Báo cáo thực hành đo lường và tự động ha tbl

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ – CÔNG NGHỆ BÁO CÁO THỰC HÀNH Đo lư ng v TĐH Thi t B L nh Giáo viên hướng dẫn ThS Lê Quang Gi ng Sinh viên thực hiện Hồ Dương Tuấn Đạt MSSV 19[.]

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA CƠ KHÍ – CÔNG NGHỆ

BÁO CÁO THỰC HÀNH

Đo lư ng v TĐH Thi t B L nh

Tháng 12/2022

Mục lục

CHƯƠNG 1 4

Mở đầu 4

Nội dung thực hiện 4

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 5

Bài : Đo độ ẩm 5

2.1 CÁC KHÁI NIỆM 5

2.1.1 Không khí ẩm và các đại lượng đặc trưng 5

2.1.2 Độ ẩm của vật liệu và s n phẩm trong các quá trình s n xuất 6

2.1.4 Tính chất điện môi của nước. 8

2.2 ĐO ĐỘ ẨM KHÔNG KHÍ BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỂM NGƯNG TỤ. 8

2.2.1 Ngưng tụ hơi trên mặt tấm kim loại bóng 8

2.2.2 Phương pháp điểm ngưng tụ với LiCl. 8

2.3 ĐO ĐỘ ẨM BẰNG PHƯƠNG PHÁP HẤP THỤ 9

2.3.1 Ẩm kế LiCl 10

2.3.2 Ẩm kế anhydrit phôtphoric P2O5 11

2.4 ĐO ĐỘ ẨM BẰNG TRỞ KHÁNG BIẾN ĐỔI 12

2.4.1 Ẩm kế điện trở 12

2.4.2 Ẩm kế điện dung điện cực kim loại 13

2.4.2 Ẩm kế điện dung điện cực bằng vàng 14

2.5 MẠCH ĐIỆN VỚI PHƯƠNG PHÁP XUNG HIỆU SỐ. 14

2.6 CẢM BIẾN ĐỘ ẨM VỚI ĐIỆN TRỞ THAY ĐỔI. 15

2 6.1 C m biến độ ẩm SHSA3 của hãng Hyrotec GmtlH / Đức. 16

2.6.2 C m biến độ ấm NH-3 Figaro/Nhật. 16

2.7 ẨM KẾ ASSMANN 17

2.8 ĐO ĐỘ ẨM THEO TỔNG TRỞ CỦA MÀNG MỎNG AL2O3 18

2.9 ĐO ĐỘ ẨM BẰNG CẢM BIẾN VI BA 18

2.10 ĐO ĐỘ ẨM BẰNG CẢM BIẾN HỒNG NGOẠI 19

2.12 PHƯƠNG PHÁP ĐO ĐỘ ẨM CÁC VẬT LIỆU RẮN. 20

2 12.1 Độ ẩm gỗ 20

2 12.2 Đo độ ẩm của các vật liệu 21

CHƯƠNG 3 : KẾT QUẢ THỰC TẬP VÀ BÀI TẬP 22

3.1Kết qu thực tập 22

2

3.1.1 Đo nhiệt độ 22

3.1.2Đo áp suất : 25

3.1.3 Đo lưu lượng : 27

3.1.4 Đo độ ẩm : 29

3.1.5 Tự động điều khiển các quá trình trong thiết bị lạnh : 30

3.1.6 Các sơ đồ tự động h a: 31

Kết qu bài tập 31

CHƯƠNG 4 : KẾT LUẬN 33

TÀI LIỆU THAM KHẢO 34

CHƯƠNG 1

Mở đầu

ngày càng đ ng vai trò quan trọng trong sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện

đại h a đất nước Việc thành thạo sử dụng thiết bị đo lường và tự động h a trong công nghiệp rất quan trọng, cho phép chúng ta theo dõi quá tr nh làm việc của thiết bị, kiểm soát thiết bị hoạt động một cách n định và nếu gặp sự

cố thiết bị th hệ thống tự động h a s đưa ra biện pháp xử lý sớm nhất tránh gây thiệt hại về vật chất cũng như con người

- Nhiệm vụ của môn thực hành “Đo lường và tự động h a TBL” là: Tìm hiểu về các dụng cụ đo cần thiết trong hệ thống lạnh, các thiết bị tự động h a, nắm rõ nguyên l và cách sử dụng của các thiết bị, nguyên l cơ b n của hệ thống lạnh để từ đ c thể

tiến hành thực hành với các thiết thực tế Được sự hướng dẫn tần tình từ thầy ThS Lê Quang Gi ng Em xin chân thành c m ơn

Nội dung thực hiện

- Tr nh bày được mục đích và phương pháp đo độ ẩm

- Tr nh bày được khái niệm, tính chất của nước và không khí ẩm Phân biệt được cấu tạo, nguyên lý hoạt động, phân loại các dụng cụ đo độ ẩm

- Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và cách sử dụng các loại dụng cụ đo Cấu tạocủa các mô hình thiết bị lạnh c trong xưởng thực tập, v hình cụ thể với các thông sốhình học cơ b n và nêu lên nguyên lý hoạt động của chúng

- Nắm rõ các phương pháp kh o nghiệm, cách bố trí, đo đạc và tính toán các thông số đặc tính

4

- Không khí ẩm chưa bão hoà là trạng thái của không khí ẩm có thể tiếp nhận nước

bay hơi tiếp tục vào không khí

- Không khí ẩm bão hoà là trạng thái của không khí ẩm không thể tiếp nhận sự bay hơi của

nước vào không khí , lượng hơi nước chứa trong không khí bão hoà là lớn nhất

- Không khí ẩm quá bão hoà trạng thái của không khí ẩm gồm không khí bão hoà và

Như vậy không khí khô có d = 0 , không khí bão hoà có dS = dmax

Chia tử và mẫu ở vế ph i cho V thì có :

d=ℎ

c Độ ẩm tương đối :

Độ ẩm tương đối là tỷ số giữa độ ẩm tuyệt dối của không khí ẩm và độ ẩm tuyệt đối tối đa

ở trạng thái bão hòa:

= (%)

Như vậy không khí khô có = 0 % , không khí bão hoà có= 100%

Do lượng ẩm trong không khí là nhỏ nên không khí ẩm được coi là hỗn hợp khí l tưởng củakhông khí khô và ẩm, nên chúng cũng tuân theo phương tr nh trạng thái khí l tưởng:

- Không khí ẩm : p = RT

- Không khí khô: pk = RkT

- Hơi ẩm chưa bão hoà : ph = ℎRhT

- Hơi ẩm bão hoà : ps = RhT

Từ đ suy ra độ ẩm tương đối của không khí ẩm:

=ℎ=ℎ

Theo định luật Đan tông, áp suất của hỗn hợp bằng t ng áp suất các khí thành phần :

p = pk + ph

d áp suất bão hoà , nhiệt độ bão hoà , điểm sương :

ở trạng thái bão hoà áp suất riêng của hơi nước được gọi là áp suất bào hoà PS , nhiệt độ tương ứng với nó gọi là nhiệt độ bão hoà tS (ký hiệu S viết tắt của saturated -

đã bão hoà ) Lượng hơi nước trong không khí bão hoà là lớn nhất Mỗi nhiệt độ bão hoà tS chỉ tương ứng với một giá trị áp suất bão hoà pS

Khi gi m nhiệt độ không khí chưa bão hoà tới một một giá trị nào đ hơi nước bắt đầu ngưng tụ thành giọt nước li ti Nhiệt độ hơi nước bắt đầu ngưng tụ là nhiệt độ đọng sương gọi tắt là điểm sương, k hiệu tS

2.1.2 Độ ẩm của vật liệu và sản phẩm trong các quá trình sản xuất

Hàm lượng ẩm (lượng nước hay hơi nước) trong các vật liệu, s n phẩm có nh hưởng rất lớn tới các đặc tính, chất lượng của chúng Hàm lượng ẩm trong vật liệu cũng thay đ i theo đặc tính ẩm của môi trường bên ngoài là không khí ẩm Bởi vậy hàm lượng ẩm trong vật liệu cũng được đánh giá bởi độ ẩm tuyệt đối Aab và độ ẩm tương đối Arel

a Độ ẩm tuyệt đối :

Bỏ qua khối lượng khí và hơi không đáng kể , người ta có thể coi vật liệu ẩm là hỗn hợp cơ học giữa chất khô giữa chất khô tuyệt dối và ẩm m=mk + ms

Trong đ : - m: khối lượng nguyên vật liệu ẩm

- mk : khối lượng chất khô tuyệt đối

- ms : khối lượng ẩm (nước)

6

độ ẩm tuyệt đối W : là tỷ số giữa khối lượng ẩm ms và khối lượng chất khô tuyệt đối

mk của nguyên vật liệu :

Với độ ẩm tương đối , chúng ta cũng chưa thế biết được lượng hơi nước nếu nhiệt

độ tương ứng chưa xác định Trong thực tiễn hàng ngày , độ ẩm tương đối được đo đạc nhiều nhất vì nó liên hệ trực tiếp một cách rõ ràng đến nhiều ph n ứng hóa học , sinh học môi trường trong đời sống hàng ngày ví dụ như sự rỉ sét của kim loại , sự hình thành nấm mốc và c sự dễ chịu của tình trạng sức khỏe con người

2.1.4 Tính chất điện môi của nước.

Nước có những tính chất điện môi mà ta có thể dùng để đo độ ẩm Phân tử nước có cấu trúc hình góc cạnh, hình 5, nó bị phân cực do sự bất đối xứng cơ học này và vì thế nước có một hằng số điện môi tương ứng Nước có trị số điện môi cao nhất tới = 80 khi ở dạng lỏng và ở nhiệt độ b nh thường Người ta lợi dụng tính chất này để đun n ng các vật thể chứa

nước bằng các lò vi ba Hơi nước có hằng số điện môi thấp hơn và không xác định giống như các khí phân cực Trong H 4 cho ta sự nh hưởng của nhiệt độ đối với hai hằng số của khí và chất lỏng Tất c phân tử , kể c phân tử nước đều có những cấu trúc đặc thù hấp thụ các bức xạ có chọn lọc Vì thế từ lâu nay việc xác định độ ẩm một cách định lượng bằng quang ph có chọn lọc đã được áp dụng Với tần số ánh sáng (THz) ta cần các thiết bi phức tạp và với tần số vi ba (GHz) sự rõ ràng trong việc chọn lọc và phân biệt (selectlvity) thấp hơn nh hưởng của nhiệt độ cũng cao hơn Nếu sự chọn lọc không cần để đến ta có thể dùng c tần số âm thanh

2.2 ĐO ĐỘ ẨM KHÔNG KHÍ BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỂM NGƯNG TỤ.

2.2.1 Ngưng tụ hơi trên mặt tấm kim lo i bóng

Với nhiều phương pháp đo độ ẩm khác nhau, phương pháp điểm ngưng tụ dù c điển nhưngvẫn được dùng Vì với phương pháp này người ta có các trị số đo rất chính xác và sự lập lại khá tốt cho bất cứ hàm lượng hơi nước với nhiệt độ cao và nhiệt độ thấp Khí cần tìm hiểu được làm lạnh cho đến khi có sự ngưng tụ trên bề mặt của tấm kim loại được đánh b

ng Nhiệt độ mà ở đ c hơi bão hòa theo h nh 2.3 ta đọc được áp suất hơi nước và theo hình2.2 ta c được độ ẩm tuyệt đối tương ứng Tuy nhiên cách đo này khá phức tạp cũng bằng phương pháp điểm ngưng tụ nhưng với LiCl ta có thể đo độ ẩm đơn gi n hơn

2.2.2 Phương pháp điểm ngưng tụ với LiCl.

Hình 2.3 trình bày cấu trúc dụng cụ đo độ ẩm bằng Lithiumchlorid

Hình 2.3

8

Hai tính chất của hydrat LiCl được sử dụng Đầu tiên hydrát LiCl có tính hút ẩm, thu nhận các phần tử H20 cho ta một dung dịch LiCl dẫn điện Khi LiCl nằm lẫn bên trong các sợi thủy tinh (2) thu nhận hơi nước của không khí, độ dẫn điện giữa 2 điện cực xoắn (3) được gia tăng Một dòng điện xoay chiều chạy qua 2 điện cực xoắn và dung dịch LiCl làm c cấu trúc c m biến n ng lên, nước bốc hơi Khi nước bốc hơi, độ dẫn điện gi m mạnh làm cường

độ dòng điện cũng gi m và do đ nhiệt độ cũng gi m, LiCl thu nhận hơi nước trở lại và độ dẫnđiện gia tăng Cường độ dòng điện và nhiệt độ lại tăng trở lại Diễn biến này lặp lại cho đếnkhi nào giữa năng lượng điện đưa vào và lượng nhiệt cần thiết để làm bốc hơi nước đạt một trạng thái cân bằng Lớp LiCl háo nước nằm lẫn trong sợi thuỷ tinh đạt nhiệt độ biến đ i

tB tương ứng với áp suất bão hoà pS Nhiệt độ tB được hiệu chỉnh3 tự động theo trạng thái cân bằng này Nhiệt độ tB được đo bằng c m biến pt-100 Giữa nhiệt độ biến đ i tB và nhiệt

độ điểm ngưng tụ có mối liên hệ khá tuyến tính ( hình 2.3) Do đ tB được coi như thước đo trực tiếp hàm ẩm tuyệt đối của không khí Aabs[gH2O/m ] Khi sử dụng , cần làm nóng c m biến lên kho ng từ 5 đến 15 phút Sau đ c thời gian hồi đáp kho ng từ 10 đến 20 s

2.3 ĐO ĐỘ ẨM BẰNG PHƯƠNG PHÁP HẤP THỤ

Nguyên lí làm việc của chuyển đ i dựa trên sự hấp thụ hơi nước của một số chất như Clorualiti (LiCl), Anhidrit phôtphoric (P2O5) Các chất trên nếu ở trạng thái khô điện trở của chúng rất cao Khi hút ẩm ở môi trường xung quanh, điện trở gi m một cách đáng kể, qua đ

c thể xác định được độ ẩm của môi trường cần đo Trước khi đo độ ẩm, người ta nung nóng dung dịch muối chứa trong ẩm kế cho đến khi áp suất hơi bão hòa ở phía trên dung dịch bằng áp suất hơi của môi trường Thông thường chọn dung dịch muối bão hòa sao cho ở một nhiệt độ cho trước, áp suất hơi càng nhỏ càng tốt Hình 2.4 là đường cong áp suất hơi phụ thuộc vào nhiệt độ của một số dung dịch bão hòa

Hình 2.4 Đường cong áp suất hơi phụ thuộc vào nhiệt độ của một số sung dịch bão hoà

B ng 2.2 là các giá trị áp suất hơi bão hòa trên mặt nước và trên dung dịch muốiclorualiti bão hòa ở những nhiệt độ khác nhau đường cong áp suất hơi gần tươngứng với đường cong độ ẩm tơng đối 12 %

B ng 2.2

2.3.1 Ẩm k LiCl

Cấu tạo của chuyển đ i gồm một ống được bao bọc bởi một lớp v i tẩm dung dịch LiCl, trên đ c quấn hai điện cực bằng kim loại không bị ăn mòn, hình 2.5 Điện cực được đốt nóng bằng nguồn cung cấp làm bay hơi nước Khi nước bay hơi hết, điện trở của chuyển đ i tăng lên, dòng điện giữa các điện cực gi m đáng kể

Hình 2.5 Đầu đo dùng clorualitia) Sơ đồ nguyên lý ; b) Hình dáng bề ngoài

10

Do LiCl hấp thụ hơi nước ở môi trường xung quanh nên độ ẩm tăng lên, điện trở của nó

gi m và dòng điện giữa các điện cực tăng lên làm cho nhiệt độ của chuyển đ i lại tăng Đến một thời điểm nào đ s đạt được sự cân bằng giữa muối LiCl và dung dịch

Sự cân bằng này liên quan đến áp suất hơi và đồng thời đến nhiệt độ h a sương (Ts) Như vậy có thể xác định được Ts

Đặc điểm của chuyển đ i LiCl là có thể dùng đo nhiệt độ h a sương với độ chính xác cao, do đ nhiệt độ cân bằng thực hiện bằng đốt nóng chuyển đ i nên đơn gi n, độ tin cậy cao, giá thành hạ, có thể đạt tới độ chính xác ± 0,20C tùy thuộc vào độ chính xáccủa chuyển đ i đo nhiệt độ, cấu tạo của đầu đo và điều kiện sử dụng Thời gian hồi đáp chậm (mươi phút), phạm vi đo nhiệt độ h a sương của các chất từ -100C ÷ 600C

Ví dụ : -100 C ≤ Ts ≤ 340 C và 410 C ≤ Ts ≤ 650 C đạt độ chính xác ±10C -340 C ≤ Ts

≤ 410 C đạt độ chính xác ± 20C

2.3.2 Ẩm k anhydrit phôtphoric P2O5

Ẩm kế có cấu tạo như h nh v 2.6 Đ là một ống cách điện 1 c đường kính không lớnlắm, mặt trong đặt hai điện cực xoắn 2 và 3, giữa chúng phủ màng mỏng P2O5 Màng c điện trở lớn ở dạng khô và điện trở bị gi m khi hút ẩm

Hình 2.6 Cấu trúc ẩm kế P2O5

Không khí cần đo độ ẩm được đưa qua ống với vận tốc không đ i Lúc đ liên tục diễn

ra hai quá trình, đ là sự hút ẩm của màng để tạo thành axit phốtphoric và điện phânnước để tái sinh anhydrit phốtphoric :

P2O5 + H2O => 2HPO3

2HPO3 => H2 + 0,5 O2 + P2O5

2.4 ĐO ĐỘ ẨM BẰNG TRỞ KHÁNG BIẾN ĐỔI

Đ là các chuyển đ i có tính chất hút ẩm được chế tạo dưới dạng điện trở hoặc tụ điện.Khi c độ ẩm của môi trường các thông số R hoặc C thay đ i Các thông số này phụ thuộc vào độ ẩm của môi trường, chúng được chia thành hai loại điện trở và tụ điện

2.4.1 Ẩm k điện trở

Kiểu điện trở kim loại gồm một đế có kích thước nhỏ (vài mm2) được phủ chất hút ẩm vàđặt hai thanh dán bằng kim loại không bị ăn mòn và ôxi h a Trị số điện trở R đo được

giữa hai thanh dẫn phụ thuộc vào hàm lượng nước ( tỉ số giữa khối lượng nước hấp thụ và

khối lượng chất khô ) và vào nhiệt độ chất hút ẩm Hàm lượng nước lại phụ thuộc vào độ

ẩm t-ương đối và nhiệt độ

Hình 2.78a biểu diễn đường cong đặc trưng cho sự phụ thuộc của điện trở với độ ẩm tương đối và nhiệt độ

Hình 2.78b là mạch bù nh hưởng của nhiệt độ, trong đ chuyển đ i độ ẩm RA và điện trở bù RB có hệ số nhiệt độ t giống nhau

Hình 2.7 Ẩm kế điện trởa)Sự phụ thuộc của điện trở vào độ ẩm tương đối; b) Mạch đo

Đặc điểm của ẩm kế điện trở có thể đo được độ ẩm tương đối từ 5% 95%, trong d i nhiệt độ -100C ÷ 600C Thời gian hồi đáp cỡ 10 giây vàđạt độ chính xác từ ±2% ÷ ±5%

-12

2.4.2 Ẩm k điện dung điện cực kim lo i

Loại chuyển đ i này được chế tạo thành một tụ điện có lớp điện môigiữa hai b n cực là các chất hút ẩm Do hấp thụ hơi nước nên hằng sốđiện môi thay đ i làm cho điện dung của tụ thay đ i

Hình 2.8 là một chuyền đ i độ ẩm tụ điện có lớp điện môi là chất polyme

Hình 2.8 Tụ điện chuyển đ i độ ẩmLớp polyme được phủ trên điện cực thứ nhất là tan tan sau đó là crômphủ tiếp lên polyme bằng phương pháp bay hơi trong chân không đểlàm điện cực thứ hai

Thời gian hồi đáp phụ thuộc vào độ dày lớp điện môi Với chuyển đ i tụđiện polyme có thể đo được độ ẩm với d i đo từ 0 100%; d i nhiệt độ

từ -400C 1000C Độ chính xác 2% 3% và thời gian hồi đáp cỡ vài giây.Ngoài ra người ta còn sử dụng chất ôxít nhôm (Al2O3 ) làm chất điệnmôi Trong đó một điện cực là một tấm nhôm được chế tạo bằngphương pháp anốt hóa Điện cực thứ hai là một màng kim loại Chiềudày của lớp Al2O3 cỡ < 0,3 m Loại chuyển đ i này chỉ thích hợp với độ

ẩm thấp nên lớp điện môi càng mỏng càng tốt Điện cực thứ hai đượcchế tạo từ Cu, Au, Pi v.v

Chuyển đ i cho phép đo nhiệt độ hóa sương Ts trong phạm vi từ -800 C+700C , thời gian hồi đáp cỡ vài giây Có thể làm việc trong d i ápsuất rộng đến hàng trăm bar Nhược điểm là không dùng được trongmôi trường ăn mòn như NaCl, lưu huỳnh

13

2.4.2 Ẩm k điện dung điện cực bằng vàng

C m biến độ ẩm loại điện dung dùng để đo độ ẩm tương đối Bênngoài c m biến là 1 vỏ nhựa có đục lỗ Bên trong là một màng nhựađặc biệt hai mặt có phủ 1 lớp vàng Cấu trúc của c m biến với hai chânthích hợp có thể hàn thẳng lên mạch in ( hình 2.9)

Hình 2.9

Màng nhựa được coi như điện môi và hai lớp vàng chính là 2 điện cực của

1 tụ điện Dưới sự nh hưởng của độ ẩm không khí hằng số điện môi thay đ i và do đđiện dung của tụ điện cũng thay đ i theo Điện dung cũng như sự thay đ i của nó có thểđược đo với một mạch điện khá đơn gi n và

được coi như thước đo độ ẩm tương đối

2.5 MẠCH ĐIỆN VỚI PHƯƠNG PHÁP XUNG HIỆU SỐ.

Điện dung toàn phần của sensor:

Cs = C0 + C

Co : Điện dung không có hàm ẩm

C: Sự thay đ i điện dung theo hàm ẩm

Trong hình 2.10 thể hiện mạch nguyên tắc để đo điện dung của sensor Bộdao động đa hài Ml tạo các xung vuông góc với độ rộng xung1 – CA (hình2.10 b) CA là một tụ xoay được chỉnh ở trị số CA = C0 Ml làm đồng bộ M2

Độ rộng xung 2 của M2 tỉ lệ với điện dung của sensor CS = C0 + C Khi C = 0, ta

có độ dài xung 1= 2 Trường hợp điện dung của sensor thay đ i ( C 0 ), giữa đường

ra 1 và 2 ta có hiệu số của hai xung trên với 3 = 2 – 1 ~ C , khi c hai bộ dao động đahài có cùng hệ số tỉ lệ Ta chọn chu

14

kỳ T của xung vuông sao cho T = 21 và biên độ có trị số UB Như thế

ta có trị số số học trung bình của điện áp ngõ ra Uo

để cấp điện cho kho ng 1 năm

Trong hình 2.11b ta có một mạch điện tố t hơn Điện áp cấp được n địnhqua 3 transistor (BC558B, 2XBC548B) Mạch đ iện theo phươ ng pháp xung

h iệu số tương đố i đơn g i n, r ẻ tiền nhưng có mộ t nhược điểm là t ng trởrất cao Do đ kh i bề mặt của đ iện cực bị bẩn s làm kết qu bị sai lệch

Sơ đồ xung đo điện dungthay đ i theo hàm ẩm và mạch điện nguyên tắc

2.6 CẢM BIẾN ĐỘ ẨM VỚI ĐIỆN TRỞ THAY ĐỔI.

15

2.6.1 Cảm bi n độ ẩm SHSA3 của hãng Hyrotec GmtlH / Đức.

C m tiến độ ẩm SHS A3 có điện trở thay đ i theo độ ẩm Nó được dùng để đo và nhận biết độ ẩm cao, sự ứ nước hay sự ngưng đọng nước Với không khí khô ráo sensor SHS A3 có t ng trở thấp Khi độ ẩm tương đối dưới

75% sensor có điện trở nhỏ hơn 20 k , khi hàm ẩm cao điện trở giatăng theo hàm logarit Độ ẩm tương đối 93% ta có t ng trở nhỏ hơn

100 k và khi nước ngưng đọng t ng trở tăng đến 300 k Để tránh hiệuứng điện gi i ta dùng

điện áp xoay chiều có tần số từ 1 kHz đến 30 kHz và với điện áp hiệu dụng 0,8

V0 SHS

A3 dùng để đ o hàm ẩm tương đói từ 0 đến 100 % D i nhiệt độ hoạtđộng từ -100 C đến 600C Thời gian hồi đáp là 60 s Sensor có kíchthước 5,5 x 3 x 2,5 mm

2.6.2 Cảm bi n độ ấm NH-3 Figaro/Nhật.

C m biến độ ẩm NH-3 gồm điện trở thay đ i theo nhiệt độ và điện trở thay đ itheo độ ẩm Để sensor có sự tuyến tính tốt, trong sensor có đến 2 nhiệt điệntrở và 2 điện trở thay đ i theo hàm ẩm Nhiệt điện trở TH dùng để bù trừ sự

nh hưởng của nhiệt độ đối vớl điện trở đo hàm ẩm tương đối Sơ đồ mạch

đo độ ẩm với sensor có điện trở thay đ i theo độ ẩm thể hiện trong hình2.12 Dưới 1 điện áp xoay chiều, ở đường ra số 2 ta có 1 điện thế tùy thuộcvào độ ẩm Điện áp xoay chiều cần có tính đối xứng tốt và biên độ có trị số

cố định Điện thế tùy thuộc vào độ ẩm ở đầu ra số 2 được lần lượt chỉnh lưu

và thiết lập tỷ số trung bình qua các lC3a, lC3c Với lC4 ta có chỉ thi LED.IC1a tạo sóng vưông Tần số được định bởi R4 và C2 kho ng

1 kHz Với pin 7 cu IC4 ta có 1 điện áp chuẩn là 1,25V và được IC3d khuếchđại thành 3V Khi S1 ở vị trí B, ta có thể chỉnh P2 để có ngưỡng

độ ẩm để rơ le đóng mở

LC1=TLC372 CP

LC3=TLC 274CN

16

Hình 2.12

2.7 ẨM KẾ ASSMANN

Khi cần đo độ ẩm được th i qua hai nhiệt kế, một được tẩm ướt và donước bốc hơi nên có nhiệt độ thấp hơn ở nhiệt kế khô Sự chênh lệchnhiệt độ càng lớn khi khí th i qua càng khô Để đạt được một nhiệt độxác định, khí cần được th i v ới vận tốc lớn hơn 2m/s Áp suất riêngphần p của hơi nước trong khí có thể tính được với công thức:

p = pf - 0 00066 b(t - t1)

b: Chiều cao của Barometer tính b ằng Torr t và tf : Nhiệt độ đo được

p t: áp suất bão hòa ở nhiệt độ tf

ẩm kế loại nà y đã được dùng từ năm 1861 Hình 2.13a trình bày sơ đồ nguyêntắc ẩm kế Assmann loại c điển và h ình 2.13b là ẩm kế Assmann loại c i tiến để

đo được độ ẩm ở nh iệt độ 00C đến 1000C

17

Hình 2.13 Sơ đồ nguyên tắc và cấu trúc ẩm kế Assm

ann 2.8 ĐO ĐỘ ẨM THEO TỔNG TRỞ CỦA MÀNG MỎNG AL 2 O 3

Hì nh 2.14 biểu thị s ơ đồ cấu trúc c m biến đo độ ẩm b ằng t ng trở củ

a màng m2ỏ ng ôxit nhôm C m biến gồm mộ t tấm nhôm c ó diệ n tích

kho ng 4,3 mm2, một mặt đ ược phủ một lớp rnỏ ng Al2 O3 Bên trên

lớp mỏng này được phủ một bởi lớp vàng có diện tích kho ng 2,1 mm

Hình 2.14 Cấu trúc và sơ đồ ẩm kế màng mỏng ôxit nhôm

Dưới áp suất riêng phần các phần tử nước thẩm thấu qua lớp vàng cực

mỏng n ày ( bề dày < 0,3 m) và xâm nhập vào các lỗ trống của lớp

Al2O3 làm thay đ i đ iện tr ở và điện dung của c m biến T ng trở của c

m biến là thước đo độ ẩm Loại c m biến này thích hợp để đo độ ẩmcủa khí v à các chất lỏng hữu cơ khác

2.9 ĐO ĐỘ ẨM BẰNG CẢM BIẾN VI BA

Với nguồn phát và bộ thu vi ba, độ hấp thụ của môi trường cần được xácđịnh độ ẩm qua tỷ lệ của phần năng lượng thu và phát cho ta biết được độ

ẩm Với sóng vi ba trong kho ng 10GHz , 5mW Người ta nghiên cứu loại

c m biến này để đo độ ẩm của một phân tử nước đã được đề cập đến ởtrong phần trước, mômen lưỡng cực của phân tử nước đẫ được đềcập đến Momen này thay đ i tuỳ theo từng loại hàng hoá, vật liệu Donhững momen thường trực này, các phân tử nước hấp thụ công suấtsóng vi ba Phương pháp đo từ xa, không phá

huỷ và không gây hậu qu độc hại đến sức khoẻ Máy đ o độ ẩm với c mbiến vi ba hoạt động trong kho ng 0 7000 g H2O /m2 Độ chính xác tốt

18