Thiết kế, chế tạo cảm biến trong hệ thống quan trắc khí thải công nghiệp
Hình ảnh thực tế thiết bị đo HF của nhóm. (Nguồn ảnh: Nhóm nghiên cứu)
Hiện nay, các khu công nghiệp tại Việt Nam đang phát triển với tốc độ nhanh chóng. Điều này giúp nền kinh tế thay đổi đáng kể, nhưng đồng thời cũng tác động tiêu cực đến môi trường. Trong những năm qua, hàng loạt các sự cố môi trường liên tiếp xảy ra, ảnh hưởng không nhỏ đến xã hội. Do đó, để bảo vệ và giảm thiểu các tác động tới môi trường, việc xây dựng hệ thống quan trắc khí thải tự động tại các cơ sở sản xuất công nghiệp nhằm quản lý, giám sát hoạt động phát thải của các dây chuyền sản xuất là rất cần thiết.
Tuy nhiên, tại Việt Nam chưa có đơn vị nào nghiên cứu về các hệ thống quan trắc khí thải tự động trong các cơ sở sản xuất công nghiệp. Trong khi đó, sản phẩm của các hãng trên thế giới lại có giá thành rất đắt đỏ, lên tới hàng trăm triệu đối với mỗi đầu đo nồng độ khí, và tới hàng tỷ đồng đối với hệ thống quan trắc hoàn chỉnh.
Xuất phát từ thực trạng đó, ThS. Trần Văn Hùng cùng các cộng sự của mình tại Viện nghiên cứu Điện tử, Tin học, Tự động hóa đã thực hiện đề tài cấp Bộ Công Thương “Nghiên cứu thiết kế, chế tạo một số cảm biến trong hệ thống quan trắc khí thải công nghiệp dựa trên nguyên lý quang học”.
Chia sẻ về đề tài, ThS. Trần Văn Hùng - Chủ nhiệm đề tài cho hay: “Mục tiêu tổng thể của nghiên cứu là làm chủ được công nghệ thiết kế, chế tạo hệ thống quan trắc khí thải công nghiệp với các thiết bị đo nồng độ chất khí hoạt động dựa trên nguyên lý quang học, có thể thương mại hóa. Ngoài ra, chúng tôi còn đặt mục tiêu cụ thể là tập trung nghiên cứu, thiết kế, tiếp cận công nghệ chế tạo các thiết bị đo nồng độ các loại khí thải, có nhiều trong các nhà máy sản xuất phân bón và hóa là SO2 và HF.”
Sau hai năm thực hiện, nhóm nghiên cứu đã thiết kế, chế tạo thành công thiết bị đo HF (phạm vi đo từ 5 - 50ppm) và thiết bị đo SO2 (phạm vi đo từ 50 - 200ppm). Các thiết bị sử dụng nguồn điện cấp là 220V, có sai số trong phạm vi giám sát là +5% với thời gian đáp ứng đo dưới 30 giây.
Giao diện giám sát chính của phầm mềm quan trắc. (Nguồn ảnh: Nhóm nghiên cứu)
Bên cạnh đó, ThS. Trần Văn Hùng cùng các cộng sự đã chế tạo được một bộ thu thập dữ liệu tập trung datalogger với bộ nhớ trong Flash 128MB có khả năng lưu trữ lên tới một năm và thẻ nhớ ngoài SDCard lên đến 32GB. Đáng chú ý, bộ thu thập datalogger được trang bị màn hình cảm ứng đa điểm 7 inch LCD TFT 65K màu, độ phân giải 800x480 cùng 10 cổng Analog Input, 8 cổng Digital Input, 8 cổng Digital Output, 2 cổng RS232, 1 cổng USB, 2 cổng RS 485 và 1 cổng internet.
Kết nối thiết bị đo SO2 với datalogger, datalogger với phầm mềm quan trắc trên máy tính. (Nguồn ảnh: Nhóm nghiên cứu)
Cũng trong khuôn khổ thực hiện đề tài, nhóm nghiên cứu đã cho ra đời phần mềm quan trắc tập trung trên máy tính cho phép người dùng vận hành nhập vào các tham số công nghệ, thiết lập các ngưỡng cảnh báo. Ngoài ra, phần mềm còn có tính năng mô phỏng trạng thái làm việc của các kênh đo, thu thập, hiển thị các thông số đo. Cùng với đó là chức năng giám sát các thông số đo, đưa ra cảnh báo khi có thông số đo vượt qua ngưỡng cho phép. Tính năng lưu trữ và in báo cáo cáo cũng được nhóm nghiên cứu tích hợp trong phần mềm.
Được biết, các thiết bị đo SO2, datalogger và phần mềm quan trắc tập trung do nhóm chế tạo đã được thử nghiệm tại Xí nghiệp sản xuất axit 1 thuộc Công ty Cổ phần Supe Phốt phát và Hóa chất Lâm Thao. Các thiết bị được lắp đặt và hoạt động song song với hệ thống quan trắc SO2 sẵn có của xí nghiệp. Kết quả, các thiết bị do nhóm nghiên cứu chế tạo hoạt động tốt, ổn định. Các kết nối giữa thiết bị đo SO2 với datalogger, giữa datalogger với máy tính cũng hoạt động trơn tru. Đặc biệt, kết quả đo SO2 của thiết bị do nhóm nghiên cứu chế tạo so với thiết bị đo SO2 của xí nghiệp không sai khác nhiều.
ThS. Trần Văn Hùng cho biết, Viện nghiên cứu Điện tử, Tin học, Tự động hóa đã ký hai hợp đồng cung cấp hệ thống quan trắc khí thải với Công ty Cổ phần Supe Phốt phát và Hóa chất Lâm Thao. "Trước mắt, hai sản phẩm của đề tài là bộ thu thập dữ liệu tập trung datalogger và phần mềm quan trắc tập trung trên máy tính sẽ được cung cấp trong các hợp đồng. Đối với thiết bị đo khí, do các yêu cầu phải có CO, CQ nên các sản phẩm về thiết bị đo HF và SO2 vẫn chưa được sử dụng trong hợp đồng" - ThS. Trần Văn Hùng chia sẻ.
https://khcncongthuong.vn/
