BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI ĐỖ THÀNH LONG ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN, GIÁM SÁT NHIỆT ĐỘ VÀ KIỂM SOÁT LƯỢNG KHÍ THẢI TRONG QUÁ TR
TỔNG QUAN HỆ THỐNG SAO CHÈ THÁI NGUYÊN
Sản xuất chè khô thủ công tại Thái Nguyên
Thái Nguyên, được mệnh danh là “Đệ nhất danh trà”, không chỉ là biểu tượng văn hóa của người dân nơi đây mà còn là niềm tự hào của ngành chè Việt Nam Những ai yêu thích trà mà chưa từng thưởng thức chè Thái Nguyên sẽ thực sự cảm thấy thiệt thòi, bởi hương vị đặc biệt và độc đáo của loại trà này mang lại trải nghiệm khó quên.
Chè Thái Nguyên, một loại trà xanh nổi tiếng của Việt Nam, được sản xuất tại tỉnh Thái Nguyên Với cánh trà nhỏ, xoăn và màu bạc xám đen, chè Thái Nguyên mang hương thơm cốm đặc trưng Khi pha, trà có màu nước vàng xanh, vị chát dịu ở đầu lưỡi và vị ngọt hậu dần dần ở cổ họng Loại trà này còn được gọi bằng nhiều tên khác nhau như chè Thái Nguyên, trà Thái, chè Bắc Thái, trà Tân Cương, và trà mộc, trong khi người dân miền Nam thường gọi là trà Bắc Chè Thái Nguyên được yêu thích bởi nhiều người Việt Nam và du khách quốc tế.
Chè Thái Nguyên được sản xuất từ những búp chè xanh non của cây chè San Tuyết cổ thụ, với quy trình chọn lọc kỹ lưỡng, chỉ lấy những búp chè non và búp bánh chất lượng cao.
Thời điểm lý tưởng để hái chè là vào buổi sáng sớm, khi ánh nắng chưa lên cao và những giọt sương vẫn còn đọng trên búp chè Cây chè được trồng chủ yếu trên những triền núi cao của tỉnh Thái Nguyên, mang lại chất lượng chè đặc trưng.
Quá trình sản xuất chè khô Thái Nguyên được chia thành 7 công đoạn chính, bao gồm: hái chè, làm héo nhẹ, diệt men, vò chè, sao khô, lấy hương và đóng gói thành phẩm.
Hái chè Làm héo nhẹ
Sao khô Lấy hương Đóng gói
Hình 1-2 Người dân hái những búp chè Thái Nguyên
Hình 1-3 Quy trình sản xuất chè Thái Nguyên
Hái chè thường diễn ra vào buổi sáng sớm, khi nắng chưa lên cao và sương còn đọng trên búp chè Quy tắc hái chè bao gồm các tỷ lệ như 1 tôm 2 lá, 1 tôm 1 lá, hoặc 1 tôm 3 lá, nhằm đảm bảo cây chè có thể tái sinh và đạt tiêu chuẩn chế biến Khi hái, cần nhẹ tay để không làm nát cánh chè, và tránh hái chè quá non hoặc quá già, vì điều này sẽ ảnh hưởng đến hương vị cuối cùng Hương vị của chè phụ thuộc nhiều vào công đoạn hái và lựa chọn lá chè.
Sau khi hái chè, búp chè được phơi mỏng trên nong thưa hoặc giàn lưới với trọng lượng từ 1,5 – 2 kg mỗi nong để làm khô sương và thoát ẩm Các nong được xếp lên giàn hoặc giá gỗ nhiều tầng, cách nhau 15-25 cm Sau 0,5 – 1 giờ, chè được đảo nhẹ một lần, và quá trình héo nhẹ kéo dài từ 4 – 6 giờ tùy thuộc vào độ ẩm của búp chè Khi chè tỏa hương thơm của hoa tươi, quá trình sẽ chuyển sang diệt men Để đảm bảo héo đều, chè Thái Nguyên cần có không khí thông thoáng, giúp phát huy hương thơm và sự tươi mới của nguyên liệu.
- Diệt men: Ở công đoạn này, chè phải đạt 4 yếu tố sau thì mới đạt chất lượng đảm bảo ngon nhất:
Lá chè cần phải mềm dẻo, với cuống non có thể bẻ gập mà không gãy Chè nên có hương thơm đặc trưng, thay thế cho mùi hăng ban đầu Đồng thời, màu xanh của chè sẽ chuyển sang màu xanh sẫm, tạo nên vẻ đẹp bắt mắt.
+ Sờ bề mặt lá chè hơi dính, bện lại, dùng tay nắm chặt chè lại rồi buông ra mà chè không bị rời
Vò chè là công đoạn quan trọng trong quy trình chế biến trà, giúp loại bỏ vụn chè và tạo hình cho lá trà Trong giai đoạn này, chè được vò bằng tay theo một chiều nhất định, giúp lá trà xoắn lại, cong và gọn gàng, từ đó sản phẩm cuối cùng sẽ có hình thức đẹp và đều hơn Việc vò chè đúng cách không chỉ cải thiện hình dáng mà còn giữ cho lá trà không bị tơi và nát, đảm bảo chất lượng trà sau khi hoàn thiện.
Thời gian vò chè dao động từ 10 đến 30 phút, tùy thuộc vào loại chè và máy vò sử dụng Quá trình này cũng bao gồm việc sàn vẩy để loại bỏ những lá trà không đạt tiêu chuẩn, như lá không xoắn hoặc bị nát.
Sao khô là giai đoạn quan trọng trong quá trình chế biến trà Thái Nguyên, nơi nhựa trà được tiết ra và sau đó được đưa vào tôn quay hoặc chảo để xào khô lần đầu Việc chọn giữa tôn quay cho quy trình công nghiệp và chảo cho phương pháp truyền thống ảnh hưởng lớn đến chất lượng trà Thời gian sao khô quyết định độ ngon, hình dáng cánh trà và hương vị cũng như màu sắc của trà khi khô.
Chỉ cần 20 phút để chế biến một mẻ chè từ 1,2kg đến 1,5kg Quá trình sao khô trà diễn ra cho đến khi cánh trà chuyển từ màu xanh tươi sang màu đen nhạt, chứng tỏ trà đã khô tương đối Sau khi sao xong, trà được cho ra nong để sàn vẩy và lọc bỏ những lá trà không đạt tiêu chuẩn.
Lấy hương là công đoạn quan trọng nhất trong quá trình chế biến chè Thái Nguyên, quyết định đến mùi thơm đặc trưng của trà Trong giai đoạn này, chè được cho vào tôn quay hoặc chảo, điều chỉnh nhiệt độ phù hợp để giữ được hương cốm mà không bị ám khói Quá trình này cần được thực hiện bằng tay, giúp người làm cảm nhận được nhiệt độ chính xác Thời gian sao chè khoảng 15 – 20 phút, cho đến khi hương thơm của trà và hương cốm đặc trưng tỏa ra, đánh dấu sự hoàn tất của công đoạn lấy hương.
Chè thành phẩm cần được bảo quản thủ công trong túi bóng kính dày, buộc chặt miệng túi và đặt ở nơi khô ráo, tránh ánh nắng trực tiếp và tiếp xúc với nền đất Khi phân phối, trà phải được đóng gói chuẩn trong các loại túi như PE, túi PE tráng thiếc hoặc túi PE tráng bạc với trọng lượng 100g, 200g hoặc 500g, và được hút chân không Sau đó, trà có thể được đặt vào hộp làm từ các chất liệu như carton, nhựa, tre hoặc gỗ để đảm bảo chất lượng.
Bất cập trong sản xuất chè khô thủ công
Sản xuất thủ công mất nhiều công sức, thao tác thủ công có nguy cơ gây chấn thương cho người lao động
Trong quá trình sản xuất trà, công đoạn sao khô đóng vai trò quan trọng, yêu cầu người lao động phải trực tiếp đảo chè bằng các công cụ thủ công như đũa cái, thanh gậy dài và cả bằng tay Việc này giúp đảm bảo rằng tất cả các mặt của chè chưa thành phẩm đều tiếp xúc với mặt chảo, từ đó đạt được chất lượng tốt nhất trong quá trình sao khô.
Khi làm việc gần mặt chảo với nhiệt độ cao và cung cấp nhiên liệu cho quá trình tạo nhiệt, người lao động dễ gặp phải tai nạn lao động như bỏng, va chạm và xây xát.
Nhiệt độ trong quá trình sản xuất là yếu tố quan trọng quyết định chất lượng của chè khô thành phẩm
Nhiệt độ trong quá trình sản xuất chè đóng vai trò quyết định đến chất lượng và giá trị của sản phẩm Đảm bảo nhiệt độ đúng và đủ sẽ tạo ra chè khô có chất lượng cao, hương thơm tự nhiên hấp dẫn, vị chuẩn và màu sắc, hình dáng bắt mắt, từ đó nâng cao giá trị kinh tế của chè Ngược lại, nếu quá trình sản xuất không đạt yêu cầu về nhiệt độ, chè thành phẩm có thể bị cháy khét, vị đắng và thiếu ngọt, dẫn đến mất giá trị hoặc phải hủy bỏ.
Hình 1-4 sản xuất chè thủ công
Quá trình sản xuất thủ công chè đòi hỏi người sản xuất phải đồng thời thực hiện việc đảo chè và cung cấp nhiên liệu Tuy nhiên, việc cảm nhận nhiệt độ bằng tay gây ra độ chính xác không cao, dẫn đến nguy cơ hư hại cho chè thành phẩm.
Người lao động sản xuất chè khô thường cảm nhận nhiệt độ bằng tay, dẫn đến việc khi sao chè với khối lượng thấp, sản lượng cũng bị giảm theo Hơn nữa, lượng chè khô thành phẩm trong mỗi lần sản xuất thủ công không đồng đều, điều này ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng sản phẩm.
Khí thải từ quá trình đốt nhiên liệu để cung cấp nhiệt cho hệ thống làm khô chè tươi thành chè khô có tác động tiêu cực đến môi trường và sức khỏe của người lao động trong ngành sản xuất.
Quá trình sản xuất phải chú trọng đến an toàn lao động và sức khỏe của người lao động Trong quá trình này, người lao động thường xuyên tiếp xúc với khí thải từ việc đốt nhiên liệu cấp nhiệt, điều này không chỉ ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe của họ mà còn gây tác động xấu đến môi trường.
Hình 1-5 Cảm nhận nhiệt độ bằng tay
Quá trình sao sấy là bước quan trọng để biến búp chè tươi thành chè khô thương phẩm, nhưng lại thải ra lượng lớn khói bụi, độc tố và khí carbon ra môi trường Phần lớn các doanh nghiệp và hộ gia đình chế biến chè nhỏ lẻ vẫn sử dụng lò sao tôn thủ công đốt bằng củi và than đá, dẫn đến ô nhiễm không khí và rủi ro về sức khỏe cho người sản xuất Việc áp dụng công nghệ sao sấy hiện đại và thân thiện với môi trường là cần thiết để giảm thiểu tác động tiêu cực này.
Chất lượng chè thành phẩm phụ thuộc vào tay nghề của nghệ nhân làm chè
Sản xuất chè thủ công thường dẫn đến năng suất thấp, đòi hỏi nghệ nhân phải điều chỉnh lực vừa đủ trong quá trình vò chè để đạt được độ xoăn và độ dập tế bào mong muốn.
Điều chỉnh nhiệt độ chính xác là một thách thức trong quá trình chế biến chè, dẫn đến việc mùi hương của chè có thể bị mất mát Do đó, chất lượng và hương vị của mẻ chè ngon hay không phụ thuộc nhiều vào kỹ năng và tay nghề của nghệ nhân làm chè.
Kết luận: Quy trình sản xuất chè xanh thủ công truyền thống còn nhiều hạn chế như năng suất thấp, quy trình phức tạp và tốn thời gian, khó kiểm soát nhiệt độ và chất lượng hương vị Nếu các cơ sở sản xuất chè khô tiếp tục áp dụng phương pháp thủ công mà không cải tiến, họ sẽ phải chịu chi phí cao cho nhân công mà sản lượng không đạt yêu cầu Do đó, cần có giải pháp xây dựng hệ thống để giảm thiểu và khắc phục những vấn đề này.
Cần thiết phải phát triển một hệ thống điều khiển và giám sát nhiệt độ, đồng thời kiểm soát lượng khí thải trong quá trình sản xuất chè khô Thái Nguyên Việc áp dụng các kỹ thuật tự động hóa tiên tiến sẽ góp phần nâng cao hiệu quả sản xuất và bảo vệ môi trường.
Mô hình sản xuất chè khô tự động
Tùy thuộc vào công suất sản xuất, cần có những thiết kế phù hợp nhằm tối ưu hóa quy trình, giảm thiểu bất cập và nâng cao giá trị của chè khô thành phẩm.
12 tối đa sự lãng phí kinh tế, mô hình của máy sao chè thường có các bộ phận chính chủ yếu như sau:
① Bảng điều khiển ⑧ Tản nhiệt
④ Thùng bên trong ⑪ Chốt cân bằng
⑤ Bánh xe hỗ trợ ⑫ Xi lanh giảm
⑥ Công tắc đánh lửa ⑬ Khu đốt cháy
⑦ Bánh xe dưới cùng ⑭ Hỗ trợ khung
Bảng điều khiển bao gồm các nút ấn, đèn báo, thanh hiển thị và công tắc, giúp người vận hành điều khiển hệ thống hiệu quả trong quá trình làm việc Nhiệt kế được sử dụng để đo và kiểm soát nhiệt độ của bom sao chè, đảm bảo các yêu cầu về nhiệt độ trong sản xuất được giám sát chặt chẽ Thùng ngoài được làm từ tôn inox, đảm bảo khả năng giữ nhiệt tốt trong suốt quá trình hoạt động.
Thùng bên trong của máy được chế tạo hoàn toàn từ inox, giúp duy trì nhiệt độ ổn định và bảo vệ hương vị của chè.
5-Bánh xe hỗ trợ: hỗ trợ chuyển động quay cho bom chè trong quá trình làm việc, giảm ma sát và hỗ trợ chuyển động
Hình 1-6 Cấu tạo máy sao chè khô
6-Công tắc đánh lửa: Đánh lửa đốt cháy nguyên liệu (gas) trong quá trình cấp nhiệt cho hệ thống sao chè khô
7-Bánh xe dưới cùng: Hỗ trợ di chuyển hệ thống đến các vị trí khác nhau 8-Tản nhiệt: Hỗ trợ giảm nhiệt độ trong quá trình sao chè
Tay cầm đóng vai trò quan trọng trong việc xử lý quá trình xoay bom chè, giúp đổ ngược chè về phía trước và đẩy chè ra ngoài sau khi hoàn tất quá trình sao chè.
11-Chốt cân bằng: Giữ cho bom chè cân bằng trên khung
Xi lanh giảm giúp hỗ trợ hệ thống khi đổ ngược về phía trước, trong khi khu đốt cháy là nơi nhiên liệu được đốt cháy để cung cấp nhiệt Hỗ trợ khung đảm bảo rằng bom chè được giữ vững tại vị trí lắp đặt.
Hệ thống sao chè hiện tại hỗ trợ sản xuất nhưng chưa tối ưu trong việc điều khiển nhiệt độ và độ ẩm, chủ yếu dựa vào kinh nghiệm của công nhân Ngoài ra, vấn đề khí thải độc hại, đặc biệt là lượng CO2, chưa được xử lý đúng mức, gây nguy hại cho sức khỏe người lao động Đề tài “Thiết kế hệ thống điều khiển, giám sát nhiệt độ, độ ẩm và kiểm soát lượng khí thải trong quá trình sản xuất chè khô Thái Nguyên” hướng đến việc cải thiện các vấn đề này.
- Điều khiển giám sát được nhiệt độ, độ ẩm của chè trong quá trình sản xuất
- Giám sát và xử lý được lượng khí thải thải ra trong quá trình sản xuất
- Giảm sức lao động của con người, nâng cao giá trị chè khô thành phẩm và hướng tới bảo vệ sức khỏe con người, bảo vệ môi trường
Sơ đồ cấu trúc tổng quan hệ thống
Hình 1-7 Sơ đồ cấu trúc tổng quan hệ thống ĐIỀU KHIỂN TRUNG TÂM (PLC)
KHỐI CƠ CẤU CHẤP HÀNH
KHỐI HIỂN THỊ Động cơ Hệ thống van Hiển thị nhiệt độ
Hiển thị nồng độ CO2
Điều khiển trung tâm PLC nhận tín hiệu từ khối đo lường, xử lý tín hiệu và gửi tín hiệu điều khiển đến cơ cấu chấp hành, đồng thời hiển thị thông tin tại khối hiển thị.
Khối đo lường nhận tín hiệu từ các cảm biến để theo dõi nhiệt độ, độ ẩm và nồng độ khí CO2, sau đó chuyển tiếp tín hiệu này đến khối điều khiển trung tâm (PLC) để xử lý.
✓ Khối cơ cấu chấp hành: Nhận tín hiệu điều khiển từ PLC, thực hiện các yêu cầu của hệ thống
✓ Khối hiển thị: Nhận tín hiệu từ cảm biến, hiển thị các giá trị về nhiệt độ, độ ẩm, nồng độ CO2
Lượng khí thải CO2 thải ra trong quá trình sản xuất sẽ được kiểm soát, các phương pháp để xử lý CO2:
Xử lý khí CO2 bằng phương pháp hấp thụ sử dụng dung dịch etanolamin là một giải pháp hiệu quả với chi phí thấp Phương pháp này cho phép khí CO2 phản ứng mạnh mẽ, tuy nhiên, phản ứng không thuận nghịch và áp suất của dung dịch tương đối cao.
Ethanolamine: Là một chất hóa học hữu cơ có công thức HOCH₂CH₂NH
₂ hoặc C₂H₇NO là 1 chất lỏng nhớt, không màu, có mùi gần giống với amoniac
Hợp chất Ethanolamine có chức năng kép, bao gồm amin bậc 1 và rượu bậc 1, được sử dụng để tách CO2 khỏi khí thải công nghiệp trong quá trình xử lý khí thải Phương pháp hấp thụ CO2 bằng dung dịch amoniac cho hiệu quả cao, giảm nồng độ CO2 từ 34% xuống còn 0,015% Tuy nhiên, phương pháp này có nhược điểm là dễ dẫn đến việc thải khí NH3 ra môi trường, gây hại cho sức khỏe.
Phản ứng hóa học giữa CO2 và NH3 là:
Phản ứng giữa CO2 và NH3 dẫn đến việc sử dụng phương pháp xử lý khí thải CO2 bằng tháp hấp thụ Amoniac (NH3) Một phương pháp khác là hấp thụ CO2 bằng nước, một phương pháp đơn giản và đã được sử dụng từ lâu Nhờ vào tính chất hòa tan của CO2 trong nước, khí thải CO2 có thể được xử lý bằng cách cho dòng khí đi qua tháp hấp thụ chứa nước, giúp giữ lại và tách CO2 khỏi dòng khí thải Ưu điểm của phương pháp này là tính đơn giản, dễ thực hiện và chi phí thấp.
Nhược điểm của phương pháp hấp thụ khí thải bằng nước là cần một lượng nước lớn để hấp thụ khí thải nhỏ, dẫn đến hiệu quả lọc khí không cao Trong khi đó, phương pháp xử lý khí CO2 bằng dung dịch nước vôi (Ca(OH)2) đang được áp dụng rộng rãi và hiệu quả Khi khí CO2 được tách ra, nó sẽ tạo thành cặn vôi CaCO3, sau đó được lắng và xử lý Phương pháp này có nhiều ưu điểm, bao gồm chi phí thấp, quy trình đơn giản, dễ sử dụng và hiệu quả cao trong việc xử lý khí CO2.
Phản ứng giữa Ca(OH)2 và CO2 tạo ra CaCO3 và H2O mang lại nhiều ưu điểm như quy trình công nghệ đơn giản và chi phí hoạt động thấp Chất hấp thụ dễ tìm kiếm, có khả năng xử lý khí CO2 mà không cần làm nguội và xử lý sơ bộ Thiết bị có thể được chế tạo từ vật liệu thông thường, không yêu cầu vật liệu chống ăn mòn và chiếm diện tích xây dựng tối thiểu.
- Xử lý khí CO2 bằng màng lọc:
Màng lọc khí CO2 được sản xuất từ chất dẻo plastic ứng dụng công nghệ Nano tiên tiến, giúp tách khí CO2 một cách hiệu quả Giải pháp này không chỉ tiết kiệm chi phí mà còn bảo vệ môi trường, mang lại lợi ích bền vững cho người sử dụng.
18 trường Hàm lượng khí CO2 càng cao thì hiệu quả sử dụng màng lọc càng cao hơn
Màng lọc này hiệu quả trong việc phân tách các phân tử khí, đặc biệt là trong quá trình lọc khí, giúp tách biệt các phân tử khí bicarbonate một cách hiệu quả.
(HCO3) Và các phân tử nước sẽ thấm qua màng lọc và bị giữ lại Và chỉ có khí CO2 là được giải phóng ra khỏi màng lọc
- Xử lý khí CO2 bằng thực vật (tảo biển):
Nguồn CO2 có thể được sử dụng hiệu quả để nuôi trồng tảo biển, một nguồn dinh dưỡng quý giá cho sức khỏe Mặc dù việc thu gom tảo biển tốn nhiều công sức, nhưng nghiên cứu cho thấy rằng khi tảo được nuôi trong bể hở với CO2, chúng có thể phát triển lớn hơn gấp 1 triệu lần so với việc sống dưới đáy biển.
Trong quy trình sản xuất chè khô tự động, phương pháp xử lý khí CO2 được áp dụng bằng cách sử dụng dung dịch nước vôi trong Ca(OH)2 để hấp thụ khí này.
Kết luận: Trong Chương 1 ta hiểu thêm về sản xuất chè khô thủ công tại Thái
Nguyên nhận thấy những vấn đề còn tồn tại trong quy trình sản xuất và nghiên cứu mô hình sản xuất chè khô tự động Trong Chương 2, chúng tôi lựa chọn các thiết bị như cảm biến, thiết bị điều khiển và van để xây dựng một hệ thống sản xuất hoàn chỉnh.
LỰA CHỌN THIẾT BỊ
Lựa chọn thiết bị mạch điều khiển
2.1.1 Cảm biến đo nhiệt độ
Trong sản xuất chè, việc đo nhiệt độ ở từng công đoạn là rất quan trọng để điều chỉnh quy trình, nhằm đảm bảo chất lượng chè khô thành phẩm Do đó, việc lựa chọn cảm biến nhiệt độ phù hợp với giải đo, độ chính xác và độ thông dụng là cần thiết cho hệ thống sản xuất.
Hệ thống sao chè cần giám sát nhiệt độ trong khoảng: 0℃-350℃
Cảm biến tích hợp bộ chuyển đổi cho phép tín hiệu đầu ra ở dạng 0-20mA Để đáp ứng các yêu cầu cần thiết của cảm biến nhiệt độ, việc lựa chọn thiết bị cảm biến cần đảm bảo các yếu tố quan trọng đã nêu.
Bảng 2-1 Thông số cảm biến nhiệt độ
Giới thiệu cảm biến nhiệt độ PT100:
Tên thiết bị PT100 E52MY-PT20C D6.3MM SUS316
Hãng sản xuất Omron – Nhật Bản
Chiều rộng tổng thể 57.5mm
Chiều dài tổng thể 291mm Đường kính đầu đo 6.3mm Độ dài cảm biến đầu đo 200mm
Tín hiệu đầu ra 4-20mA
Cảm biến nhiệt độ RTD (Resistance Temperature Detectors), hay còn gọi là cảm biến nhiệt độ Pt100, là thiết bị đo nhiệt độ thông qua que dò cảm biến tích hợp Platinum Thành phần Platinum là yếu tố quan trọng nhất của cảm biến nhiệt độ này, lý giải cho việc cảm biến nhiệt độ RTD thường được gọi là cảm biến nhiệt độ Pt100.
Các thành phần chính cấu tạo cảm biến nhiệt độ PT100:
Hình 2-1 Cảm biến nhiệt độ PT100
Hình 2-2 Cấu tạo của PT100
(1) Cảm biến, chất liệu làm bằng Platinum Được đặt trong lớp vỏ inox, vị trí của cảm biến nằm dưới cùng của lớp inox
(2) Dây kết nối cảm biến, thông thường có các loại 2,3,4 dây
(3) Lớp sứ, có công dụng dùng để cách điện và bảo vệ cảm biến
(4) Chất làm đầy, nhiệm vụ của chất làm đầy là chống rung và bảo vệ cảm biến
(5) Lớp vỏ bảo vệ cho cảm biến, chất liệu sử dụng thường là inox hoặc sứ Đây là vị trí tiếp xúc trực tiếp với nhiệt độ
Đầu bảo vệ, hay còn gọi là đầu củ hành, được chế tạo từ nhôm hoặc inox, với bên trong là đế sứ dùng để đấu dây hoặc lắp transmitter chuyển đổi Ngoài ra, trên đầu củ hành còn có đường dẫn cho dây khi thực hiện đấu nối.
Cảm biến nhiệt độ Pt100 hoạt động dựa trên nguyên tắc nhiệt điện trở, trong đó điện trở sẽ tăng khi nhiệt độ tăng và giảm khi nhiệt độ giảm Bằng cách đo giá trị điện trở, chúng ta có thể quy đổi để xác định nhiệt độ trong một môi trường cụ thể.
Cảm biến nhiệt độ PT100 loại 3 dây:
Cảm biến nhiệt độ PT100 3 dây là một trong những loại cảm biến đo nhiệt độ phổ biến nhất hiện nay trong các nhà máy Mặc dù có nhiều loại cảm biến PT100 như 2 dây, 3 dây và 4 dây, nhưng cảm biến 3 dây thường được ưa chuộng hơn cả do độ chính xác và khả năng chống nhiễu tốt hơn.
Hình 2-3 Biểu đồ thay đổi điện trở theo nhiệt độ của PT100
Cảm biến PT100 3 dây có độ chính xác rất cao, với sai số chỉ khoảng 0,3% Điều này nhờ vào việc bổ sung thêm một dây bù nhiệt bên cạnh hai dây đo nhiệt, giúp cải thiện hiệu suất và độ tin cậy của thiết bị.
2 dây, nó chỉ thường được sử dụng trong các hệ thống cũ hoặc đi cùng theo máy
2.1.2 Cảm biến đo nồng độ khí CO2
Trong quá trình sản xuất, việc giám sát nồng độ khí CO2 là rất quan trọng để đảm bảo mức xả ra môi trường không vượt quá ngưỡng cho phép Nếu nồng độ CO2 vượt quá giới hạn, cần phải có biện pháp xử lý kịp thời Do đó, việc sử dụng thiết bị đo chính xác để xác định nồng độ phần trăm khí CO2 là cần thiết.
Cảm biến làm việc trong môi trường nhiệt độ từ 0-50℃
Phạm vi đo trong khoảng 0-1000PPM
Cảm biến có đầu ra dạng 4-20mA, tích hợp với PLC, làm việc trong môi trường nhiệt độ từ 0 đến 50℃
Chọn thiết bị: Chọn cảm biến Co2 VELT-W-CO2-I4 có các thông số như sau: Bảng 2-2 Thông số cảm biến đo nồng độ khí CO2
Phân loại Ngõ ra 4-20 mA
Mã sản phẩm VELT-W-CO2-I4
Môi trường làm việc -10℃ đến 50℃, 0-80% RH
Giới thiệu cảm biến đo nồng độ khí CO2 - VELT-W-CO2-I4 - ngõ ra 4-20mA:
Cảm biến CO2 là thiết bị chuyên dụng để đo nồng độ khí cacbon dioxit trong không khí, cho phép phân tích hàm lượng CO2 hiện có Kết quả đo được thể hiện bằng đơn vị PPM, tương đương với mg/l.
Như vậy, cảm biến đo khí Co2 VELT-W-CO2-I4, loại cảm biến đo nồng độ khí cacbon dioxit với ngõ ra 4 – 20mA
Cảm biến đo khí cacbon đioxit VELT-W-CO2-I4 hoạt động dựa trên nguyên lý phát ra luồng ánh sáng hồng ngoại, từ đó tạo ra bức xạ ánh sáng trong không khí Thiết bị sử dụng thuật toán để xác định nồng độ khí CO2 có mặt trong không khí.
Hình 2-4 Cảm biến CO2, VELT-W-CO2-I4
2.1.3 Cảm biến độ ẩm Để giám sát độ ẩm của chè khô trong quá trình sản xuất, ta lựa chọn cảm biến đo độ ẩm VELT-W-TH-I4-S ngõ ra 4-20mA với các thông số kỹ thuật như sau:
- Ngõ ra: Nhiệt ẩm độc lập 4-20mA hoặc 0-10vdc, hoặc RS485
- Thời gian đáp ứng: ẩm
