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

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...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
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 daàucoù böôùc soùng töø 0.8m cho ñeán 1m cho neân döaï vaøo tính chaátnaøy 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 cuûanöôùc bieån vaø daàu thoâ.Ta coù: Töø 0,9m  1,0m (hoàng ngoaïi) thì chæ coù heä soá phaûn xaïcuûa daàu thoâ coøn nöôùc bieån khoâng coù heä soá phaûn xaï nhö vaäy caêncöù vaøo heä soá phaûn xaï treân ta tieán haønh choïn caùc linh kieän ñieäntöû cho phuø hôïp. Maët khaùc caên cöù vaøo tính chaát böùc xaï aùnh saùng laø nhöõngkhoaûng 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 trongdaûi böôùc soùng hoàng ngoaïi.2.4.1. Phaân tích löïa choïn caûm bieán.Ta coù coâng thöùc tính böôùc soùng: h.c  Wtrong 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 soùngtöø 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 nguyeântoá 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 choñieän phaùt quang. Söï taùi hôïp giöõa vuøng daãn vaø vuøng hoaù laø tröïctieáp. Tuyø theo söï pha taïp maø böùc xaï do söï taùi hôïp trong GaAs coùcöïc ñaïi giöõa 880 vaø 940nm trong hoàng ngoaïi gaàn, maét khoâng theånhìn thaáy ñöôïc. Böùc xaï phaùt sinh chuû yeáu laø qua söï taùi hôïp. Naêng löôïngphoton 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 thaáy2.4.2. 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 hình2.9. Trong phaàn nghieân cöùu cuûa ñeà taøi naøy toâi choïn linh kieänthu 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mTia 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 LedLed 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 ñeántaàn soá cao ...