Chương 10: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CUẢ CẢM BIẾN Cảm biến được cấu tạo bởi một quang điện trở CdS thu và Led hồng ngoại phát IR được đặt song song cạnh nhau trong cùng một vỏ bọc như hình vẽ. Hình 2.13. Cấu tạo của bộ cảm biến hồng ngoại Do cảm biến phải làm việc trong một môi trường đầy nhiễu do các ánh sáng không cần thiết cho nên để giảm bớt các khó khăn trên ta thiết kế một màng lọc hồng ngoại rất hữu ích để chống lại ánh sáng nhiễu. Bất cứ dầu mỏ nào đặt gần cảm biến đều tạo dòng quang điện ở quang điện trở CdS. Tức là Led hồng ngoại phát ra ánh Dầu mỏ Cảm biến hồng ngoại h sáng chiếu tới dầu mỏ và tia phản xạ tới tạo thành dòng quang điện ở quang điện trở CdS. Để xác đònh được nồng độ dầu mỏ trong nước thải la canh bằng cách xác đònh được điện áp đầu ra của cảm biến. 2.6. YÊU CẦU ĐẦU VÀO CỦA HỆ THỐNG Trong phạm vi của đề tài tôi chọn các thông số đầu vào để khảo sát: hàm lượng dầu mỏ C đ trong nước thải la canh, thể tích nước biển Q, thời điểm diễn ra thí nghiệm. ng với chế độ làm việc ở nhiệt độ 25 0C tương ứng nhiệt độ chuẩn và là nhiệt độ của môi trường. Xét ảnh hưởng của các yếu tố này đến khả năng làm việc của bộ cảm biến. Một trong những yêu cầu quan trọng nhất đối với khả năng phản xạ của cảm biến là hàm lượng dầu trong nước thải. Từ đó đưa ra giải pháp kiểm soát dựa trên MARPOL 73/78 nồng độ dầu trong chất thải nhỏ hơn 15ppm. Trong nước thải sản xuất có chứa hạt dầu, mỡ có khối lượng riêng nhỏ hơn nước nên chúng sẽ tạo thành một lớp màng mỏng phủ lên diện tích mặt nước khá lớn. Vận tốc hạt nổi lên phụ thuộc vào kích thước, khối lượng riêng và độ nhớt. 2.7. LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐẶT CẢM BIẾN HỒNG NGOẠI Có rất nhiều phương án đặt cảm biến hồng ngoại nhưng tuỳ thuộc vào vò trí cũng như điều kiện làm việc để lựa chọn vò trí đặt cảm biến. Một trong những phương án mà đề tài đưa ra là: 2.7.1. Phương án cảm biến đặt đối diện với nguồn phát Hình 2.14. Cảm biến đặt đối diện với nguồn phát Đối với phương án này thì đối tượng (dầu mỏ) sẽ cắt chùm tia. Ưu điểm của cách bố trí này là: Cự ly cảm nhận xa. Có khả năng thu được tín hiệu mạnh. Tỷ số độ tương phản sáng/tối lớn nhất. Đối tượng phát hiện có thể lặp lại. Nguồn phát Nguồn thu Bình chứa nước lacanh b a Hạn chế của cách bố trí này là: Đòi hỏi dây nối qua vùng phát hiện giữa nguồn sáng và cảm biến. Khó chỉnh thẳng hàng giữa nguồn sáng và cảm biến. Nếu đối tượng có kích thước nhỏ hơn đường kính hiệu dụng của chùm tia thì cần phải có thấu kính để thu hẹp chùm tia. nh hưởng mạnh của ánh sáng tự nhiên nên bò nhiễu. 2.7.2. Phương án cảm biến đặt cùng phía với nguồn phát Hình 2.15. Cảm biến đặt cùng phía với nguồn phát Phương án này ánh sáng đi tới gặp dầu mỏ rồi phản xạ trở về cảm biến. Vì hành trình của tia sáng theo cả hai chiều đi và về nên cự ly cảm nhận thấp hơn so với phương pháp đặt đối diện, nhưng không cần dây nối qua khu vực cảm nhận. Hạn chế chính của cách bố trí này là nguồn sáng khác chiếu vào mặt phản xạ có thể gây tác động sai. Nhưng được che chắn cẩn thận Nguồn phát Nguồn thu Bình chứa nước lacanh b a Màng che thì sẽ khắc phục được là không bò tác động sai, dễ bố trí và căn chỉnh và chỉ cần nối dây một phía. Tóm lại: Trong phương án bố trí cảm biến và nguồn phát như trên ta căn cứ vào điều kiện làm việc cũng như phụ thuộc vào hàm lượng dầu mỏ trong nước thải lacanh để chọn một phương án thoả mãn với điều kiện đề tài. Căn cứ vào những điều kiện của đề tài và tính ưu việt của mỗi phương án ta chọn phương án 2 là phương án bố trí cảm biến đặt cùng phía với nguồn phát. Trong thực tế, hàm lượng dầu trong nước lacanh phụ thuộc rất nhiều vào các yếu tố, phân bố rất phân tán, theo điều tra của một số nguồn tài liệu thì nồng độ dầu trong nước lacanh dao động trong khoảng từ 80 đến 280mg/lít. . trong những yêu cầu quan trọng nhất đối với khả năng phản xạ của cảm biến là hàm lượng dầu trong nước thải. Từ đó đưa ra giải pháp kiểm soát dựa trên MARPOL 73/78 nồng độ dầu trong chất thải. phát. Trong thực tế, hàm lượng dầu trong nước lacanh phụ thuộc rất nhiều vào các yếu tố, phân bố rất phân tán, theo điều tra của một số nguồn tài liệu thì nồng độ dầu trong nước lacanh dao động. chất thải nhỏ hơn 15ppm. Trong nước thải sản xuất có chứa hạt dầu, mỡ có khối lượng riêng nhỏ hơn nước nên chúng sẽ tạo thành một lớp màng mỏng phủ lên diện tích mặt nước khá lớn. Vận tốc hạt