NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY OZONE VÀ ỨNG DỤNG TRONG NUÔI TÔM CÔNG NGHIỆP

Lời đầu tiên tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy Nguyễn Phương Quang, người trực tiếp giảng dạy và tận tình hướng dẫn, chỉ bảo, động viên tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn quý thầy cô Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.Hồ Chí Minh, đặc biệt là các thầy cô trong khoa Điện Điện tử, đã tận tình dạy dỗ tạo những kiến thức cơ bản để tôi thực hiện đề tài. Với vốn kiến thức được tiếp thu trong quá trình học không chỉ là nền tảng cho quá trình nghiên cứu đề tài mà còn là hành trang quý báu để tôi bước vào đời một cách vững chắc và tự tin. Tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè thân yêu luôn là chỗ dựa vững chắc giúp đỡ tôi một cách nhiệt tình và xin kính chúc quý Thầy, Cô và gia đình dồi dào sức khỏe và thành công trong sự nghiệp cao quý.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH

KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

- -

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ỨNG DỤNG TRONG NUÔI TÔM CÔNG NGHIỆP

SVTH : TRẦN NGỌC VINH MSSV : 11141326

KHÓA : 2011 NGÀNH: CNKT ĐIỆN TỬ - TRUYỀN THÔNG GVHD : Ths.NGUYỄN PHƯƠNG QUANG

TP HỒ CHÍ MINH – 07/2016

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH

KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

- -ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ỨNG DỤNG TRONG NUÔI TÔM CÔNG NGHIỆP

SVTH : TRẦN NGỌC VINH MSSV : 11141326

KHÓA : 2011 NGÀNH: CNKT ĐIỆN TỬ - TRUYỀN THÔNG GVHD : Ths.NGUYỄN PHƯƠNG QUANG

TP HỒ CHÍ MINH – 07/2016

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

Tp Hồ Chí Minh , ngày tháng năm 20…

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ và Tên Sinh Viên: TRẦN NGỌC VINH

Ngành: CNKT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG

GVHD: Ths.NGUYỄN PHƯƠNG QUANG

Ngày nhận đề tài:

MSSV: 11141326

Lớp: 11141DT2 ĐT: 0985 370 400 Ngày nộp đề tài:

1.Tên đề tài:

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY OZONE VÀ ỨNG DỤNG TRONG NUÔI TÔM CÔNG NGHIỆP

2.Các số liệu, tài liệu ban đầu:

- Tìm hiểu các kiến thức về khí ozone, có kiến thức về điện tử công suất, vi điều khiển, thi công thực tế và ngôn ngữ lập trình C

- Giáo trình vi xử lý 1 - Nguyễn Đình Phú đại học sư phạm kỷ thuật TPHCM

- Giáo trình điện tử công suất – Hoàng Ngọc Văn đại học sư phạm kỷ thuật TPHCM

- Trên các diễn đàn, mạng xã hội

3.Nội dung thực hiện đề tài:

- Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo được máy tạo khí ozone để sục trong mô hình hồ nuôi tôm công nghiệp

4.Sản phẩm:

- Đã thi công hoàn thành máy tạo khí ozone và mô hình hồ nuôi tôm công nghiệp

Tp Hồ Chí Minh , ngày tháng năm 20…

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

Tp Hồ Chí Minh , ngày tháng năm 20…

PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Họ và tên sinh viên: TRẦN NGỌC VINH MSSV:11141326

Ngành: CNKT ĐIỆN TỬ VÀ TRUYỀN THÔNG

Tên đề tài: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY OZONE VÀ ỨNG DỤNG TRONG NUÔI TÔM CÔNG NGHIỆP

Họ và Tên GVHD: Ths.NGUYỄN PHƯƠNG QUANG

………

………

……… 3.Khuyết điểm:

………

………

……… 4.Đề nghị cho bảo vệ hay không:

………

……… 5.Đánh giá loại:

……… 6.Điểm:

………

………

Tp Hồ Chí Minh , ngày tháng năm 20…

Giáo viên hướng dẫn

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

Tp Hồ Chí Minh , ngày tháng năm 20…

PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

Họ và tên sinh viên: TRẦN NGỌC VINH MSSV:11141326

Ngành: CNKT ĐIỆN TỬ VÀ TRUYỀN THÔNG

Tên đề tài: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY OZONE VÀ ỨNG DỤNG TRONG NUÔI TÔM CÔNG NGHIỆP

………

………

……… 3.Khuyết điểm:

………

………

……… 4.Đề nghị cho bảo vệ hay không:

………

……… 5.Đánh giá loại:

……… 6.Điểm:

………

Tp Hồ Chí Minh , ngày tháng năm 20…

Giáo viên phản biện

LỜI CẢM ƠN

Tôi cũng xin chân thành cảm ơn quý thầy cô Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.Hồ Chí Minh, đặc biệt là các thầy cô trong khoa Điện - Điện tử, đã tận tình dạy dỗ

tạo những kiến thức cơ bản để tôi thực hiện đề tài Với vốn kiến thức được tiếp thu trong quá trình học không chỉ là nền tảng cho quá trình nghiên cứu đề tài mà còn là hành trang quý báu để tôi bước vào đời một cách vững chắc và tự tin

Tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè thân yêu luôn là chỗ dựa vững chắc giúp

đỡ tôi một cách nhiệt tình và xin kính chúc quý Thầy, Cô và gia đình dồi dào sức khỏe

và thành công trong sự nghiệp cao quý

Sinh viên thực hiện:

TÓM TẮT ĐỒ ÁN

Đã từ lâu, chúng ta biết ozone là lớp khí bao quanh tầng khí quyển, bảo vệ trái đất

chống lại tia cực tím cửa mặt trời Từ thế kỷ 18 con người đã có thể tạo được khí ozone để ứng dụng rât nhiều trong cuộc sống hằng ngày

Đề tài “Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máy ozone và ứng dụng trong nuôi tôm công nghiệp” là ứng dụng diệt khuẩn khử chất độc của khí ozone Đề tài bao gồm máy tạo khí ozone dựa trên các công nghệ có thể làm thủ công và mô hình hô nuôi tôm có máy bơm được điều khiển bởi vi xử lý AT89S52

Với đề tài này, ta có thể giữ được vệ sinh môi trường và giảm được sức người sức

của nếu muốn nuôi tôm công nghiệp

MỤC LỤC

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP iv

PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN v

PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN vi

LỜI CẢM ƠN iv

TÓM TẮT ĐỒ ÁN v

MỤC LỤC vi

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ix

DANH MỤC BẢNG x

DANH MỤC HÌNH ẢNH xi

Chương 1

TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1

1.1 Lý do chọn đề tài 1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1

1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

1.4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 2

1.5 Tình hình nghiên cứu 2

1.6 Phương pháp nghiên cứu 3

1.7 Bố cục của đồ án 3

Chương 2

LÝ THUYẾT VỀ CÔNG NGHỆ OZONE VÀ CÁC MẠCH LIÊN QUAN 4

2.1 Tổng quan về khí ozone 4

2.2 Tính chất lý hóa của ozone 8

2.2.1 Tính chất vật lý 8

2.2.2 Sự phản ứng phân tử 10

2.3 Tính chất hóa học 12

2.3.1 Tính chất hóa học cơ bản 12

2.3.2 Qúa trình sản xuất ozone 12

2.4 Giới thiệu về công nghệ ozone ở trong và ngoài nước 15

2.4.1 Công nghệ ozone ở trong nước 15

2.4.2 Công nghệ ozone trên thế giới 18

2.4 Sử dụng biến áp xung 19

2.5 Mạch đẩy kéo (Push-Pull) 20

2.6 Mạch biến đổi thuận (FORWARD-CONVERTER) 22

2.7 Mạch biến đổi nửa cầu 23

2.8 Mạch biến đổi toàn cầu 25

2.9 Bộ flyback trong tivi 27

Chương 3

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY OZONE ………34

3.1 Yêu cầu 34

3.2 Sơ đồ khối và nguyên lý làm việc 34

3.2.1 Sơ đồ khối 34

3.2.2 Nguyên lý làm việc 34

3.3 Chức năng từng khối 34

3.3.1 Khối nguồn 34

3.3.2 Khối xử lý không khí đưa vào 34

3.3.3 Khối điện cực tạo khí ozone 36

3.3.4 Khối tạo điện áp cao và tần số cao 41

Chương 4

THIẾT KẾ MÔ HÌNH NUÔI TÔM KẾT HỢP SỤC KHÍ OZONE 42

4.1 Yêu cầu của hệ thống 42

4.2 Sơ đồ khối cả mô hình 42

4.3 Chức năng từng khối 42

4.3.1 Khối nguồn 42

4.3.2 Khối điều khiển trung tâm 42

4.3.3 Khối ngõ ra công suất 43

4.3.4 Máy tạo ozone 43

4.4 Hoạt động của mô hình 43

4.5 Yêu cầu, lựa chọn và giải thích các khối 46

4.5.1 Khối nguồn 46

4.5.2 Khối ngõ ra công suất 46

4.5.3 Khối điều khiển trung tâm 48

Chương 5

KẾT QUẢ VÀ NHẬN XÉT 53

5.1 Sản phẩm máy tạo ozone và nhận xét 53

5.2 Mô hình nuôi tôm và nhận xét 53

Chương 6

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ……… ………55

6.1 Kết luận 55

6.2 Hướng ứng dụng và phát triển 55

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

DANH MỤC BẢNG

TRANG Bảng 2.1 Khối lượng riêng theo nhiệt độ ……… 8 Bảng 2.2 Bảng tra thông số vật lý ………….……… 9 Bảng 2.3 Bảng tra năng lượng 9

DANH MỤC HÌNH

TRANG

Hình 2.1 Cấu trúc cộng hưởng của ozone ………8

Hình 2.2 Chu kỳ phân cực không bảo hòa ………10

Hình 2.3 Phân tử O3 đó bắt đầu tấn công vào nhân thơm ………10

Hình 2.4 Nhóm hữu cơ tấn công bởi ozone ………11

Hình 2.5 Sơ đồ các hợp chất thơm ozone ………11

Hình 2.6 Máy ozone dung diệt khuẩn trong y tế 16

Hình 2.7 Máy bơm nước công nghệ ozone của Kangraroo 17

Hình 2.8 Máy máy xử lý nước DACOZON 18

Hình 2.9 Sơ đồ khối ổn áp xung ……….20

Hình 2.10 Mach đẩy kéo ……… 21

Hình 2.11 Mạch biến đổi thuận ………23

Hình 2.12 Mạch biến đổi nữa cầu ……….25

Hình 2.13 Mạch biến đổi toàn cấu ……… 27

Hình 2.14 Flyback tivi thực tế ………28

Hình 2.15 Mạch biến đổi Flyback ……… 29

Hình 2.16 Dạng sóng hoạt động biến đổi Flyback ……….30

Hình 2.17 Dạng sóng liên tục và không liên tục của mạch flyback ………32

Hình 3.1 Sơ đồ khối minh hoạ các khối cơ bản trong một máy tạo ozone …………34

Hình 3.2 Máy nén không khí thong thường trong hồ cá cảnh 35

Hình 3.3 Máy tao oxy 36

Hình 3.4 Cấu tạo điện cực của máy tạo ozone ………37

Hình 3.5 Điện cực máy tạo ozone và bộ phận làm mát ……….38

Hình 3.6 Cấu trúc điện cực tạo ozone trong đề tài ……….39

Hình 3.7 Hình ảnh thực tế khối điện cực tạo ozone ………40

Hình 3.8 Mạch nguyên lý tạo điện áp và tần số cao ……… 41

Hình 4.1 Sơ đồ khối cả mô hình nuôi tôm ……….42

Hình 4.2 Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển thời gian ………44

Hình 4.3 Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển thời gian ………45

Hình 4.4 Mạch nguồn xung 5-12v 10am 46

Hình 4.5 Triac BTA16 47

Hình 4.6 Relay 5 chân 48

Hình 4.7 Sơ đồ cấu tạo rơle thời gian của Nga 48

Hình 4.8 Rơle thời gian thực tế 49

Hình 4.9 Sơ đồ khối AT 89s52 51

Hình 4.10 Sơ đồ chân AT 89S52 52

Hình 4.11 Hình ảnh thực tế vi điều khiển AT89S52 52

Hình 5.1 Mấy tạo ozone ……… 53

Hình 5.2 Mô hình hồ nuôi tôm ………54

C hương 1

TỔNG QUAN ĐỀ TÀI

Ngày nay khoa học kỹ thuật càng ngày càng phát triển mạnh mẽ, đặc biệt

là trong lĩnh vực điện tử, sự phát triển như vũ bão đó được thể hiện qua những thiết bị máy móc được tạo ra để phục vụ đời sống, sản xuất làm cho đời sống con người ngày càng hoàn thiện hơn

Do nhu cầu của cuộc sống đòi hỏi về vệ sinh an toàn thực phẩm, vệ sinh các thiết bị y tế, làm trong sạch nguồn nước, làm sạch môi trường … Từ đó, công nghệ ozone mở ra khả năng ứng dụng rộng rãi để xử lý ô nhiễm môi trường, từ quy mô nhỏ như gia đình cho đến quy mô công nghiệp.Vì vậy, nhóm sinh viên đã chọn đề tài “NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY OZONE VÀ ỨNG DỤNG TRONG NUÔI TÔM CÔNG NGHIỆP“để tìm hiểu và nghiên cứu

 Mục đích trước mắt:

Sau 4 năm học dưới mái trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật, lượng kiến thức thầy cô đã cung cấp cho nhóm sinh viên vô cùng to lớn và quí báu Với lượng kiến thức như vậy nhóm sinh viên đã quyết định chọn đề tài: “NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY OZONE VÀ ỨNG DỤNG TRONG NUÔI TÔM CÔNG NGHIỆP “nhóm sinh viên muốn vận dụng những kiến thức đã học để tạo ra một sản phẩm có giá trị thực tiễn, đồng thời cọ xát thực tế trong nước hiện nay Từ đó, nhóm sinh viên rút kinh nghiệm trong việc thiết kế

và thi công

 Mục đích lâu dài:

Tất cả kiến thức trường lớp đều phải được thử nghiệm bằng thực tiễn Kết quả thực tiễn đã chứng minh nhiều thực tiễn để thuyết phục cho lí thuyết đã học Những sai sót, những điều cần bổ sung để hoàn thiện lí thuyết là từ thực

tiễn mà ra Lí thuyết phải phục vụ đời sống thực tế mới là lí thuyết có giá trị Với mục đích ngày càng cao nhu cầu của cuộc sống, nhóm sinh viên rất mong

sự góp ý dể đề tài ngày càng hoàn thiện hơn Đề tài tập trung tìm hiểu và nghiên cứu máy tạo ozone

Mục đích lâu dài rõ nhất của đề tài này là tạo ra một sản phẩm có thể diệt khuẩn và làm sạch nước nuôi tôm để giúp đỡ cho con người trong lĩnh vực nuôi tôm công nghiệp

Do thời gian và kiến thức có hạn, nhóm thực hiện đề tài chỉ tập trung giải quyết những vấn đề sau :

- Tìm hiểu nguyên lý ứng dụng của ozone trong đời sống

- Thiết kế và thi công máy tạo ozone

- Ứng dụng ozne vào mô hình hồ nuôi tôm công nghiệp

Đề tài “NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY OZONE VÀ ỨNG DỤNG TRONG NUÔI TÔM CÔNG NGHIỆP “có ý nghĩa quan trọng trong đời sống con người Đó là bước đột phá trong lĩnh vực xử lý môi trường

Ngày nay, trong rất nhiều hội nghị, hội thảo khoa học quốc tế bàn về công nghệ xanh, công nghệ sạch ozone đều được xem là một trong số những vấn đề lớn của thế kỷ XXI

Công nghệ thiết bị ozone được ứng dụng rộng rãi, đa dạng trong rất nhiều lĩnh vực như: xử lý nước tự nhiên, nước thải; làm sạch không khí, khí thải công nghiệp; nông nghiệp; chăn nuôi; ngư nghiệp; công nghệ chế biến thực phẩm Đề tài này đã sử dụng một trong các ứng dụng của nó là diệt khuẩn và khử chất độc trong nước nuôi tôm công nghiệp

Nhóm sinh viên thực hiện đề đã cố gắng nhưng do thời gian và kiến thức có hạn nên đề tài chỉ tập trung vào những nội dung sau:

- Thiết kế và thi công một máy tạo ozone dùng trong mô hình nuôi tôm công nghiệp

- Chưa quan tâm đến mức độ ozone tạo ra từ việc sử dụng trực tiếp từ không khí

1.6 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Do đề tài “NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY OZONE VÀ ỨNG DỤNG TRONG NUÔI TÔM CÔNG NGHIỆP “còn khá mới mẻ đối với nhóm sinh viên thực hiện đề tài, tài liệu tham khảo còn ít nên chủ yếu là tìm tài liệu trên mạng và vận dụng vốn kiến thức đã được học ở trường, sách điện tử

cơ bản, sách cung cấp điện để thiết kế khối cao thế

1.7 BỐ CỤC CỦA ĐỒ ÁN

Báo cáo đồ án bao gồm các chương:

Chương 1 – Tổng quan: Trình bày tổng quan về tình hình nghiên cứu hiện nay để nêu lí do tại sao chọn đề tài, tính cấp thiết của đề tài, mục tiêu nghiên cứu, nhiệm vụ nghiên cứu, đối tượng và phạm vi nghiên cứu, phương pháp nghiên cứu như thế nào

Chương 2 – Lý thuyết về công nghệ ozone và ổn áp xung: Trình bày tổng quan về công nghệ ozon, tính chất lí học và hóa học của ozon và các mạch ổn

áp xung

Chương 3 – Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máy ozone: Trình bày sơ đồ khối, nguyên lí làm việc và chức năng của từng khối trong máy tạo ozone

Chương 4 – Thiết kế mô hình hồ nuôi tôm kết hợp sục khí ozone: Trình bày

sơ đồ khối, nguyên lí làm việc và chức năng của từng khối trong mô hình hồ nuôi tôm kết hợp sục khí ozone

Chương 5 – Kết quả và nhận xét: Trình bày kết quả đạt được và nhận xét kết quả đạt được

Chương 6 – Kết luận và hướng phát triển: Trình bày ưu điểm và nhược điểm của đề tài từ đó đề ra biện pháp khắc phục các nhược điểm của đề tài và hướng phát triển của đề tài

Ozone - một thể giàu năng lượng của oxy, công thức hoá học là O3 Đây là chất khí không màu, ở nồng độ cao có màu xanh, có mùi từ nồng độ 0,05 mg/m3. Trong khí quyển, ozone chủ yếu tập trung ở phần dưới của tầng bình lưu, ở độ cao 25-40 km so với bề mặt trái Đất với nồng độ trong khoảng 3,5 

10 ppm (phần triệu) Tuy chỉ tồn tại ở hàm lượng thấp như vậy, nhưng lớp ozone này có khả năng hấp thụ các tia tử ngoại sóng ngắn (240  320 nm) Sự hấp thụ các tia tử ngoại này toả nhiệt góp phần duy trì sự tuần hoàn giữa tầng đối lưu, tầng bình lưu và tầng trung gian Cũng nhờ có sự hấp thụ này mà lớp ozone ở tầng bình lưu có tác dụng như một màng bảo vệ bức xạ tia cực tím đối với các sinh vật trên Trái đất

Sự phát triển mạnh mẽ trên nhiều lĩnh vực sản xuất công nghiệp trong những thập niên gần đây đã phát sinh ngày càng nhiều lượng chất thải độc hại vào môi trường, trong đó có những chất có khả năng làm thay đổi các tính chất lý - hoá học của tầng ozon như monoxit các bon, dioxit các bon, mê tan, một số hợp chất của clo, brôm v v Gần đây, các nhà khoa học trên thế giới đã phát hiện thấy hàm lượng ozone ở một số nơi trong khí quyển có biểu hiện suy giảm, nhất

là ở phần dưới của tầng bình lưu Với tầng đối lưu tương đối mỏng ở Nam cực, việc suy giảm lượng ozon đã gây ra những lỗ thủng và ở Bắc cực, mức độ giảm ozone lên đến 1,2 - 2% Theo tính toán, lượng ozon giảm 1% sẽ dẫn đến tăng

2% bức xạ tử ngoại Sự gia tăng bức xạ tử ngoại này rất nguy hiểm đối với các

tế bào mặt ngoài của động vật và thực vật bậc cao cũng như đối với các sinh vật đơn bào (tảo, vi khuẩn ), chúng cũng phá huỷ gien tế bào và gây bệnh sạm da Người ta còn thấy có liên quan đến bệnh ung thư da khi cường độ các tia tử ngoại sóng ngắn đi xuống trái đất tăng lên do không được ozone hấp thụ, đồng thời nhiệt độ trái đất sẽ tăng lên kéo theo nhiều biến đổi nguy hại cho trái đất Trong các chất gây phá huỷ tầng ozone, đáng chú ý nhất là CFC (Chloro fluoro cacbon) hay còn có tên gọi freon CFC là hợp chất của 3 nguyên tố Clo, Flo, Cácbon được phát minh vào năm 1930 để làm chất làm lạnh được coi là an toàn, hiệu quả cao, giá thành thấp CFC có nhiều ưu điểm cho việc sử dụng như không bắt lửa, độ độc hại thấp, gần như trơ về mặt hoá học ở tầng khí quyển, dễ hoá lỏng hoặc bay hơi, do đó máy nén khí dùng trong máy lạnh không cần nén sâu Ngoài việc được sử dụng làm chất làm lạnh trong các hệ thống thiết bị lạnh, CFC còn được sử dụng trong nhiên liệu động cơ phản lực, chất tạo bọt, chất tẩy rửa các chi tiết kim loại hoặc linh kiện điện tử

Khi mới phát minh ra CFC, người ta cho rằng chúng bền vững, hầu như không có ảnh hưởng gì đến hệ sinh thái trên trái đất Tuy nhiên từ năm 1972, có các nghiên cứu về những ảnh hưởng của CFC đến môi trường và các hệ sinh thái trên trái đất được tiến hành ở Mỹ, Nhật, một số nước cộng đồng châu Âu Các nhà khoa học đã xác định được rằng ở tầng khí quyển dưới, CFC tồn tại ở dạng bền vững song do quá trình khuếch tán trong khí quyển, CFC có thể gia nhập tầng bình lưu Ở tầng bình lưu, dưới tác dụng của bức xạ tử ngoại, CFC bị phân huỷ và các nguyên tử Clo được giải phóng Các nguyên tử Clo này sẽ đóng vai trò chất xúc tác, nhanh chóng kết hợp với các phân tử ozone ở tầng bình lưu dẫn đến việc tầng ozone bị phá huỷ Do nhận thức được tính chất nghiêm trọng của việc tầng ozon bị phá huỷ, tháng 3/1985, Công ước Vienne (Áo) về bảo vệ tầng ozone đã được 21 quốc gia và cộng đồng châu Âu thông qua Một trong những nghĩa vụ của các bên tham gia công ước là áp dụng những biện pháp thích hợp, phù hợp với các điều khoản của Công ước này và

của các nghị định thư có hiệu lực để bảo vệ sức khoẻ con người và môi trường, chống lại những ảnh hưởng có hại phát sinh hoặc dễ phát sinh từ những hoạt động của con người làm thay đổi hoặc dễ làm thay đổi tầng ozone Công ước Vienne về bảo vệ tầng ozone có hiệu lực từ tháng 9/1988

Ozone có thế năng oxy hoá mạnh hơn bất kỳ một hoá chất nào khác (mạnh hơn Clo 10  1000 lần) nên một lợi thế của ozone là khử trùng, khử độc, khử mùi trong không khí và nước Công nghệ ozone mở ra khả năng ứng dụng rộng rãi để xử lý ô nhiễm môi trường, từ quy mô nhỏ phạm vi từng gia đình cho đến quy mô công nghiệp Đây là một công nghệ hiện đại, được nhiều quốc gia quan tâm nghiên cứu phát triển Ở nước ta, công nghệ ozone đã được một số cơ quan khoa học triển khai và bước đầu đã có những kết quả khả quan, ví dụ như Sở Công nghệ môi trường Tp Hồ chí Minh với các nhãn hiệu ozi 60, ozi 300, ozi

350, 800, 3000 hay của công ty Nhật Linh hiệu DACOZON®

Do có tính oxy hoá rất mạnh và khả năng diệt khuẩn, ozone có thể nhanh chóng khử hết các mùi khó chịu như khói thuốc lá, mùi tanh, khai, hôi, mùi vật nuôi, rác thải, mùi ẩm mốc, mùi xăng dầu, sơn, vôi, các mùi hoá chất khác Ozone diệt được hầu hết các loại vi khuẩn hiếu khí, vi khuẩn kỵ khí, các loại nấm và cầu khuẩn, làm sạch không khí, ngăn ngừa các bệnh đường hô hấp Ozone diệt được nhiều loại vi khuẩn, trực khuẩn, E Coli, Coliform, liên cầu khuẩn, tụ cầu khuẩn samonela và các loại vi khuẩn gây bệnh nguy hiểm qua đường tiêu hoá như tả, lỵ, thương hàn v v trong nước, sát trùng, khử khuẩn nguồn nước sinh hoạt, bảo đảm an toàn thực phẩm, phòng chống lây lan các bệnh đường tiêu hoá

Ozone nhanh chóng khử độc, khử mùi, khử màu và oxy hoá các ion kim loại

và hoá chất tự do trong nước như sắt, mangan, cyanit, asenic, nitrit, kim loại nặng , khử các chất hữu cơ gây vàng nước, xử lý triệt để nguồn nước, cải thiện

độ trong, giữ nước sạch, vệ sinh, phòng chống ngộ độc Ngoài ra, nước ngậm ozone có tính sát trùng rất cao, có thể dùng như một dung dịch thay thế cho alcol hay các thuốc sát trùng khác

Đối với việc làm sạch không khí, chỉ cần đặt máy vào nơi cần xử lý rồi cắm nối điện, bật công tắc cho máy hoạt động, kết hợp với quạt thông gió để khuấy đảo không khí Trong vài phút, ozone trong máy phát ra sẽ phân huỷ thành các nguyên tử oxy Quá trình phân huỷ sẽ nhanh chóng oxy hoá những vật mà ozon tiếp xúc, làm mất mùi lạ, khử độc, tiệt trùng và nấm mốc Nếu muốn làm sạch nước, chúng ta cắm ống dẫn khí bằng nhựa vào đầu ra của máy, sau đó nhúng đầu phun khí ozone vào bình nước cần xử lý, sục khí khoảng 20 - 30 phút thì tắt máy Nước xử lý xong đạt tiêu chuẩn nước tinh khiết, có thể uống trực tiếp được

Trong sinh hoạt hàng ngày, các gia đình còn có thể sử dụng máy tạo ozone

để khử màu, khử mùi cho những đồ vật bị vấy bẩn, làm sạch đồ gia dụng hoặc

vệ sinh cá nhân Một ích lợi khác của máy sinh khí ozone đang rất được người tiêu dùng quan tâm, đó là khả năng dùng ozone xử lý được tới 80% dư lượng thuốc trừ sâu, diệt cỏ, chất bảo quản, nông dược tồn đọng trên bề mặt rau quả

Sử dụng máy sinh khí ozone, chúng ta cần chú ý do ozone là hoá chất có tính oxy hoá cao, nên bên cạnh tác dụng khử độc, khử khuẩn, làm sạch môi trường, khí ozone cũng có thể gây nên những tác hại do khả năng dễ tham gia vào các phản ứng đối với các cơ quan trong cơ thể người và vật

2.2 TÍNH CHẤT LÝ HÓA CỦA OZONE

Hình 2.1 Cấu trúc cộng hưởng của ozone Ozone là chất hoà tan được nhiều trong vật chất và hầu như không ổn định hoặc chuyển hoá trong dung dịch Mức quy định dung dịch trong nước, ozone trong khoảng 14 phút có thể hoà tan nhanh hơn oxy trong dung dịch Sự ổn định của ozone ảnh hưởng đến sự có mặt của các tạp chất nhạy cảm, nặng hơn các kim loại và oxít kim loại bởi nhiệt độ và sức ép như: năng lượng và gia tăng sức

ép, tăng nhiệt độ Hầu hết,các chất hoà tan được quyết định bởi sự pha trộn của ozone và quá trình ngoại suy từ 100% oxy Bảng 2.1 là một số ít chất hoà tan của 100% ozone trong nước tinh khiết và khoảng nhiệt độ từ 0° đến 60°

Bảng 2.1 Khối lượng riêng theo nhiệt độ Temperature (°C) Solubility (Kg.m־³ )

50 0.19

Bảng 2.2 Bảng tra thông số vật lý

Critical temperature ( Nhiệt độ giới hạn ) -12.1

Critical pressure ( Áp suất giới hạn ) 5.53 MPa Density, gas (,101KPa) ( Tỷ trọng chất khí ) 2.144 kg 𝑚 Density, liquid (-112℃ ) ( Tỷ trọng chất lỏng ) 1358kg.𝑚 Surface tension ( -183 ℃) ( Sức căng bề mặt ) 3.84x10 N 𝑚 Viscosity, liquid (-183 ℃) ( Độ nhớt ) 1.57x10 Pa.s Heat capacity, liquid (-183℃ to -145 ℃) ( Nhiệt dung riêng

của chất lỏng )

1884 J.kg 𝐾

Heat capacity, gas (25℃ ) ( Nhiệt dung riêng của chất khí ) 818 J.kg 𝐾 Heat of vaporization ( Nhiệt lượng nóng chảy ) 15.2 KJ.mo𝑙

Bảng 2.3 Bảng tra năng lượng

2.2.2 Sự phản ứng của phân tử Ozone

Tính cộng trong cấu trúc phân tử ozone được thể hiện trong hình 2.1 Cấu trúc minh họa đó của phân tử ozone

a) Tính cộng: Một đều chắc chắn, Ozone là cấu trúc lưỡng cực, cấu trúc của phân tử Ozone có ba liên kết tức là không bão hòa nên có thể thực hiện tính cộng, với thông tin đó thì phân tử ozone sẽ thực hiện phản ứng sau đây:

Hình 2.2 Chu kỳ phân cực không bảo hòa b) Phản ứng điện phân: Phản ứng điện phân là thu hẹp vị trí phân tử từ một mật độ electron dày đặc, đặc biệt là nhân thơm Chắc chắn phản ứng đó là

sự pha trộn nhân thơm đó với sự mang thêm các electron trong hợp chất

D ( ví dụ: phenol, aniline ), nó xảy ra phản ứng nhanh với O3 Phản ứng

đó là tiêu biểu cho phản ứng sau đây:

Hình 2.3 Phân tử O3đó bắt đầu tấn công vào nhân thơm

c) Phản ứng phân ly: Phản ứng phân li là tìm được các vị trí phân tử có sự thiếu hụt các electron, một điều đặc biệt là trên các gốc của hợp chất mang carbon

Tóm lại, những phản ứng của phân tử O3 là sự chọn lọc vô cùng khó và

có giới hạn từ nhân thơm không bão hòa, pha trộn một cách tốt nhất trong hợp chất đã biết chức năng của từng chất rõ ràng Trong bảng 2.6 là vài hợp chất hữu cơ quan trọng được tóm tắt là:

Hình 2.4 Nhóm hữu cơ tấn công bởi ozone

Hình 2.5 Sơ đồ các hợp chất thơm ozone

trong chất lỏng là một sự cố gắng, làm cho quá trình phân hủy trong nước cũng

là một vấn đề Sự phân tích của ozone đôi khi làm phân hủy trong khuôn nấu chảy Tuy nhiên, trong nước O3là một nguồn năng lượng lớn

Năm 1857, VON SIEMENS tạo ra bộ máy phát ozone công nghiệp đầu tiên dựa trên sự phóng điện và hai ống thủy tinh đồng tâm Ống bên ngoài được bao phủ toàn bộ bằng một lớp thiếc, ống bên trong cũng vậy Không khí trong ống được di chuyển xuyên qua một khoảng không hình vòng nhẫn Công nghệ này sau đó được cài tiến bằng cách thêm vào những chất lỏng làm mát được lưu chuyển theo khoảng khe không khí phóng điện, những khe oxy Từ đó, hiệu quả sản xuất thấp hơn và sự phá hại của ozone về nhiệt độ thấp hơn

Sự sản xuất ozone liên quan đến tiến trình trung gian của nguyên tố oxy nguyên tử mà nó có thể phản ứng với oxy phân tử

Tất cả những tiến trình tách rới oxy nguyên tử thành nguyên tố oxy là phản ứng sản xuất ozone Nguồn năng lượng làm cho phản ứng xảy ra là năng lượng photon hoặc electron Electron được sử dụng như là một nguồn điện thế cao trong sự phóng điện hóa học hoặc từ nguồn phản ứng hạt nhân hay là từ quá trình điện phân Năng lượng của lượng tử photon là phù hợp bao gồm tia cực tím, có bước sóng nhỏ hơn 200 nm và tia ﻻ

2.3.2 Quá trình sản xuất ozone

Sản xuất ozone quang hoá:

Sự hình thành ozone bắt nguồn từ oxy với xúc tác là tia cực tím, tia cực tím

có bước song từ 140 nm đến 190 nm thì lần đầu tiên được sản xuất và xuất bản bởi ông LENARD (1900) Sau đó, ông GOLD (1903) đã bổ sung đầy đủ hơn

Sau này, các nhà khoa học đã tìm ra chiều dài bước sóng thích hợp cho kỹ thuật sản xuất ozone là 200nm Phương pháp này được chú trọng hơn gần đây trong một cuộc hợp bởi ông DURON (1982) và được tập chí nghệ thuật xuất bản Trong quan điển này, đèn huỳnh quang có bước sóng 254 nm được phát cùng bước sóng 185 nm, ozone đồng thời cũng được tạo ra Cường độ phát ozone của bước sóng 254 nm cao hơn bước sóng 185 nm là từ 5 đến 10 lần Tuy nhiên, những nổ lực gần đây đã tiến đến cuộc cách mạng ozone công nghiệp với đèn thủy ngân nhưng đã thất bại vào năm 1987 Lý do chính của sự thất bại này là sự phân hóa nhiệt độ đi kèm với sự hình thành ozone nhưng có lẫn tạp chất nhiều Ngoại từ, các nhà khoa học thí nghiệm một lượng nhỏ hoặc hiệu ứng UV của tiến trình ozon đã không đạt đến sự tinh khiết Trong giai đoạn quan trọng gần đây, sự phát triển công nghệ bao gồm công nghệ đèn huỳnh quang mới với cường độ bức xạ cao hơn so với trước ở chiều dài bước sóng và thấp hơn 200 nm

Sản xuất ozone bằng cách điện phân Việc sản xuất ozone đã có một tầm quan trọng trong lịch sử bởi vì sự tổng hợp ozone bởi ông SCHONBEIN (1840) bằng cách điện phân dung dịch H2SO4

Nhiều cái thuận lợi đi kèm với sản xuất ozone bằng cách điện phân là việc

sử dụng dòng và áp một chiều thấp với sự không chuẩn bị về khí, sự giảm kích

cỡ trang thiết bị Sản xuất ozone trong nước là loại bỏ các quá trình tương tác giữa nước với ozone, những kết luận về vấn đề này bao gồm sự ma sát và sự ăn mòn của điện cực, sự quá tải nhiệt bởi vì cường độ dòng cao và quá điện áp anốt là những nhu cầu của điện phân Đặc biệt, nước với độ dẫn điện thấp, sự kết mảng bám bên ngoài và những chất lắng lại được hình thành trên điện cực

Sự sản xuất Clo tự do cũng vốn có trong quá trình này bởi vì iôn Clo có sẳn trong nước

Sản xuất ozone bằng bức xạ hoá học

Sự không bức xạ của oxy bởi khi chiếu tia có tính phóng xạ có thể điều khiển

sự hình thành ozone Các thông tin này, sự đáng tin cậy nhất của việc sản xuất

ozone bắt nguồn từ dự án của ông BROOKHAVEN Thậm chí, những sản phẩm động nhiệt học của quá trình là việc xử lí những chất thải có giá trị từ những đồng vị phân hoạch Quá trình sản xuất ozone từ phản ứng hạt nhân chưa trở thành một ứng dụng đáng kể trong nước, nói thật là vì sự phức tạp của quá trình sản xuất

Sản xuất ozone bằng cách phóng điện

Trong tiến trình làm khô khí oxy là một phương pháp sản xuất ozone và được sử dung rộng rãi nhất gần đây cho việc xử lí nước Một dây chuyền cổ điển bao gồm những khối sau: nguồn khí (bộ nén không khí được làm sạch), bộ lọc bụi, bộ làm khô khí khi qua điện áp cao, máy tạo ozone, những khối tương tác và khối xử lí khí thải mà quan trọng nhất là tiến trình làm khô khí được đưa qua bộ phận phóng điện để biến oxy thành ozone Giới hạn của axit nitric cũng rất quan trọng để bảo vệ máy phát ozone và làm gia tăng hiệu quả của quá trinh sản xuất

Trong sự vận hành thông thường của hệ thống được thiết kế là: Lượng axit nitric thu được lớn thì lượng oxit nitric càng lớn hơn khi có sự phóng điện xảy

ra và nguyên tố hidro cũng được hình thành bằng cách kết hợp với oxy hoặc ozone Cả hai phản ứng này làm giảm hiệu quả của quá trình sản xuất ozone Thông thường, sự khô khí thì thật quan trọng và cần thiết để thu được ozone nhiều hơn nữa với sự tương tác đó trong không khí cũng sinh ra oxit nitric sau

đó tạo thành axit nitric mà có thể gây nổ lớn Các tạp chất hữu cơ trong khí khi điều chế nên tránh vì nó bao gồm những tạp chất bắt nguồn từ khí thải động cơ

và sự rò rỉ trong khâu làm mát điện cực

Sự hình thành ozone thông qua sự phóng điện là tiến trình xử lí khí dựa trên

sự phóng điện không đồng đều trong không khí hoặc trong oxy Sự phóng điện nhỏ với các khí đã qua lọc sạch, nó góp phần rất lớn vào việc tạo ozone Mỗi sự phóng điện kéo dài trong vài ns, trong không khí gấp 2,5 đến 3 lần trong oxy và mật độ dòng điện nằm trong khoảng giữa 100Acm-2 đến 1000Acm-2

Bằng cách sử dụng oxy hoặc lấy oxy từ không khí thì lượng ozone thu được

là rất lớn, máy ozone này cũng được gia tăng một giới hạn hệ số 1,7 đến 2,5 lần trái ngược với sản xuất từ không khí, tuỳ thuộc vào thông số thiết kế Dung lượng thiết kế ở mỗi quá trình có thể được hình thành trên một sự phân cực vĩnh cữu phải được xem xét ít nhất là 20% đến 30% Sản phẩm thu được trong tiến trình gia tăng oxy là gia tăng không khí nhỏ hơn và tần số, dòng điện cao hơn Bởi vì, tất cả khác biệt trong quá trình là sự hình thành nhiệt rất lớn vì vậy phải làm mát trong quá trình xử lí khí là rất quan trọng Hình thức làm mát hiệu quả nhất hiện nay là làm mát hai phía; một là làm mát trên điện áp cao; hai là làm mát mass Tuy nhiên, sự rò rỉ giữa hai điện cưc một cách ngẫu nhiên thì chất lỏng làm mát lọt vào khe phóng điện gây ra sự cố ngắn mạch hoàn toàn rất nguy hiểm Do đó,chỉ làm mát phía mass là an toàn hơn cả

2.4 Giới thiệu công nghệ ozone ở trong và ngoài nước

2.4.1 Công nghệ ozone trong nước

Ngày nay, chạy theo sự phát triển của khoa học công nghệ thì công nghệ ozone trong nước ta cũng không ngừng phát triển để đáp ứng cho đời sống và sản xuất Ví dụ như:

Để phòng chống nhiễm khuẩn bệnh viện, từ trước đến nay, tại các cơ sở y tế, người ta thường dùng một số phương pháp truyền thống như: sử dụng hóa chất, dùng nhiệt độ cao hoặc sử dụng tia tử ngoại Trước tình hình đó, các nhà khoa học thuộc phòng Vật lý điện tử - Viện Vật lý(Viện khoa học và công nghệ Việt Nam) đã nghiên cứu, chế tạo được một số loại máy sinh khí ozone ứng dụng trong khử khuẩn không khí phòng bệnh, khử khuẩn nước rửa tay cho phẫu thuật viên và một số thiết bị dùng cho khử khuẩn dụng cụ y tế dùng khí ozone Đây là một công nghệ mới, với nhiều ưu điểm: Đầu tư thấp, hiệu quả khử khuẩn cao, thời gian xử lý diệt khuẩn ngắn

Hình 2.6 Máy ozone dùng diệt khuẩn trong y tế Trong đời sống hằng ngày, Kangraroo đã ứng dụng công nghệ ozone vào máy bơm để diệt khuẩn Máy bơm nước ozone Kangaroo kháng khuẩn có thể được sử dụng cho làm sạch, khử độc rau củ, làm đẹp da, trị mụn, diệt khuẩn làm mau lành các vết thương ngoài da, hỗ trợ điều trị các bệnh mẩn ngứa ngoài da… Trong nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản, có thể sử dụng cho chăn nuôi, khử mùi chuồng trại, tưới cây giúp giảm sâu bệnh Ngoài ra, bơm nước ozone còn dùng diệt khuẩn bơm nước tuần hoàn cho ao, hồ vừa tiết kiệm được thời gian thau rửa ao, vừa cung cấp oxy cho nước, diệt khuẩn giúp tôm cá khoẻ mạnh, lớn nhanh hơn Phát minh này cũng có thể được ứng dụng vào xử lý nước hồ bơi giúp diệt các loại vi khuẩn nguy hiểm như amip ăn não người…”Sản phẩm đã được nghiên cứu, thử nghiệm và kiểm định trong vòng một năm với các kiểm định kỹ lưỡng của Tổng cục tiêu chuẩn đo lường chất lượng Việt Nam, cơ quan kiểm định Trung ương với khả năng diệt khuẩn đến 99%, khử asen đến 70% Máy sẽ được ra mắt trong thời gian tới", đại diện nhà sản xuất nói thêm

Hình 2.7 Máy bơm nước công nghệ ozone của Kangraroo

Ngoài ra, còn có thiết bi xử lý nước bằng ozone là máy của hãng

lý nước mới nhất và hiệu quả nhất mà các nước tiên tiến trên thế giới hiện nay DACOZON® được sản xuất lắp ráp độc quyền máy tại Việt Nam với quy trình công nghệ kĩ thuật của Mỹ ƯU ĐIỂM CỦA MÁY DACOZON®

- Hiệu quả xử lý và độ bền tương đương với sản phẩm lắp ráp tại Mỹ

- Giá thành chỉ bằng 1/10 so với máy nhập ngoại

- Công suất tiêu thụ điện rất thấp

- Sử dụng nguồn điện 1 pha 220V hoặc 3 pha 380V

- Hoạt động 24/24 giờ liên tục

- Gọn nhẹ, có thể treo tường

- Vỏ máy làm bằng sơn tĩnh điện chống gỉ

- Hệ thống điện điều khiển an toàn, đơn giản

- Tùy theo yêu cầu thiết kế của khách hàng, máy có thể gắn thêm bộ điều khiển từ xa

- Lắp đặt dễ dàng theo tài liệu hướng dẫn

- Vật tư, linh kiện dễ thay thế

- Bảo hành 12 tháng

Hình 2.8 Máy xử lý nước DACOZON®

2.4.2 Công nghệ ozone trên thế giới

Trên thế giới, công nghệ thiết bị ozone đã được nghiên cứu, sản xuất trên quy

mô công nghiệp từ hơn một trăm năm nay Với hiệu quả xử lý ô nhiễm cao, công nghệ thiết bị ozone đã và đang chấp cánh cho việc khắc phục mặt trái của

sự phát triển kinh tế đối với môi trường sống Theo biên niên sử, công nghệ ozone được bắt nguồn từ nước Đức Sau đó, cùng với nước Đức, Mỹ, Pháp, Nga cũng đã trở thành những nước đi đầu trong nghiên cứu, sản xuất và ứng dụng công nghệ này

Ngày nay, trong rất nhiều hội nghị, hội thảo khoa học quốc tế bàn về công nghệ xanh, công nghệ sạch ozone đều được xem là một trong số những vấn đề lớn của thế kỷ XXI Công nghệ thiết bị ozone được ứng dụng rộng rãi, đa dạng trong rất nhiều lĩnh vực như: xử lý nước tự nhiên, nước thải; làm sạch không khí, khí thải công nghiệp; nông nghiệp; chăn nuôi; ngư nghiệp; công nghệ chế biến thực phẩm Điều đó cho thấy, công nghệ thiết bị ozone có ý nghĩa cực kỳ quan trọng với cuộc sống trên hành tinh của chúng ta hiện nay và cả trong tương lai

Thị trường công nghệ thiết bị ozone ở Việt Nam rất mới, nhưng đã cho thấy tiềm năng ứng dụng hết sức to lớn Trên thực tế, mấy năm qua, công nghệ thiết

bị ozon đã góp phần giải quyết một số vấn đề cấp bách như: khắc phục ngộ độc thực phẩm, cung cấp nước sạch, giảm thiểu ô nhiễm môi trường, nâng cao chất lượng cuộc sống Hiệu quả vượt trội, tính an toàn và sự tiện ích của công nghệ

ozone trong mọi lĩnh vực đã được các quốc gia tiên tiến khẳng định và khuyến cáo sử dụng từ nhiều năm nay Riêng ở Việt Nam, ozone đã được tuyên truyền trên các phương tiện thông tin đại chúng, một số đơn vị cũng đã áp dụng, nhưng còn rất hiếm các văn bản quy định và hướng dẫn cụ thể Song trên thực tế, dù chưa có quy định bắt buộc, nhưng công nghệ thiết bị ozone và điện tích đã trở thành nhu cầu thiết yếu đối với người tiêu dùng

Tuy nhiên, do tự phát và vội vàng, trong thời gian qua, việc ứng dụng công nghệ thiết bị ozone đã bị hiểu lầm và lợi dụng, nhất là việc ứng dụng công nghệ thiết bị này trong dân dụng Ví dụ như: dùng ozone không thuần khiết (ozone bẩn được tạo ra từ không khí chưa lọc, sấy, tách nitơ đi qua vùng phóng điện với điện áp quá cao, hoặc vùng điện trường quá mạnh quanh các máy gia tốc )

để xử lý nước uống, thực phẩmxử lý môi trường y tế Trên thế giới, hành động này đã bị các nước như Pháp, Đức, Mỹ, Nga nghiêm cấm, vì ozone bẩn chứa tạp khí NOx khi tiếp xúc với thực phẩm như rau quả, nhất là thịt, tôm, cá tạo thành hợp chất hydrocarbon thơm đa vòng, chất THMs Các chất này bám chặt vào thực phẩm, gây ung thư và độc hại tích lũy cho người sử dụng

Không những thế, nhiều tổ chức, cá nhân còn lừa người tiêu dùng bằng cách gọi sản phẩm điện giải từ nước muối loãng là nước ozone, hoặc quảng cáo khuếch đại tác dụng của máy sục khí ozone (bẩn), rồi bán với giá rất cao, thông qua hình thức bán hàng đa cấp, gây thiệt thòi và hoang mang cho người tiêu dùng

2.5 Sử dụng biến áp xung

Mạch ổn áp xung hoạt động theo một trong ba dạng cơ bản sau đây:

 Giữ nguyên tần số, thay đổi độ rộng xung

 Thay đổi tần số, giữ nguyên độ rộng xung

 Vừa thay đổi tần số, vừa thay đổi độ rộng xung

Sơ đồ khối ổn áp xung:

Hình 2.9 Sơ đồ khối ổn áp xung

 Giải thích sơ đồ khối:

Điện áp AC từ lưới điện đưa vào khối chỉnh lưu và lọc ngõ vào Khối

này gồm một mạch chỉnh lưu dung cầu diode để chỉnh lưu điện áp vào AC

thành điện áp DC Vì điện áp AC đưa vào từ 160VAC đến 240VAC nên

thường chọn diode có khả năg chịu đựng điện áp và dòng điện cao hơn điện áp

vào tối đa từ 3 đến 5 lần Sau đó, điện áp DC này được đưa qua phần tử ổn áp

là transistor Transistor hoạt động ở chế độ ngắt dẫn tạo từ trường biến thiên

trong biến áp xung Từ trường biến thiên này tạo ở ngõ ra những điện áp và

dòng điện cần thiết đã được thiết kế Ngõ ra chính sẽ có thành phần hồi tiếp

cung cấp cho mạch dao động Mạch dao động có bên trong IC điều chỉng độ

rộng xung tạo điện áp ra ổn định khi điện áp vào và tải thay đổi

2.6 Mạch đẩy kéo (PUSH-PULL)

- Hoạt động cơ bản - đầu ra chính và phụ

Mạch đẩy kéo được trình bày ở hình 5.2 Nó gồm một biến áp T1 với nhiều

đầu ra ở cuộn thứ cấp Mỗi vòng thứ cấp cung cấp một cặp xung vuông lệch

pha 180 và biên độ của nó được xác định bởi vòng dây cuộn thứ cấp Độ rộng

xung của tất cả các cuộn thứ cấp được nhận dạng và xác định bởi mạch điều

khiển trong phần hồi tiếp từ vòng thứ cấp chính điện áp V Mạch điều khiển

chỉnh lưu và lọc ngõ vào ổn áp biến áp xung chỉnh lưu và lọc

Dao động điều chỉnh độ rộng xung

Vin

AC

Vout

lấy mẫu từ ngõ ra Vm, thời gian mở Ton tăng khi điện áp ngõ ra giảm và ngược lại Cuộn thứ cấp Ns1, Ns2được xem là các cuộn phụ

Trong một chu kì, hai transistor thay phiên nhau dẫn ở mỗi nữa chu kì Khi transistor này dẫn thì transistor kia ngắt và ngược lại Chúng không được phép dẫn cùng lúc

Cưc B của transistor kích mở đầy đủ làm cho điểm phía dưới của mỗi cuộn

sơ cấp giảm xuống điện áp Vce satkhoảng 1V

Khi một trong hai transistor mở, nó đặt một xung áp hình vuông có trị số

VDC -1 đến nữa cuộn thứ cấp Lúc đó đối với sụt áp thuận chỉnh lưu đầu ra VD, đầu ra ở catốt chỉnh lưu sẽ có dạng xung vuông méo dang do bị cắt ở bán kì dương, trong thời gian Tonvới biên độ ( VDC-1).(NS/Np) – VD

Hình 2.10 Mach đẩy kéo

Ở đây VD là sụt áp thuận ở diode chỉnh lưu và sẽ là 1V đối với diode phuc hồi nhanh thông thường và 0.5V cho diode Schottky

Do đó điện áp DC trung bình ở ngõ ra Vm,VS1,VS2 ( giả sử D1, D2 là diode Schottky có sụt áp thuận 0.5V) là:

Ưu và nhược điểm

 Ưu điểm:

- Bộ biến đổi này phân phối năng lượng ra tải qua biến áp Vì vậy giữa ngõ vào cung cấp từ lưới điện và ngõ ra có sự cách ly

- Hiệu suất cao ( gần 90%)

- Công suất của mạch push – pull gấp đôi công suất của mạch forward ở cùng một lõi sắt từ

 Nhược điểm:

- Điện áp chịu đựng trên mối nối C – E của transistor đóng ngắt khi transistor ngắt (VCEmax) bằng hai lần điện áp ngõ vào VDC chưa kể xung nhọn do điện cảm gây ra Giá trị VCEmaxnày khá lớn so với các mạch khác như mạch nữa cầư, toàn cầu, forward…

- Mạch push – pull có hiện tượng mất cân bằng từ thông do các nguyên nhân sau: đặc tính đóng ngắt của các transistor không giống nhau, điện áp đặt lên hai nữa cuộn sơ cấp không bằng nhau… Để khắc phục điều đó, có các biện pháp sau: dùng các transistor công suất Mosfet, sử dụng các transistor BJT có tính giống nhau, gắn thêm điệ trở nối tiếp cuộn sơ cấp,

mở rộn khe hở lõi…

- hiện tượng mất cân bằng lõi này sẽ lái đi vào vùng bão hòa, làm cho dòng qua các transistor tăng cao và phá hủy nó

2.7 Mạch biến đổi thuận (FORWARD CONVERTER)

Sơ đồ khối và nguyên tắc hoạt động

Hình 2.11 Mạch biến đổi thuận Trong mạch này chỉ có một transistor đóng ngắt và một diode ghim ở phía

sơ cấp trong khi mạch push – pull là hai transistor thay phiên nhau ngắt dẫn Khi Q1 dẫn, đầu có chấm của cuộn sơ cấp và tất cả cuộn thứ cấp trở nân dương so với đầu dây còn lại không chấm

Dòng chảy đến tải khi transistor công suất Q1 dẫn nên gọi là forward converter

Trái lại, mạch flyback lưu trữ năng lượng ở cuộn cảm hay cuộn sơ của biến

áp khi transistor dẫn và phân phối dòng đến tải khi transistor ngắt

Khi Q1 dẫn, cực tính của cuộn dây sơ cấp và thứ cấp bị đảo ngược Khi đó, diode D1 dẫn để trả năng lượng về nguồn và bảo vệ transistor Q1 Đồng thời các diode chỉnh lưu D2, D4, D6 sẽ không dẫn và các diode ghim thứ cấp D3, D5, D7 sẽ dẫn để cung cấp năng lượng của các cuộn dây L1, L2, L3 đến tải Điện áp ngõ ra DC thứ cấp chính và phụ: