Nghiên cứu thiết kế hệ thống tự động kiểm soát hàm lượng sản phẩm dầu mỏ trong nước thải lacanh tàu cá, chương 9

Chia sẻ: Do Van Nga Te | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:8

Thêm vào BST

Báo xấu

116
lượt xem 19
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Căn cứ vào bản chất phản xạ của dầu mỏ ta nhận thấy dầu có bước sóng từ 0.8m cho đến 1m cho nên dưạ vào tính chất này ta chế tạo cảm biến cho phù hợp với bước sóng của dầu mỏ. Theo F.F.Sabins, Jr., 1978: Hệ số phản xạ quang phổ của nước biển và dầu thô. Ta có: Từ 0,9m, 1,0m (hồng ngoại) thì chỉ có hệ số phản xạ của dầu thô còn nước biển không có hệ số phản xạ như vậy căn cứ vào hệ số phản xạ trên ta tiến hành chọn các...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu thiết kế hệ thống tự động kiểm soát hàm lượng sản phẩm dầu mỏ trong nước thải lacanh tàu cá, chương 9

Chương 9: CÔ SÔÛ THIEÁT KEÁ BOÄ CAÛM BIEÁN HOÀNG NGOAÏI NHAÄN BIEÁT DAÀU MOÛ Caên cöù vaøo baûn chaát phaûn xaï cuûa daàu moû ta nhaän thaáy daàu coù böôùc soùng töø 0.8m cho ñeán 1m cho neân döaï vaøo tính chaát naøy ta cheá taïo caûm bieán cho phuø hôïp vôùi böôùc soùng cuûa daàu moû. Theo F.F.Sabins, Jr., 1978: Heä soá phaûn xaï quang phoå cuûa nöôùc bieån vaø daàu thoâ. Ta coù: Töø 0,9m  1,0m (hoàng ngoaïi) thì chæ coù heä soá phaûn xaï cuûa daàu thoâ coøn nöôùc bieån khoâng coù heä soá phaûn xaï nhö vaäy caên cöù vaøo heä soá phaûn xaï treân ta tieán haønh choïn caùc linh kieän ñieän töû cho phuø hôïp. Maët khaùc caên cöù vaøo tính chaát böùc xaï aùnh saùng laø nhöõng khoaûng böùc xaï ñieän töø:  Cöïc tím coù böôùc soùng töø 100nm380nm.  Aùnh saùng thaáy ñöôïc coù böôùc soùng töø 380nm  780nm.  Hoàng ngoaïi coù böôùc soùng töø 780nm  1mm.
Nhö vaäy ta nhaän thaáy daàu moû coù böùc soùng böùc xaï thuoäc trong daûi böôùc soùng hoàng ngoaïi. 2.4.1. Phaân tích löïa choïn caûm bieán. Ta coù coâng thöùc tính böôùc soùng: h.c  W trong ñoù:  h laø haèng soá planck (h=4,16.10-15 eVs) (eV= electron Volt).  c laø vaän toác aùnh saùng (c=3.108m/s)  W laø naêng löôïng photon. Baûng 2.1: Caùc thoâng soá kyõ thuaät cuûa vaät lieäu Vaät lieäu Naêng löôïng W Böôùc soùng (nm) (eV) Germanium 0,66 1890 Siliczium 1,09 1144 Gallium – Arsenid 1,38  1,43 870  900 Gallium – Arsenid – Phosphid 1,91 650 Gallium – Phosphid 2,24 550 Siliczium – Karbid 2,5 500 Gallium - Nitrit 3,1 400 Qua baûng 1 ta nhaän thaáy Gallium – Arsenid coù böôùc soùng töø 870nm 900nm raát phuø hôïp vaø thoaû maõn neân ta choïn Gallium át töông ñoái Photodiot Si
– Arsenid laøm vaät lieäu caûm bieán (Gallium – Arsenid laø nguyeân toá ôû nhoùm III cuûa baûng phaân loaïi tuaàn hoaøn). Hình 2.8. Hieäu suaát töông ñoái cuûa nguoàn saùng h.c 4,16.10 15.3.10 8    900(nm) W 1.38 Gallium – Arsenid laø moät vaät lieäu baùn daãn lyù töôûng cho ñieän phaùt quang. Söï taùi hôïp giöõa vuøng daãn vaø vuøng hoaù laø tröïc tieáp. Tuyø theo söï pha taïp maø böùc xaï do söï taùi hôïp trong GaAs coù cöïc ñaïi giöõa 880 vaø 940nm trong hoàng ngoaïi gaàn, maét khoâng theå nhìn thaáy ñöôïc. Böùc xaï phaùt sinh chuû yeáu laø qua söï taùi hôïp. Naêng löôïng photon khoaûng 1,4eV.
0,358 0,435 0,490 0,575 0,580 0,650 0,760 m Vaøn Cöïc tím Tím Lam Luï Da cam Ñoû Hoàng ngoaïi g c AÙnh saùng nhìn thaáy 2.4.2. Ñaëc tính cuûa caûm bieán Hình 2.9. Phoå aùnh saùng Aùnh saùng lan truyeàn trong chaân khoâng coù vaän toác v= 299792 km/s vaø coù phoå aùnh saùng vaø giaûi maøu cuûa phoå nhö hình 2.9. Trong phaàn nghieân cöùu cuûa ñeà taøi naøy toâi choïn linh kieän thu ñieän trôû quang CdS, linh kieän phaùt laø led hoàng ngoaïi IR. 2.4.2.1. Ñaëc ñieåm cuûa led hoàng ngoaïi 1nm 400nm 3m 30m Tia X Cöïc tím AÙnh saùng Hoàng ngoaïi gaàn Hoàng ngoaïi giöõa Hoàng ngoaïi xa nhìn thaáy 100 300 500 600 700 800 900 1000nm nm nm nm nm nm nm nm m Led xanh Led ñoû Led hoàng ngoaïi Hình 2.10. Böôùc soùng phaùt xaï cuûa Led Led coù nhöõng ñaëc ñieåm nhö sau: Catot
 Khoâng bò leä thuoäc nhieàu vaøo nhieät ñoä.  Tuyeán tính.  Coù hieäu suaát löôïng töû cao.  Ñôøi soáng cao, coù theå ñaït tôùi 100.000 giôø.  Reû tieàn. Hình 2.11. Caáu truùc cuûa led hoàng ngoaïi IR  Kích thöôùc nhoû.  Thôøi gian hoài ñaùp nhoû côõ ns, coù khaû naêng ñieàu bieán ñeán taàn soá cao nhôø nguoàn nuoâi.  Tieâu thuï coâng suaát thaáp.  Quang thoâng töông ñoái nhoû.  Phoå aùnh saùng hoaøn toaøn xaùc ñònh.  Khoâng caàn coù maïch ñieàu chænh töï ñoäng nhieät ñoä vaø coâng suaát phaùt. Trong maïch kieåm soaùt naøy ta choïn Led hoàng ngoaïi coù caùc thoâng soá kyõ thuaät nhö sau: Baûng 2.2 – Thoâng soá kyõ thuaät cuûa caùc loaïi led hoàng ngoaïi Chuûng loaïi Trò soá giôùi haïn Type Haõng 1/2 Vf If Ptot Böùc xa P (Deg) (V) (mA) (mW) ï(mW/Sr) (nm) CQX14 Har 30 1,7 100 1300 5,4 940 CQY31 Tel - 1,7 100 1300 5,4 900 CQW14 Val - 1,25 100 1300 1,5 900
2.4.2.2. Ñaëc ñieåm cuûa ñieän trôû quang CdS (Cadmiummsulfid) Metal - film contact Cadmium sulphide track Metal - film contact Hình 2.12. Caáu truùc cuûa quang ñieän trôû CdS Ñieän trôû quang CdS hay caûm bieán quang laø loaïi caûm bieán duøng ñeå chuyeån tín hieäu vaät lyù (aùnh saùng) thaønh ñieän trôû vaø laø loaïi caûm bieán coù ñoä nhaïy töông ñoái cao. Nguyeân taéc laøm vieäc cuûa noù laø ñieän trôû thay ñoåi khi cöôøng ñoä aùnh saùng taïi nôi ñaët noù thay ñoåi. Quang trôû thöôøng ñöôïc laøm baèng chaát sunfit catmi (CdS), selenid cadmium (CdSe), sunfit chì (PbS)…trong ñoù loaïi quang trôû CdS coù ñoä nhaïy raát cao ñoái vôùi tia hoàng ngoaïi. Quang trôû ñöôïc cheá taïo baèng caùch taïo moät maøn baùn daãn treân neàn caùch ñieän noái ra hai ñaàu kim loaïi roài ñaët trong moät voû nhöïa, maët treân coù lôùp thuûy tinh trong suoát ñeå nhaän aùnh saùng cuûa led hoàng ngoaïi. Baûng 2.3 - Caùc thoâng soá kyõ thuaät cuûa quang ñieïn trôû CdS
Chuûng loaïi Trò soá giôùi haïn Type Haõng Ptot(mw) Ua(V) Tu(0c) P R1000() (nm) RPY64 Tel 50 100 -40bis 900 3500 A90.XX Tel 50 100 +75 860 3000 -40bis +75 Ñieän trôû quang coù 4 ñaëc tính quan troïng:  Ñoä daãn suaát phot: haøm soá cuûa maät ñoä naêng löôïng u vôùi ñoä daøi soùng khoâng thay ñoåi cuûa aùnh saùng. phot(u);  = const  Ñoä nhaïy cuûa quang trôû ñoái vôùi quang phoå: ñoù laø ñoä daãn suaátphot: haøm soá cuûa  khi maät ñoä naêng löôïng khoâng thay ñoåi.  phot S rel    ; u  const  phot . max  Vaän toác cuûa quang ñieän trôû CdS nhanh vaø thu nhaän thoâng tin hôn led IR, ít bò nhieãu do aùnh saùng moâi tröôøng taùc ñoäng…  Khaû naêng doø tìm cuûa 1 detector goïi laø Detectivity D. vôùi a laø dieän tích tích cöïc cuûa moät detector:
A D NEP NEP ñôn vò laø [ W ]; D ñôn vò laø [ H Z .W 1cm ] Hz