टाकी अंशतः स्वयंचलित जातीची असते. तिच्यात एक मोठी तरणी असते. या तरणीला जोडलेल्या तरफेचे वजन बरेच असते. या तरफेची खीळ जरा घट्ट झाली, तर टाकी नीट काम करीत नाही.

ज्या ठिकाणी नियंत्रणाची उपकरणे लांब अंतरावर ठेवलेली असतात तेथे द्रवीय किंवा वायवीय पद्धती वापरणे सोईचे होते. या पद्धतीतही काही यांत्रिक भाग लागतात. म्हणून पुष्कळ ठिकाणी विद्युत् पद्धती पसंत करतात. विद्युत् पद्धती सामान्य माणसाला सहज समजत नाही. पण ती

सुटसुटीत असते व इतर पद्धतींच्या मानाने लवकर कार्यान्वित होते. विद्युत् पद्धतीच्या स्वयंनियंत्रणाचे एक उदाहरण आ. ३ मध्ये दाखविले आहे. या आकृतीमधील पाणी तापविण्याच्या भांड्यात तळाशी, विद्युत् प्रवाहाने तापणारा तापक भाग ठेवलेला आहे. ज्यावेळी पाण्याचे तपमान ठराविक मर्यादेपर्यंत वाढते तेव्हा (३) या तापमापकातील पारा वर चढून (५) या स्पर्शकांमार्फत (६) या विद्युत् चुंबकीय नियंत्रकाचे मंडल पूर्ण होते व (७) हा स्पर्शका वर बसवलेला लोखंडाचा तुकडा वर ओढला जातो, यामुळे तापकाचे विद्युत् मंडल खंडित होऊन तापकाचे काम बंद पडते. पाण्याचे तपमान खाली गेले म्हणजे तापमापकातील पारा खाली जाऊन चुंबकीय नियंत्रक मंडल खंडित होते व (७) खाली पडतो व तापकाचे मंडल पूर्ण होऊन पाणी पुन्हा तापू लागते. वरील आकृतीत नियंत्रकाला एकदिश विद्युत् प्रवाह पुरविण्यासाठी घटमाला दाखविली आहे. परंतु त्या कामाकरिता तापकाकडे जाणारा प्रत्यावर्ती प्रवाह वापरावयाचा असेल, तर एक अवरोहित्र (विद्युत् दाबाचे मूल्य कमी करणारे साधन) व एकदिशकारक (प्रत्यावर्ती प्रवाहाचे एकदिश प्रवाहात रूपांतर करणारे साधन) बसवून काम भागविता येते.

संदर्भ: 1. Manifold, G. O. Automatic Control for Power and Process, New York, 1964.

2. Rose, J. Automation, Edinburgh and London, 1967.

ओगले, कृ. ह.

“