Tóm tắt Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu chế tạo thiết bị đo một số thông số môi trường nước

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI<br /> TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN<br /> ---------------------<br /> <br /> PHẠM THỊ TUYẾT NHUNG<br /> <br /> NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO THIẾT BỊ ĐO MỘT SỐ<br /> THÔNG SỐ MÔI TRƢỜNG NƢỚC<br /> <br /> LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC<br /> <br /> HÀ NỘI - 2016<br /> <br /> ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI<br /> TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN<br /> ---------------------<br /> <br /> PHẠM THỊ TUYẾT NHUNG<br /> <br /> NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO THIẾT BỊ ĐO MỘT SỐ<br /> THÔNG SỐ MÔI TRƢỜNG NƢỚC<br /> Chuyên ngành: Vật lý vô tuyến và điện tử<br /> <br /> Mã số<br /> <br /> : 60440105<br /> <br /> LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC<br /> <br /> Ngƣời hƣớng dẫn khoa học:<br /> TS. PHẠM VĂN THÀNH<br /> <br /> HÀ NỘI - 2016<br /> <br /> Phạm Thị Tuyết Nhung<br /> <br /> LỜI CẢM ƠN<br /> Luận văn này đƣợc thực hiện tại Bộ môn Vật lý Vô tuyến và Điện tử - Khoa<br /> Vật lý - Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội trong<br /> chƣơng trình đào tạo thạc sĩ khoa học của nhà trƣờng, dƣới sự hƣớng dẫn khoa học<br /> trực tiếp của TS. Phạm Văn Thành.<br /> Trƣớc hết, tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc tới TS. Phạm Văn Thành, ngƣời<br /> thầy đã trực tiếp hƣớng dẫn tận tình và tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi có thể<br /> hoàn thành luận văn này.<br /> Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy cô trong Bộ môn Vật lý<br /> Vô tuyến và Điện tử đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt những khoảng thời gian<br /> tôi học tập tại bộ môn. Tôi xin cảm ơn các bạn cùng lớp, các em cùng khoa đã giúp<br /> đỡ tôi rất nhiều trong quá trình làm luận văn này.<br /> Sau cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn tới các thầy cô trong Khoa Vật lý – Trƣờng<br /> Đại học Khoa học Tự nhiên, đặc biệt là các thầy cô trong Bộ môn Vật lý Vô tuyến<br /> và Điện tử đã cung cấp cho tôi những kiến thức quý báu trong thời gian rèn luyện,<br /> học tập, nghiên cứu tại khoa Vật lý.<br /> Đặc biệt, tôi xin cảm ơn sự quan tâm, chăm sóc, động viên của bố mẹ, em<br /> trai, ngƣời thân và bạn bè trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn thạc sĩ<br /> này.<br /> Nghiên cứu này đƣợc tài trợ bởi Đại học Quốc gia Hà Nội trong đề tài mã số<br /> QG.15.11.<br /> <br /> Hà Nội, tháng 12 năm 2016<br /> Phạm Thị Tuyết Nhung<br /> <br /> i<br /> <br /> Phạm Thị Tuyết Nhung<br /> <br /> MỤC LỤC<br /> LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................. i<br /> MỤC LỤC .................................................................................................................. ii<br /> DANH MỤC HÌNH VẼ ............................................................................................ iv<br /> DANH MỤC BẢNG BIỂU ...................................................................................... vi<br /> BẢNG KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT ............................................................... vii<br /> MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1<br /> CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN .......................................................................................3<br /> 1.1. Nƣớc và tầm quan trọng của nƣớc ....................................................................3<br /> 1.2. Các thông số đánh giá chất lƣợng nƣớc............................................................4<br /> 1.2.1. Các thông số vật lý .....................................................................................4<br /> 1.2.1.1. Thông số độ đục của môi trƣờng nƣớc ................................................4<br /> 1.2.1.2. Thông số pH của môi trƣờng nƣớc ......................................................5<br /> 1.2.1.3. Thông số nhiệt độ của môi trƣờng nƣớc và các thang đo nhiệt độ [10]<br /> ...........................................................................................................................6<br /> 1.2.2. Các thông số hóa học..................................................................................7<br /> 1.3. Giới thiệu cảm biến...........................................................................................7<br /> 1.4. Các phƣơng pháp đo các thông số trong môi trƣờng nƣớc ..............................9<br /> 1.4.1. Các phƣơng pháp đo độ đục .......................................................................9<br /> 1.4.2. Các phƣơng pháp đo pH ...........................................................................10<br /> 1.4.3. Các loại cảm biến đo nhiệt độ [5] ............................................................12<br /> CHƢƠNG 2. LÝ THUYẾT VÀ NGUYÊN LÝ .......................................................20<br /> 2.1. Cảm biến độ đục .............................................................................................20<br /> 2.1.1. Lý thuyết tán xạ ánh sáng [24] .................................................................20<br /> 2.1.2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống đo độ đục ..........................................21<br /> 2.2. Cảm biến pH ...................................................................................................23<br /> 2.2.1. Nguyên lý đo của cảm biến pH ................................................................23<br /> 2.2.2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống đo pH ................................................25<br /> 2.3. Cảm biến nhiệt độ ...........................................................................................27<br /> 2.3.1. Nguyên lý hoạt động của cảm biến DS18B20 .........................................27<br /> <br /> ii<br /> <br /> Phạm Thị Tuyết Nhung<br /> <br /> 2.4. Lý thuyết ADC ...............................................................................................30<br /> 2.4.1. Bộ chuyển đổi Tƣơng tự - Số (ADC) .......................................................30<br /> 2.4.1.1. Khái niệm ...........................................................................................30<br /> 2.4.1.2. Phân loại ADC và nguyên lý hoạt động ............................................30<br /> 2.5. Lý thuyết vi điều khiển ...................................................................................31<br /> 2.5.1. Các khái niệm quan trọng .........................................................................31<br /> 2.5.2. Giới thiệu họ vi điều khiển AVR .............................................................33<br /> 2.5.2.1. Tổng quan AVR và sơ lƣợc về bộ KIT AVR V4 ..............................33<br /> 2.5.2.2. Vi điều khiển Atmega 16 [40] ...........................................................34<br /> 2.6. Lý thuyết về LCD [30] ...................................................................................42<br /> 2.6.1. Khái niệm .................................................................................................42<br /> 2.6.2. Nguyên lý hiển thị của màn hình tinh thể lỏng ........................................42<br /> CHƢƠNG 3. THIẾT KẾ VÀ KHẢO SÁT HỆ THỐNG .........................................44<br /> 3.1. Hệ thống tích hợp đo 3 thông số môi trƣờng nƣớc (độ đục, pH, nhiệt độ) ....44<br /> 3.2. Nghiên cứu thiết kế hệ thống đo độ đục .........................................................46<br /> 3.2.1. Chuẩn bị mẫu............................................................................................46<br /> 3.2.2. Sơ đồ thiết lập hệ đo .................................................................................48<br /> 3.2.3. Khảo sát độ nhạy của cảm biến đo độ đục ...............................................50<br /> 3.3. Nghiên cứu thiết kế hệ thống đo pH ...............................................................53<br /> 3.3.1. Chuẩn bị mẫu............................................................................................53<br /> 3.3.2. Sơ đồ thiết lập hệ đo .................................................................................54<br /> 3.3.3. Kết quả thực nghiệm và nhận xét .............................................................55<br /> 3.4. Nghiên cứu thiết kế hệ thống đo nhiệt độ .......................................................57<br /> 3.4.1. Chuẩn bị mẫu............................................................................................57<br /> 3.4.2. Sơ đồ thiết lập hệ đo .................................................................................57<br /> 3.4.3. Kết quả thực nghiệm và nhận xét .............................................................58<br /> KẾT LUẬN ...............................................................................................................60<br /> TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................61<br /> PHỤ LỤC ..................................................................................................................64<br /> <br /> iii<br /> <br />