chế tạo máy đo tốc độ gió dùng trong khai thác hầm lò phục vụ an toàn lao động

Theo điều kiện “Bảo vệ nổ” các thiết bị điện mỏ được chia ra các loại sau đây: 9 Thiết bị điện có vỏ không xuyên nổ 9 Thiết bị điện có mạch an toàn tia lửa 9 Thiết bị điện tăng cường độ

BỘ CÔNG THƯƠNG

VIỆN NGHIÊN CƯU ĐIỆN TỬ, TIN HỌC, TỰ ĐỘNG HÓA

X W Y Z X W

BÁO CÁO TỔNG HỢP

KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ DỰ ÁN

CHẾ TẠO MÁY ĐO TỐC ĐỘ GIÓ DÙNG TRONG KHAI THÁC HẦM LÒ PHỤC VỤ AN TOÀN LAO ĐỘNG

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU 7

1.1 XUẤT XỨ DỰ ÁN 7

1.2 CÁC THÔNG TIN CHUNG VỀ DỰ ÁN 7

1.3 CÁC VẤN ĐỀ CHUNG 8

1.3.1 Tổng quan về quản lý khí, thông gió mỏ 8

1.3.2 Thực trạng về an toàn và sử dụng thiết bị điện trong các mỏ than 9

1.4 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC 11

1.4.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước 11

1.4.2 Tình hình nghiên cứu và triển khai trong nước 12

1.5 THỰC TRẠNG SỬ DỤNG CÁC MÁY ĐO TỐC ĐỘ GIÓ TRONG MÔI TRƯỜNG HẦM LÒ CỦA VIỆT NAM 13

1.5.1 Máy đo tốc độ gió cầm tay 14

1.5.2 Máy đo tốc độ gió có thể kết nối thành hệ thống 17

1.6 SO SÁNH ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA CÁC MÁY ĐO TỐC ĐỘ GIÓ 20

1.6.1 So sánh các máy đo tốc độ gió cầm tay 20

1.6.2 So sánh các máy đo tốc độ gió dùng trong hệ thống 20

1.7 MỤC TIÊU CHẾ TẠO CÁC MÁY ĐO TỐC ĐỘ GIÓ 21

1.8 CÁC VẤN ĐỀ CÔNG NGHỆ ĐÃ GIẢI QUYẾT ĐƯỢC CỦA DỰ ÁN 21

1.8.1 Các vấn đề công nghệ cần giải quyết 21

1.8.2 Các nội dung đã hoàn thiện cho sản phẩm của dự án 22

1.9 SẢN PHẨM CỦA DỰ ÁN 23

1.9.1 Máy đo tốc độ gió cầm tay 23

1.9.2 Máy đo tốc độ gió dùng trong hệ thống 24

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO SẢN PHẨM 25

2.1 NGUYÊN TẮC CHẾ TẠO 25

2.1.1 Nguyên tắc chung 25

2.1.2 Lựa chọn các phần tử 25

2.2 HOÀN THIỆN THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MỚI MÁY ĐO TỐC ĐỘ GIÓ40 2.2.1 Hiệu chỉnh, hoàn thiện thiết kế máy đo tốc độ gió cầm tay 40

2.2.2 Thiết kế, chế tạo mới máy đo tốc độ gió dùng trong hệ thống 49

CHƯƠNG 3 THỬ NGHIỆM THIẾT BỊ 61

3.1 THỬ NGHIỆM THIẾT BỊ TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM 61

3.1.1 Mục tiêu thử nghiệm 61

3.1.2 Thử nghiệm trong phòng thí nghiệm 61

3.2 THỬ NGHIỆM THIẾT BỊ TRONG ĐIỀU KIỆN THỰC TẾ 76

3.2.1 Mục đích và yêu cầu thử nghiệm 76

3.2.2 Nội dung phương án thử nghiệm 76

CHƯƠNG 4 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CỦA DỰ ÁN 84

4.1 QUY TRÌNH CHẾ TẠO 84

4.1.1 Quy trình chế thử 84

4.1.2 Quy trình công nghệ chế tạo hàng loạt sản phẩm 86

4.1.3 Quy trình hiệu chuẩn thiết bị 89

4.1.4 Quy trình hoàn thiện công nghệ chế tạo sản phẩm hàng loạt 90

4.2 QUY TRÌNH SẢN XUẤT VÀ ĐIỀU HÀNH 91

4.2.1 Danh mục vật tư và linh kiện 92

4.2.2 Mua vật tư linh kiện, kiểm tra và nhập kho 92

4.2.3 Nhận vật tư linh kiện để sản xuất 93

4.2.4 Chuẩn bị vỏ 94

4.2.5 Hàn linh kiện dán 94

4.2.6 Hàn linh kiện cắm 95

4.2.7 Kiểm tra 95

4.2.8 Vệ sinh mạch và vệ sinh công nghiệp 95

4.2.9 Kiểm tra mạch 96

4.2.10 Chạy thử, hiệu chỉnh mạch 96

4.2.11 Lắp mạch vào vỏ 97

4.2.12 Hiệu chỉnh máy đo (calib và đặt địa chỉ máy đo) 97

4.2.13 Kiểm định tại Trung tâm an toàn mỏ 97

4.2.14 Đóng gói sản phẩm 97

4.2.15 Lắp đặt và bảo hành 97

4.2.16 Tổng kết nâng cao chất lượng 97

4.2.17 Quản lý thiết bị 98

4.2.18 Tài liệu sản xuất 98

4.2.19 Kiểm soát quá trình sản xuất 98

4.2.20 Kiểm soát các thiết bị sản xuất 99

CHƯƠNG 5 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC HIỆN 100

5.1 KẾT QUẢ THỰC HIỆN 100

5.1.1 Về sản phẩm 100

5.1.2 Về số lượng sản phẩm chế tạo được 105

5.1.3 Về tài liệu công nghệ 106

5.1.4 Về tài liệu khoa học 106

5.1.5 Về hợp đồng kinh tế 106

5.1.6 Các kết quả khác 106

5.2 ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CỦA DỰ ÁN 107

5.2.1 Hiệu quả kinh tế 107

5.2.2 Hiệu quả xã hội 107

5.2.3 Hiệu quả về khoa học công nghệ 107

5.3 ĐÁNH GIÁ VỀ TÍNH MỚI, TÍNH SÁNG TẠO CỦA DỰ ÁN 108

5.3.1 Tính mới của sản phẩm dự án 108

5.3.2 Tính sáng tạo 108

5.4 ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ HOÀN THÀNH CỦA DỰ ÁN 108

5.4.1 Về sản phẩm 108

5.4.2 Về kinh phí 109

5.5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 110

LỜI CẢM ƠN 111

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Máy đo gió cơ học DFA-3 14

Hình 1.2 Máy đo gió điện tử PMA-2008 15

Hình 1.3 Máy đo gió điện tử TFP-1000-1 16

Hình 1.4 Máy đo gió điện tử TFP-1000-1 17

Hình 1.5 Máy đo tốc độ gió TFR 17

Hình 1.6 Máy đo tốc độ gió dùng trong hệ thống của Ba Lan (SAT-1) 18

Hình 1.7 Máy đo tốc độ gió dùng trong hệ thống Ba Lan -MPP 18

Hình 1.8 Máy đo tốc độ gió KGF2 dùng trong hệ thống của Trung Quốc 19

Hình 2.14 Cảm biến đo nhiệt độ, độ ẩm 36

Hình 2.15 Cấu trúc bên trong bộ cảm biến đo nhiệt độ, độ ầm 36

Hình 2.16 Cảm biến tốc độ gió dùng trong hệ thống 37

Hình 2.17 Sơ đồ khối khối máy đo tốc độ gió cầm tay VIELINA-AE.01 39

Hình 2.18 Sơ đồ khối khối máy đo tốc độ gió cầm tay VIELINA-AE.01 42

Hình 2.19 Sơ đồ nguyên lý máy đo tốc độ gió cầm tay VIELINA-AE.01 43

Hình 2.20 Sơ đồ mạch in máy đo tốc độ gió cầm tay VIELINA-AE.01 44

Hình 2.21 Lưu đồ thuật toán phần mềm thiết bị đo tốc độ gió VIELINA-AE.01 45

Hình 2.22 Thiết kế vỏ máy đo tốc độ gió cầm tay 46

Hình 2.23 Sản phẩm máy đo tốc độ gió cầm tay VIELINA-AE.01 48

Hình 2.24 Sơ đồ mô tả các dòng xoáy và bố trí cảm biến thu phát siêu âm 50

Hình 2.27 Sơ đồ khối máy đo tốc độ gió dùng trong hệ thống VIELINA-AF.01 51

Hình 2.28 Sơ đồ nguyên lý khối phát tần số siêu âm 52

Hình 2.29 Sơ đồ nguyên lý khối thu và xử lý tín hiệu analog 53

Hình 2.30 Sơ đồ nguyên lý khối xử lý tính toán và hiển thị 53

Hình 2.31 Sơ đồ nguyên lý khối truyền thông 54

Hình 2.32 Sơ đồ nguyên lý khối nguồn cung cấp 54

Hình 2.33 Sơ đồ mạch in máy đo tốc độ gió dùng trong hệ thống 55

Hình 2.34 Lưu đồ thuật toán phần mềm máy đo tốc độ gió dùng trong hệ thống 56

Hình 2.35 Cấu trúc khung bản tin truyền thông 57

Hình 2.37 Sản phẩm máy đo tốc độ gió dùng trong hệ thống VIELINA-AF.01 60

Hình 3.1 Sơ đồ hệ thống thử nghiệm và hiệu chuẩn tốc độ gió 62

Hình 3.2 Hệ thống hiệu chuẩn tốc độ gió 63

Hình 3.3 Tủ điều khiển tạo môi trường nhiệt độ, độ ẩm HD-80T 65

Hình 3.4 Buồng tạo nhiệt độ, độ ẩm trong tủ môi trường 67

Hình 3.5 Màn hình cài đặt của tủ môi trường 67

Hình 3.6 Màn hình chạy chương trình của tủ môi trường 67

Hình 3.7 Thử nghiệm trong phòng thí nghiệm máy đo tốc độ gió VIELINA-AF.01 68

Hình 3.8 Hình ảnh tổng thể hệ thống giám sát tập trung tại phòng thí nghiệm 70

Hình 3.9 Màn hình kết nối máy tính chủ 70

Hình 3.10 Tủ giám sát trung tâm 40 kênh 71

Hình 3.11 Máy đo tốc độ gió dùng trong hệ thống VIELINA-AF.01 71

Hình 3.12 Bộ nguồn và điều khiển đóng cắt VIELINA-PCO 72

Hình 3.13.Sơ đồ bố trí thiết bị thử nghiệm tại xí nghiệp than Khe Tam 80

Hình 4.1 Quy trình công nghệ chế thử sản phẩm 85

Hình 4.2 Quy trình sản xuất và hiệu chỉnh sản phẩm 87

Hình 4.3 Quy trình hoàn thiện công nghệ chế tạo sản phẩm hàng loạt 91

Hình 5.1 Sản phẩm máy đo tốc độ gió cầm tay VIELINA-AE.01 thế hệ thứ nhất 100

Hình 5.2 Sản phẩm máy đo tốc độ gió cầm tay VIELINA-AE.01 thế hệ thứ hai 101

Hình 5.3 Sản phẩm máy đo tốc độ gió cầm tay VIELINA-AE.01 thế hệ thứ ba 101

Hình 5.4 Sản phẩm máy đo tốc độ gió cầm tay VIELINA-AE.01 thế hệ thứ tư 102

Hình 5.5 Mạch điện của máy đo tốc độ gió cầm tay VIELINA-AE.01 thế hệ thứ tư 102 Hình 5.6 Mạch in máy đo tốc độ gió VIELINA-AF.01 thế hệ thứ nhất 103

Hình 5.7 Vỏ máy đo tốc độ gió VIELINA-AF.01 thế hệ thứ nhất 103

Hình 5.8 Mạch in máy đo tốc độ gió VIELINA-AF.01 thế hệ thứ hai 104

Hình 5.9 Mạch in máy đo tốc độ gió VIELINA-AF.01 thế hệ thứ ba (đang sử dụng hiện nay) 104

Hình 5.10 Sản phẩm máy đo tốc độ gió dùng trong hệ thống VIELINA-AF.01 hiện nay 105

DANH SÁCH CÁN BỘ KHOA HỌC CHÍNH THAM GIA THỰC HIỆN DỰ ÁN

công tác Nội dung công việc tham gia

Thời gian thực hiện (số tháng quy đổi)

4 Nguyễn Hùng Kiên VIELINA Nghiên cứu, hoàn thiện sản phẩm 16

9 Nguyễn Thế Hùng VIELINA Thử nghiệm, đánh giá sản phẩm 12

10 Nguyễn Đức Giang VIELINA Thử nghiệm, đánh giá sản phẩm 12

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU 1.1 XUẤT XỨ DỰ ÁN

Dự án là kết quả của đề tài nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ cấp Bộ:

“Nghiên cứu, thiết kế chế tạo máy đo tốc độ gió cầm tay dùng cho khai thác hầm lò

phục vụ an toàn lao động” được nghiệm thu và đánh giá loại xuất sắc năm 2008 và

Giấy chứng nhận đăng ký kết quả đề tài nghiên cứu KHCN số TTKHCN

2009-24-114/KQNC-Dự án được thực hiện theo Quyết định số 6878/QĐ-BCT ngày 29 tháng 12 năm

2010 và Quyết định số: 6968/QĐ-BCT ngày 29 tháng 12 năm 2011của Bộ trưởng Bộ Công Thương về việc đặt hàng các nhiệm vụ khoa học và công nghệ các năm 2011, 2012; Hợp đồng đặt hàng sản xuất và cung cấp dịch vụ sự nghiệp công nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ số 11.11.SXTN /HĐ-KHCN ký ngày 12 tháng 6

năm 2011 của Vụ trưởng Vụ Khoa học Công nghệ

1.2 CÁC THÔNG TIN CHUNG VỀ DỰ ÁN

‰ Tên dự án: Chế tạo máy đo tốc độ gió dùng trong khai thác hầm lò phục vụ an

toàn lao động

‰ Thuộc Dự án sản xuất thử nghiệm cấp Bộ

‰ Cấp quản lý: Bộ Công Thương

‰ Thời gian thực hiện: 24 tháng (01/2011 - 12/2012)

‰ Kinh phí thực hiện dự án: 5.000 triệu đồng

ƒ Trong đó, từ Ngân sách sự nghiệp khoa học: 1.500 triệu đồng

ƒ Nguồn vốn khác: 3.500 triệu đồng

‰ Tổ chức chủ trì thực hiện dự án: Viện Nghiên cứu Điện tử, Tin học, Tự động hoá

‰ Địa chỉ: 156A Quán Thánh, Hà Nội

‰ Họ và tên người đứng đầu: Nguyễn Thế Truyện

‰ Chủ nhiệm dự án: Nguyễn Công Hiệu

‰ Học vị: Thạc sỹ Chức danh khoa học: Nghiên cứu viên

‰ Tên tổ chức đang công tác: Viện Nghiên cứu Điện tử, Tin học, Tự động hóa

‰ Địa chỉ: 156A Quán Thánh, Hà Nội

‰ Điện thoại: CQ: (04)37140150 NR:(04)37574349 Mobile:0912214595

1.3 CÁC VẤN ĐỀ CHUNG

1.3.1 Tổng quan về quản lý khí, thông gió mỏ

Trong những năm gần đây, sản lượng khai thác than của tập đoàn công nghiệp Than và Khoáng sản Việt Nam ngày càng tăng, tuy nhiên tỷ trọng sản lượng khai thác

lộ thiên ngày càng ít, do đó phải tăng cường khai thác than hầm lò tức là ngày càng phải khai thác xuống sâu Trong khai thác than hầm lò thì luôn có nguy cơ xảy ra các hiểm họa tai nạn như: cháy nổ khí mêtan, bục nước, sập hầm lò,… Trong các hiểm họa trên thì hiểm họa cháy nổ khí mêtan là khủng khiếp nhất vì nó xảy ra rất nhanh trong một diện rộng với nhiệt độ và áp suất ở mức rất cao, gây nguy hại đến tính mạng người lao động Trên thế giới cũng như ở Việt Nam vẫn thường xảy ra hiểm họa cháy nổ khí độc Vụ cháy nổ khí mêtan ngày 11/1/1999 tại Công ty Than Mạo khê làm 19 người bị chết và 12 người bị thương là nghiêm trọng nhất Vụ nổ tại đường lò V13 khu tây bắc ngã hai thuộc xí nghiệp khai thác than 190 Công ty Đông bắc ngày 29/5/1999 làm 3 người chết và 2 người bị thương Hai vụ nổ liên tiếp trong ngày 19/12/2002 tại XN than Suối Lại (Công ty than Quảng Ninh) và XN 909 (Công ty Địa chất và khai thác khoáng sản) làm tổng cộng 13 người chết và 5 người bị thương Ngày 6/3/2006 xảy ra

vụ cháy nổ khí mêtan tại Công ty than Thống Nhất làm 8 công nhân bị chết Ngày 8/12/2008 xảy ra vụ nổ khí mê tan tại Công ty than Khe Chàm làm chết 8 người và bị thương 24 người, vụ nổ khí mêtan ngày 2/7/2012 tại Giếng phụ mức 50-150 ở khai trường công ty than 86 (Tổng công ty Đông Bắc) làm 4 người thiệt mạng… Một trong những nguyên nhân gây nổ khí độc là do hệ thống thông gió chưa tốt, khí mêtan được tích tụ với nồng độ cao (5-10)% và nếu có xuất hiện tia lửa điện thì sẽ xảy ra cháy nổ khí Bởi vậy kiểm soát được tình trạng thông gió là điều tối cần thiết trong công tác đảm bảo an toàn khai thác mỏ Hiện nay, Tập đoàn công nghiệp Than và Khoáng sản Việt Nam (VINACOMIN) đã ra các quy định nghiêm ngặt về vấn đề an toàn lao động trong khai thác hầm lò

Từ năm 1999, Viện Nghiên cứu Điện tử, Tin học, Tự động hoá (VIELINA) đã đầu

tư nghiên cứu, chế tạo các hệ thống thiết bị phục vụ an toàn lao động trong khai thác

hiện đang được sử dụng trong nhiều Công ty thành viên khai thác hầm lò thuộc VINACOMIN Tuy nhiên các hệ thống giám sát tập trung chủ yếu giám sát khí mêtan, khí CO và chưa có máy đo tốc độ gió được nghiên cứu thiết kế chế tạo trong nước Nhận thấy được vai trò quan trọng của việc quản lý quá trình thông gió trong khai hác hầm lò để đảm bảo an toàn lao động nên Viện NC Điện tử, Tin học, Tự động hóa đã đăng ký dự án Từ tháng 01 năm 2011 VIELINA đã được giao chủ trì thực hiện dự án

sản xuất thử nghiệm cấp bộ: “Chế tạo máy đo tốc độ gió dùng trong khai thác hầm lò

phục vụ an toàn lao động” Trong quá trình thực hiện dự án, chúng tôi luôn phối hợp

chặt chẽ với VINACOMIN và các Công ty thành viên để đảm bảo sản phẩm chế tạo ra đáp ứng đầy đủ các yêu cầu của người sử dụng cũng như các yêu cầu về an toàn, phòng chống cháy nổ

1.3.2 Thực trạng về an toàn và sử dụng thiết bị điện trong các mỏ than

Ở Việt Nam những năm trước, sản lượng khai thác còn thấp và đa số ở mức nông,

do đó vấn đề an toàn trong khai thác mỏ hầm lò có lúc còn chưa được chú trọng và đầu

tư đúng mức Nhưng trong những năm gần đây công suất khai thác liên tục gia tăng và ngày càng mở rộng, xuống sâu thì vấn đề an toàn lao động đã luôn được đặt lên hàng đầu Hơn nữa qua các nghiên cứu của ngành than, vùng than Quảng Ninh có độ ngậm khí cao, có nơi khi xuống sâu hàm lượng khí mêtan có thể đạt tới 15m3/tấn/ngày-đêm, điều đó đồng nghĩa với khả năng gặp phải tai nạn, rủi ro ngày càng lớn Trong những năm gần đây, trong VINACOMIN đôi khi lại xảy ra mộ số vụ cháy nổ khí mêtan, điều

đó cho thấy công tác kiểm soát khí mỏ và thông gió ở một số nơi, tại một số thời điểm chưa được tốt Các mỏ khai thác than hầm lò với sản lượng từ 1 triệu tấn/năm trở lên trong VINACOMIN hiện đều đã thành lập riêng phòng thông gió, kiểm soát khí mỏ trong lò Nhiều đơn vị đã đầu tư hàng chục tỷ đồng cho công tác thông gió và mua sắm các thiết bị đo gió, thiết bị đo kiểm soát khí mỏ và thực hiện công tác đo kiểm soát khí

mỏ chặt chẽ hơn Một số đơn vị đang tiến hành xây dựng trung tâm tự động kiểm soát vấn đề thông gió và xuất khí mỏ… Mặc dù vấn đề thông gió hiện nay được quan tâm

và đặt lên hàng đầu nhằm đảm bảo an toàn lao động, tuy nhiên hiện ở một số mỏ lưu lượng gió đo thực tế chỉ đạt khoảng 70% so với yêu cầu thiết kế và chưa thực hiện thông gió đầy đủ theo quy định tại vị trí lò cụt

Hệ thống thông gió có vai trò quan trọng trong việc thông thoát khí, giảm thiểu các rủi ro, ngộ độc khí và nguy cơ cháy nổ do khí mêtan gây nên Vì thế, ở tất cả các mỏ than mà chúng tôi đã khảo sát, hệ thống thông gió đều được đặc biệt coi trọng từ khâu thiết kế đến khâu lắp đặt, vận hành hoạt động Do vấn đề thông gió có vai trò quan trọng như vậy nên cần phải có các thiết bị hoặc hệ thống thiết bị tự động giám sát tình trạng thông gió này – đó chính là nhu cầu cần thiết và bức bách của việc trang bị thiết

bị đo tốc độ gió tại các mỏ than Tốc độ gió phản ánh mức độ thông gió đã đạt yêu cầu

an toàn chưa, nên có thể nói thiết bị đo tốc độ, lưu lượng gió là rất quan trọng trong công tác kiểm soát an toàn mỏ Tốc độ gió cao chứng tỏ hệ thống thông gió tốt, nồng

độ khí độc, khí mêtan ít bị tích tụ nên khó có thể thể đạt đến tình trạng gây cháy nổ hoặc ngộ độc khí Thực tế cho thấy, các vụ cháy nổ khí đã xảy ra thường vào sau các ngày nghỉ (chủ nhật hoặc ngày lễ) có lẽ do hệ thống thông gió không vận hành hoặc vận hành ở mức độ hạn chế nên nồng độ khí mêtan cao ở mức ngưỡng dễ cháy nổ (5-9)% Do đó hiện nay VINACOMIN đã có các yêu cầu rất nghiêm ngặt về quy trình, quy phạm vận hành hệ thống thông gió cũng như việc kiểm soát tốc độ gió và nồng độ khí mêtan trong các hàm lò trong từng ca sản xuất, trong các ngày nghỉ,… Qua khảo sát thực tế tại một số mỏ than chúng tôi thấy ở hầu hết các mỏ vẫn chưa được trang bị đầy đủ thiết bị đo tốc độ gió Từ thực tế này cho thấy nhu cầu máy đo tốc độ gió phục

vụ an toàn lao động mỏ còn rất lớn

Thiết bị điện trong khai thác mỏ

Do các yêu cầu về an toàn phòng chống cháy nổ và điều kiện làm việc đặc biệt khắc nghiệt nên các thiết bị điện trong khai thác mỏ hầm lò ngoài các công năng của một thiết bị bình thường, còn được thiết kế, chế tạo để có được kết cấu và vận hành đảm bảo an toàn phòng chống cháy nổ, và hoạt động với độ tin cậy cao

Phân loại thiết bị điện trong hầm mỏ

Việc phân loại thiết bị điện trong mỏ nhằm mục đích giúp cho việc thiết kế, chọn thiết bị tối ưu Có nhiều cách phân loại thiết bị điện trong mỏ, theo các tiêu chí khác nhau Dưới đây là một số cách

Căn cứ vào nơi đặt, các thiết bị điện được chia làm 2 nhóm:

9 Nhóm I: Thiết bị điện sử dụng trong các mỏ hầm lò, trong đó có các mỏ nguy

9 Nhóm II: Thiết bị điện để sử dụng tại những nơi nguy hiểm nổ ở trong nhà và ngoài trời (nhà và công trình trên mặt bằng mỏ cạnh giếng)

Căn cứ vào điện áp sử dụng định mức và dòng điện ngắn mạch, thiết bị điện mỏ nhóm I được chia thành phân nhóm 1, 2, 3, 4 Căn cứ vào mức độ bảo vệ nổ, thiết bị

mỏ nhóm II được chia thành phân nhóm A, B, C Tùy theo giá trị nhiệt độ tự bốc cháy của bầu không khí tại chỗ đặt, thiết bị điện mỏ được phân chia theo các thang

Theo điều kiện vận hành các thiết bị điện mỏ được chia thành ba loại:

9 Thiết bị điện cố định: được lắp đặt cố định một nơi, không di chuyển trong quá trình vận hành như: thiết bị của các trạm biến áp, các trạm bơm nước, các trạm quạt, các trạm trục.v.v…;

9 Thiết bị di động: thường xuyên di động trong quá trình làm việc như: thiết bị điện trên máy xúc tải, trên các đầu tàu điện mỏ, các máy đào khấu trong gương công tác.v.v…;

9 Thiết bị cầm tay: thường xuyên phải cầm trên tay trong quá trình làm việc như: búa khoan điện, đèn xách tay

Theo điều kiện “Bảo vệ nổ” các thiết bị điện mỏ được chia ra các loại sau đây:

9 Thiết bị điện có vỏ không xuyên nổ

9 Thiết bị điện có mạch an toàn tia lửa

9 Thiết bị điện tăng cường độ tin cậy chống nổ

9 Thiết bị điện được chế tạo đặc biệt

Máy đo tốc độ gió mà dự án hướng tới nghiên cứu sản xuất thử nghiệm dưới đây là

2 dòng sản phẩm thuộc loại thiết bị cầm tay và thiết bị dùng cho hệ thống cố định cũng phải đảm bảo đầy đủ các tiêu chuẩn về an toàn

1.4 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC

1.4.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước

Các thiết bị đo tốc độ gió không chỉ sử dụng trong khai thác hầm lò mà còn được

sử dụng trong các lĩnh vực như: khí tượng thuỷ văn, nhà trồng cây, … Do đó việc nghiên cứu, chế tạo các thiết bị đo tốc độ gió đã được thực hiện từ rất lâu và ở rất nhiều nước trên thế giới Hầu như các nước phát triển, các nước lớn trên thế giới đều

đã sản xuất và cung cấp các máy đo tốc độ gió ra thị trường như các nước: Mỹ, Nhật Bản, Nga, Trung Quốc, Úc, Anh, …

Đối với các nước phát triển, vấn đề an toàn trong khai thác hầm lò đã được đặc biệt chú trọng và được nghiên cứu từ rất sớm nhằm đưa ra các biện pháp giải quyết và hiện nay các nước này đã đạt được những kết quả khả quan Nhờ sự phát triển nhanh của các ngành khoa học kỹ thuật trong những năm gần đây mà các hệ thống đo, cảnh báo các thông số hầm lò phục vụ cho công tác bảo đảm an toàn lao động trong hầm lò đã được đưa vào sử dụng từ những năm đầu thập kỷ 90 và thực tế cho thấy số vụ tai nạn

do cháy nổ khí do thông gió tốt đã giảm hẳn

Có rất nhiều hãng chế tạo máy đo tốc độ gió dùng trong môi trường hầm lò như hãng Carboautomattyka, CalRight Instrument, Extech, TEF-1000, GrayWolf, Sutron,

FT Technologies Ltd., … Máy đo tốc độ gió được chế tạo theo hai dạng chính là: Máy

đo tốc độ gió cầm tay dùng để đo nhanh tại những nơi chưa được trang bị hệ thống và Máy đo tốc độ gió có kết nối được thành hệ thống dùng để treo cố định các vị trí quan trọng, các đường gió chính của luồng gió sạch, gió thải

Hiện nay, một số máy đo tốc độ gió cầm tay thường kết hợp với đo một vài thông

số khác như: Nhiệt độ, độ ẩm, … Đó chính là các sản phẩm Extech, TFP-1000,

PMA-2008, Kestrel

1.4.2 Tình hình nghiên cứu và triển khai trong nước

Ở Việt Nam thiết bị đo tốc độ gió chưa được nhiều đơn vị nghiên cứu, chế tạo Phân Viện nghiên cứu Điện tử, Tin học, Tự động hoá trong giai đoạn 1996-2000 đã thực hiện đề tài cấp Nhà nước về Nghiên cứu, thiết kế chế tạo hệ thống SCADA cho ngành khí tượng thuỷ văn, cũng đã thiết kế máy đo tốc độ gió dùng trên mặt bằng Tuy nhiên, về máy đo tốc độ gió dùng trong lĩnh vực khai thác hầm lò thì mới thấy Viện khoa học công nghệ mỏ (IMSAT) công bố đã chế tạo được nhưng vẫn chưa thấy bán

sử dụng trong các mỏ của VINACOMIN mà chúng tôi đã đi khảo sát

Trong những năm qua, Viện Nghiên cứu Điện tử, Tin học, Tự động hóa đã phối hợp với Tập đoàn Công nghiệp Than và Khoáng sản Việt Nam (VINACOMIN) triển khai những nghiên cứu và đưa vào ứng dụng rộng rãi các thiết bị phục vụ an toàn lao động trong khai thác hầm lò có thể kể đến đó là: sản phẩm của dự án KC03.DA04

“Chế tạo thiết bị đo và cảnh báo khí mê tan tự động cầm tay dùng cho khai thác hầm lò”, dự án KC03.DA.02/06-10 “Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ chế tạo hệ thống

của đề tài năm 2008 đã được nghiệm thu xuất sắc “Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máy

đo tốc độ gió cầm tay dùng cho khai thác hầm lò phục vụ an toàn lao động” và nhận thấy tầm quan trọng của máy đo tốc độ gió trong hầm lò nên Viện nghiên cứu Điện tử, Tin học, Tự động hoá đã đăng ký và được Bộ Công Thương cho phép thực hiện dự án sản xuất thử nghiệm: “Chế tạo máy đo tốc độ gió dùng trong khai thác hầm lò phục vụ

an toàn lao động” Có thể nói rằng đây là cơ sở để chúng tôi thực hiện mục tiêu của mình là chế tạo thành công và đưa vào ứng dụng thực tế máy đo tốc độ gió cung cấp cho các công ty khai thác hầm lò trong VINACOMIN

1.5 THỰC TRẠNG SỬ DỤNG CÁC MÁY ĐO TỐC ĐỘ GIÓ TRONG MÔI TRƯỜNG HẦM LÒ CỦA VIỆT NAM

Với đặc thù của ngành khai thác than hầm lò (như nằm sâu dưới lòng đất, địa hình trải dài phức tạp, môi trường khắc nghiệt do nhiệt độ, bụi, độ ẩm cao và sự đe dọa luôn xuất hiện các loại khí độc và khí dễ gây cháy nổ) nên các thiết bị sử dụng trong hầm lò phải có cấu trúc linh hoạt, độ bền cơ học cao, hoạt động tin cậy trong điều kiện khắc nghiệt thì mới đảm bảo được những quy định nghiêm ngặt về an toàn trong khai thác hầm lò Hiện nay cũng có rất nhiều nước sử dụng thiết bị đo tốc độ gió cầm tay cũng như máy đo tốc độ gió có khả năng kết nối được với hệ thống để giám sát tốc độ gió tại các vị trí quan trọng như đường gió sạch, gió thải, các thượng thông gió, khu lò chợ , Dựa trên các kết quả giám sát, quan trắc được để có những biện pháp khắc phục đảm bảo an toàn trong lao động ở khu vực hầm lò Ba lan, Trung Quốc là một trong những nước cũng sản xuất khá nhiều thiết bị phục vụ cho ngành khai thác than và các thiết bị này cũng được sử dụng tại một số mỏ ở Việt Nam Tuy nhiên các phần tử linh kiện trong các thiết bị của nước ngoài đều có chung nhược điểm là không phù hợp với môi trường hầm lò mang tính đặc thù của Việt Nam đó là độ ẩm cao nên khó đảm bảo được độ bền, độ chính xác trong quá trình sử dụng Hơn nữa, trình độ cũng như ý thức

kỷ luật của công nhân khai thác chưa cao nên vận hành hệ thống thiết bị không thực sự hiệu quả làm ảnh hưởng công tác điều hành sản xuất cũng như sản lượng khai thác than Mặt khác các hệ thống thiết bị trên phải nhập từ nước ngoài nên giá thành cao và không chủ động, công tác bảo trì bảo dưỡng sửa chữa gặp nhiều khó khăn nên ảnh hưởng đến việc đầu tư trang thiết bị cho các mỏ

Hiện trong các Công ty thành viên khai thác than hầm lò thuộc VINACOMIN đang sử dụng máy đo tốc độ gió của nước ngoài chế tạo như của Trung Quốc, Nga, Nhật, Balan, … Các máy này đều hoạt động theo nguyên tắc đếm xung cánh quạt thông qua các bộ phận thu phát hồng ngoại hoặc cảm biến từ trường

Các máy đo tốc độ gió hiện đang sử dụng tại các mỏ than Việt Nam cũng gồm 2 loại: Đo tốc độ gió cầm tay và máy đo tốc độ gió dùng trong hệ thống

1.5.1 Máy đo tốc độ gió cầm tay

Hiện nay trong VINACOMIN vẫn đang sử dụng cả hai loại thiết bị đó là: Máy đo tốc độ gió điện tử hiển thị số và máy đo tốc độ gió cơ khí chỉ thị kim

- Máy đo tốc độ gió chỉ thị kim đang sử dụng phổ biến loại của Trung Quốc là DFA-2 và DFA-3 Tính năng kỹ thuật chính của máy như sau:

Đặc tính kỹ thuật DFA-2 DFA-3

Giới hạn đo (m/s) 0.5- 10 0.5 - 5

Độ nhậy (m/s) 0.4 0.2

Kích thước (mm) Ф70x42 Ф70x42

Hình 1.1 Máy đo gió cơ học DFA-3

- Máy đo tốc độ gió cầm tay điện tử của Mỹ PMA-2008 có các đặc tính sau: + Đo được một thông số tốc độ gió: với dải đo 0.4-30m/s, sai số ±3%

+ Hiển thị LCD

+ Kích thước: 122x42x18mm

+ Sử dụng pin 3V: CR2032

+ Thời gian sử dụng pin 300 giờ

+ Nguồn điện tự động tắt sau 30 phút nếu không có tác động vào máy

Hình 1.2 Máy đo gió điện tử PMA-2008

Hoặc một loại phổ biến cũng hay được dùng đó là máy đo gió điện tử TFP-1000-1

sản xuất tại Nhật Bản Đặc tính kỹ thuật máy TFP-1000-1:

- Dải đo tốc độ gió: 0,3-15m/s, sai số ±10%

- Phạm vi đo nhiệt độ: 0 – 50oC, sai số ±1oC

- Phạm vi đo độ ẩm: 10 – 100%, sai số ±3%

- Màn hình hiển thị: Tinh thể lỏng

- Kích thước: 44W x 126,5H x 20D (mm)

- Khối lượng : 100g (cả vỏ bảo vệ: 115g)

- Dòng điện tiêu thụ: 0,6mA

- Thời gian đo liên tục:400giờ

- Cấu trúc mạng điện: Mạng điện có cấu tạo an toàn phòng nổ;

- Nguồn điện tự động tắt sau 30 phút nếu không có tác động vào máy

Chức năng đo:

- Tốc độ gió tức thời

- Tốc độ gió cực đại (MAX) kể khi bật máy 3 giây;

- Tốc độ gió trung bình (AVG) kể từ khi bật máy

- Nhiệt độ môi trường;

- Độ ẩm tương đối môi trường;

- Điểm kết mù (nhiệt độ tại điểm sương);

- Thời gian thay đổi giá trị đo: 1 giây

Hình 1.3 Máy đo gió điện tử TFP-1000-1

Ngoài ra cũng còn loại phổ biến tương tự là máy đo gió điện tử TFP-1000 với đặc

tính kỹ thuật

- Máy có thể đo tốc độ gió trong phạm vi : 0,3 – 15m/s, sai số ±5%

- Màn hình hiển thị : Loại tinh thể lỏng

- Kích thước (rộng x dài x dầy) : 44 x 126,5 x 20mm

- Khối lượng: 125gam (hộp bảo vệ 15gam)

- Dòng điện tiêu thụ : 0,6mA

- Cấu trúc mạch điện : Mạch điện có cấu tạo an toàn tia lửa;

- Nguồn điện tự động tắt sau 30 phút nếu không có tác động vào máy

Chức năng đo:

- Tốc độ gió tức thời

- Tốc độ gió cực đại (MAX)

- Tốc độ gió trung bình (AVG);

- Thời gian thay đổi giá trị đo: 1 giây

Chế độ hiển thị các đơn vị tính:

- Chế độ đo m/s; ft/m; km/h; mph;

Hình 1.4 Máy đo gió điện tử TFP-1000-1

Máy đo tốc độ gió điện tử hiển thị số thì có máy đo của Mỹ (máy Ex-46160), của Nhật (máy TFP-xx), …

1.5.2 Máy đo tốc độ gió có thể kết nối thành hệ thống

Hiện trong VINACOMIN đang sử dụng chủ yếu hai loại máy đo tốc độ gió dùng trong hệ thống do Ba Lan và Nhật Bản chế tạo

Máy đo tốc độ gió của Nhật Bản (đang sử dụng tại Công ty than Mạo Khê) có các

thông số kỹ thuật chính như sau:

- Model: TFR - PJT

- Đo tốc độ gió bằng phương pháp đếm xung

- Điện áp sử dụng: Nhỏ hơn 14,5 V

- Dòng điện tiêu thụ: Nhỏ hơn 35 mA

- Dải tốc độ gió đo được: (0 ÷ 30) m/s

- Tín hiệu dòng điện ra: (0,2 ÷ 1) mA

- Dạng bảo vệ nổ: Exia I

- Điều kiện làm việc: Nhiệt độ (0 ÷ 40)0C, độ ẩm (35 ÷ 95)%

Hình 1.5 Máy đo tốc độ gió TFR

Máy đo tốc độ gió của Ba Lan (loại SAT-1,MPP) đang được sử dụng ở một số các

mỏ nằm trong hệ thống quan trắc khí mỏ tập trung, loại máy này không có hiển thị giá trị đo tại chỗ mà chỉ quan sát được tốc độ gió tại Trung tâm điều khiển

Hình 1.6 Máy đo tốc độ gió dùng trong hệ thống của Ba Lan (SAT-1)

- Dải đo tốc độ gió: (0-20) m/s

- Truyền tín hiệu về trung tâm theo phương pháp tần số

- Dòng điện tiêu thụ khi đo 13 mA

- Cấp nguồn từ trung tâm điều khiển

Máy đo tốc độ gió của Ba Lan (loại MPP) được phát triển từ loại SAT-1 và hiện

đang được lắp đặt tại các hệ thống quan trắc tập trung ở các mỏ của Việt Nam

Hình 1.7 Máy đo tốc độ gió dùng trong hệ thống Ba Lan -MPP

Thông số kỹ thuật chính của máy đo tốc độ gió MPP:

- Thiết bị an toàn tia lửa

Máy đo tốc độ gió KGF2 dùng trong các hệ thống của Trung Quốc:

- Máy đo tốc độ gió KGF2 sử dụng nguyên lý đo siêu âm và có các đặc tính cơ bản sau:

+ Điều kiện môi trường:

Nhiệt độ môi trường: (0-400C)

Độ ẩm tương đối 0-98% không có đọng sương

Hình 1.8 Máy đo tốc độ gió KGF2 dùng trong hệ thống của Trung Quốc

1.6 SO SÁNH ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA CÁC MÁY ĐO TỐC ĐỘ GIÓ

1.6.1 So sánh các máy đo tốc độ gió cầm tay

Bảng 1.1 Máy đo tốc độ gió cầm tay

DFA-3

Máy đo PMA-2008

Máy đo TFP-1000-1

6 Khả năng kiểm tra, phát

hiện hư hỏng và sửa

chữa

không phức tạp

phức tạp phức tạp

1.6.2 So sánh các máy đo tốc độ gió dùng trong hệ thống

Bảng 1.2 Máy đo tốc độ gió dùng trong hệ thống

SAT -1

Máy đo KGF2

Máy đo MPP

Máy đo TFR

2 Hiện thị giá trị tại chỗ không có không có

3 Mức độ ảnh hưởng của

môi trường hầm lò

nhiều nhiều nhiều ít

4 Dạng truyền thông khi nối

nhiều nhiều nhiều nhiều

7 Ảnh hưởng của giông sét

khi nối ghép hệ thống

nhiều nhiều nhiều nhiều

1.7 MỤC TIÊU CHẾ TẠO CÁC MÁY ĐO TỐC ĐỘ GIÓ

- Theo khảo sát và đánh giá nhu cầu của người dùng thì các máy đo tốc độ gió dùng trong môi trường hầm lò cần có các đặc tính sau:

Bảng 1.3 Tính năng của máy đo tốc độ gió

I Máy đo tốc độ gió cầm tay

1 Đồng thời đo được tốc độ gió, nhiệt độ, độ ẩm trong lò

2 Hiển thị được giá trị bằng số trên LCD hoặc LED

3 Có các phím chức năng để hiệu chuẩn khi cần thiết

4 Có chức năng đo liên tục hoặc tự động tắt máy với khoảng thời gian đặt trước

5 Thiết bị tiết kiệm năng lượng, có thể sử dụng được lâu

6 Sử dụng pin thông dụng, dễ dàng thay thế

7 Thiết bị nhỏ gọn, dễ sử dụng

8 Thiết bị đảm bảo tiêu chuẩn an toàn tia lửa ExiaI, TCVN-7079

II Máy đo tốc độ gió dùng trong hệ thống

1 Đo được tốc độ gió trong hầm lò

2 Hiển thị giá trị đo bằng số trên LCD hoặc LED

3 Có các phím chức năng cho phép hiệu chuẩn khi cần thiết

4 Có khả năng hoạt động độc lập hoặc nối ghép hệ thống

5 Thiết bị đảm bảo tiêu chuẩn an toàn tia lửa ExiaI, TCVN- 7079

1.8 CÁC VẤN ĐỀ CÔNG NGHỆ ĐÃ GIẢI QUYẾT ĐƯỢC CỦA DỰ ÁN

1.8.1 Các vấn đề công nghệ cần giải quyết

- Đối với máy đo tốc độ gió cầm tay: khi thực hiện đề tài đã thiết kế chế tạo được

sản phẩm máy đo tốc độ gió cầm tay Tuy nhiên tại thời điểm đó, do thời gian và kinh phí có hạn nên chưa có được một số thiết kế tối ưu về nguồn nuôi nên thiết bị có thời gian sử dụng pin không được dài Ngoài ra vỏ thiết kế cơ khí còn có kích thước khá lớn và nặng do việc tìm kiếm các cơ sở chế tạo vật liệu nhựa đảm bảo tiêu chuẩn rất khó khăn Chính vì vậy, trong dự án này chúng tôi sẽ tiến hành hoàn thiện thiết kế, chế

tạo lại các sản phẩm cho phù hợp với điều kiện thực tế hiện nay rồi đưa đi kiểm định theo tiêu chuẩn an toàn tia lửa TCVN- 7079 tại Trung tâm an toàn mỏ

+ Về thiết kế mạch điện tử: khi thực hiện đề tài chưa tính kỹ và chưa có giải pháp

tốt cho vấn đề tiết kiệm năng lượng, sản phẩm của đề tài sử dụng pin sạc chuyên dụng

có điện áp và dung lượng lớn nên kích thước của máy còn lớn Thời gian sử dụng pin chỉ một ca làm việc sau đó phải nạp lại pin, không thuận tiện cho người dùng Ngoài

ra, nguyên lý đo được sử dụng trong để tài còn bộc lộ một số nhược điểm như: dùng phương pháp đếm xung thông qua bộ thu phát hồng ngoại nên có thể bị ảnh hưởng nhiễu và kết cấu vỏ khó có thể làm kín được do phải bố trí các mắt thu phát và vị trí nạp pin

+ Về thiết kế cơ khí, do thời gian thực hiện đề tài ngắn nên chưa chế tạo được vỏ

cơ khí có kích thước nhỏ, thực tế sản phẩm của đề tài được chế tạo bằng vỏ Inox nên kích thước còn lớn và nặng, chưa phù hợp với thiết bị cầm tay và khó chế tạo hàng loạt

- Đối với máy đo tốc độ gió dùng trong hệ thống: đây là loại sản phẩm được nghiên

cứu thiết kế chế tạo mới hoàn toàn không có trong sản phẩm của đề tài Sản phẩm máy

đo tốc độ gió trong hệ thống được thiết kế dựa trên các kết quả khảo sát, đánh giá ưu nhược điểm của các thiết bị nước ngoài và điều kiện môi trường khí hậu hầm lò của Việt Nam Thiết bị có khả năng hoạt động hoặc ghép nối tương thích với hệ thống giám sát khí tự động tập trung hiện nay mỏ đang sử dụng

- Sau khi hoàn thiện thiết kế và chế tạo mới, các sản phẩm được đưa đi kiểm định

về tiêu chuẩn an toàn tia lửa TCVN-7079 tại Trung tâm an toàn mỏ trước khi đưa vào ứng dụng thực tế Sau khi kiểm định thành công, sản phẩm của dự án có trình độ công nghệ tương đương với các sản phẩm của nước ngoài đang sử dụng tại Việt Nam

1.8.2 Các nội dung đã hoàn thiện cho sản phẩm của dự án

™ Thiết kế, chế tạo lại máy đo tốc độ gió cầm tay

ƒ Hiển thị tại chỗ 3 thông số: tốc độ gió, nhiệt độ, độ ẩm

ƒ Hiển thị giá trị đo bằng LCD 8x2

ƒ Nguyên lý đo tốc độ gió: đếm xung thông qua cảm ứng từ trường của nam châm gắn trên cánh quạt

ƒ Có kết cấu phím bấm để hiệu chuẩn và đặt các thông số

ƒ Lựa chọn chức năng đo liên tục hoặc tự động tắt trong khoảng thời gian đặt

trước

ƒ Sử dụng pin AA thông dụng: 2x1.5V

ƒ Kết cấu vỏ nhựa, gọn nhẹ dễ sử dụng

ƒ Thiết bị đảm bảo tiêu chuẩn an toàn tia lửa: ExiaI, TCVN-7079

™ Thiết kế chế tạo mới máy đo tốc độ gió dùng trong hệ thống

ƒ Hiển thị tại chỗ tốc độ gió bằng LED 3 số 7 đoạn

ƒ Nguyên lý đo tốc độ gió: nguyên lý xoáy Karman Vortex kết hợp cảm biến siêu

âm

ƒ Nguồn cung cấp: 12VDC an toàn tia lửa được lấy từ bộ nguồn và điều khiển

đóng cắt VIELINA-PCO

ƒ Có thể hoạt động độc lập hoặc nối ghép với hệ thống giám sát khí tự động tập

trung do VIELINA chế tạo

ƒ Kết cấu vỏ Inox chống gỉ, chống ăn mòn

ƒ Thiết bị đảm bảo tiêu chuẩn an toàn tia lửa: ExiaI, TCVN-7079

1.9 SẢN PHẨM CỦA DỰ ÁN

1.9.1 Máy đo tốc độ gió cầm tay

Bảng 1.4 So sánh máy đo tốc độ cầm tay

VIELINA-AE.01

Máy đo PMA-2008

Máy đo TFP-1000-1

1 Đo tốc độ gió, dải

Trong đó: Máy đo VIELINA-AE.01 là máy đo tốc độ gió cầm tay (sản phẩm của dự

án), máy đo TFP-1000 và TFP-1000-1 là máy đo của Nhật Bản

1.9.2 Máy đo tốc độ gió dùng trong hệ thống

Bảng 1.5 So sánh máy đo tốc độ gió dùng trong hệ thống

AF.01

VIELINA-Máy đo MPP

Máy đo TFR

Máy đo KGF2

1 Đo tốc độ gió, dải

Trong đó: Máy đo VIELINA-AF.01 là máy đo tốc độ gió dùng trong hệ thống (sản

phẩm của dự án), máy đo MPP là máy đo của Ba Lan, TFR là máy đo của Nhật Bản, KGF2 là máy đo của Trung Quốc Máy đo tốc độ gió KGF2 của Trung Quốc chỉ đạt

tiêu chuẩn bảo vệ ExibI trong khi máy đo VIELINA-AF.01 đạt mức yêu cầu bảo vệ an toàn cao hơn (ExiaI), dải đo của máy đo KGF2 (0-15m/s) thấp hơn máy đo VIELINA-

AF.01 (0-20m/s)

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO SẢN PHẨM

- Máy đo tốc độ gió dùng trong hệ thống được thiết kế chế tạo mới hoàn toàn trên

cơ sở đánh giá ưu nhược điểm của các phương pháp đo phổ biến hiện nay Tham khảo các sản phẩm máy đo tốc độ gió của nước ngoài đang sử dụng tại các mỏ than của Việt Nam Lựa chọn phương pháp đo và xây dựng phần cứng, phần mềm cho máy đo tốc

độ gió dùng trong hệ thống phù hợp với điều kiện môi trường của mỏ, đáp ứng được các chức năng cần thiết như kết nối được với hệ thống giám sát tập trung hiện có và đảm bảo các chức năng khác theo nhu cầu của người dùng hiện nay

2.1.1 Nguyên tắc chung

- Các sản phẩm của dự án sẽ phải làm việc trong điều kiện môi trường có khí bụi

nổ, độ ẩm cao, các thiết bị phải có khả năng hoạt động ổn định liên tục theo thời gian Sản phẩm phải đảm bảo các tiêu chuẩn khắt khe về an toàn tia lửa ExiaI trong bộ tiêu chuẩn TCVN-7079 tương đương với tiêu chuẩn IEC-60079 Từ quan điểm đó, việc chế tạo các sản phẩm phải xem xét lựa chọn kỹ các loại vật tư linh kiện và có thiết kế phù hợp

- Đối với sản phẩm máy đo tốc độ gió cầm tay phải tính đến kết cấu nhỏ gọn, dễ sử dụng, dùng các loại pin thông dụng dễ kiếm trên thị trường

- Đối với máy đo tốc độ gió dùng trong hệ thống phải đảm bảo hoạt động ổn định liên tục 24/24 giờ Kết nối được với hệ thống giám sát khí tự động tập trung, thiết bị dễ dàng vận hành, sửa chữa

2.1.2 Lựa chọn các phần tử

2.1.2.1 Các công nghệ đo tốc độ gió hiện nay

Hiện nay trên thế giới máy đo tốc độ gió được sản xuất khá nhiều với những công nghệ khác nhau Những công nghệ được dùng khá phổ biến là:

¾ Đo bằng phương pháp đếm xung bằng cơ khí cổ điển

¾ Đo bằng phương pháp nhiệt

¾ Đo bằng phương pháp siêu âm

¾ Đo bằng phương pháp đếm xung dùng bộ thu phát hồng ngoại

¾ Phương pháp Karman Vortex

Ngoài ra còn một số phương pháp như áp suất, Ion, laser…tuy nhiên các phương pháp này phức tạp, giá thành cao và ít áp dụng cho thiết bị nhỏ gọn cầm tay Sau đây

ta trình bày sơ lược bốn công nghệ trên

9 Phương pháp đếm xung bằng cơ khí cổ điển (đo tốc độ vòng quay)

Hình 2.1 Thiết bị đo tốc độ gió thô sơ

Đây là thiết bị đo tốc độ gió đơn giản nhất được ra đời năm 1846 được phát minh bởi John Thomas Romney Robinson Nó được cấu tạo từ 4 chiếc cốc (dạng nửa bán cầu) gắn trên 4 cánh tay đòn rồi nối với một trục quay Nguyên tắc hoạt động là khi gió thổi theo phương vuông góc với trục sẽ làm những chiếc cốc bán cầu này quay quanh trục Tốc độ của trục quay sẽ tỷ lệ thuận với tốc độ gió hay nói cách khác ta tính

số vòng quay của trục trên một đơn vị thời gian là ta tính được tốc độ gió Để tính tốc

độ trục quay ta có thể dùng từ trường của nam châm bằng cách gắn nam châm từ vào cuối cán trục để tạo ra các xung tỷ lệ với tốc độ gió tương ứng (như hình vẽ):

Hình 2.2 Nguyên lý cấu tạo máy đo tốc độ gió thô sơ

Dưới nam châm là một công tắc điện, mỗi một vòng quay khi cực từ nam châm quay gần công tắc, lực hút từ trường làm công tắc mở, khi cực từ quay ở vị trí xa thì công tắc đóng Vậy tương ứng với mỗi vòng quay của trục là công tắc được đóng mở một lần Hai đầu của công tắc được nối ra ngoài với một thiết chuyển đổi tần số ra điện

áp hoặc một vi xử lý để xử lý tín hiệu Như vậy tần số đóng cắt của công tắc tỷ lệ thuận với tốc độ gió Như vậy thiết bị chuyển đổi tần số/điện áp hay vi xử lý sẽ làm nhiệm vụ tính toán để quy ra tốc độ gió chuẩn

Ưu điểm: Cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo, phù hợp chế tạo với máy kích thước lớn,

thường áp dụng cho lĩnh vực khí tượng thuỷ văn hoặc đo tốc độ dung dịch một số chất lỏng trong nhà máy

Nhược điểm: Độ nhậy thấp, độ chính xác không cao vì phụ thuộc vào kết cấu cơ

khí của cánh Đồng thời, kích thước cồng kềnh vì các cánh tay đòn có chiều vuông

góc với trục Do đó nó không thích hợp để chế tạo máy đo tốc độ gió cầm tay của dự

Hình 2.3 Nguyên lý phương pháp đo bằng nhiệt điện trở

Phương pháp này hoạt động dựa trên nguyên tắc của nhiệt điện trở Bộ phận cảm biến tốc độ gió ở đây gồm một nhiệt điện trở (Thermistor) và một thanh bạch kim đặc biệt (Platinum Hot Wire) Thanh bạch kim này rất nhạy với sự thay đổi môi trường xung quanh Nhiệt điện trở làm nhiệm vụ đo nhiệt độ của luồng gió đi vào sensor, còn tấm bạch kim thì được điều khiển bởi một mạch điện sao cho dòng điện qua nó ổn định tỷ lệ với dòng qua nhiệt điện trở Khi có luồng gió thổi vào, nó sẽ làm tấm bạch kim mất nhiệt, tốc độ gió càng lớn càng làm bạch kim mất nhiều nhiệt, điện trở của bạch kim thay đổi khiến dòng điện qua nó bị giảm mạnh Lúc này mạch điều khiển làm nhiệm vụ tăng dòng điện chạy qua tấm bạch kim sao cho tỷ lệ tương ứng với dòng qua nhiệt điện trở (Thermistor) Như vậy dòng điện phải bù này tỷ lệ với tốc độ gió Đồng thời trong mạch trích ra một điện áp từ dòng điện này Vậy điện áp này tỷ lệ thuận với dòng điện và với tốc độ gió Đo điện áp này ta tính được tốc độ gió Tóm lại phương pháp này hoạt động dựa trên sự thay đổi điện trở của bạch kim khi khi nhiệt

độ thay đổi

Phương pháp này áp dụng cho đo các loại khí như nito, oxy, heli, argon,…

Ưu điểm: Tần số đáp ứng với môi trường xung quanh (tốc độ gió) lớn nên độ nhậy

cao, độ phân giải lớn Do có dạng que đo nên có thể đo tốc độ gió tại bất kỳ điểm nào với không gian nhỏ hẹp Có thể tích hợp đo đồng thời luôn cả dòng điện, điện áp và nhiệt độ…

Nhược điểm: Giá thành cao, thanh kim loại bạch kim mỏng mảnh nên kém chịu va

đập, khí đo phải là loại khí sạch không bám bụi bẩn Tuy nhiên, trong hầm lò độ ẩm

thường rất cao (có thể lên tới 100%) do đó nó sẽ làm thay đổi nhiệt độ của đầu đo gây ra sai số phép đo lớn nên phương pháp này không dùng cho máy đo tốc độ gió dùng trong hầm lò

Hình 2.4 Sản phẩm đo tốc độ gió bằng phương pháp nhiệt (hãng EXTECH)

9 Đo bằng phương pháp siêu âm

Phương pháp này bắt đầu được nghiên cứu và phát triển từ năm 1970 Nguyên lý này hoạt động trên nguyên tắc dùng sóng siêu âm để đo tốc độ gió, đây cũng có thể coi

là một trong những phương pháp đo tân tiến hiện nay Một trong những ứng dụng của siêu âm là dùng để đo khoảng cách, tốc độ…Sensor siêu âm phát ra sóng âm, sóng âm được truyền qua không khí tới đập vào mục tiêu và phản hồi trở lại sensor lúc này khoảng cách từ sensor đến mục tiêu được tính theo công thức:

D =

2

.T

C

D: khoảng cách từ sensor tới mục tiêu

T: Thời gian sóng âm truyền từ sensor tới mục tiêu

C: Tốc độ âm thanh

Như ta đã biết tốc độ âm thanh là một tốc độ cao phụ thuộc vào nhiệt độ, áp suất môi trường mà nó truyền qua Sự phụ thuộc của âm thanh vào nhiệt độ được biễu diễn dưới công thức sau :

Tc

C=20 273+

Dựa vào các đặc tính và quy luật trên thiết bị đo tốc độ gió bằng siêu âm cũng được chế tạo như hình vẽ dưới:

Hình 2.5 Nguyên lý đo bằng phương pháp siêu âm

Hai sensor phát thu (mỗi sensor thực hiện cả chức năng phát và thu) sóng âm được gắn ngay trên thành của một ống dài Ống dài làm nhiệm vụ hứng luồng gió cần đo tốc

độ Trong điều kiện nhiệt độ áp suất không đổi (tức tốc độ gió bằng 0), thời gian mà sóng âm đi từ sensor phát tới đập vào thành ống rồi phản hồi lại sensor thu là một hằng

số Khi có luồng gió đi vào trong ống làm thay đổi nhiệt độ, áp suất khiến tốc độ truyền sóng âm từ sensor phát tới sensor thu bị thay đổi tức thời gian truyền sóng âm thay đổi Căn cứ vào sự thay đổi một cách tỷ lệ như vậy người ta tính ra được tốc độ gió cần đo Hai sensor được nối với một đồng hồ đo (hay vi xử lý) để tính toán và hiển thị tốc độ gió

Trên thực tế dựa vào đường kính của ống hứng gió mà ta có thể phân thành 3 kiểu mắc sensor Mắc theo kiểu hình chữ Z, V và W Các phương pháp được minh hoạ như hình vẽ dưới :

Hình 2.6 Các phương pháp mắc sensor siêu âm

Kiểu chữ Z: Theo kiểu này 2 sensor được mắc trên thành ống nhưng về 2 phía đối diện chéo nhau Phương pháp này áp dụng cho ống có đường kính lớn (Đường kính D=30 - 600cm)

Kiểu chữ V: Theo kiểu này thì đường đi của sóng âm là hình chữ V, 2 sensor được

gá trên cùng một phía của thành ống Phương pháp này áp dụng cho ống có đường kính cỡ trung bình (D=5-70cm)

Kiểu chữ W: Theo kiểu này thì đường đi của sóng âm là hình chữ W, sóng được phản hồi 3 lần trước khi đến sensor thu Phương pháp này áp dùng cho ống có đường kính nhỏ Sensor siêu âm máy đo tốc độ gió cầm tay được mắc theo kiểu này (D

<10cm)

Phương pháp đo bằng siêu âm ngoài ứng dụng dùng cho đo tốc độ khí thì nó còn

áp dụng đo cho cả tốc độ chất lỏng như dầu, hoá chất,…hay trong các lĩnh vực hàng không, khí tượng thuỷ văn, hàng hải,…

Hình 2.7 Sản phẩm đo tốc độ gió bằng phương pháp siêu âm (hãng DAVIS)

Ưu điểm: Độ chính xác cao, không cần bộ phận chuyển động để hứng gió nên kết

quả đo không phụ thuộc nhiều vào phần cơ khí

Nhược điểm: Giá thành cao hơn so với các phương pháp khác Thiết kế chế tạo

phức tạp Trong hầm lò thường rất nhiều bụi bẩn gây sai lệch tốc độ cũng như

hướng của sóng siêu âm nên khó áp dụng được phương pháp siêu âm để chế tạo máy đo tốc độ gió trong hầm lò

9 Đo bằng phương pháp đếm xung bằng bộ thu phát hồng ngoại

Hinh 2.8 Nguyên lý đo tốc độ gió bằng phương pháp hồng ngoại

Máy đo tốc độ gió hoạt động theo phương pháp đếm xung dùng mắt hồng ngoại, cánh quạt được đặt giữa hai mắt hồng ngoại thu và phát Mắt phát được cấp điện sẽ phát ra các tia hồng ngoại tới mắt thu, cánh quạt quay sẽ tạo ra các khe hở để tia hồng ngoại lọt qua đến mắt thu Như vậy ở mắt thu sẽ thu được các xung tín hiệu rời rạc ứng với lúc cánh quạt chắn và không chắn khi quay Khi các sườn xung thu được càng sít nhau trong một đơn vị thời gian thì chứng tỏ quạt quay càng nhanh hay tốc độ gió càng lớn và ngược lại Các xung này đưa về mạch xử lý để tính toán và quy thành tốc

Ưu điểm: Cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo, giá thành thấp, độ chính xác cao

Nhược điểm: Độ chính xác kết quả đo phụ thuộc độ nhạy cơ khí của cánh quạt

Khí đo phải là khí tương đối sạch ít bám bụi vì bề mặt mắt hồng ngoại bị che phủ hoặc không sạch thì sẽ ảnh hưởng tới kết quả đo

Hình 2.9 Sản phẩm đo tốc độ gió bằng phương pháp hồng ngoại

(hãng EXTECH)

Phương pháp này đã được sử dụng trong đề tài cấp Bộ năm 2008: “Nghiên cứu,

thiết kế, chế tạo máy đo tốc độ gió cầm tay dùng cho khai thác hầm lò phục vụ an toàn lao động” Tuy nhiên trong quá trình triển khai thử nghiệm thực tế chúng tôi

thấy, độ chính xác bị ảnh hưởng rất lớn khi bề mặt mắt thu phát hồng ngoại bị bám bụi bẩn trong khi nồng độ bụi trong các mỏ than của Việt Nam là rất cao

Phương pháp cảm ứng từ:

Hình 2.10 Nguyên lý đo tốc độ gió dùng cảm biến từ trường

Phương pháp đếm xung dựa trên cảm ứng từ đếm tốc độ quay của cánh quạt thông qua cảm ứng từ trường được thực hiện bởi nam châm gắn trên cánh quạt và cảm biến từ trường đặt trong máy Mỗi khi cánh quạt có gắn nam châm vượt qua vị trí

sensor Hall sẽ tạo ra 1 xung điện, xung điện này được khuếch đại và sửa sau đó đưa vào bộ đếm xung Vi xử lý thực hiện tính toán ra tốc độ gió và hiển thị trên LCD

Ưu điểm: Cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo, giá thành thấp, độ chính xác cao, không

bị ảnh hưởng bám bụi bề mặt sensor (do sensor nằm trong lớp vỏ máy)

Nhược điểm: Độ chính xác kết quả đo phụ thuộc độ nhạy cơ khí của cánh quạt

9 Đo bằng phương pháp áp dụng nguyên lý xoáy Karman Vortex kết hợp với

cảm biến siêu âm

Hình 2.11: Nguyên lý xoáy Karman Vortex

Nguyên lý Karman Vortex: Khi có một luồng không khí chảy qua vật cản thì phía sau vật cản tạo ra các luồng xoáy cũng như các nút xoáy Qua nghiên cứu của Karman cho thấy giữa tốc độ lưu thông của luồn không khí (hay tốc độ gió) có mối quan hệ mật thiết với tần suất xuất hiện của các nút xoáy tại một vị trí thông qua công thức:

Để xác định được tần suất xuất hiện các nút xoáy người ta dựa vào cảm biến siêu

âm Việc bố trí sensor được đặt như sau:

Hình 2.12: Phương pháp xác định tần số xoáy

Ống dẫn gió được thiết kế là một hộc hình thang đặt vuông góc với luồng không khí, trong ống dẫn gió có đặt một trụ C có đường kính xác định làm vật cản, A là đầu phát sóng siêu âm, B là đầu thu siêu âm được đặt đối diện nhau Để xác định các nút xoáy ta sử dụng theo nguyên lý điều chế biên độ, sau đó đếm các nút xoáy suất hiện trong một giây để xác định tần số xoáy Sử dụng công thức ở trên ta tính được tốc độ gió

Xác định các nút xoáy: Phía phát, phát ra một tần số siêu âm xác định được coi

là sóng mang, khi có luồng gió đi vào ống dẫn gió gặp vật cản C sẽ tạo ra các nút xoáy điều đó sẽ làm thay đổi biên độ cơ học bên thu Thông qua cảm biến siêu âm bên thu sẽ tạo ra tín hiệu điện thay đổi khi có xuất hiện các nút xoáy Thực hiện khuếch đại tín hiệu, tách sóng biên độ (loại bỏ sóng mang), so ngưỡng, sửa xung đưa vào bộ đếm của vi xử lý, thực hiện tính toán và hiển thị, truyền thông

Ưu điểm: Sử dụng nguyên lý xoáy Karman Vortex sẽ không bị ảnh hưởng bởi

ma sát của trục quay như nguyên lý dùng cánh quạt trong môi trường bụi bẩn, độ chính xác và độ ổn định tương đối cao, ít bị hư hại thiết bị do không có cánh quạt

Nhược điểm: đòi hỏi thiết kế phải rất chính xác như tần số sóng mang, đòi hỏi

độ ổn định của các mạch lọc, tách sóng, khả năng chống nhiễu…

2.1.2.2 Lựa chọn cảm biến cho máy đo tốc độ gió cầm tay

- Cảm biến tốc độ gió: có khả năng đo được tốc độ gió với dải đo phù hợp, hoạt động được trong môi trường hầm lò Tuy nhiên đây là thiết bị đo nhanh và không liên tục nên chỉ cần làm kín bộ phận mạch điện tử để tránh hơi nước và các khí bụi lọt vào hay phá hủy hoặc hư hỏng thiết bị Phương pháp được lựa chọn là đếm xung dựa trên

cảm ứng từ trường của nam châm được gắn trên cánh quạt, bộ phận cảm biến được cách ly qua lớp vỏ nhựa

Hình 2.13 Cảm biến đo tốc độ gió loại cầm tay

- Cảm biến đo nhiệt độ, độ ẩm: sử dụng bộ phận cảm biến dạng bán dẫn có kết cấu nhỏ gọn:

Hình 2.14 Cảm biến đo nhiệt độ, độ ẩm

Hình 2.15 Cấu trúc bên trong bộ cảm biến đo nhiệt độ, độ ầm

Một số đặc tính của cảm biến:

- Dải đo nhiệt độ: -40 ÷ +1230C, độ ẩm: 0÷100%RH

- Điện áp hoạt động: 2.4V ÷ 5.5V

- Dòng tiêu thụ: 0.55mA

2.1.2.3 Lựa chọn cảm biến cho máy đo tốc độ gió dùng trong hệ thống

- Cảm biến đo tốc độ gió dùng trong hệ thống được chọn có dải đo phù hợp, hoạt động được trong môi trường hầm lò có nồng độ khí bụi nổ, độ ẩm cao, khả năng chịu được va đập, đảm bảo thời gian hoạt động ổn định liên tục 24/24 giờ Sau quá trình nghiên cứu khảo sát, nhóm thực hiện dự án đã lựa chọn cảm biến KGF2 theo nguyên

án là dựa trên nguyên lý xoáy Karman Vortex kết hợp với bộ cảm biến thu phát siêu

âm nên có thể gọi đó là phương pháp đo không tiếp xúc

+ Tuy nhiên phải quan tâm đến việc chống nhiễu cho cảm biến và cả thiết bị, đảm bảo tính ổn định của tần số sóng mang và các mạch lọc

+ Một số đặc tính cơ bản của cảm biến:

• Điện áp hoạt động: 5-8VDC

• Tần số làm việc: (140-150)KHz

• Độ nhạy phát: 10dB

• Độ nhạy thu: -79dB

• Dải nhiệt độ cho phép: -20 đến +70 độ C

• Độ ẩm cho phép: đến 98%RH không đọng sương

Hình 2.16 Cảm biến tốc độ gió dùng trong hệ thống

2.1.2.4 Lựa chọn một số phần tử, linh kiện khác

Các linh kiện khác được lựa chọn trên nguyên tắc sao cho: các linh kiện tiêu thụ ít năng lượng, ít bị sự cố Linh kiện chủ yếu được sử dụng là linh kiện dán có độ làm

việc ổn định cao Ngoài ra đối với máy đo tốc độ gió dùng trong hệ thống phải sử dụng các phần tử cách ly quang để hạn chế sự ảnh hưởng của sét Hầu hết các phần tử chính

được chọn có xuất xứ từ các hãng có uy tín và được nhập khẩu từ nước ngoài

2.1.2.5 Các vấn đề cần giải quyết

™ Nguồn nuôi

- Nguồn nuôi cho máy đo tốc độ gió cầm tay là nguồn pin điện áp thấp loại AA 2x1.5V để đảm bảo tốt hơn trong vấn đề an toàn tia lửa và dễ dàng thay thế bằng các loại pin phổ biến trên thị trường

- Nguồn cung cấp cho máy đo tốc độ gió dùng trong hệ thống là nguồn an toàn tia lửa 12VDC (được lấy từ bộ nguồn và điều khiển đóng cắt VIELINA-PCO) Nguồn chính trong mạch là điện áp 5VDC nên sử dụng bộ biến đổi DC/DC cách ly loại CC6-

1205 Ngoài ra, phần nguồn cung cấp cho mạch truyền thông RS485 là 5VDC được lấy thông qua bộ biến đổi DC/DC cách ly loại CC1R5-1205 (chuyển đổi từ 12V sang 5V cách ly) Tất cả các cấu trúc trên được lựa chọn và thiết kế để đảm bảo tiêu chuẩn

an toàn tia lửa TCVN-7079

™ Vấn đề an toàn tia lửa

Để đảm bảo an toàn tia lửa chúng tôi đã tham khảo kỹ các tiêu chuẩn hiện hành của Việt Nam cũng như của IEC Cụ thể chúng tôi đã giải quyết như sau:

ƒ Trong máy đo gió cầm tay sử dụng pin có điện áp thấp (3V), ngoài ra trong mạch có bố trí các diode và cầu chì chống đảo cực bảo vệ mạch điện Phần vỏ nhựa có bố trí các kết cấu gân nhựa làm giảm diện tích tiếp xúc hạn chế ma sát tránh gây tia lửa điện

ƒ Trong máy đo gió dùng cho hệ thống có các bộ biến đổi nguồn DC/DC cách ly, mạch điện của thiết bị có công suất tiêu thụ tối đa là 2.5W nhỏ hơn ½ công suất cho phép của module nguồn (6W) Ngoài ra các linh kiện khác cũng được lựa chọn với công suất làm việc bằng ½ công suất cho phép Đầu ra 5VDC của các module nguồn đều được cho qua 03 diode ổn áp để bảo vệ quá áp nếu có sự cố xảy ra, do đó phần nguồn được đảm bảo hạn chế được đánh lửa khi chập mạch

ƒ Các sensor được chọn hoạt động tốt trong môi trường hầm lò và đảm bảo thiết

bị làm việc ổn định, chính xác

ƒ Phần vỏ máy đo gió hệ thống được làm từ vật liệu INOX do đó không bị han gỉ

và có kết cấu chắc chắn đảm bảo khả năng chống va đập

ƒ Tính toán các trị số linh kiện để đảm bảo tiêu chuẩn TCVN 7079, thực chất ở đây phải tính toán các giá trị điện dung và điện cảm sau cho đảm bảo an toàn với mức điện áp nguồn nuôi và dòng điện cực đại như đăng ký

ƒ Mạch nguồn an toàn tia lửa “ia” được thiết kế như hình vẽ:

Hình 2.17 Sơ đồ khối khối máy đo tốc độ gió cầm tay VIELINA-AE.01

Trong mạch điện an toàn tia lửa nói trên bao gồm:

+ Cầu chì bảo vệ quá dòng cho mạch điện đảm bảo nếu có sự cố bất thường trong mạch như chập mạch, hoặc linh kiện hư hỏng gây quá dòng Thiết bị sẽ tự ngắt điện thông qua cầu chì tự hồi phục, khi đó sẽ không gây ra các sự cố ra phía ngoài hoặc không gây ảnh hưởng đến nguồn điện cung cấp

+ Điện trở Rp có tác dụng chống đánh lửa khi có các sự cố ở đầu ra của nguồn như chập mạch hoặc các linh kiện bị đánh thủng

+ Ba diode Zener có tác dụng bảo vệ quá áp nếu có sự cố tại đầu vào Nếu điện

áp đầu vào tăng bất thường, các diode zener sẽ đảm bảo khống chế giá trị điện áp cung cấp cho các linh kiện trong mạch điện không vượt quá giá trị danh định Khi đó sẽ không ra các hiện tượng phá hủy hay cháy nổ linh kiện trong mạch điện

™ Vấn đề hiệu chuẩn

Hiện nay chúng tôi hiệu chuẩn thiết bị theo các bước sau:

ƒ Hiệu chuẩn mạch điện dựa trên đặc tuyến của các linh kiện do nhà sản xuất cung cấp

ƒ Hiệu chuẩn giá trị đo tốc độ gió thông qua hệ thống tạo tốc độ gió ổn định và có thể điều chỉnh được trên cơ sở đối sánh với máy đo chuẩn Extech để kiểm nghiệm và hiệu chuẩn