Việc nghiên cứu chế tạo các cảm biến đo môi trường cũng như việc thiết kế, xây dựng hệ đo tự động các thông số môi trường có ý nghĩa rất lớn về mặt khoa học kỹ thuật, giúp chúng ta đánh giá được chất lượng môi trường, để từ đó có những giải pháp, điều chỉnh cho phù hợp cho sự phát triển chung. Đây cũng là chủ trương mà các nhà hoạch định môi trường ở nhiều nước trong đó có Việt Nam đang rất quan tâm.
Nguyên tắc đo và máy đo: mạch điện tử và quá trình điện hoá. Không thể chế tạo cảm biến nếu không nắm chắc bản chất điện hoá của quá trình và
(d) tượng: (a). Cảm biến đo lưu lượng mưa; (b). Cảm biến và bộ hiển thị giá trị tốc độ/hướng gió; (c). Trạm tự
động quan trắc Khí tượng
kỹ thuật đo đạc. Ngoài ra, việc xây dựng thành công hệ thống tự động thu thập, lưu trữ và xử lý số liệu và phần mềm tự viết là những công cụ rất đắc lực trong nghiên cứu cơ bản và triển khai ứng dụng.
Có thể nói rằng việc chế tạo cảm biến và máy đo cũng như việc ghép nối các cảm biến thành một hệ đo hoàn chỉnh các thông số của môi trường đòi hỏi rất nhiều những kiến thức cơ bản và đầu tư cần thiết. Việc nghiên cứu và triển khai hệ thống này chắc chắn sẽ thúc đẩy một cách mạnh mẽ ngành khoa học nghiên cứu và quan trắc môi trường.
Các cảm biến là một trong những bộ phận rất quan trọng và không thể thiếu được, rất khó thay thế với bất kỳ hệ thống đo đạc hay điều khiển tự động nào. Việc hỏng cảm biến sẽ kèm theo việc ngừng hoạt động của cả một hệ thống và gây ra những thiệt hại trong nghiên cứu và sản xuất. Ngoài ra, việc xây dựng thành công hệ thống tự động thu thập, lưu trữ và xử lý số liệu đo môi trường này đã tiến một bước trên con đường tự động hoá các thiết bị đo đạc thay thế cho thủ công, sức người. Như vậy, ngoài ý nghĩa khoa học, nó còn bao gồm cả ý nghĩa kinh tế.
KẾT LUẬN
Các kết quả chính đã đạt được trong luận văn này bao gồm:
1.Đã chế tạo thành công các cảm biến và máy đo nồng độ ôxy hoà tan trên cơ sở điện cực kiểu Clark với vật liệu phổ thông, cảm biến đo nhiệt độ, độ dẫn điện (độ muối) với các cấu trúc và vật liệu thích hợp, có độ bền, độ chính xác cao thích hợp cho đo đạc nghiên cứu môi trường nước nuôi trồng thuỷ hải sản;
2.Đã xây dựng được phần mềm chương trình điều khiển, thu thập, lưu trữ và xử lý số liệu đo các thông số môi trường nước nuôi trồng thủy hải sản từ các cảm biến tương ứng;
3.Đã thiết kế, xây dựng một hệ thống có ghép nối với máy tính để tự động việc thu thập, lưu trữ và xử lý số liệu của môi trường nước. Đã tiến hành kiểm chuẩn, đánh giá sai số của hệ thống trong Phòng thí nghiệm. Hệ thống làm việc ổn định, chính xác, nhanh chóng đã cung cấp những thông số cơ bản của môi trường nước nuôi trồng thủy hải sản: nhiệt độ, độ muối, độ ôxy hoà tan, độ pH với các thông số kỹ thuật:
Nhiệt độ: Dải đo 0 500C, sai số 1,5%; Độ muối: Dải đo 0 50 g/l, sai số 1,5%;
Độ ôxy hoà tan: Dải đo 0 20 mg/l, sai số 1,5%; Độ pH: Dải đo 0 14 pH, sai số 1,5%.
4.Đã sử dụng hệ thống này để nghiên cứu các tính năng như: độ ổn định, thời gian đáp ứng,… của một số loại cảm biến: nhiệt độ, độ muối, độ ôxy hoà tan, pH;
5.Đã triển khai ứng dụng thử hệ thiết bị cho đo đạc thực tế môi trường nước nuôi trồng thuỷ hải sản. Ngoài ra, luận văn cũng đề cập đến việc đề xuất khả năng mở rộng ứng dụng của hệ thống này cho các mục đích khác.
CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN VĂN
[1]. Đào Đức Khang, Dương Ngọc Tùng, Lê Văn Hồng, Lê Thị Trọng Tuyên, Ngô Quang Minh: “Chế tạo máy đo ôxy hoà tan (DO-Meter) sử dụng cho môi trường nuôi trồng thuỷ sản”. Tuyển tập Hội nghị Vật lý ứng dụng Toàn quốc lần thứ II, Hồ Chí Minh, 10-11 tháng 12 năm 2004.
[2]. Đào Đức Khang, Dương Ngọc Tùng, Lê Văn Hồng, Lê Thị Trọng Tuyên, Ngô Quang Minh: “Nghiên cứu, chế tạo cảm biến đo nồng độ ôxy hoà tan sử dụng cho môi trường nuôi trồng thuỷ sản”. Tuyển tập Hội nghị Môi trường Toàn quốc lần thứ II, Hà Nội, 23-25 tháng 4 năm 2005.
[3]. Ngô Quang Minh, Đào Đức Khang, Phan Hồng Khôi: “Nghiên cứu và chế tạo cảm biến đo độ dẫn, độ muối”. Tuyển tập Hội nghị Môi trường Toàn quốc lần thứ II, Hà Nội, 23-25 tháng 4 năm 2005.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt:
[1]. Dương Đức Tiến; Báo cáo “Đánh giá hiện trạng nước mặt và nước thải của một số ngành công nghiệp Hà Nội”; Hà Nội (1991).
[2]. http://www.nea.gov.vn
[3]. Phan Quốc Phô, Nguyễn Đức Chiến, Giáo trình Cảm biến, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội - 2002.
[4]. Ngô Diên Tập, Giáo trình Đo lường và điều khiển bằng máy tính, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội - 1997.
[5]. Trần Văn Quỳnh, Tạp chí Khuyến ngư Việt nam, số 4 (2002), trang 1. [6]. Hội nghị vô tuyến điện tử Việt Nam lần thứ IV (11/1992), tập 1, trang 5- 27.
[7]. Lê Quốc Hùng, Nguyễn Kiên Cường; “Phương pháp đo đường cong phân cực xác định vùng thế làm việc tối ưu và chất lượng điện cực ôxy kiểu Clark”; Tạp chí phân tích hoá học, sinh học và địa chất, 1996.
[8]. Lê Quốc Hùng, Phạm Hồng Phong, Nguyễn Kiên Cường, Phan Thị Bình, Đỗ Quang Minh; “Ứng dụng máy vi tính để đo thời gian cảm ứng của điện cực ôxy”. Tuyển tập Hội nghị Tin học ứng dụng trong hoá học; Hà Nội, 7/ 1993.
[9]. Đào Đức Khang, Dương Ngọc Tùng, Lê Văn Hồng, Lê Thị Trọng Tuyên, Ngô Quang Minh: “Chế tạo máy đo ôxy hoà tan (DO-Meter) sử dụng cho môi trường nuôi trồng thuỷ sản”. Tuyển tập Hội nghị Vật lý ứng dụng Toàn quốc lần thứ II, Hồ Chí Minh, 10-11/12/2004.
[10]. Đào Đức Khang, Dương Ngọc Tùng, Lê Văn Hồng, Lê Thị Trọng Tuyên, Ngô Quang Minh: “Nghiên cứu, chế tạo cảm biến đo nồng độ ôxy hoà tan sử dụng cho môi trường nuôi trồng thuỷ sản”. Tuyển tập Hội nghị Môi trường Toàn quốc lần thứ II, Hà Nội, 23-25/4/2005.
[11]. Ngô Quang Minh, Đào Đức Khang, Phan Hồng Khôi: “Nghiên cứu và chế tạo cảm biến đo độ dẫn, độ muối”. Tuyển tập Hội nghị Môi trường Toàn quốc lần thứ II, Hà Nội, 23-25/4/2005.
[12]. Trần Quang Vinh, Giáo trình thực hành Đo lường và điều khiển bằng kỹ thuật ghép nối máy tính, Hà Nội - 2001.
Tiếng Anh
[13]. Standard methods for examination of water and waste water; ALPHA- New York, USA (1986).
[14]. Le T. T. Tuyen, K. Potje Kamloth, and H. D-. Liess: “Electrical properties of doped polypyrrole/silicon heterojunction diodes and their response to NOX gas”. Thin Solid Films 292 (1997) 293-298.
[15]. Le Thi Trong Tuyen, Dang Xuan Vinh, Phan Hong Khoi, and G. Gerlach: “Highly sensitive NOX - gas sensor based on a Au/n-Si Schottky diode”. Sensors and Actuators B 84 (2002) 226-230.
[16]. Le Thi Trong Tuyen, K. Potje-Kamloth, Phan Hong Khoi and H. D. Liess: “Doped polypyrrole/silicon heterojunction diodes for NOX-sensing”. The 6th International Meeting on chemical sensors, Gaithersburg, USA, 22-25 July, 1996, OR-180.
[17]. Phan Ngoc Minh, Nguyen Tuan Hong, Ngo Quang Minh, Phan Hong Khoi, Yuka Nomura, Takahito Ono, and Masayoshi Esashi: “Schottky emitters with carbon nanotubes as electron source”. TRANSDUCER-2005, Seoul, Korea; June 5-9, 2005 .
[18]. Water quality checker, Model WQC-20A Instruction Manual, Product Inspection certificate. TOA Electronics Ltd.
[19]. CR10X measurement and control module instruction manual, Copyright 2000 Campbell Scientific, Inc.
[20]. Rencontres du Vietnam, Electrochemical sensors for water quality, Juauary 4-10, 1999 Hanoi, Vietnam.
[21]. Lessber M.A. and Brierley G.P. “Oxygen electrode measurement in biochemical analysis”. Methods of biochemical ananlysis, Ed. by Divid Glick. London. Intersc. Publishers. Vol.17,(1969).
[22]. R. W. Cattrall, Chemical Sensor, Oxford New York Melbourne, oxford University Pres, 1997, p.30.
[23]. Parker D., Delpy D., LewisM, Medical & Biological Engineering & Computing. Sempt. (1978), pp. 599-600.