3.2.1. Sơ đồ đo lường
Sơ đồ khảo sát phần tử áp điện không chì BNKT được minh họa trong hình 3.10 và 3.11. ~ Nguồn BNKT R Sóng âm Cảm biến đo cường độ âm Hình 3.10. Sơ đồ mạch khảo sát BNKT.
3.2.2. Khảo sát phần tử áp điện không chì BNKT
Khi khảo sát linh kiện BNKT khi chưa lắp vào mạch, khi lắp vào mạch sử dụng biến áp thường và khi lắp vào mạch sử dụng biến áp xung, ta có được các kết quả sau (Bảng 3.1, hình 3.11 – 3.13)
Bảng 3.1. Bảng giá trị cường độ âm của vật liệu BNKT.
Chưa lắp vào mạch Lắp vào mạch nguồn sử dụng biến áp thường Lắp vào mạch nguồn sử dụng biến áp xung. Cường độ âm I (dB) 51,2 58,6 59,0
53
Hình 3.11. Khi chưa lắp vào mạch nguồn, cường độ âm là 51,2 dB.
Hình 3.12. Khi mạch nguồn sử dụng biến áp thường, cường độ âm là 58.4 dB.
Hình 3.13. Khi mạch nguồn sử dụng biến áp xung, cường độ âm là 59,0 dB.
Ta thấy rằng: Cường độ âm phát ra của BNKT ở hai trường hợp sử dụng biến áp xung lớn hơn trường hợp biến áp sử dụng biến áp thường.
54
KẾT LUẬN CHUNG
Như vậy ta đã chế tạo thành công bộ nguồn, về cơ bản đã thỏa mãn các tiêu chuẩn đề ra. Ở một số trường hợp điện áp cao, tần số thấp (f = 715 Hz, A = 80 V) thì tín hiệu điện áp xung tam giác bị biến dạng.
Qua kết quả thực nghiệm ta thấy rằng, khi họat động ở tần số thấp (f <18 KHz) thì nguồn sử dụng biến áp thường có tín hiệu tốt hơn so với sử dụng biến áp xung và khi hoạt động ở tần số cao (f = 60 KHz) thì nguồn sử dụng biến áp xung có tín hiệu tốt hơn so với biến áp thường.
Đối với linh kiện, khả năng dao động của vật liệu áp điện không chì BNKT trong trường hợp nguồn sử dụng biến áp xung (I = 59.0 dB) lớn hơn trường hợp nguồn sử dụng biến áp thường ( I = 58.4 dB).
Trong tương lai, bộ nguồn có thể kết hợp với bộ thu siêu âm để tạo thành một hệ đo hoàn chỉnh hơn.
55
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
[1] Cục Môi trường, Khảo sát đánh giá tình trạng ô nhiễm môi trường một số làng nghề thuộc các tỉnh Hà Tây, Bắc Ninh, Hưng Yên, Báo cáo khoa học, Hà Nội 2000 [2] http://dantri.com.vn/suc-khoe/ca-lang-noi-u-cuc-vi-nguon-nuoc-nhiem-doc-chi- 1418309381.htm\
[3] Nguyễn Thị Thúy Hằng, Ứng dụng tính chất quang xúc tác của vật liệu TiO2
pha tạp Fe, Co, Ni, N để xử lý E.Coli, Tr 22-24-25, Luận văn Thạc sỹ Khoa học [4] PGS. TS. Đặng Kim Chi, Hóa học môi trường, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội 2001
Vật lý, Đại học Sư phạm Hà Nội (2013)
[5] Thân Trọng Huy, Nghiên cứu, chế tạo các tính chất của gốm áp điện [(1- x)Pb(Zr,Ti)O3+xPb(Mn1/3Nb2/3)O3] x=0÷12%mol (PZT-PMnN) Pha tạp La.Tr 126,
127 , Luận án Tiến sỹ khoa học vật liệu, Viện Khoa học Vât liệu (2014)
Tiếng Anh
[6] A. Hussain, C. W. Ahn, J. S. Lee, A. Ullah, and I. W. Kim, Sen. Act. A: Phys. 158, 84 (2010) and references therein.
[7] A. Sasaki, T. Chiba, Y. Mamiya, and E. Otsuki, Jpn. Apl. Phys. 38, 5564 (1999). [8] A.J. Moulson and J. M. Herbert (1990), Ferroelectric Ceramics : Processing, properties and applications, Chapman and Hall, London.
[9] B. Jaffe, W. R. Cook, and H. Jaffe, Piezoelectric Ceramics (Academics, London, 1971).
[10] B. Wang, L. Luo, F. Ni, P. Du, W. Li, and H. Chen, J. Alloys Compound. 526, 79 (2012).
[11] D.J. Taylor (2000), Handbook of thin film devices: Ferroelectric film devices,Academic Press, San Diego, Vol. 5.
[12]http://www.eleccircuit.com/triangle-wavxs-generator-circuit-with-cmos- inverter-ic/
56
[13]http://www.homofaciens.de/technics-base-circuits-function generator_en_navion.htm
[14] Jaeger, R. E. and Egerton, L, Hot pressing of potassium sodium niobates, J. Am. Ceram. Soc., 45, (1962), 209 - 213.
[15] L. E. Cross, Nature (London) 432, 24 (2004).
[16] Novelline, Robert (1997). Squire's Fundamentals of Radiology .Harvard University Press. tr. 34–35. ISBN 0-674-83339-2.
[17] V. Q. Nguyen, C. H. Hong, H. Y. Lee, Y. M. Kong, J. S. Lee, and K. K. Ahn, J. Korean Phys. Soc. 61, 895 (2012).
[18] V. Q. Nguyen, H. S. Han, K. J. Kim, D. D. Dang, K. K. Ahn, and J. S. Lee, J. Alloys Compound. 511, 237 (2012).
[19] Y. Li, K. S. Moon, and C. P. Wong, Science 380, 1419 (2005).
[20] Y. Zhang, R. Chu, Z. Xu, J. Hao, Q. Chen, F. Peng, W. Li, G. Li, and Q. Yin, J. Alloys Compound. 502, 341 (2010).
57
PHỤ LỤC
Trong phần này, tôi trình bày phần code lập trình để nạp cho vi điều khiển trong
mạch nguồn.
/***************************************************** This program was produced by the
CodeWizardAVR V2.05.0 Professional Automatic Program Generator
© Copyright 1998-2010 Pavel Haiduc, HP InfoTech s.r.l. http://www.hpinfotech.com Project : Version : Date : 8/31/2014 Author : NeVaDa Company : Comments:
Chip type : ATmega8 Program type : Application
AVR Core Clock frequency: 16.000000 MHz Memory model : Small
External RAM size : 0 Data Stack size : 256
*****************************************************/ #include <mega8.h> #include <stdio.h> #include <delay.h> #include <string.h> #include <stdlib.h>
58 #include <alcd.h>
#define SIZE_BUFFER 90 #define FRE_TIMER1 2000000 #define ADC_VREF_TYPE 0x40 unsigned long int over;
unsigned long int buffer_frequency[SIZE_BUFFER]; unsigned int cur_icr1;
unsigned char index; float freq;
unsigned char start_convert=0; // Read the AD conversion result
unsigned int read_adc(unsigned char adc_input) {
ADMUX=adc_input | (ADC_VREF_TYPE & 0xff);
// Delay needed for the stabilization of the ADC input voltage delay_us(10);
// Start the AD conversion ADCSRA|=0x40;
// Wait for the AD conversion to complete while ((ADCSRA & 0x10)==0);
ADCSRA|=0x10; return ADCW; }
interrupt [TIM1_OVF] void timer1_ovf_isr(void) {
// Place your code here
over+=0xffff; //tran bo dem tang bo dem them 0xffff TCNT1=0x0000;
59 // Trinh phuc vu ngat Input Capture T/C1
interrupt [TIM1_CAPT] void timer1_capt_isr(void) {
// Place your code here
buffer_frequency[index]=over+ICR1-cur_icr1; //tinh chu ki xung cur_icr1=ICR1; //luu gia tri ICR1 cho lan sau
over=0; index++; if(index==SIZE_BUFFER){ start_convert=1; index=0; } }
//tinh chu ki trung binh sau size lan do duoc
float trung_binh(unsigned long int* buffer, unsigned char size) {
unsigned long int temp=0; float value; unsigned char i; for(i=0;i<size;i++) { temp+=buffer[i]; } value=(float)temp/size; return value; } void get_freq() { //#asm("sei")
60 //delay_ms(150);
if(start_convert){
freq=trung_binh(buffer_frequency,SIZE_BUFFER);
freq= (float)(FRE_TIMER1)/freq; //do chay thach anh 16M voi bo chia 8 start_convert=0; } } void main(void) { unsigned char str[12]; float amp; PORTB=0x00; DDRB=0xFE; PORTC=0x00; DDRC=0xF7; PORTD=0x00; DDRD=0xFE; TCNT1=0x0000; TCCR1B=(1<<CS11); // bo chia tan = 8;
TIMSK=(1<<TOIE1)|(1<<TICIE1);//cho phep ngat khi co tran o T/C1 va Input Capture.
ADMUX=ADC_VREF_TYPE & 0xff; ADCSRA=0x86;
lcd_init(16); lcd_clear();
// Global enable interrupts #asm("sei")
61 { amp = read_adc(3)*22.2/1023; ftoa(amp,6,str); str[11] = 'V'; str[5] = str[6] = str[7] = str[8] = str[9] = str[10] = ' '; lcd_gotoxy(0,0); lcd_puts("A = "); lcd_puts(str); lcd_gotoxy(0,1); lcd_puts("f = "); get_freq(); if(freq>= 10000){ freq = freq/1000.0; ftoa(freq,6,str); str[5] = str[6] = str[7] = str[8] = ' '; str[9] = 'k'; str[10] = 'H'; str[11] = 'z'; //lcd_gotoxy(0,1); //lcd_puts("f = "); lcd_puts(str); //lcd_gotoxy(12,1); //lcd_puts(" kHz"); } if(freq<10000) { ftoa(freq,6,str); str[6] = str[7] = str[8] = str[9] = ' '; str[10] = 'H'; str[11] = 'z'; lcd_puts(str); //lcd_gotoxy(12,1); //lcd_puts(" Hz"); } }
62
Một số kết quả của Luận văn đã được báo cáo tại Hội nghị quốc tế về vật liệu tiên tiến và công nghệ nano lần thứ 2 tại Hà Nội, 29-31/10/2014