Датчик Ж&Ж для системы мониторинга проводимости осмоса

LANDIM, Jorge de Lima ^[1], LIMA, Jaylton Matos ^[2], LESSA, Avanir Carlos ^[3], QUINTINO, Luís Fernando ^[4]

Landim, Хорхе де Лима. Et al. Датчик Ж&Ж для системы мониторинга проводимости осмоса. Revista Científica Multidisciplinar Núcleo do Conhecimento. 03 год, Эд. 09, том 06, с. 57-74 сентября 2018. ISSN: 0959-2448

РЕЗЮМЕ

Эта статья направлена на то, чтобы представить прототип и помочь в развитии будущих разработок аналогичных систем, выступающей в качестве основы для его совершенствования. В статье описывается датчик осмоса, функции которого анализируются аспекты количества воды и свойств, демонстрируя значительные результаты для лучшего использования воды, в связи с несколькими приложениями, например, осмос, который отвечает за Анализ проводимости и температуры воды, в результате чего он будет очищен, чтобы быть в состоянии быть использованы в следующем шаге системы. В ходе этой статьи был разработан Ж&Ж датчик осмоса, и это подробное, указанное может быть компьютеризировано, так что человек мало технической информации может понять эту систему и с адекватной подготовки, выполнить его. Таким образом, было разработано оборудование, которое будет способствовать его использованию, будучи инновационным и что оказалось эффективным, низкая стоимость и легкий доступ. Прототип был нападал и испытан в лаборатории и удовлетворительно получил идентификацию воды при определенных условиях деминерализации.

Ключевые слова: осмос, проводимость, датчик.

ВВЕДЕНИЕ

Система управления представляет собой набор электрических, электронных и механических компонентов, которые работают, чтобы сделать "умные" решения о процессе. Согласно (Оливейра, 2012), большинство контроллеров используют сложные электронные схемы (например, процессоры) для выполнения измерения процесса и принятия соответствующих мер.

Вода присутствует почти во всем, как в воздухе, в котором мы дышим, в почве, в растениях и в наших телах. Исходя из этого, если человек принимает определенное количество загрязненной воды, она будет болен или даже может умереть из-за воды не очищены или подходят для потребления человеком. Это также происходит с машинами, которые делают использование воды, будь то для производства, охлаждения или очистки, что снизит их производственные мощности, полезную жизнь и даже стать бесполезным в данной функции (Рхеиннхеимер, 1998).

Для этой цели машины, которые зависят от воды для производства или охлаждения, должны пройти через систему фильтрации, название которой системы обратного осмоса, что является не более чем системой с набором ранее разработанных фильтров, с Цель удаления примесей и минералов, которые повреждают оборудование.

Для многих, это будет только система фильтров, но в контексте таких областях, как химия, аптека, здоровье и инженерия, это более сложная система, чем просто домашний фильтр, являясь системой управления, которая позволяет доказательств через образцы Осуществляется в специализированных лабораториях и/или в оборудовании, установленном в самом обратном осмосе, что свидетельствует о том, соответствует ли конечный результат (продукт) ожидаемому и указанному.

Это контрольно-аналитическое оборудование разработано с помощью математического моделирования, которое представляет результат (бега, 2011).

Наиболее известными параметрами являются pH (водородный потенциал), температура, PPM (частицы на миллион) и проводимость. Через рН воды можно определить вязкость воды. В случае оборудования существует озабоченность по поводу PPM, температуры и проводимости и для лучшего понимания контекста важности проводимости воды (Фернандо, 2013).

Проба воды в PPM представляет собой анализ через зонд, сформированный двумя электродами, разделенными на один см ² расстояния друг от друга, с целью анализа количества частиц, существующих на расстоянии одного см ².

Эта выборка осуществляется с помощью фиксированного входного напряжения, с должным вниманием к типу натяжения, которое необходимо заботиться о анализируемом материале и качестве воды, которая содержит ионы, которые при применении напряжения вызывают ионы Расширение, создавая тем самым результаты.

Температура также является фактором, который может помешать результатам. В идеале, эта вода при анализе находится ближе всего к температуре 25 º С.

Для моделирования, проводимость воды была интерпретирована как обратная электрического сопротивления, то есть электрическое сопротивление, как его название предполагает противостоять прохождению электрического тока и, когда выше это сопротивление будет этот электрический ток Это проходит через него. Проводимость является частью вопреки этому сопротивлению, то есть, это способность, что среда должна распространять (привод) электрического тока в минерализации воды, лечения, а также воды, богатой минеральными солями.

Эта проводимость имеет тенденцию быть высокой, обязывающей таким образом установку системы, которая будет контролировать это условие. Таким образом, для того, чтобы уменьшить проводимость воды в этой среде можно было с помощью математического моделирования, определяя с точностью и объективностью результат. Как только значение результата было определено, было возможно разработать систему, которая направлена на измерение результата этого продукта (деминерализации воды).

Работа с окружающей средой химии и машиностроения, электрическая проводимость в подавляющем большинстве имеет свое представление твердыми веществами в минеральной богатой воде. Два твердых тела имеют изюминку:

• Соединения, которые имеют отрицательные нагрузки, имея в своем слое Валанс свободных электронов, которые являются ионные соединения, фосфаты, хлориды, сульфаты.
• Другие являются те, с положительными нагрузками, с потерей электронов в Валенсу слоя, которые катионных соединений, чьи примеры натрия, железа, кальция, алюминия и аммиака (VILLAS, 2013).

Когда дело доходит до электрической проводимости данного образца, это, в свою очередь, в настоящее время количественно большое количество соединений, собранных в этом шоу, некоторые из которых являются негативными и другие положительные. Эти соединения в растворе позволяют прохождение электричества, в дистиллированной или деионизации воды. Эта вода, которая содержит только H2O, его проводимость близка к нулю нам/см ², то есть, это в некотором роде изолирующая вода нулевого значения электрической проводимости.

Уравнение для выражения электрической проводимости:

Ваше устройство является Siems (S), (бега, 2011).

ЦЕЛЬ

В нашей статье описывается работа датчика проводимости, контролируемого микроконтроллером PIC-18ф4520 с рабочим диапазоном от 0 до 00, 55ус/см ¹. Эта система свидетельствует через 16×2 ЖК-дисплей значение, полученное в датчике проводимости, который передается на операционную модель усилителя лм741, который имеет усиление регулируется через потенциометр 100KΩ. Это значение отправляется на PIC-18ф4520 микроконтроллер, где он показан на ЖК-дисплее 16×2.

Микроконтроллер также отвечает за считывание внутреннего и внешнего датчика температуры, модель LM35. Для выделения значения, полученного на ЖК-дисплее, была разработана система HMI с тремя меню:

• Первая, внутренняя температура в градусах Цельсия (INT).
• Во-вторых, внешняя температура в градусах Цельсия (EXT).
• В-третьих, проводимость в МКС/см ¹ (ТЕМПЕРАТУРные условия).

Микроконтроллер запрограммирован на работу от 0 до 00, 55ус/см ¹, что позволяет работать на выходе с переменным током переключения (AC) и позволяет обратный осмос для работы, производя деминерализацию воды с фактором Чистота от 0 до 00, 55ус/см ¹. Если это значение превышено по запрограммированному максимальному значению, система отсоединяет выход и, таким образом, не допускает загрязнение воды, уже произведенной и хранящейся в соответствующих резервуарах, и, таким образом, выполнение предлагаемой цели, которая должна была контролировать и контролировать Система обратного осмоса, избегая сбоев при загрязнении, если фильтры терпят неудачу (Мийадаира, 2014).

Операции

Обратный осмос являются шаги разделения, которые используют давление, чтобы заставить раствор через мембрану, которая сохраняет растворенный на одной стороне и позволяет растворителю перейти на другую сторону. На рисунке 01 можно визуализировать модель обратного осмоса система водоСнабжения. Система осмоса более формально заставляя раствор области высокой концентрации растворенного вещества через мембрану в область низкой концентрации, посредством применения внешнего давления, превышающего давление осмоса (МАЖОП, 2011 в).

Рисунок 1: модель обратного осмоса.

Для правильной работы каждой системы обратного осмоса должен быть установлен процесс мониторинга, указывающий на то, что обработанная вода с правильными значениями растворенного вещества и применимой проводимостью. Цель состоит в том, что соответствие промышленных, фармацевтических и больничных процессов, которые используют эту систему, обеспечит, чтобы этот ресурс лечил эту воду без аномалий.

Датчик проводимости измеряет способность управлять электрическим током между двумя электродами с расстоянием до одного см ² между ними. Электрический ток протекает через транспортировку ионов, что приводит к значению проводимости (US/cm ²), также известному как (MHO) и измеряется в микро Siemens, из-за того, что Siemens является очень большим блоком (бега, 2011).

Для датчика проводимости, измеряя проводимость, важно найти проводимость воды в образце. Для определения проводимости используется следующее уравнение:

Где, G представляет проводимость. Для обоих электродов применяется DDP (потенциальная разница). Результирующий ток пропорционален проводимости воды в образце. Этот ток преобразуется в напряжение, которое будет прочитано в PIC 18ф4520 микроконтроллер и продемонстрированы через 16×2 ЖК-дисплей.

Применение датчика проводимости заключается в том, чтобы найти концентрацию твердых веществ и растворенного общего кальция.

Для калибровки датчика используется переносная TDS & EC (Hold) датчик модели B-MAX и сбор данных, Agilent 34972а для температуры. (2012).

Контрольная плата

На рисунке 2 можно определить портативный анализатор, который использовался с опорой для регулировки датчика электропроводности и анализатора температуры.

Характеристики датчика использовали TDS & EC модели B-MAX.

Проводимости от 0 до 9999ус/см.

Tds от 0 до 9999ППМ.

Цельсия 0,1 до 80,0 º С.

Фаренгейта 32,0 до 176,0 º F.

Характеристики применяемого температурного стандарта Agilent модели 34972 ª с термопарой типа T.

Температура -200 до 200 º C

Рисунок 2: Анализаторы ИВС и EC.

Для моделирования проекта использовалась модель ЖК-дисплея 16×2, взаимосвязанная с микроконтроллером PIC, модель 18ф4520 с внешним кристаллом 4 МГц, все установленные в Протоборд с максимальным приложенным напряжением 5В, как видно на рисунке

Рисунок 3: моделирование Протоборд прототипа.

На рисунке 4 возможно демонстрация считывания датчика температуры в градусах Цельсия и считывания датчика проводимости, наблюдаемого через 16×2 LCD-считыватель.

Рисунок 4. Дисплей LCD 16×2.

На рисунке 5 можно визуализировать макет контрольной платы с микроконтроллером, PIC-18ф4520, для работы был принят трансформатор 6В/1а, регулятор напряжения 7805 для обеспечения рабочего напряжения PIC-18ф4520 (Капуано, 2013).

Рисунок 5: Описание компонентов дуплексной платы управления.

Материалы и методология

Проводимость определяется как емкость материала при проведении (ɪ) электрического тока, представленного греческой буквой σ или K, может быть определена как соотношение между плотностью тока (j) и электрическим полем (e) у нас, интенсивность течения в определенных Решения зависят от электрического сопротивления, связанного с этим же решением. (RAMALHO, 2009).

Рисунок 6: система анализа электроПроводности с электродами.

Чтобы избежать изменения измеренных значений, было принято натяжение и для сопротивления между электродами применяется закон Ома (Ω).

R представляет электрическое сопротивление, Ом (Ω), V представляет электрическое напряжение (вольт), я представляет Электрический ток, выдержать (a). На рисунке 6 можно определить поведение ионов в растворе (RAMALHO, 2009).

Другая зависимость проводимости по отношению к измерению связана с площадью поверхности электрода, а также расстоянием друг от друга. Для этого используется геометрическая константа (), которая представляет собой ячейку константы, где проводимость может быть определена с помощью уравнения:

Константа ячейки является инверсией счетчика. Таким образом, уравнение, определяющее проводимость:

В качестве ρрепресентс сопротивления, сопротивление может быть определено через уравнение:

Где оно представляет расстояние между электродами, «a» представляет зону между электродами, быть,. (RAMALHO, 2009). Очень важно отметить, что ячейка константа (), так как она используется в уравнении, чтобы указать сопротивление и значение проводимости.

В прототипе используется модель концентрических электродов, представленная на фиг. 6, которая позволяет константу, со значениями от 0,01 до 0,1.

Для разработки этого прототипа исследования проводились по книгам и академическим статьям, относящимся к предмету проводимости (RAMALHO, 2009).

Micro-Controller-Пик18ф4520 с внешними 4 МГц часами был использован, так как было понятно, что лучше всего подходит для эксперимента в вопросе был также использован операционный усилитель Лм741к в этом. Так как напряжение, приложенное к электроду, должно быть преобразовано в эффективное значение, которое может быть отрегулировано через потенциометр 10kΩ для регулировки сигнала, было необходимо преобразовать приложенное напряжение в эффективное значение. Для считывания температуры LM35 был использован там, где он был соединен с Пик18ф4520 и скорректирован программированием в качестве поправочного коэффициента 1023битс, соответствующего максимальному рабочему напряжению цепи 5 в. перечень компонентов приведен в таблице 1.

Таблица 1-список компонентов

Источник: Авторы, 2018.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЯ

В ходе разработки прототипа было обнаружено большое затруднение в поиске адекватного материала, что позволило математическому моделированию ссылаться на проводимость воды с точки зрения контроля со стороны датчика. После нахождения соответствующего материала была обнаружена другая сложность, на которую ссылаются полученные значения, которые не были согласованы со значением, прочитанным шаблоном. В качестве решения была принята модель усилителя LM358 и запущен контроллер на окно, которое не получило успеха, поскольку, значение проводимости было очень низким и не позволяло точной регулировки в максимальном значении, полученном. После того, как некоторые исследования были приняты во внимание, что микроконтроллер PIC 18ф4520 сам позволяет эту максимальную регулировку управления, после программирования переменной преобразования. Таким образом, возможна корректировка усиления, которая позволяла скорректировать стоимость по сравнению с принятым стандартом. С помощью модели операционного усилителя, ЛМ741, который можно увидеть его схематическое представление на рисунке 7 и для доказательства значения чтения, был принят ЖК-дисплей модели 16×2, который в первой строке ссылается параметр в анализе и во второй строке Ниже прочитанное значение идентифицируется, эта система HMI имеет три меню, которые могут быть изменяться через 2 1-шаговые кнопки и другой возвращает.

Рисунок 7: пластина датчика проводимости.

После программирования тесты чтения выполнялись в некоторых точках сбора. Оба были удовлетворительными для предлагаемой цели, которая заключается в контроле и мониторинге системы обратного осмоса через датчик проводимости воды.

На рисунке 8 можно проверить принципиальную схему прототипа с соответствующими компонентами.

Рисунок 8: Принципиальная схема.

Для демонстрации результатов был проведен тест, демонстрирующий функционирование датчика проводимости. Значения, отображаемые на ЖК-дисплее, были аннотированы в таблице 2, а график был разработан с информацией на рисунке 9.

Таблица 2 – данные теста проводимости датчика.

Источник: Авторы, 2018.

Во время испытания электропроводности датчик показал небольшое отклонение в пределах максимального управляющего значения 55, МКС. Значения были записаны с интервалом в 1 минуту в 9-минутном периоде.

Рисунок 9: тестовый график с датчиком проводимости.

На рисунке 10 можно было визуализировать значения температуры внутренних, внешних датчиков LM35 и используемого стандартного датчика (термопары типа T).

Рисунок 10: тестовый график с датчиками температуры.

После определенного времени использования необходимо произвести обмен фильтрами обратного осмоса. Это время устанавливается путем изучения результатов, полученных в этом обмене, являющегося первым визуальным условием для условий этого фильтра, а другой средой является анализ значений проводимости воды. На рисунке 11, он имеет фильтр активированного угля и фильтр 5 Μ. Во время обмена после одного месяца использования и сравнения с фильтром 5 µС в использовании. Это оправдывает важность датчика проводимости для контроля деминерализации воды, так как это загрязнение было получено в деминерализации воды резервуара бы загрязненных линии, пропитанной трубы повреждения машины и Конечный продукт.

Рисунок 11: A – угольный фильтр, B – фильтр 5 Μ, C – сравнение фильтра до и после обмена. Источник: Авторы, 2018.

Для управления осмосом был установлен кабель с выходом 10A, который имеет напряжение питания прервано, когда система обнаруживает проводимость превосходит запрограммирован, что составляет 00,55 µС. Как показано на рисунке 8, для питания этого сокета, система ждет 10 секунд, чтобы начать свою работу, чтобы предотвратить колебание отключения от происходящих, т.е. система ждет 10 секунд каждый раз, когда блок питания прерывается. База транзистора BC 547. Опино RB7 из PIC-18Ф4520 микроконтроллер отвечает за это манипуляция. Система также имеет предохранитель защиты на входе. На рисунке 12 можно визуализировать готовый прототип с электропроводностью и внутренним датчиком температуры.

Рисунок 12: A – внутренняя часть прототипа, B – внешняя часть прототипа.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Система мониторинга осмоса в методологической форме демонстрирует создание надежной системы в соответствии с исследованием и применением содержания. Прототип был применен к показаниям количеств, приведенных в статье. Таким образом, который представляет ущерб в контексте, прототип обеспечивает предлагаемые цели. Тем не менее, усовершенствования могут оставить устройство с дополнительной информацией о воде, чтобы быть деминерализации, количество продуктов, которые будут использоваться, прогнозирование обмена фильтрами, связь между HMI и контрольных систем.

Этот продукт, с помощью которого он в настоящее время продемонстрированы четко свидетельствует о том, как любая система может быть улучшена, Ж&Ж датчик имеет технические возможности и указывает, чтобы угодить как покупатель и пользователь. Его рыночная стоимость полностью в рамках стандартов продаж, как компонент таблицы легкого приобретения, продемонстрировали его простоту использования, как видно в своей деятельности.

Для процесса, с помощью которого прототип был подходящим является новая модель стратегии, где все будет видно пользователю, поскольку то, что происходит в системе в соответствии со стандартами и до его завершения для возможных ошибок процедур с индикаторами. Для его моделирования может быть установлен в местах легкого доступа и его видимое чтение будет радовать всех, кто использует датчик Ж&Ж. из-за того, что было прокомментировал, это вопрос, что наш прототип может быть использован для нескольких структур, где то же самое было Испытано в высоких потоках без вариаций, но для принципа деятельности то же самое приводило к превосходным значениям с низкими потоками.

Соблюдая аспекты, проанализированные графически, понимается, что реакция датчика проводимости представляется очень уместной, из-за его низкого изменения и надежно его использования, так как также анализ температуры, по сравнению с Стандарт, в котором датчик зафиксировал минимальные вариации по сравнению с другим оборудованием.

Вывод-сухой результаты были значительными и эффективными. Таким образом, датчик Ж&Ж можно использовать надежно.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЕ ССЫЛКИ

Бега, Альберто Егíдио; Дельмэ, Жерар Жан; Кон, Педро Эстефано; Роберто Рикардо Финкель, Вито Шмидт. Промышленное оборудование. 3-е издание Рио-де-Жанейро: издатель, ИнтерЦиêнЦиа, 2011.

Карано, Франсиско Габриэль; Марино, Апаресида Мендес. Лаборатория электроТехники и электроники. 24-е издание – Сан-Паулу: Редакция Лавиния, 2013.

О, Александр. Измерение рН и проводимости, Санепар 2013. Доступно в <https: www.gehaka.com.br/downloads/apresentacao_sanepar.pdf="">.</https:> Доступ: 31 марта, 2018.

Мажоп, продукты для свиноводства. Обратный осмос – Узнайте об этом процессе очистки воды. 2011 сентября. Доступно по адресу <http: www.majop.com.br/artigo%20t%c3%89cni.o%20osmose%20reversa%20entenda%20o%20seu%20funcionamento%20.pdf="">(доступ: 18/05, 2018).</http:>

Мийадаира, Альберто Нобору. Микроконтроллеры PIC18 учиться и планировать на языке C. 1-е издание Сан-Паулу: редактор, Эрика, 2014.

Nise, С. Норман. Сисрсеме инженерного контроля. 6-е издание Рио-де-Жанейро: редактор, LTC, 2012.

Огата, Кацухико. Современная техника управления. 5-е издание Сан-Паулу: редактор, Пирсон, 2010.

Оливейра, Андре Шнайдер де. Управление и автоматизация. 1-е издание – Куритиба: Редакция LT, 2012.

RAMALHO, Сержиу Мануэль Кордейру. Датчик проводимости с кондиционированием сигнала. 2019 октября. Доступно в <https: fenix.tecnico.ulisboa.pt/downloadfile/395139408909/dissertacaosensorcondutividadeversaofinal.pdf="">.</https:> Доступно 25 мая 2018.

Сантос, Ана; Соуза, Робсон Оливейра. Электрическая проводимость и окисление воды, используемой в применении гербицидов в Риу-Гранди-ду-Сул. 1998 ноября. Доступно в< http://www.scielo.br/pdf/cr/v30n1/a16v30n1.pdf="">. Достигано May 01, 2018.

С трудом. Единица измерения электроПроводности, определяющая электрический потенциал образца. 2012 декабря. Доступно в< http://www.splabor.com.br/blog/?s="condutividade">. Доступ Ем21 марта 2018.

ВИЛЛЫ, Мариана; Мауро. Как и почему я измерила электрическую проводимость с многопараметрических зондов. Опубликовано 12/03/2013.

<https: www.agsolve.com.br/noticias/como-e-porque-medir-a-condutividade-eletrica-ce-com-sondas-muiltiparametros="">.</https:> Доступ: 13 апреля, 2018.

Zanco, Вагнер да Силва. Микроконтроллеры PIC18 с языком C. 1-е издание Сан-Паулу: редактор, Эрика, 2010

Приложение I

Рисунок 13: Принципиальная схема.

^[1] Он имеет техническую подготовку в области электроники, 2010, окончил электронную технику от Колледж Карлос де Андраде-Tatuapé-СП, имеет курс лидерства наступательной фазы I и фазы II VOLVO Бразилии, где он начал как техник геометрии, способствовали Алмоксарифе а и начальник склада, имеет знания и практику в валидации и термической квалификации в области, больницы, фармацевтической и пищевой промышленности, в настоящее время работает с клинической инженерии компании Формедикал

^[2] Окончил в электронном машиностроении с факультета Карлос-де-Андраде-Tatuapé-СП, имеет технический курс по медицинскому оборудованию, техников в электронике, находится в состоянии в настоящее время работает с клинической инженерии

^[3] Профессор мастер-советник, бакалавриата в области электронной техники и промышленной автоматизации в колледж Карлос де Андраде-Tatuapé-СП, окончил в области электротехники из федерального университета Juiz-де-Фора (1977). Степень магистра по электротехнике в Федеральном университете ABC.

^[4] Координатор курсов бакалавриата по электронной технике и промышленной автоматизации в колледж Карлос де Андраде – Tatuapé – СП