1.2. Thủy phần trong nguyên liệu, sản ph"m
1.2.2. Chuyển đổi đo lường
a. Nguyên lý cân sấy
Để xác định được độ Nm trong nguyên liệu sản phNm, người ta thường sử dụng các phương pháp đo trực tiếp hoặc gián tiếp. Có thể đơn cử một số ví dụ như sau:
Gọi nguyên liệu, sản phNm muốn xác định độ Nm (thủy phần) là đối tượng đo. Đối tượng đo có thể là gạo, thóc, tinh bột, đậu, đỗ, lạc, vừng, chè, cà phê, củ quả, gỗ, giấy….
Khối lượng của đối tượng đo là: M
Trong M bao gồm hai phần: khối lượng nước mn và khối lượng vật chất mc. Như vậy:
(1.10)
n c
m +m =M
Giá trị thủy phần H của đối tượng đo được định nghĩa là:
(%) n n (1.11) n c m m H m m M = = + (Xét tại một nhiệt độ xác định)
Để thực hiện phép đo thủy phần H, ta tiến hành các bước:
+ Cân đối tượng đo tại nhiệt độ xác định, ghi được giá trị M (kg) + Sấy khơ hồn tồn đối tượng đo, ghi được giá trị mc (kg) + Từ (1.10) và (1.11) suy ra: (%) M mc(%) (1.12) H M − =
Phép đo sử dụng nguyên lý cân sấy để xác định H của đối tượng đo là phép đo chính xác nhất, hợp pháp nhất. Tuy nhiên, trong thực tế, không phải lúc nào sử dụng phép đo này cũng thuận lợi. Lý do là vì thời gian đo một mẫu khá lâu. Dù kiểm tra xác suất cũng cần số lượng mẫu khá lớn. Các bên giao dịch mong muốn kiểm tra tức thời giá trị H của các mẫu đo ngay tại hiện trường. Trên hình 1.8 là thiết bị đo độ Nm đa đối tượng dùng nguyên lý cân sấy. Thiết bị này của sản xuất Ohaus (Mỹ), ký hiệu MB45. Mỗi mẫu đo cần 45 g. Thiết bị hiển thị giá trị H (%), đồng thời hiển thị giá trị phần trăm vật chất: mc(%)
M
Hình 1.8. Thiết bị đo H theo nguyên lý cân sấy MB45
b. Nguyên lý chuyển đổi
Nhằm mục đích đo nhanh giá trị H của đối tượng đo, người ta sử dụng nguyên lý chuyển đổi tín hiệu từ đại lượng không điện lượng sáng đại lượng điện. Quá trình chuyển đổi này chấp nhận sai số lớn hơn phép đo theo nguyên lý cân sấy nhưng bù lại, nguyên lý này cho phép đo đạc thuận tiện, nhanh chóng tại hiện trường.
* Chuyển đổi điện dẫn: Hàm lượng nước chứa trong đối tượng đo có quan hệ
với giá trị điện dẫn của mẫu. Điện dẫn là hằng số nghịch đảo của điện trở suất ρ. Nếu đối tượng đo được nèn ép thành một mẫu đo có hình dạng, kích thước cố định thì nó sẽ có một giá trị điện trở R tương ứng:
(1.13) ( ) dl R dR S l ρ =∫ =∫
Với S(l) tiết diện mẫu và l là chiều dài mẫu.
Có thể biểu diễn quan hệ giữa R và H theo một hàm thực nghiệm:
( , ) (1.14)
R=R H T
Xét tại một nhiệt độ T xác định, có thể biểu diễn:
( ) ( ons ) (1.15)
Quan hệ R(H) khơng phải là quan hệ tuyến tính, vì vậy người ta thường phải chuNn bằng số liệu thực nghiệm.
Có nhiều hãng sản xuất trên thế giới đã chế tạo ra các thiết bị đo thủy phần theo nguyên lý điện dẫn. Hình 1.9 là thiết bị KETT F512 của Nhật Bản và hình 1.10 là thiết bị GMK-303 RS của Hàn Quốc. Các thiết bị này cho phép đo thủy phần các loại ngũ cốc, gạo, thóc, lúa mạch, đậu tương, ngơ, bột, lúa mì, trà, cà phê, bột ớt, mật ong…
Dải đo H trong khoảng 8,5 – 30%.
Hình 1.9. Thiết bị KETT F512 Hình 1.10. Thiết bị GMK 303RS
* Chuyển đổi điện dung:
Điện dung của tụ điện phụ thuộc vào hình dạng, kích thước và bản chất vật liệu nằm trong không gian của hai bản tụ (ε). Ba dạng tụ thường dùng là: tụ phẳng, tụ trụ và tụ cầu. Nếu đối tượng đo được đặt trong vùng không gian giữa hai bản cực tụ thì điện dung C sẽ thay đổi tùy theo ε.
Khối lượng, hàm lượng nước, bản chất đối tượng đo (gạo, ngô, lạc, đậu…) nhiệt độ… là những thông số làm thay đổi ε trong tụ.
Nếu cố định tất cả các thông số phụ thuộc khác, có thế thu được: C = C(H) Sử dụng phép đo điện dung của tụ bằng thực nghiệm, có thể thu được đường đặc trưng C(H) cho các đối tượng đo. Trên cơ sở đó, suy ra giá trị thủy phần H.
Thiết bị cho phép đo 99 sản phNm ngũ cốc theo nguyên lý đo điện dung. Dải do từ 0 đến 40%. Độ chính xác 0,5%, độ phân giải 0,1%. Thiết bị có sử dụng sensor bù trừ nhiệt độ.
Chương 2- MỘT SỐ MẠCH ĐIỆN THƯỜNG DÙNG VỚI CẢM BIẾN 2.1. Mạch khuếch đại vi sai [3, 7]
Khi tín hiệu vào là đồng pha thì theo như nguyên lý của sơ đồ khuếch đại vi sai, tín hiệu lối ra sẽ khơng được khuyếch đại cịn nếu tín hiệu vào là lệch pha nhau thì tín hiệu lối ra sẽ được khuyếch đại. Vì vậy, thu tín hiệu bằng phương pháp khuếch đại vi sai (KĐVS) sẽ loại trừ được nhiễu do yếu tố bên ngoài tác động đồng thời vào KĐVS. Hình 2.1 trình bày một sơ đồ nguyên lý mạch KĐVS.
Sơ đồ mạch khuếch đại vi sai như sau: