Thiết kế và chế tạo mô hình máy khuấy trộn
MỤC LỤC
TÍNH BEÀN CÔ CAÁU KHUAÁY .1 Tính bền cơ cấu khuấy cánh thẳng
Trong thực tế ta chỉ cần tính bền ở tiết diện nguy hiểm nhất, vì thế hoàn toàn cho phép chuyển sơ đồ tương đương với FC chính là hợp lực tác dụng lên cánh (gọi tắc là lực cánh) đặt tại điểm đặt lực nằm trên đường trục của cánh và có khoảng cánh tới trục quay là rk. •Đối với thùng khuấy không tấm chắn có cơ cấu khuấy làm việc ở chế độ khuấy rối (Rek>104) sẽ không tồn tại vận tương đối giữa cánh cơ cấu khuấy và mụi trường khi r<r0 (r0-bỏn kớnh phần lừi chất lỏng, phần này chuyển động với vận tốc bằng vận tốc cánh khuấy có bán kính r tương ứng).
BƠM THỦY LỰC
BƠM Cể LƯU LƯỢNG RIấNG DƯƠNG (BƠM THỂ TÍCH) Bơm lưu lượng riêng dương được trình bày ở hình
Hiệu suất thể tích của bơm sẽ giảm khi áp suất toàn phần qua bơm tăng và tốc độ tăng.
CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ
Từ sự thay đổi nhiệt của một đặc trưng vật lý của vật liệu cho trước người ta luôn luôn có thể xác định một thang nhiệt độ cho phép đo nhiệt độ và đặc biệt là nhận biết sự cân bằng của hai nhiệt độ. Từ thang nhiệt độ nhiệt động học tuyệt đối (thang Kelvin) người ta đã xác định các thang mới là thang Celsius và thang Fahrenheit (bằng cách dịch chuyển các giá trị nhiệt độ). Sự thay đổi nhiệt độ của nó tương đối nhỏ nên có thể tuyến tính hoá đặc tuyến của cảm biến trong vùng nhiệt độ làm việc (hình 5.2) bằng cách mắc thêm một điện trở phụ (song song hoặc nối tiếp tùy thuộc vào mạch đo ).
Nhiệt độ Tc là hàm của nhiệt độ Tx và của các quá trình trao đổi nhiệt (có thể xảy ra). Việc sử dụng cặp nhiệt có nhiều lợi thế. Kích thước cặp nhiệt nhỏ nên có thể. nhiệt dung nhỏ). PTA/B + PTB/C + PTC/D + PTD/A = 0 (5-21) Nếu tổng suất điện động trong mạch khác không thì sẽ có dòng điện chạy trong mạch và xảy ra sự tổn hao năng lượng do hiệu ứng Joule, điều này trái với định luật Carnot nói rằng trong một hệ ở cùng nhiệt độ sẽ không tạo ra năng lượng. Trong một vật dẫn đồng nhất A, giữa hai điểm M và N có nhiệt độ khác nhau sẽ sinh ra một suất điện động (hình 5.4c). Suất điện động này chỉ phụ thuộc vào bản chất của vật dẫn và nhiệt độ TM, TN của hai điểm M và N:. Trong đó hA là hệ số Thomson. Hình 5.4 Các hiệu ứng nhiệt điện a)hiệu ứng Pleitier b)hiệu ứmg Volta.
CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO MỨC CHẤT LƯU
PHƯƠNG PHÁP THỦY TĨNH
Cách thứ hai: một vật hình trụ được nhúng trong lưu chất, chiều cao hình trụ phải bằng hoặc lớn hơn mức chất lưu (hình 6.1 b). F = p - ρSh (6-1) Với p, S, h lần lượt là trọng lượng, tiết diện mặt cắt ngang và chiều cao phần ngập trong chất lỏng của hình trụ; ρ là khối lượng riêng của chất lỏng, g là gia tốc trọng trường. Sự biến dạng này sẽ cung cấp tín hiệu cơ được chuyển đổi thành tín hiệu điện có độ lớn tỷ lệ với chiều cao h của chất lỏng trong bình chứa.
Đặc tính của loại cảm biến này là có độ chính xác cao, đo được các bình có dung tích lớn, hình dạng của bình chứa đa dạng như bình thẳng đứng, bình nằm ngang hoặc bình hình cầu…, đáp ứng nhanh ngay cả khi bình đang làm việc.
PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN
Điều kiện cần thiết để áp dụng phương pháp này là hằng số điện môi của chất lưu phải lớn hơn hằng số điện môi của không khí, thông thường là gấp đôi. Về mặt cấu tạo, phần tử nhạy cảm điện dung được thực hiện dưới dạng các điện cực hình trụ tròn đặt đồng trục hay các điện cực phẳng đặt song song với nhau. Trong trường hợp chất lưu dẫn điện, chỉ cần sử dụng một điện cực bên ngoài có phủ vật liệu cách điện, lớp phủ đóng vai trò lớp điện môi của tụ, còn điện cực thứ hai chính là lưu chất.
Để đo mức các chất lỏng dẫn điện (có điện dẫn suất lớn hơn 10-4 simen/m) người ta sử dụng phần tử thụ cảm có cách điện ở ngoài (hình 6.4b) phần tử nhạy cảm là các điện cực kim loại, có phủ lớp cách điện (2) và nhúng chìm vào trong chất lỏng.
PHƯƠNG PHÁP DÙNG BỨC XẠ
C2 – điện dung của tụ điện tạo bởi mặt chất lỏng trên mặt giới hạn cách điện và thành bể. Thiết bị chuyển đổi phần tử thụ cảm điện dung thành tín hiệu điện là cầu đo. Sóng âm ít bị suy giảm nên thường dùng để đo ở khoảng cách lớn (10 ÷ 30m ), ngược lại, sóng siêu âm bị suy giảm mạnh hơn nên dùng để đo ở những khoảng cách nhỏ hơn.
Dựa trên nguyên tắc này hãng Uehling Instrument đã giới thiệu loại cảm biến Ultrasonic Digital TANK-O-METER loại”U”.
LÝ THUYẾT MỜ TRONGẹIEÀU KHIEÅN
- KHÁI NIỆM VỀ TẬP MỜ .1ẹũnh nghúa
Phần này của thuyết minh sẽ trình bày những kiến thức nền tảng của lý thuyết điều khiển mờ, để từ đó có thể tổng hợp và phân tích một hệ thống điều khiển mờ mà cụ thể là hướng đề tài phát triển về lĩnh vực điều khiển nhiệt độ bằng logic mờ. Giả sử trước mặt có một xe khác đi chậm hơn, vậy thì thay cho nhiệm vụ giữ nguyên tốc độ, người cha phải tạm thời thực hiện một nhiệm vụ khác là giảm tốc độ xe và tự điều khiển xe theo một tốc độ mới, phù hợp với sự phản ứng của xe trước cho tới khi ông ta vượt được xe đó. Người cha trong quá trình lái xe đã thực hiện tuyệt vời chức năng của một bộ điều khiển, từ thu thập thông tin, thực hiện thuật toán điều khiển (trong đầu) cho đến đưa ra tín hiệu điều khiển kịp thời mà không cần phải biết một cách chính xác về vị trí, tốc độ, tình trạng của xe.
Biểu diễn giá trị mờ đó là tập hợp C thì mệnh đề hợp thành mờ (7-6c) chính là ánh xạ. Mụ tả mệnh đề hợp thành tức là mô tả ánh xạ trên. Quay lại mệnh đề logic kinh điển, giữa mệnh đề hợp thành p⇒q và các mệnh đề điều kiện p, kết luận q có quan hệ sau:. Nói cách khác mệnh đề hợp thành p⇒q sẽ có giá trị logic của ≈p∨q, trong đo ≈ chỉ phép phủ định và ∨ chỉ phép tính logic HOẶC. Như vậy mệnh đề hợp thành kinh điển p⇒q là một biểu thức logic có giá trị Rp⇒q thoả mãn:. So sánh các tính chất a) và c) ta rút được.
THIEÁT KEÁ HEÄ THOÁNG ẹIEÀU KHIEÅN
SƠ ĐỒ KHỐI MẠCH ĐIỀU KHIỂN .1 Giới thiệu cảm biến đo mức 61F-GN
Cảm biến này hoạt động dựa trên nguyên tắc của cặp nhiệt điện (xem chương 5) gồm một đầu đo nhiệt độ là cặp nhiệt điện loại K và một hộp xử lý bao gồm một hệ thống mạch khuếch đại tín hiệu từ cảm biến đưa về và một bản led để hiển thị nhiệt độ. Ở đây, hệ thống được thiết kế bao gồm hai cảm biến 61F-GN, cảm biến thứ nhất sẽ dùng để xác định mức chất lỏng mà bơm A hút vào bình chứa, sau đó tín hiệu từ cảm biến truyền về vi xử lý để điều khiển hệ thống ngắt bơm A và bắt đầu cho bơm B hoạt động. Ta đã có thể xác định được ngưỡng của chất lỏng thông qua cảm biến 61F-GN đồng thời cũng đã biết trước lưu lượng của máy bơm (12 l/ph), do đó ta chỉ cần cho chương trình delay một khoảng thời gian thích hợp sau khi cảm biến 61F-GN truyền tín hiệu về để có thể định lượng được chất lỏng muốn đo.
Tuy nhiên phương pháp này sẽ có sai số vì gặp một vài khó khăn trong phần cứng chẳng hạn như quán tính của máy bơm khi ngừng, sai số về lưu lượng của máy bơm, hoặc như thời gian trể của vi xử lý.
VI XỬ LÝ TRONG ĐIỀU KHIỂN
Bằng cách kết hợp một CPU linh hoạt 8-bit với Flash trên một chip đơn thể, Atmel 89C51 là một hệ vi tính 8-bit đơn chip mạnh cho ta một giải pháp có hiệu quả và rất linh hoạt đối với các ứng dụng điều khiển. Chân cho phép truy xuất bộ nhớ ngoài EA (external access enable) phải được nối với GND để cho phép chip vi điều khiển tìm nạp lệnh từ các vị trí nhớ của bộ nhớ chương trình ngoài, bắt đầu từ địa chỉ 0000H cho đến FFFFH. Ta cần lưu ý rằng khi chế độ nghỉ được kết thúc bởi một reset cứng, chip vi điều khiển sẽ tiếp tục bình thường thực thi chương trình từ nơi chương trình bị tạm dừng trong vòng hai chu kỳ máy trước khi giải thuật reset mềm nắm quyeàn ủieàu khieồn.
Việc reset không nên xảy ra (chân reset ở mức tích cực) trước khi Vcc được khôi phục lại mức điện áp bình thường và phải kéo dài trạng thái tích cực của chân reset đủ lâu để cho phép mạch dao động hoạt động trở lại và đạt trạng thái ổn định.
