Thiết kế chế tạo thiết bị kiểm tra chất lượng nước.

- LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Luận văn “ Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo máy đo độ dẫn nước” là công trình nghiên cứu riêng của tôi, không sao chép từ bất cứ tài liệu nào.Tất cả các dữ liệu, kết quả trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc công bố trong bất kỳ công trình nào khác.
- 12 1.1.1 Vai trò của nƣớc trong cuộc sống.
- 12 1.1.2 Nƣớc sạch là gì.
- 12 1.1.3 Làm sao để xác định đâu là nƣớc sạch.
- 12 1.1.4 Độ dẫn điện của nƣớc.
- 18 CHƢƠNG 2: PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ.
- Yêu cầu về thiết kế.
- Sơ đồ tổng quát.
- Phân tích sơ đồ khối.
- 45 CHƢƠNG 3: QUÁ TRÌNH THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO.
- 51 3.1 Thiết kế và phân tích sơ đồ khối.
- 51 3.1.1 Sơ đồ khối chi tiết.
- 51 3.1.2 Phân tích nguyên lý hoạt động sơ đồ khối chi tiết.
- Sơ đồ nguyên lý của mạch.
- Sơ đồ khối tạo xung.
- Sơ đồ khối nguồn.
- Sơ đồ khối vi điều khiển.
- Sơ đồ khối hiển thị.
- Sơ đồ khối mặt.
- Sơ đồ khối tổng.
- Tương quan giữa TDS và độ dẫn điện.
- Sơ đồ khối của máy.
- Sơ đồ diagram.
- Sơ đồ chân LM324.
- Sơ đồ khối của vi điều khiển ATMEGA 16.
- Sơ đồ chân của ATMEGA 16.
- Sơ đồ cấu trúc bộ định thời.
- Sơ đồ đơn vị so sánh ngõ ra.
- Sơ đồ bộ biến đổi A/D.
- Sơ đồ khối chi tiết.
- Sơ đồ nguyên lý tổng.
- Có khi nào bạn tự hỏi nƣớc bạn đang uống mỗi ngày có đảm bảo là nƣớc sạch không?.
- Chúng ta không thể phủ nhận đƣợc tầm quan trọng của nƣớc sạch, nƣớc là cội nguồn của sự sống, nếu không có nƣớc hoặc nguồn nƣớc bị ô nhiễm nặng thì sự sống trên hành tinh và của chúng ta sẽ bị ảnh hƣởng nặng nề.
- Nhƣng cũng không ít ngƣời vẫn chƣa hiểu hết đƣợc nƣớc sạch quan trọng nhƣ thế nào đối với đời sống con ngƣời?.
- Nguy cơ ô nhiễm và khan hiếm nguồn nƣớc sạch là một trong những vấn đề mà chúng ta đang phải đối mặt hiện nay.
- Trong thực tế, để xác định nƣớc có sạch hay không, ta phải trải qua rất nhiều xét nghiệm và kiểm tra nồng độ các chất tan trong nƣớc.
- Vậy làm sao ta có thể xác định đƣợc nƣớc có sạch hay không ? Tất cả các dung dịch có chứa nƣớc thì luôn có độ dẫn điện trong một chừng mực nào đó, hay nói cách khác, ta có thể đo đƣợc điện trở của nƣớc nếu biết độ dẫn điện của nó.
- Dựa vào các chỉ tiêu đánh giá nƣớc sạch ta có thể xác định đƣợc giới hạn điện trở của nƣớc sạch.
- Vậy nếu ta xác định đƣợc điện trở của nƣớc ta có thể khẳng định một cách tƣơng đối nƣớc có sạch hay không.
- Với yêu cầu nhƣ trên, nhiệm vụ của đề tài là thiết kế và chế tạo 1 thiết bị đo đƣợc điện trở của nƣớc một cách nhanh chóng, chính xác, tiện lợi, giá thành có thể chấp nhận đƣợc.
- Vì thế, những thiết bị dùng để kiểm tra độ sạch, chất lƣợng của nƣớc, thực phẩm ngày càng đƣợc thiết kế và chế tạo nhiều hơn trên thị trƣờng.
- Đặc biệt với nƣớc, 1 trong những thứ không thể thiếu trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta, thì việc thiết kế, chế tạo ra một thiết bị có thể đo đƣợc các thông số của nƣớc để xác định chất lƣợng nƣớc lại càng đƣợc quan tâm hơn.
- Với mong muốn nghiên cứu, thiết kế và chế tạo máy đo độ dẫn nƣớc có những tính năng kỹ thuật tƣơng đƣơng những máy nhập khẩu, thứ hai là tự chủ đƣợc thiết bị do mình tự chế tạo, giảm chi phí mua máy và sửa chữa máy cũng nhƣ không lệ thuộc quá nhiều vào công ty và hãng cung cấp máy cho bệnh viện, và mong muốn xa hơn là thiết bị do tôi nghiên cứu chế tạo có thể đƣợc sử dụng rộng rãi tại các bệnh viện và có thể đƣa sản phẩm ra ngoài thị trƣờng với giá cả và chất lƣợng cạnh tranh.
- b) Lịch sử nghiên cứu Hiện nay trên thị trƣờng, hầu hết các thiết bị đo độ dẫn nƣớc đều đƣợc nhập khẩu từ nƣớc ngoài, với giá thành cao và chi phí sửa chữa lớn.Việc nghiên cứu, thiết kế và chế tạo thiết bị đo độ dẫn nƣớc sẽ góp phần giảm thiểu đƣợc tối đa giá thành và chi phí sửa chữa.
- c) Mục đích nghiên cứu của luận văn, đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu - Mục đích nghiên cứu Mục đích nghiên cứu của đề tài là nghiên cứu, thiết kế và chế tạo máy đo độ dẫn của nƣớc có tính năng kỹ thuật tƣơng đƣơng với các máy nhập khẩu trên thị trƣờng, nhƣng chi phí giá thành sản sản xuất và sửa chữa thấp hơn nhiều so với máy nhập khẩu.
- Đối tƣợng nghiên cứu Đối tƣợng nghiên cứu của luận văn là thiết bị đo độ dẫn của nƣớc , đƣa ra các thông số kỹ thuật, tính năng,tác dụng của máy nhập khẩu, từ đó lên phƣơng án nghiên cứu,thiết kế và chế tạo thiết bị có tính năng tƣơng đƣơng với thiết bị nhập khẩu.
- d) Tóm tắt cô đọng các nội dung chính và đóng góp mới của tác giả Nội dung chính của luận văn là nghiên cứu, đánh giá tính năng kỹ thuật của một số dòng máy đo độ dẫn nƣớc nhập khẩu đang đƣợc bán trên thị trƣờng.
- Từ đó đƣa ra phƣơng án thiết kế chế tạo thiết bị sử dụng vi điều khiển Atemaga16 để độ dẫn nƣớc và hiển thị lên trên màn hình LCD.
- Kết quả nghiên cứu cuối cùng của đề tài là một sản phẩm có khả năng ứng dụng thực tế, có độ chính xác tƣơng đƣơng thiết bị ngoại nhập về chức năng, đồng thời giá cả hợp lý.
- e) Phƣơng pháp nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu đƣợc sử dụng là phƣơng pháp nghiên cứu tài liệu, kết hợp khảo nghiệm thực tế, thống kê, đo lƣờng và thiết kế thực tế.
- CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Tìm hiểu nhiệm vụ 1.1.1 Vai trò của nƣớc trong cuộc sống Nƣớc rất cần thiết đối với cuộc sống của con ngƣời.
- Vai trò khác của nƣớc là hòa tan các chất cặn bã và độc tố, giúp triệt tiêu và tống chúng ra ngoài cơ thể.
- 1.1.2 Nƣớc sạch là gì ? Nƣớc sạch là nƣớc không màu, không mùi, không vị, có thể chứa các yếu tố vật lý, hóa học và vi sinh trong mức độ chuẩn cho phép không gây ảnh hƣởng đến sức khỏe con ngƣời.
- 1.1.3 Làm sao để xác định đâu là nƣớc sạch ? Trong thực tế các nguồn nƣớc tự nhiên luôn chứa một lƣợng chất hoà tan và có mức độ ô nhiễm nhất định, nên các nguồn nƣớc đƣợc xem là sạch khi nồng độ các chất có trong nƣớc và số lƣợng vi khuẩn thấp hơn giới hạn cho phép thì mới đáp ứng đƣợc các tiêu chuẩn nƣớc sạch.
- Tiêu chuẩn vệ sinh nƣớc sạch do Bộ Y Tế ban hành theo QCVN 02:2009/BYT do Cục Y tế dự phòng và Môi trƣờng biên soạn và đƣợc Bộ trƣởng Bộ Y tế ban hành theo Thông tƣ số: 05/2009/TT - BYT ngày 17 tháng 6 năm 2009.
- TCU 15 15 TCVN ISO hoặc SMEWW 2120 A 2 Mùi vị.
- Không có mùi vị lạ Không có mùi vị lạ Cảm quan, hoặc SMEWW 2150 B và 2160 B A 3 Độ đục.
- NTU 5 5 TCVN ISO hoặc SMEWW 2130 B A 4 Clo dƣ mg/l Trong khoảng 0,3-0,5 - SMEWW 4500Cl hoặc US EPA 300.1 A 5 pH.
- Trong khoảng 6,0 - 8,5 Trong khoảng 6,0 - 8,5 TCVN 6492:1999 hoặc SMEWW 4500 - H+ A 6 Hàm lƣợng Amoni.
- mg/l 3 3 SMEWW 4500 - NH3 C hoặc SMEWW 4500 - NH3 D A 7 Hàm lƣợng mg/l 0,5 0,5 TCVN B Sắt tổng số (Fe2.
- mg/l 350 - TCVN hoặc SMEWW 2340 C B 10 Hàm lƣợng Clorua.
- mg/l 300 - TCVN ISO hoặc SMEWW 4500 - Cl- D A 11 Hàm lƣợng Florua mg/l 1.5 - TCVN ISO hoặc SMEWW 4500 - F- B 12 Hàm lƣợng Asen tổng số mg/l 0,01 0,05 TCVN 6626:2000 hoặc SMEWW 3500 - As B B 13 Coliform tổng số Vi khuẩn/ 100ml 50 150 TCVN ISO hoặc SMEWW 9222 A 14 E.
- coli hoặc Coliform chịu nhiệt Vi khuẩn/ 100ml 0 20 TCVN ISO hoặc SMEWW 9222 A Ghi chú.
- 1.1.4 Độ dẫn điện của nƣớc Độ dẫn của một chất được định nghĩa là khả năng thực hiện hoặc truyền nhiệt, điện, âm thanh.
- Các vật liệu rắn có chứa các dòng điện tử bên trong đƣợc gọi là vật dẫn điện.
- Vật dẫn điện sẽ phụ thuộc vào các điện tử bên trong chúng sẵn sàng cho quá trình dẫn điện.
- Trong nƣớc, các vật liệu ion hoặc các chất lỏng có thể tồn tại sự chuyển động của các ion tích điện.
- Độ dẫn điện của nƣớc (Electrical Conductivity : EC ) liên quan đến sự có mặt của các ion trong nƣớc.
- Các ion này thƣờng là muối của kim loại nhƣ NaCl, KCl, SO2-4, NO-3, PO-4 v.v… Tác động ô nhiễm của nƣớc có độ dẫn điện cao thƣờng liên quan đến tính độc hại của các ion tan trong nƣớc.
- Do đó, độ dẫn điện của nƣớc còn tƣợng trƣng cho tổng lƣợng chất rắn hòa tan trong nƣớc ( TDS -Total Dissolved Solids -tổng chất rắn hòa tan , parts per millio -ppm - một phần triệu)… Trong dung dịch loãng, TDS và EC là một sự so sánh hợp lý.
- Đối với nƣớc thông thƣờng , mối quan hệ giữa TDS và EC có thể xác định qua phƣơng trình sau đây: TDS (ppm.
- Mối quan hệ giữ EC và TDS Mối quan hệ trên cũng có thể đƣợc sử dụng để kiểm tra trong các phân tích hóa học của nƣớc.
- Tuy nhiên, khi TDS trong nƣớc đạt đến một mức độ nhất định, độ dẫn điện không trực tiếp liên quan đến TDS nữa.
- Nguyên nhân là bởi các cặp ion kết đôi đƣợc hình thành, các cặp ion này làm yếu đi sự chuyển động của các ion khác, do đó, khi vƣợt quá một mức độ cho phép so sánh, TDS trong nƣớc sẽ không còn tỉ lệ với độ dẫn điện nữa.
- Độ dẫn điện của nƣớc phụ thuộc và tăng tỉ lệ thuận với nhiệt độ nƣớc.
- Nhiệt độ nƣớc tăng lên 10C thì độ dẫn điện của nƣớc sẽ tăng 2-3%.
- Thông thƣờng độ dẫn điện đƣợc đo ở nhiệt độ tiêu chuẩn là 250C.
- Nƣớc tinh khiết không phải là một chất dẫn điện tốt.
- Nƣớc cất thông thƣờng trong trạng thái cân bằng với lƣợng khí CO2 trong không khí có dẫn điện khoảng 20 dS

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt