Trang chủTin hotCảm biến đo kim loại nặng một đầu tư nhiều ứng dụng

Cảm biến đo kim loại nặng một đầu tư nhiều ứng dụng

Như đã nói từ lần xuất bản trước, nhu cầu ứng dụng các giải pháp tự động hóa và cảm biến ở Đồng bằng Sông Cửu long là rất lớn. Kể từ khi giao thông từ thành phố Hồ Chí Minh đi các tỉnh miền Tây trở nên thuận lợi, xu hướng các khu công nghiệp từ thành phố chật chội dịch chuyển dần về các tỉnh lân cận như Long An, Tiền Giang, ….Điều này cũng có nghĩa là vựa lúa của cả nước không chỉ còn sản xuất lúa, ô nhiễm môi trường, sự thật đang xảy ra. Điều mà các nhà quản lý, lãnh đạo các tỉnh miền Tây cần phải tính toán để từ đó có những chiến lược dài hạn để một mặt thu hút các nhà đầu tư một mặt gìn giữ môi trường sinh thái có một không hai tại đây.

Hình 1.Mô hình thiết bị phân tích ion kim loại nặng trong nước

Kim loại nặng là một trong những thông số môi trường thu hút được sự quan tâm của mọi địa phương do các quá trình thiết bị, xử lý hoặc chế biến đều có thể thải ra môi trường các ion độc hại này. Trong số này chúng tôi muốn giới thiệu một loại cảm biến cho phép phân tích các ion kim loại nặng trong nước, do chính các nhà khoa học Việt Nam phát triển.

Hệ đo bao gồm một đầu đo (cảm biến điện hóa), một bộ thu thập và xử lý tín hiệu. Cảm biến được thiết kế và chế tạo tại ĐH Bách Khoa Hà Nội, có chất lượng tương đương với cảm biến điện hóa hiện có trên thị trường. Cảm biến được chế tạo bằng kim loại quý (thường là platin hoặc vàng) trên đế cách điện (có thể là gốm hoặc plastic). Cảm biến được tạo bởi ba điện cực là điện cực làm việc (WE), điện cực so sánh (RE) và điện cực đối (CE).

Không giống các phép đo thông thường, đo lường điện trong dung dịch đòi hỏi điện thế của hệ phải được so sánh với một thế điện hóa chuẩn, ổn định để kết quả xử lý tín hiệu chính xác. Các điện cực so sánh (thương mại) hiện thường được sử dụng là điện cực Ag/AgCl, hoặc điện cực calomen.

Hình 2. Thiết kế cảm biến (ba điện cực) (a) và sơ đồ mạch đo trong dung dịch (b)

Điện cực làm việc là nơi xảy ra các quá trình điện hóa; điện áp được đặt vào WE sẽ thúc đẩy phản ứng giữa các ion kim loại nặng trong nước; các ion, hạt dẫn điện đến WE sẽ khiến cho dung dịch mất cân bằng điện tích và lúc này điện cực CE có vai trò làm ổn định môi trường đo. Hình dung theo mô hình mạch điện tử, CE chính là phần tử làm kín mạch, giúp cho tín hiệu chạy trong mạch, từ đó ta có thể thiết kế mạch để thu nhận tín hiệu.

Hình 3. Quy trình đo lường nồng độ ion As trong nước. Giai đoạn đầu (100 giây) là giai đoạn tích cóp. Tiếp sau là giai đoạn ổn định, đo lường và hòa tan.

Dựa trên nguyên lý này các kỹ sư của ĐH Bách Khoa Hà Nội đã phát triển mạch điện phục vụ kỹ thuật đo potentiostat với chức năng khuếch đại tín hiệu và hồi tiếp điện áp qua điện cực đối. Theo đó, thiết bị được cấu tạo từ ba phần 01) mạch tương tự có chức năng khuếch đại và hồi tiếp cho cảm biến 3 điện cực; 02) vi điều khiển tạo điện áp quét và thu nhận, chuyển đổi tín hiệu tương tư sang tín hiệu số và 03) phần mềm thu nhận và hiển thị kết quả trên máy tính qua cổng giao tiếp RS232 hoặc USB. Vi điều khiển sử dụng bộ chuyển đổi tín hiệu Số-Tương tự độ phân giải 9 bit trên toàn dải 2,6 V có khả năng quét ở bước nhỏ nhất là 5 mV; và bộ chuyển đổi Tương tự – Số, phân giải 13 bit trong toàn giải 2,6 VDC với tốc độ lấy mẫu 60 sps.
Toàn bộ quá trình diễn ra trong vòng 3 phút kể từ lúc đặt điện áp cho tới khi kết thúc phép đo. Kết quả đo lường cho thấy đáp ứng của cảm biến giống như các phép đo sử dụng các thiết bị phân tích thương mại.

Hình 4 : Sự phụ thuộc của peak dòng vào nồng

 

Hiện tại, hệ thống này có khả năng phát hiện tới 20 ppb nồng độ Asen trong nước. Theo nhóm tác giả cảm biến có khả năng sử dụng để đo liên tục trong nhiều tháng, rất phù hợp với các phép phân tích tại hiện trường. Theo chúng tôi được biết, các nhà khoa học Việt Nam đang sử dụng kỹ thuật này để phân tích một số kim loại nặng khác trong nước và tin rằng, với việc nắm được công nghệ nguồn, họ sẽ tạo ra nền tảng hết sức mạnh mẽ phục vụ đo lường phân tích môi trường nước. Theo các tác giả, thời gian đặt hàng cho cả hệ thống khoảng 4 tuần với giá cả phù hợp, chế độ hẫu mãi chắc chắn tốt hơn so với sản phẩm của một số công ty nước ngoài hiện nay. Được biết sản phẩm được trưng bày tại Hội chợ Công nghệ và Thiết bị Việt Nam (TechMart) 2015, Trung tâm Triển lãm Quốc tế 91, Trần Hưng Đạo Hà Nội.

Số 175 (9/2015)♦Tạp chí tự động hóa ngày nay

Theo dõi fanpage chúng tôi

BÌNH LUẬN

Vui lòng nhập bình luận của bạn
Vui lòng nhập tên của bạn ở đây

Bài viết cùng chủ đề

Robot đảm bảo an ninh trong trường học

Công ty Promobot của Nga, cùng với một nhà phân phối của Mỹ, đã phát triển loại robot có thể phát hiện vũ khí trên người học sinh hay những người khác có mặt trong trường.

VAA và UBND tỉnh Bắc Kạn ký kết hợp tác thực hiện chuyển đổi số

Vừa qua, trong khuôn khổ sự kiện khai trương sàn giao dịch Thông tin công nghệ và Thiết bị, đã diễn ra buổi lễ ký kết hợp tác giữa Hội Tự động hóa Việt Nam và Ủy ban nhân dân tỉnh Bắc Kạn, ghi dấu mốc đáng nhớ trong hành trình hợp tác giữa hai tổ chức.

Chuyển đổi số doanh nghiệp là nền tảng của kinh tế số

Cuộc Cách mạng Công nghiệp lần thứ tư ghi nhận Chuyển đổi số chính là lĩnh vực đi đầu và đóng vai trò quan trọng nhất. Để thành công trong cuộc Cách mạng công nghiệp 4.0 và bắt kịp được với các quốc gia tiên tiến trên thế giới, các nước đang phát triển như Việt Nam cần phải nhanh chóng thực hiện chuyển đổi số, đặc biệt là chuyển đổi số cho các doanh nghiệp.
00:02:02

Hội tự động hoá Việt Nam khai trương Sàn giao dịch Công nghệ Tự động hoá

Sáng ngày 25/11, trong khuôn khổ sự kiện Khai trương Sàn giao dịch Thông tin công nghệ và Thiết bị của Cục Thông tin KHCN Quốc gia, Hội Tự động hóa Việt Nam (VAA) đã khai trương Sàn Công nghệ Tự động hóa nhằm tạo không gian trưng bày, giới thiệu sản phẩm, giải pháp công nghệ của doanh nghiệp, đơn vị, tổ chức là hội viên của VAA và của các Hội/ Hiệp hội nghề nghiệp khác.

VAA thúc đẩy thị trường Tự động hóa thông qua khai trương Sàn giao dịch Công nghệ

Sáng ngày 25/11, trong khuôn khổ sự kiện Khai trương Sàn giao dịch Thông tin công nghệ và Thiết bị của Cục Thông tin KHCN Quốc gia, Hội Tự động hóa Việt Nam (VAA) đã khai trương Sàn Công nghệ Tự động hóa nhằm tạo không gian trưng bày, giới thiệu sản phẩm, giải pháp công nghệ của doanh nghiệp, đơn vị, tổ chức là hội viên của VAA và của các Hội/ Hiệp hội nghề nghiệp khác.

Bài viết nổi bật

Các nguyên nhân có thể xảy ra phản ứng sau tiêm chủng

Phản ứng sau tiêm chủng xảy ra có thể liên quan tới vắc xin hoặc những vấn đề tồn tại trong việc triển khai...

Ra mắt taxi robot tại Bắc Kinh, Trung Quốc

Bắc Kinh trong tuần này đã phê duyệt những chiếc taxi tự hành đầu tiên của để sử dụng cho mục đích thương mại, đưa hàng chục chiếc được gọi là "robotaxis" đến các đường phố ở thủ đô Trung Quốc.

Ngành cung cấp dịch vụ trọng yếu cần tự bảo vệ trước những nguy cơ tấn công mạng

Làn sóng tấn công mạng nổi tiếng gần đây ở Mỹ, nhắm vào Colonial Pipeline,… là một trong số những trường hợp điển hình,...