CAC LOAI CAM BIEN / BIEN TAN TRONG HE THONG DK.pdf

ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ ĐiỆN
Các hệ thống điều khiển tự động trong công nghiệp có vô số
các đại lượng vật lý cần đo như: nhiệt độ, áp suất, dịch chuyển,
lưu lượng, trọng lượng … cần đo.
Chương 2: Các thành phần trong HTĐKTĐ
I
2.1 Cảm biến
Các đại lượng vật lý này không có tính chất điện, trong khi đó
các bộ điều khiển và các cơ cấu chỉ thị lại làm việc với tín hiệu
điện vì thế phải có thiết bị để chuyển đổi các đại lượng vật lý
không có tính chất điện thành đại lượng điện tương ứng mang
đầy đủ các tính chất của đại lượng vật lý cần đo.
Thiết bị chuyển đổi đó là cảm biến.
2.1.1 Giới Thiệu

Cảm biến có nhiệm vụ tiếp nhận các tín hiệu, biến đổi chúng
thành các đại lượng để xử lý. Các thành phần cơ bản của cảm
biến như sau:
Sensor Transducer Transmitter
I
2.1 Cảm biến
2.1.1 Giới Thiệu

2.1.2 Phân loại cảm biến
Có nhiều cách phân loại cảm biến:
• phân loại theo tín hiêu vào
• Phân loại theo tính hiệu ra
• Phân loại theo bản chất vật lý
• Phân loại theo nguyên lý làm việc
I
2.1 Cảm biến

• Phân loại theo tín hiệu vào
• Cảm biến vị trí
• Cảm biến nhiệt độ
• Cảm biến áp suất
• Cảm biến lực và khối lượng
• Cảm biến nồng độ
• Cảm biến lưu lượng
• Cảm biến vận tốc vả gia tốc
I
2.1 Cảm biến

• Phân loại theo bản chất vật lý
• Cảm biến quang điện
• Cảm biến tiện cận điện từ
• Cảm biến tiệm cận điện dung
• Cảm biến laser
• Cảm biến siêu âm
• Cảm biến điện cảm
• Cảm biến nhiệt độ
I
2.1 Cảm biến

• Phân loại theo tín hiệu ra
Cảm biến ON/OFF
Cảm biến tương tự
Cảm biến số
0
Thời gian
Tín hiệu
ON/OFF
0
Thời gian
Tín hiệu số
2500C
0
Thời gian
Tín hiệu tương tự
2500C
20mA
I
2.1 Cảm biến

2.1.3 Cảm biến tiệm cận là gì
Cảm biến tiệm cận bao gồm tất cả các loại cảm biến phát hiện
vật thể không cần tiếp xúc khi muc tiêu đến gần
2.1.3.1 Cảm biến tiệm cận điện từ
Phát hiện đối tượng kim lọai, khi muc tiêu đến gần từ trường
biến thiên, muc tiêu sẽ sinh ra dòng điện, dòng điện sẽ tao ra từ
trường mới chống lại từ trường biến thiên gây ra nó. Kết quả là
điện cảm của cuộn dây thay đổi.
I

I
• Phân lọai và nối dây
Kết nới với tải (Rơ le, …)
Kết nới với tải (Rơ le, …)
Proximity
Sensor
Circuitry
Vcc
Out
Gnd
Cảm biến với đầu ra NPN
Proximity
Sensor
Circuitry
Vcc
Out
Gnd
Cảm biến với đầu ra PNP
Proximity
Sensor
Circuitry
Vcc
Out
Gnd
Vsensor
VLoad
Load
Kết nối cảm biến NPN với tải
Proximity
Sensor
Circuitry
Vcc
Out
Gnd
Vsensor
Load
Kết nối cảm biến PNP với tải

I
Kết nối với PLC (Sourcing)

I
Kết nối với PLC (Sinkcing)

I
• Ứng dụng

I
• Hình dạng thực tế

2.1.3.2 Cảm biến tiệm cận điện dung
Cảm biến tiệm cận kiểu điện dung có khả năng phát hiện tất cả các
loại vật liệu vài cm.
Nhắc lại các khái niệm cơ bản liên quan đến điện dung
I
C
d
Ak
=
:
C Là điện dung (F)
:
k Là hằng số điện môi
:
A Diện tích bản cực
d: Là khoảng cách của các bản cực
Trong đó:

Trong cảm biến điện dung, diện tích và khoảng cách của bản cực
được cố định.
Hằng số điện môi xung quanh bản cực chúng sẽ thay đổi tùy theo
vật liệu khác nhau khi đến gần cảm biến.
I
Dao động
Bản cực
Bản cực
Mục tiêu
Bộ kiểm tra
Chuyển
Mạch
+V
Điện trường
Sơ đồ nguyên lý họat động cảm biến điện dung

Trong cảm biến điện dung, diện tích và khoảng cách của bản cực
được cố định.
Hằng số điện môi xung quanh bản cực chúng sẽ thay đổi tùy theo
vật liệu khác nhau khi đến gần cảm biến.
I
Cấu tạo của cảm biện điện dung Đầu ra cảm biến
OFF
Không có mục
tiêu
ON
Mục tiêu tiến đến cảm
biến
Biên độ
của dao
động

Một số ứng dụng
I
Phát hiện có sửa trong hộp Phát hiện có đối tượng trong ống

2.1.3.3 Cảm biến quang điện
Hình bên dưới cho chúng ta thấy nguyên lý của sensor quang
• Bộ phát tao ra chùm ánh sáng thấy hoặc không thấy dùng
LED hoặc laser diode.
• Bộ thu sử dụng photodiode hoặc phototransistor.
I
Dao động
Sóng vuông
Thấu kính Thấu kính
Ánh sáng
LED Phototransistor
Lấy mẩu
Kiểm tra
Chuyển
mạch
+V +V
Chú ý : Lắp đặt đối xứng và thẳng hàng.

Để giải quyết vấn trên thi bộ phát và chung lắp chung với nhau,
• Bộ phát tao ra chùm ánh sáng thấy hoặc không thấy dùng
LED hoặc laser diode.
• Bộ thu sử dụng photodiode hoặc phototransistor.
I
Vật thể
Diode quang Máy phát sóng
Transitor quang Bộ lọc Bộ khuếch đại
Tín hiệu ra
Bộ phận phát
Bộ phận thu

• Cảm biến quang thu phát độc lập
I
Đặc điểm: Độ tin cậy cao, phát hiện xa, không ảnh hưởng bởi bề
mặt của đối tượng

• Cảm biến quang thu phát chung có gương phản xạ
I
Gương phản xạ được chế tạo với gương phân cực quay 1 góc
900. Nếu ánh sáng tực tiếp chiếu vào gương phản xạ thì bộ thu
mới nhận được.
Thấu kính
Phân cực
Thấu kính
Phân tích
Gương phản xạ
Thấu kính
Phân cực
Thấu kính
Phân tích
Mục tiêu phản xạ
Nguyên lý
Nguyên lý bộ lọc phân cực

Bộ Phát
Thấu kính Phát
Thấu kính thu
Bộ kiểm tra vị trí
• Cảm biến quang đặt khoảng cách
• Ánh sáng từ bộ phát hội tụ tại một điểm duy nhất, sao cho cường độ
ánh sáng lớn nhất tại tiêu cự.
• Thiết bị kiểm tra sẽ tìm điểm cắt nhau của hai đường của bộ phát và
bộ kiểm tra từ hai góc khác nhau
• Nếu mục tiêu xuất hiện trước và sau tiêu cự, thì bộ kiểm tra sẽ
không thấy
I
Bộ phát
Bộ kiểm
tra
Tiêu cự
Một điểm Nhiều điểm

Ứng dụng
Kiểm tra đường kính ngoài
Kiểm tra khoảng cách Bánh mì
Kiểm tra nước trong chai
I

Dạng thu phát chung không
cần gương phản xạ
Dạng thu phát riêng
Sau đây là hình dạng của một số loại cảm biến quang của hãng
OMROM.
Dạng thu phát có gương phản xa
Cảm biến sợi quang
I

2.1.3.4 Encoder (Bộ mã hóa quang)
Encoder là cảm biến thường dùng để đo vị trí góc của trục động
cơ, máy công cụ, băng tải…
Encoder có hai loại:
• Encoder tăng dần đầu ra là 2 xung có thể để xác định sự
dịch chuyển, bằng cách đếm xung để xác định dịch chuyển,
vân tốc được xác định bằng cách tính toán thời gian giữa
hai xung
• Encoder tuyệt đối đo vị trí của truc ở một vòng quay đầu ra
là mã grey
I

• Encoder tăng dần
Loại này được gắn trên trục quay, trên đĩa có n rãnh.
Đĩa encoder Nguyên lý Tín hiệu ra
I

Độ phân giải:
I
Độ phân giải của encoder: Bằng cách lấy 3600 chia cho số xung
của một vòng quay
Ví dụ: encoder có 3600 xung trên một vòng vậy độ phân giải là
0
1
.
0
3600
360
Giai
Phan
Do =
=
Encoder tăng dần có thể ứng dung như sau:
Xác định được vị trí của truc quay bằng cách đếm số xung nhân
với độ phân giải.

Dưa trên mối quan hệ giữa pha A và pha B chúng ta xác định
chiều quay của trục động cơ.
Độ phân giải:
I
0
1
.
0
3600
360
Giai
Phan
Do =
=

Tính toán số xung từ đầu ra của encoder trong một khỏan thời
gian cố định, tính vận tốc góc theo radians/see hoặc RPMs
Độ phân giải:
I
0
1
.
0
3600
360
Giai
Phan
Do =
=

Encoder tuyệt đối là một thiết bị máy điện được sử dụng để
cung cấp tín hiệu phản hồi cho các ứng dụng điều khiển
chuyển động.
Các encoder có thể phát hiện vị trí của trục bên trong một vòng
quay
Đầu ra của encoder là nhị phân đặc trưng cho vị trí của đĩa trên
trục quay.
I
• Encoder tuyệt đối

Nguyên lý Encoder mã gray và BCD
I

I
Mã Thập Phân Mã Grey
1 818.2
2
980.2
3
998.0
4
999.8
5
1000.0
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
0001
0011
0010
0110
0111
0101
0100
1100
1101
1111
1110
1010
1011
1001
1000
0 0000
Encoder mã gray và BCD

2.1.3.5 Cảm biến giao thoa laser
Cảm biến này dùng để đo kích thước của đối tượng chính xác tới
µm
Nguyên lý cảm biến laser
• CCD: Charge Coupled Device
trong và có nghĩa là “thiết bị tích
điện kép”
• CCD có nhiệm vụ biến đổi
quang năng của ánh sáng tới
thành các tín hiệu điện nhờ các
photodiode và các vi mạch điện
bên cạnh các photodiode đó
I

Một số ứng dụng của cảm biến laser dùng để đo khoảng cách
Ứng dụng
Đo khoảng cách hai bên giấy để xử lý Đo đường kính giấy
I
2.1.3.5 Cảm biến giao thoa laser

2.1.3.6 Đo trọng lượng (Weight Measurement)
Ngày nay, trọng lượng thông thường được đo bằng load cell
dựa trên biến dạng
• Các ảnh hưởng điện trở
Điện trở của chiều dài dây dẫn được cho bởi công thức.
0 0 0
/
R L A

=
Trong đó: Kí hiệu “0” bên dưới là điều kiện ban đầu
Nếu dây dẫn được kéo, chiều dài của nó sẽ tăng, diện tích của
nó sẽ giảm. Điện trở mới là:
I
( ) ( )
0 0
/
R L L A A
  
= + −

I
( ) ( )
0 0
/
R L L A A
  
= + −
Nhưng giá trị của nó vẫn duy trì xấp xỉ bằng hằng số
( ) ( )
0 0 0 0
/
L A L L A A
 
= + −
Thay thế, triển khai, rút gọn bỏ qua thành phần bậc hai ta có:
( )
0 0
1 2 /
R R L L

= +
0 0
. .
/ 2 /
i e
R R L L
 

Do đó, sự thay đổi nhỏ của điện trở tỉ lệ với sự thay đổi nhỏ
của chiều dài, hay nói cách khác nó sẽ tỉ lệ với biến dạng.

I
Theo định luật “Hooke” biến dạng sẽ tỉ lệ với sức căng, sức
căng là lực tác dụng lên một đơn vị diện tích.
0
/ /
F A E L L

=
Từ đây chúng ta thấy rằng sự thay đổi ở điện trở có thể sử
dụng đo lực. Thiết bị đó gọi là thiết bị đo biến dạng.
Tuy nhiên điện trở là một hàm không chi theo biến dạng mà
còn phụ thuộc vào nhiệt độ
( )
0 0
1 ( )
R R a T T
= + − a: hệ số nhiệt độ 0C-1
A: Diện tích mặt cắt m2
E: Suất đàn hồi Young Nm-2
ρ: Suất điện trở mΩ
F: Lực tác động lên dây dẫn N

• Thiết bị đo biến dạng (Strain Gauges)
I
Thông thường lọai thiết bị đo biến dạng bao gồm lá kim loại
mỏng được gắn vào tấm nhựa mỏng. Hình dưới là cấu tạo của
thiết bị đo biến dạng
Điện trở thiết bị đo biến dạng
được đo bởi cầu Wheatstone
0 T
R R

+
0
R 0
R
0 s T
R R R
 
+ +
1
V 0
V

• Thiết bị đo biến dạng (Strain Gauges)
I
Nếu điện trở được chọn giống nhau R0, điện trở ban đầu,
sự thay đổi điện trở do ảnh hưởng biến dạng. Sự thay đổi
do ảnh hưởng nhiệt độ. Thì điện áp V0 được tính như sau:
s
R

s
R

1
0
0
0.5
2 2
s
s T
V
V R
R R R

 

+ +
Điện áp đầu ra tỉ lệ với biến dạng, điện áp nguồn V1=10VDC,
đầu ra 0-20mV.
Tín hiệu yêu cầu là tín hiệu liên tục 4-20mA tỉ lệ với lực,
hoặc là tín hiệu số cho bộ chuyển đổi

• Load Cell
I
Dung cụ đo biến dạng là thiết bị rất mỏng manh. Vì vậy để đo
trong lượng trong môi trường thiết bị, nó phải được đặt trên
một kết cấu đặc biệt gọi là “load cell”
Có nhiều loại Load cell. Loại hộp đứng được sử dụng chung
cho tải lên đến 250 tấn.
L
R4 R3
R1 R2

Ứng dụng
Hộp nối
Hiển thị Máy tính
Cổng kết nối
I
2.1.3.6 Cảm biến lực và tải trọng

Nhiệt độ là đại lượng thông dụng và quan trọng trong công
nghiệp. Pham vi từ -250 – +6500C có thể được thực hiện bởi
“Cặp nhiệt” và “Thiết bị điện trở nhiệt” (RTD).
Cặp nhiệt rẻ hơn nhiệt điện trở và không chính xác.
I
2.1.3.7 Đo nhiệt độ (Temperature Measurement)
• Nguyên lý cặp nhiệt
Khi hai dây dẫn kim loại khác nhau được nối lại với nhau tao
thành mạch như sau:
Kim loại A
Kim loại B
Nóng Lạnh
B
Nóng
Tham
chiếu

I
• Các lọai cặp nhiệt
Cặp nhiệt thường được tham chiếu bởi các kí tự như sau: loại
E, J, K, R, T tùy thuộc vào vật liệu
Loại Các kim loại được sử dụng Dãi nhiệt độ
J Iron - Constantan 00C ÷ +7600C
E Chromel - Constantan -100 ÷ +10000C
R Platinum-Platinum/13%Rhodium -00C ÷ +10000C
K Chromel - Alumel -00C ÷ +13700C
S -00C ÷ +17500C
T Copper - Constantan -600C ÷ +4000C
Platinum-Platinum/10%Rhodium

I
Cặp nhiệt thường được tham chiếu bởi các kí tự như sau: loại
E, J, K, R, T tùy thuộc vào vật liệu
• Lắp đặt cặp nhiệt
Hình bên dưới cặp nhiệt được nối với bộ chuyển đổi thông
qua dây đồng. Do điểm tham chiếu được tách ra 2 phần.
Chúng phải được giữ gần nhau để để chúng có cùng nhiệt độ
B
Nóng
Tham chiếu
A
Cu
Cu B
Nóng
Tham chiếu
A
Cu
Cu
Cáp bù có tính chất
giống như cặp nhiệt

I
Cặp nhiệt có thể được sử dụng để đo giá trị trung bình của
nhiệt độ
T1
Tham chiếu
Cu
Cu
Cáp bù có tính chất giống như cặp nhiệt
T2
T3
+
-
+
-
+
-

I
Cặp nhiệt có thể được sử dụng để đo giá trị sai lệch của nhiệt
độ
T1
Tham chiếu
Cu
Cáp bù có tính chất giống như cặp nhiệt
T2
+
-
+
-
Vỏ bọc

I
• Thiết bị nhiệt điện trở
Điện trở là một hàm của nhiệt độ. Do đó bằng cách đo sự thay
đổi điện trở thi nhiệt độ có thể xác định.
2
0 (1 )
R R aT bT
= + −
Trên 00C:
2 3
0 (1 ( 100) )
R R aT bT c T T
= + − − −
Dưới 00C:
Trong đó: Kí hiệu “0” bên dưới là điều kiện ban đầu
R: Điện trởΩ
T: Nhiệt độ 0C
a=3.9083x10-3 (0C-1)
b=5.775x10-7 (0C-1)
c=4.183x10-12 (0C-1)

I
Có một số loại cảm biến nhiệt điện trơ:
Pt100 có thể do nhiết độ tới 6000C tương ứng với R0=100Ω
Từ 600-8500C sử dụng Pt10 tương ứng với R0=10Ω
• Chế tạo RTD
Gồm dây điện
trở platinum
quấn trên ống
thủy tinh
Dây Platinum
Vỏ gốm
Cuộn dây Platinum

Hình 2.33
Hình dạng thực tế của cảm biến điện trở kim loai
I

I
2.1.3.8 Đo mức (Level Measurement)
Có nhiều phương pháp đo mức khác nhau. Ba phương pháp
quan trọng nhất là:
• Điện dung
• Siêu âm
• Kỹ thuật hạt nhân
• Điện dung
Điện dung giữa điện cực và thành bình là một hàm theo hình
dạng và chất điện môi.
Khi mức nước thay đổi sẽ điện dung sẽ thay đổi sẽ được đo
bởi dòng điện từ bộ chuyển đổi
Trans
Điện cực
Điện môi
4-20mA
Điện cực

I
Nguyên lý họat động mô tả như hình sau. Cảm biến bao gồm
máy phát và máy thu. Sóng siêu âm được phát ra từ máy phát
đến bề mặt được kiểm tra từ bộ thu.
Thời gian lan truyền là một hàm thay đổi tuyến tính theo mức
của bề mặt
• Siêu âm
Cảm biến siêu âm có thể đo mức chất
lỏng và chất rắn.
Cảm biến siêu âm rất hữu dụng đo
mức chất rắn
Trans
4-20mA

I
Cảm biến siêu âm là không có tiếp điểm nhưng nó chịu ảnh
hưởng của môi trường do vật liệu cấu tạo nó.
Cảm biến siêu âm không đo được chất lỏng có bề mặt có bọt
khí
Để giải quyết nhiễu do môi trường
• Siêu âm
Trans
4-20mA
Trans
4-20mA

I
Đo mức hạt nhân dựa trên sự hấp thụ tia gamma
Sự hấp thu đối với vật liệu đã cho là một hàm theo mật độ của
vật liệu và chiều dài của đường dẫn.
Hình bên dưới giới thiệu về nguyên lý như sau:
Nguồn là vật liệu phóng xạ
một chùm tia gamma xuyên
qua bình.
Sự bức xạ được kiểm tra bởi
phía bên kia của bình bằng
ống “Geiger Muller”.
Trans
4-20mA
Bộ kiểm tra
Nguồn

I
Mật độ phóng xạ sẽ thay đổi tuyến tính tỉ lệ với mức nước
trong bình
Việc hiệu chỉnh mức cần đo phụ thuộc vào mật độ Max-Min
của thang cần đo
Trans
4-20mA
Bộ kiểm tra
Nguồn

I
2.1.3.8 Đo lưu lượng (Flow Measurement)
Đây là phương pháp đo lưu lương liên tục dạng chỉ thị. Có
nguyên lý như hình vẽ
• Đo lưu lượng kiểu phao
Phao nâng lên hạ xuống phụ
thuộc vào lưu lượng qua khe.
Thông qua thang chia ta có
thể đọc được giá trị
Đường đọc giá trị của các lọai phao khác nhau
Phao
Thang đo
Ống thủy tinh
có hình nón

I
Đây một lọai khác của đo lưu lương liên tục dang phao. Có
nguyên lý như hình vẽ
• Đo lưu lượng bằng cách đo dịch chuyển
Cấu tao gồm:
• Phao
• Cuộn dây sơ cấp
• Cuộn dây thứ cấp
• lõi sắt
Cuộn dây
sơ cấp
Cần dẫn
hướng
Cuộn dây
thứ cấp
Lõi sắt
Phao

I
Nguyên lý họat động được mô tả như hình sau:
• Đo lưu lượng bằng cách đo dịch chuyển
Cấu tao gồm ba cuộn dây:
• 1 cuộn sơ cấp
V0
X
• Khi lưu lượng thay đổi làm cho lõi sắt dịch chuyển từ
điểm giữa làm tăng điện áp ở cuộn thứ nhất giảm điện áp ở
cuộn thứ hai:
• 2 cuộn thứ cấp giống như nhau và
nối ngược nhau để triệt tiêu nhau khi
tại vị trí cân bằng “V0=0”
0
Output .
V K X
= =

I
Nguyên lý họat động của đo lưu lượng kiểu điện từ được mô
tả như hình sau:
• Đo lưu lượng kiểu Điện từ
Nếu một chất điện phân chảy dọc
trục thông qua một trường điện từ,
thì emf được tạo ra
EMF là gì? e
e
d
Q
B
Dòng điện
Từ trường
Electric and Magnetric Fields

I
EMF có thể đo bằng cách sử dụng điện cực, là một hàm tỉ lệ
với tốc độ lưu lượng, được tính như sau:
e
e
d
Q
B
Output e kBQd
= =
Trong đó:
• e Kí hiệu EMF (V)
• k Hằng số dụng cụ đo
• B Cường độ từ trường (Wb)
• Q Lưu lượng (m3s-1)
• d khoảng cách điện cực (m)

I
Đo lưu lượng kiểu điện từ không có hiện tượng xâm thực, vì
vật không có tổn thất áp suất khi qua nó và các vật liệu chế tạo
là không thay đổi
Kết quả là thích hợp đo tất cả các lọai chất lỏng đặc biệt chất
rắn như bùn khá chính xác
Ngoài ra chúng có những nhược điểm là không thể đo được
khí (ở dạng hơi), dung môi, không có nước (khô), Nói chung
không đo được những “chất không có mặt của ion”

I
Có hai loại đo lưu lượng kiểu siêu âm:
• Đo thời gian truyền
• Hiệu ứng Doppler
Sự khác nhau cơ bản là phương pháp đo thời gian là dùng cho
nước sạch. Trong khi đó hiệu ứng Doppler có thể sử dụng cho
lưu lượng loại chất bẩn hoặc bùn.
• Đo lưu lượng kiểu Siêu âm
1. Đo thời gian truyền
Thiết bị do lưu lượng kiểu đo thời gian truyền là gửi các xung
với năng lượng của sóng siêu âm theo đường chéo qua đường
ống

I
1. Đo thời gian truyền
Thời gian truyền được đo từ
khi máy phát sẽ gửi xung
đến khi máy thu phát hiện
xung đó.
Mỗi vị trí chứa máy phát
và máy thu.
Các xung được gửi theo dòng chảy hoặc ngược lại, vận tốc
của lưu lượng được tính toán từ thời gian khác nhau giữa hai
hướng
L
a
a1
v
a1
a
v
Θ
B
A
Đo thời gian truyền

I
1. Hiệu ứng Doppler
Thiết bị hiệu ứng Doppler
dựa vào các đối tượng có
mật độ thay đổi theo dòng
lưu lượng.
Dụng cụ đo hiệu ứng Doppler, một chùm năng lượng sóng siêu
âm được truyền theo đường chéo qua ống.
Một phần năng lượng sóng siêu âm được phản xạ về từ thực tế
thay đổi theo mật độ của dòng chảy.
f1 f2
Θ
A
Hiệu ứng Doppler

I
1. Hiệu ứng Doppler
Do các đối tượng đang
chuyển động. Năng lượng
sóng siêu âm phản xạ có
một tần số khác.
Khoảng chênh lệch giữa tín
hiệu ban đầu và tín hiệu quay
về là tỉ lệ với vận tốc lưu
lượng.
f1 f2
Θ
A
Hiệu ứng Doppler

I
Giá của đo lưu lượng kiểu siêu âm không phụ thuộc vào kích
kở đường ống, vì vậy hiệu quả kinh tế cho đường ống có kích
thước lớn
Chỉ thích hợp duy nhất cho lưu lượng chất lỏng sạch và gas tai
áp suất cao hơn 10bar.

I
pH là gì?
pH là độ axit. Ví dụ, ngành công nghiệp hóa chất, axit là chất
thử trong nhiều loại phản ứng cần phải được điều khiển để cho
phản ứng hóc học có thể xảy ra tối ưu.
Trong ngành công nghiệp nước sinh hoạt pH cũng cần phải
được điều khiển để thỏa mãn yêu cầu pháp luật.
Giá trị pH được tính theo công thức sau:
• Đo pH
10
log (1)
pH H +
 
= −  
Trong đó : nồng độ ion trong dung dịch nước với đơn vị là
ions/L
 

I
• Đo pH
Nước tinh khiết ở điều kiện bình thường sẽ bị phân ly theo
phương trình phản ứng:
2 (2)
H O H OH
+ −
 +
Ở trạng thái cân bằng khoảng 250C nồng độ của nó:
14
. 10 (3)
H OH
+ − −
    =
   
Sự phân ly phải tao ra nồng độ bằng nhau của H+ và OH-
7
10 (4)
H OH
+ − −
   
= =
   
Do đó nước tinh khiết được đinh nghĩa như sau:
7
10
log 10 7 (5)
pH −
 
= − =
 
• pH trung tính

I
• Đo pH
Nồng độ pH nằm trong phạm vi 0-14 và đối xứng tại pH=7.
từ 0-7 có độ axit, 7-14 có độ kiềm.
Để đánh giá độ pH của dung dịch kiềm bằng cách thay thế H+
trong phương trình 1 từ phương trình 3.
14
10
10
10
log
14 log (6)
pH
OH
OH
−
−
−
 
= −  
 
 
= +  
• pH trung tính

I
• Đo pH
Axit và kiềm hòa tan trong dung dịch nước. Axit và kiềm
mạnh như HCL và NaOH hoàn tòan có thề hòa tan. Điều này
có nghĩa là tất cả ion H+ và OH- có thể đo được bằng điện cực
pH. HCL H CL
NaOH Na OH
+ −
+ −
 +
 +
• Axit và kiềm mạnh
Nếu khối lượng hai dung dịch axit và kiềm bằng nhau được
hòa với nhau kết quả sẽ trung tính với pH=7. ví dụ
2
HCL NaOH NaCL H O
+  +
Muối NaCl có thể phân ly hoàn toàn và trung tính
NaCL Na CL
+ −
 +

I
• Đo pH
Nước tinh khiết phân ly yếu như sau:
2
H O H OH
+ −
 +
Trong thực tế, rất khó để có
được khối lượng chính xác, vì
vậy dung dịch trung hòa có
thể trong khỏang pH=6 và
pH=8. 2
4
6
8
10
12
pH
NaOH
pK=4.75
HCL
CH3COOH
Hình bên cho ta thấy đặc tính trung hòa axit bằng cách thêm
NaOH. Và độ dốc thẳng đứng tại pH=7.

I
• Đo pH
Hình bên cho ta thấy đặc tính trung hòa axit bằng cách thêm
NaOH. Và độ dốc thẳng đứng tại pH=7.
Xem xét 1m3 dung dịch HCL
tương ứng pH=2 bằng cách
trung hòa NaOH để nâng
pH=12 thì lượng NaOH cần
thiết ở cho 1 đơn vị từ 2-7
được miêu tả như bảng sau:
Thay đổi pH L NaOH Tổng L
2-3 818.2 818.2
3-4 162.0 980.2
4-5 17.8 998.0
5-6 1.8 999.8
7-8 0.2 1000.0

I
• Đo pH
Cảm biến pH bao gồm một điện cực thủy
tinh và điện cực tham chiếu. Hai điện cực
này kết hợp với nhau thành một khối duy
nhất được mô tả như sau:
• Điện cực thủy tinh
Điện cực thủy tinh có bóng đèn thủy tinh
mỏng cho phép ion H+ có thể thấm qua
Bên trong bóng đèn thủy tinh có chứa
HCl, với pH=0-1.
HCL
KCL
Pt
Ag
AgCL
Lỗ thủng
Điện cực có một dây platin bên trong tao thành bộ nối điện

I
• Đo pH
Điện cực tham chiếu bao gồm một dây
bằng bạc phủ bên ngoài một lớp AgCL
ngâm trong dung dich chuẩn KCl, nghĩa là
nồng độ của dung dịch đã biết
Lỗ thủng nhiều lỗ thủng thiết lập liên kết
điện giữa dung dịch KCl và dung dịch quá
trình
Mỗi điện cực có thể coi như là một nữa
pin mà nó tạo ra EMF
HCL
KCL
Pt
Ag
AgCL
Lỗ thủng
Hai cực kết hợp với nhau tao thành mạch điện hóa học

I
• Đo pH
Khi bóng đèn thủy tinh đặt trong quá trình,
sự khác nhau, nồng độ ion H+ xuyên qua
bóng đèn gây ra sự khuếch tán.
Một EMF rất nhỏ được tao ra tỉ lệ trực
tiếp với pH được đo
Mục đích của điện cực tham chiếu là
mạch hoàn chỉnh, EMF được tao ra được
biết trước và trái dấu với EMF được tạo ra
bởi điện cực thủy tinh do sự thay đổi của
đại lượng cần đo.
HCL
KCL
Pt
Ag
AgCL
Lỗ thủng

I
• Đo pH
Sự khác nhau giữa hai EMF được đo bởi
một thiết bị độc lập và được cho bởi
phương trình “Nernst”
HCL
KCL
Pt
Ag
AgCL
Lỗ thủng
0 10
log
e e kT H +
 
= +  
Trong đó:
• e thường là mV
• T là deg K
• e0, k Phụ thuộc vào sự kết hợp đặc của các điện cực và
dung dịch được sử dụng.

I
• Đo pH
Kết quả pH là tỉ lệ trực tiếp với sự thay đổi
của điện áp được đo và được tính tóan như
sau:
HCL
KCL
Pt
Ag
AgCL
Lỗ thủng
0
10
log
e e
pH H
kT
+ −
 
= − =
 

Cảm biến màu dưa trên nguyên tắc quang điện tử logic mờ và
nguyên tắc kính lọc màu.
Nguyên lý cảm biến màu Ứng dụng
I
2.1.3.9 Cảm biếm màu

Ứng dụng
• Kỹ thuật tự động: Điều khiển đối tượng theo màu sắc, kiểm
tra lớp phủ bảo vệ trên các chi tiết máy
• Điện tử học: Phát hiện lỗi của bản mạch, kiểm tra màu cáp
• Sản xuất thủy tinh: Phát hiện lỗi của bản mạch, kiểm tra màu
cáp
• Chế biền gỗ: nhận biết các loại gỗ
• Sản xuất đồ gốm: phân biệt các sản phẩm theo màu
• Sản xuất giấy: nhận biết các đồ giấy và nhãn
• Công nghiệp đóng gói: nhận biết và định vị nhãn
I
2.1.3.9 Cảm biếm màu

CAC LOAI CAM BIEN / BIEN TAN TRONG HE THONG DK.pdf

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to CAC LOAI CAM BIEN / BIEN TAN TRONG HE THONG DK.pdf

Similar to CAC LOAI CAM BIEN / BIEN TAN TRONG HE THONG DK.pdf (20)

CAC LOAI CAM BIEN / BIEN TAN TRONG HE THONG DK.pdf