Bảng4: Bảng số liệu đo độ đục, độ dẫn, pH
Ngày lấy mẫu
Hồ Linh Đàm Sông Tô Lịch
Độ Đục (NTU) TDS (ppm) pH Độ Đục (NTU) TDS (ppm) pH 12/10/2017 3,63 232,76 6,47 3,72 831,13 6,31 14/10/2017 2,85 216,95 6,26 53,41 807,75 6,29 17/10/2017 1,63 223,43 5,65 9,94 788,97 6,44 19/10/2017 10,17 229,99 6,17 41,76 761,63 6,49 24/10/2017 7,02 293,42 6,85 4,48 798,89 6,95 19/11/2017 5,73 302,7 6,82 4,11 720,57 6,97 22/11/2017 4,59 305,76 6,77 3,76 817,7 6,95 17/12/2017 11.47 301.55 7.45 21.24 732.97 7.08 18/12/2017 11.1 305.47 7.35 22.17 708.12 7.13 19/12/2017 8.81 309.8 7.3 23.51 770.84 7.2 20/12/2017 8.09 309.16 7.67 25.21 608.06 7.23
Từ bảng số liệu cho thấy các giá trị trung bình của số liệu đo tại các khu vực là: Tại Hồ Linh Đàm độ đụclà 6.83 NTU, độ dẫn là 275.54 ppm và pH = 6.79. Tại Sông TôLịch độ đụclà 19.39 NTU, độ dẫn là 758.78 và pH = 6.82.
Dựa trên kết quả đo có thể thấy độ đục của sơng Tô Lịch cao hơn so với hồ Linh Đàm, đặc biệt TDS của sông Tô Lịch cao hơn từ 1.9 đến 3.5 lần so với hồ Linh Đàm, giá trị pH của cả 2 khu vực là khá giống nhau.
3.7. Chức năng cảnh báo khi có thơng số vƣợt chuẩn.
Dựa theo tiêu chuẩn nƣớc thải sinh hoạt (QCVN 14:2008/BTNMT) và nƣớc thải công nghiệp (QCVN 40:2011/BTNMT), hệ thống sẽ gửi tin nhắn cảnh báo sớm tới số điện thoại di động xác định khi ít nhất một trong các trƣờng hợp sau xảy ra:
- pH< 6 hoặc pH > 9
- Tổng lƣợng chất rắn hòa tan TDS > 500 - Nhiệt độ T > 40 ℃
- Độ đục > 5NTU (QCVN 02: 2009/BYT về chất lƣợng nƣớc máy)
Hình 60 thể hiện các tin nhắn đã đƣợc gửi thành công khi một hoặc nhiều thông số vƣợt chuẩn.Kết quả cho thấy chức năng cảnh báo qua tin nhắn của hệ thống đã hoạt động tốt.
Hình 60: Tin nhắn cảnh báo gửi tới số điện thoại di động khi một hoặc nhiều thông số vƣợt chuẩn.
KẾT LUẬN
Luận văn đã cung cấp những lý thuyết căn bản về một số loại cảm biến, cảm biến đo độ đục, độ dẫn, pH, nhiệt độ. Các thông số đánh giá chất lƣợng nƣớc nhƣ độ đục, độ dẫn, pH, nhiệt độ và những lý thuyết về vi điều khiển, nguyên lý của các thiết bị và nguyên lý hoạt động của các thiết bị đo.
Luận văn đã trình bày nghiên cứu thiết kế các hệ thống đo đơn lẻ dựa trên vi điều khiển Atmega 16 bao gồm: độ đục, độ dẫn, pH, nhiệt độ của mơi trƣờng nƣớc. Trong đó, hệ đo độ đục của môi trƣờng nƣớc sử dụng cảm biến màu TCS3200 thực hiện trong khoảng đo từ0 đến 1000 NTU. Hệ đo pH của môi trƣờng nƣớc sử dụng điện cực màng thủy tinh Hanna 1110B có khả năng đo pH trong khoảng từ 0 đến 14 với các điểm chuẩn là 0.1, 1.68, 4.01, 7.00, 10.01 và 13.88. Hệ đo nhiệt độ của môi trƣờng nƣớc sử dụng cảm biến DS18B20 thực hiện đo nhiệt độ của nƣớc trong dải đo từ 0 - 85℃. Hệ đo độ dẫn của môi trƣờng nƣớc sử dụng cảm biến đo độ dẫn 2 điện cực, thực hiện đo trong khoảng 0 đến 2000 ppm. Các kết quả thu đƣợc cho thấy các hệ thống đo hoạt động tốt và độ chính xác cao.
Sau quá trình thiết kế độc lập các hệ đo, hệ thống tích hợp đã đƣợc chế tạo thành công dựa trên KIT AVR V4 sử dụng vi điều khiển ATmega 16. Hệ thống có khẳng năng đo đồng thời 4 thông số môi trƣờng nƣớc gồm độ đục, pH, nhiệt độ và độ dẫn. Hệ thống đã kết nối thành công với thiết bị truyền phát không dây Module Sim800C để gửi dữ liệu cảnh báo lên Internet.Đặc biệt, khi có một trong các thơng số vƣợt chuẩn, hệ thống có khả năng gửi tin nhắn cảnh báo đến một số điện thoại xác định.
Hệ thống đƣợc thiết kế đảm bảo đƣợc tiêu chí đơn giản, dễ sử dụng và giá thành thấp. Hệ đo có độ chính xác cao, nhỏ gọn, dễ vận chuyển và lắp đặt, phù hợp với yêu cầu đặt ra của một hệ thống đánh giá cảnh báo ô nhiễm môi trƣờng nƣớc.
Trong luận văn này, hệ thống chế tạo vẫn còn giới hạn là đo trong khn khổ phịng thí nghiệm. Định hƣớng trong tƣơng lai cho hệ thống đƣợc chế tạo trong luận văn là có thể đo đạc đƣợctrực tiếp tại bất kỳ môi trƣờng chất lỏng nào trong tự nhiên, cũng nhƣ phục vụ cho đời sống kinh tế xã hội.
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt
[1] Bộ công thƣơng (2013), Giáo trình Vi xử lý –Vi điều khiển, Đại học Sao Đỏ. [2] Hồng Minh Cơng (2004), Giáo trình cảm biến cơng nghiệp, Đại Học Bách
Khoa Đà Nẵng.
[3] Đo lƣờng Việt Nam (2014), “Phƣơng tiện đo độ đục của nƣớc quy trình kiểm định”, ĐLVN 275:2014.
[4] Phạm Thị Tuyết Nhung, (2016), “Nhiên cứu chế tạo thiết bị đo một số thông
số môi trường nước”, luận văn Thạc sĩ khoa học, Đại hoc Khoa học Tự
nhiên-ĐHQGHN. [5] http://adi-jsc.com.vn/tin-tuc/cam-bien-nhiet.html [6] http://banlinhkien.vn/goods-1866-module-cam-bien-mau-tcs230-tcs3200- chong-nhieu-.html [7] http://codientu.org/threads/5207/ [8] https://matran.edu.vn/hoa-hoc/su-dien-li-cua-nuoc-ph-chat-chi-thi-axit-bazo- 40.html [9] http://hachvietnam.blogspot.com/2009/10/mot-so-van-e-lien-quan-en-ien- cuc-o-ph.html [10] http://hachvietnam.blogspot.com/2009/10/phuong-phap-o-o-dan-ien-bang- ien-cuc.html. [11] https://vatlypt.com/threads/nhiet-do-la-gi-cach-xac-dinh-nhiet-do-cua-mot- vat.58.html [12] https://vi.wikipedia.org/wiki/Dẫn_điện [13] https://vi.wikipedia.org/wiki/Nhiệt_độ [14] https://vi.wikipedia.org/wiki/Nƣớc [15] https://vi.wikipedia.org/wiki/PH [16] https://vi.wikipedia.org/wiki/Vi_điều_khiển [17] http://www.ytuongnhanh.vn/chi-tiet/chuan-giao-tiep-1-wire-156.html [18] www.dks.edu.vn, Giáo trình vi điều khiển AVR.
Tiếng Anh
[19] Bockris, J. O'M.; Reddy, A.K.N; Gamboa-Aldeco, M. (1998). Modern Electrochemistry(2nd. ed.). Springer. ISBN 0-306-45555-2. Retrieved 10 May 2009.
[20] Igor Shiklomanov’s chapter “World fresh water resources” in Peter H. Gleick (editor), (1993),Water in Crisis: A Guide to the World’s Fresh Water Resources.
[21] Eva R., Freire B., and De M., (2007), “Micropumping multicommutation turbidimetric analysis of waters,” vol. 73, pp. 742–747.
[22] Federation W. E., (1999), “Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater Part 1000 Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater”.
[23] Gentile F., Bisantino T., Corbino R., Milillo F., Romano G., and Liuzzi G. T., (2010), “Monitoring and analysis of suspended sediment transport dynamics in the Carapelle torrent (Southern Italy),” Catena, vol. 80, no. 1, pp. 1–8, Jan.
[24] Jethra R., (Dec. 1993), “Turbidity measurement,” ISA Trans, vol. 32, no. 4, pp. 397–405.
[25] No August, (1993), "Method 180.1 determination of turbidity by nephelometry", pp. 1-10.
[26] Paulo Sergio Ramirez Diniz, Eduardo A. B. Da Silva, Sergio L. Netto (2002), Digital Signal Processing: System Analysis and Design, Cambridge University Press, ISBN 0521781752.
[27] Prasenjit Mitra, “pH and its measurement”, 142892.
[28] Radiometer Analytical SAS, ( 2004), “Conductivity Theory and Practice”. [29] Rudy J. van de Plassche (2003), CMOS integrated analog-to-digital and
digital-to-analog converters, 2nd edition, Kluwer Academic, Boston, ISBN 1-4020-7500-6.
[30] Shenoy A., Harshini P., Pradhan U. U., and Pradeep N. (2015), "Sensing Performance of EGFET pH Sensors with Zinc Oxide (ZnO) Nanowires," vol. 6, no. 1, pp. 85-92.
[31] Supplies W., Water quality and treatment, A Handbook of Community. [32] Surface I. E. and Provisions T., (1999), “No Title,” no. 4607.
[33] Texas instruments, (2013), “AN-1852 Designing With pH Electrodes”, application report, SNOA529A.
[34] Walden R. H., (1999), “Analog-to-digital converter survey and analysis”, IEEE Journal on Selected Areas in Communications 17 (4), p. 539–550. doi:10.1109/49.761034.
[35] Wang Chengwo, Haijiang Tai, Daoliang Li, Cong Wang, Qisheng Ding,(2012), “Design and characterization of a smart turbidity transducer for distributed measurement system”, Sensors and Actuators A: Physical.
[36] O.O. Semiconductors, "Infrared Emitter (850 nm) Version 1.6 SFH 4550", Avaiable from: www.osram.com.
[37] www.alldatasheet.com , Atmega16 datasheet.
[38] http://www.smart-fertilizer.com/articles/electrical-conductivity.
[39] http://www.electroschematics.com/11934/get-better-with-tcs3200-color- sensor-module/