Đồ án Thiết kế và thi công máy rửa dùng sóng siêu âm trong công nghiệp (Phần 1)

Nội dung text: Đồ án Thiết kế và thi công máy rửa dùng sóng siêu âm trong công nghiệp (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - TRUYỀN THÔNG THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÁY RỬA DÙNG SÓNG SIÊU ÂM TRONG CÔNG NGHIỆP GVHD: ThS. HÀ A THỒI SVTH: ĐINH HÀ TRUNG MSSV: 15341033 S K L 0 0 4 5 4 3 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 01/2017
2. TRƯỜNG ĐH. SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TP. HỒ CHÍ MINH ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Tp. HCM, ngày 10 tháng 9 năm 2016 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Đinh Hà Trung MSSV: 15341033 Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện Tử Truyền Thông Mã ngành: 141 Hệ đào tạo: Đại học chính quy Mã hệ: 1 Khóa: 2015 Lớp: 153410A I. TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÁY RỬA DÙNG SÓNG SIÊU ÂM TRONG CÔNG NGHIỆP II. NHIỆM VỤ 1. Các số liệu ban đầu: Máy rửa có công suất 60W tần số làm việc 40Khz. 2. Nội dung thực hiện: - Tổng hợp lý thuyết về máy rửa siêu âm, các thành phần liên quan đến máy rửa - Khảo sát máy rửa đang có trên thị trường - Thiết kế sơ đồ tổng thể máy rửa siêu âm - Viết chương trình cho VĐK PIC 16F887 - Thiết kế mạch tạo xung - Thiết kế mạch công suất cao tần - Lựa chọn thiết bị gia nhiệt và van nước vào / xả
3. - Lựa chọn thể tích bể siêu âm và vỉ để thiết bị cần tẩy rửa - Đo đạc các thông số theo yêu cầu - Lắp ráp thi công hệ thống - Cân chỉnh hệ thống - Viết sách luận văn - Báo cáo đề tài tốt nghiệp III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 10/2016 IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 01/2017 V. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: GV: Hà A Thồi CÁN BỘ HƯỚNG DẪN BM. ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP
4. TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT TPHCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Khoa Điện - Điện Tử Độc lập - Tự do - Hạnh phúc Bộ Môn Điện Tử Công Nghiệp Tp.HCM, ngày tháng .năm 2016 LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên 1: Đinh Hà Trung Lớp: 153410A MSSV: 15341033 Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG BỂ RỬA SIÊU ÂM DÙNG TRONG CÔNG NGHIỆP Xác Tuần/ngày Nội dung nhận GVHD Tuần 1 Tìm hiểu, lựa chọn đề tài, gặp giáo viên hướng dẫn. Tìm hiểu tổng quan các phương pháp thực hiện đề tài. Tuần 2 Nghiên cứu cơ sở lý thuyết, nguyên tắc tạo ra sóng siêu âm, khảo sát Tuần 3 các máy rửa thực tế có trên thị trường. Tuần 4 Tìm hiểu về các loại biến tử siêu âm, thiết bị gia nhiệt, mạch công suất, mạch tạo xung, mạch nguồn, bể rửa. Tuần 5,6,7 Tính toán, lựa chọn linh kiện, vật liệu, mô phỏng và thiết kế mạch tạo xung, mạch công suất, mạch nguồn, mạch điều khiển, thiết kế, thi công phần khung cho bể rửa. Tuần 8,9,10,11 Thi công mạch (điều khiển, hiển thị, mạch nguồn, công suất). Tuần 12 Lắp ráp, vận hành thử hệ thống, đo đạc, kiểm tra các thông số. Tuần 13 Hoàn thiện hệ thống, viết báo cáo. Tuần 14 Chạy thử hệ thống, sửa lỗi phần cứng và phần mềm. Tuần 15 Hoàn thiện báo cáo, nộp báo cáo, gặp giáo viên phản biện. GV HƯỚNG DẪN (Ký và ghi rõ họ và tên) BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP ii
5. LỜI CAM ĐOAN Tôi Đinh Hà Trung cam đoan ĐATN là công trình nghiên cứu của bản thân tôi dựa vào một số tài liệu trước đó và dưới sự hướng dẫn của Giảng Viên Hà A Thồi. Các kết quả tính toán công bố trong ĐATN là trung thực và không sao chép từ bất kì công trình nào khác. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP iii
6. LỜI CẢM ƠN Em xin gởi lời cảm ơn sâu sắc đến Thầy Hà A Thồi - Giảng viên bộ môn Điện Tử Công Nghiệp, người đã hướng dẫn tận tình và rất khoa học từ lúc bắt đầu làm đồ án cho tới những ngày cuối cùng. Em chân thành cảm ơn bạn Huỳnh Nguyên Trà, Nguyễn Phú Quý, Nguyễn Văn Đoài, Dương Văn Tuấn đã có những chia sẻ về những khó khăn và kinh nghiệm khi làm việc thực tế với mạch điện tử công suất. Em xin gởi lời chân thành cảm ơn các thầy cô trong Khoa Điện-Điện Tử đã tạo những điều kiện tốt nhất cho em hoàn thành đề tài. Em cũng gửi lời đồng cảm ơn đến các bạn lớp 153410A, B đã chia sẻ trao đổi kiến thức cũng như những kinh nghiệm quý báu trong thời gian thực hiện đề tài. Cảm ơn cha mẹ đã không ngừng hỗ trợ kinh phí thực hiện đồ án. Xin chân thành cảm ơn! Người thực hiện đề tài Đinh Hà Trung BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP iv
7. MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ii LỜI CAM ĐOAN iii LỜI CẢM ƠN iv MỤC LỤC v LIỆT KÊ HÌNH VẼ viii LIỆT KÊ BẢNG x TÓM TẮT xi CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1 1.1. Đặt vấn đề 1 1.2. Mục tiêu 1 1.3. Nội dung nghiên cứu 1 1.4. Giới hạn 1 1.5. Bố cục 2 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 4 2.1. Tổng hợp lý thuyết sóng siêu âm. 4 2.1.1. Bản chất của sóng âm 4 2.1.2. Sóng siêu âm đặc điểm 4 2.1.3. Các đại lượng đặc trưng của sóng. 5 2.2. Công nghệ làm sạch. 8 2.2.1. Công nghệ làm sạch truyền thống. 8 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP v
8. 2.2.2. Làm sạch bằng công nghệ rửa siêu âm. 8 2.2.3. Nguyên lý làm sạch bằng công nghệ rửa siêu âm. 9 2.2.4. Quá trình làm sạch bằng công nghệ rửa siêu âm. 9 2.2.5. Ưu điểm công nghệ tẩy rửa bằng sóng siêu âm. 12 2.3. Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình làm sạch bằng công nghệ rửa siêu âm. 13 2.3.1. Quan hệ giữa tần số và kích thước của bong bóng. 13 2.3.2. Tác dụng của hóa chất. 15 2.3.3. Tác dụng của nhiệt độ. 16 2.3.4. Thời gian cần thiết để làm sạch. 17 2.3.5. Công suất siêu âm và thể tích bể rửa. 17 2.4. Biến tử siêu âm trong tẩy rửa, phân loại biến tử theo cấu tạo. 17 2.4.1. Biến tử áp điện. 18 2.4.2. Biến tử từ giảo. 20 2.5. Vi điều khiển PIC 16F887. 21 2.6. MOSFET. 23 2.6.1. Cấu tạo của Mosfet 23 2.6.2. Nguyên lý hoạt động. 25 2.7. Biến áp xung 25 2.8. Nghịch lưu 26 2.9. Khảo sát máy rửa siêu âm và biến tử siêu âm có trên thị trường. 26 CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ 29 3.1. Thiết kế sơ đồ khối hệ thống. 29 3.2. Thiết kế khối công suất. 30 3.2.1. Tính toán biến áp xung có công suất phù hợp với mạch. 30 3.2.2. Mạch nghịch lưu biến áp đôi 33 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP vi
9. 3.3. Thiết kế khối điều khiển. 40 3.4. Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn. 41 3.5. Sơ đồ nguyên lý toàn mạch. 43 CHƯƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG 45 4.1. Thi công hệ thống. 45 4.1.1. Thi công bo mạch. 45 4.1.2. Lắp ráp và kiểm tra. 50 4.2. Thi công mô hình. 50 4.3. Lập trình hệ thống. 51 4.4. Hướng dẫn sử dụng. 52 CHƯƠNG 5. KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI 53 5.1. Mạch điều khiển. 53 5.2. Mạch công suất. 53 CHƯƠNG 6. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 55 6.1. Kết luận. 55 6.2. Hướng phát triển đề tài. 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO 57 PHỤ LỤC 58 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP vii
10. LIỆT KÊ HÌNH VẼ Hình Trang Hình 2.1: Các dạng cân bằng 4 Hình 2.2: Biểu diễn dạng sóng 6 Hình 2.3: Các vùng giãn và nén 6 Hình 2.4: Quá trình tẩy rửa 1 10 Hình 2.5: Quá trình tẩy rửa 2 11 Hình 2.6: Quá trình tẩy rửa 3 11 Hình 2.7: Quá trình tẩy rửa 4 12 Hình 2.8: Quá trình tẩy rửa 5 12 Hình 2.9: Quan hệ giữa tần số và kích thước bong bóng 14 Hình 2.10: Hiệu ứng áp điện thuận 18 Hình 2.11: Hiệu ứng áp điện nghịch 19 Hình 2.12: Cấu tạo biến tử 20 Hình 2.13: Hiệu ứng từ giảo nghịch 21 Hình 2.14: Vi điều khiển PIC16F887 23 Hình 2.15: Cấu tạo Mosfet 24 Hình 2.16: Ký hiệu Mosfet 24 Hình 2.17: Biến áp xung 25 Hình 2.18: Biểu diễn điện áp ngõ vào và ngõ ra của mạch nghịch lưu 26 Hình 2.19: Máy rửa siêu âm gia nhiệt Derui DR-MH100 10 lít 27 Hình 2.20: Biến tử siêu âm trong tẩy rửa 28 Hình 3.1: Biến áp xung tính toán được 31 Hình 3.2: Sơ đồ nguyên lý mạch nghịch lưu 33 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP viii
11. Hình 3.3: Điện áp chuẩn ngõ ra mạch nghịch lưu 33 Hình 3.4: Lựa chọn mosfet 34 Hình 3.5: Mạch kích mosfet 35 Hình 3.6: Biểu đồ thời gian đóng cắt mosfet từ datasheet 36 Hình 3.7: Hàm tạo dead-time 37 Hình 3.8: Sơ đồ mô phỏng Proteus 37 Hình 3.9: Dạng sóng ngõ ra PIC và ngõ vào cực G của mosfet. 38 Hình 3.10: Điện áp ngõ ra kích cho biến tử 39 Hình 3.11: Mạch điều khiển 40 Hình 3.12: Mạch nguồn 155V cấp cho sơ cấp 41 Hình 3.13: Mạch nguồn 12V cấp cho mosfet 42 Hình 3.14: Mạch nguồn 5V cấp cho mạch điều khiển. 42 Hình 3.15: Sơ đồ nguyên lý toàn mạch 43 Hình 4.1: Sơ đồ layout linh kiện 45 Hình 4.2: Mạch điều khiển sau khi thi công 47 Hình 4.3: Quấn biến áp xung 48 Hình 4.4: Mặt sau mạch công suất sau khi thi công 48 Hình 4.5: Mặt trước mạch công suất sau khi thi công 49 Hình 4.6: Mạch nguồn 49 Hình 4.7: Lắp ráp bể rửa siêu âm 49 Hình 4.8: Mạch công suất và mạch nguồn sau khi đã lắp ráp xong 50 Hình 4.9: Mô hình máy rửa sau khi thi công 51 Hình 4.10: Chương trình điều khiển hệ thống bật tắt 51 Hình 5.1: Kết quả tẩy rửa 53 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP ix
12. LIỆT KÊ BẢNG Bảng Trang Bảng 2.1: Một số dung dịch tẩy rửa thông dụng 15 Bảng 2.2: Thông số kỹ thuật máy rửa siêu âm 27 Bảng 2.3: Thông số kỹ thuật biến tử siêu âm 28 Bảng 3.1: Bảng thông số kĩ thuật của IRF840 34 Bảng 3.2: Bảng thông số PC847 ở nhiệt độ 25℃ 35 Bảng 4.1: Thông số và số lượng các linh kiện cần mua 45 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP x
13. TÓM TẮT Ngày nay nền sản xuất công nghiệp ngày càng hiện đại, các dây truyền sản xuất yêu cầu có những sản phẩm đầu vào và đầu ra sạch hoặc là cực kì sạch. Do đó công nghệ tẩy rửa phải đáp ứng kịp với các yêu cầu khắt khe của việc tẩy rửa như quy trình tẩy rửa phải nhanh, rửa các thiết bị có cấu tạo phức tạp, ngóc ngách bên trong thiết bị, ít ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Từ vấn đề đặt ra, đề tài thiết kế và thi công máy rửa siêu âm trong công nghiệp được lựa chọn. Đề tài là mô hình máy rửa sử dụng vi điều khiển PIC 16F887 tạo xung kích tới mạch công suất tạo ra điện áp và tần số cao cấp cho biến tử. Biến tử sẽ tạo ra dao động cơ học với tần số 40khz. . BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP xi
14. CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1. Đặt vấn đề Ngày nay nền sản xuất công nghiệp đang có những bước tiến vượt bậc, đi đôi với đó cần có các phương tiện kĩ thuật để bảo trì các hệ thống. Trong công đoạn bảo trì thì một trong những phần quan trọng nhất là tẩy rửa các thiết bị, máy móc bị rỉ sét hoặc tạp chất bám vào Các công nghệ làm sạch truyền thống (tẩy rửa bằng thủ công) đã không còn đáp ứng được những yêu cầu mới đề ra, như là tẩy rửa các thiết bị có cấu tạo phức tạp, nhiều ngóc ngách nhỏ, có thể làm chày xước thiết bị máy móc do tác động cơ học không mong muốn. Vì thế máy rửa siêu âm ra đời để khắc phục các nhược điểm trên. Đề tài khóa trước đã nghiên cứu và thực hiện máy rửa hoa quả dùng sóng siêu âm, nhưng kết quả chưa như mong đợi nên nhóm em quyết định thực hiện đồ án về máy rửa siêu âm nhưng với hướng đối tượng là các thiết bị, máy móc trong công nghiệp. 1.2. Mục tiêu Sử dụng vi điều khiển PIC16F887 điều khiển hệ thống mạch công suất, tính toán công suất phù hợp cho đối tượng cần tẩy rửa. 1.3. Nội dung nghiên cứu  Khảo sát máy rửa siêu âm đang có trên thị trường.  Tổng hợp lý thuyết về máy rửa siêu âm, các thành phần liên quan đến máy rửa.  Lựa chọn phương án thiết kế mạch công suất, mạch tạo xung phù hợp với khả năng và kiến thức lý thuyết đã được học.  Lựa chọn tần số phù hợp với nhu cầu thiết kế, tác động của tần số đến khả năng tẩy rửa. 1.4. Giới hạn  Dung tích máy rửa 4 lít, sử dụng biến tử phát sóng siêu âm với tần số 40Khz, công suất 60 Watt.  Điều khiển các khối dùng vi điều khiển PIC 16F887.  Hệ thống điều khiển cho phép người dùng chọn khởi động hoặc dừng lại hệ thống. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 1
15. CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1.5. Bố cục Chương 1: Tổng Quan Chương 2: Cơ Sở Lý Thuyết. Chương 3: Tính Toán Và Thiết Kế. Chương 4: Thi công hệ thống. Chương 5: Kết Quả, Nhận Xét và Đánh Giá. Chương 6: Kết Luận và Hướng Phát Triển. Nội dung các chương như sau: Chương 1: Tổng quan. Chương này trình bày tổng quan về đề tài nghiên cứu, các nhiệm vụ, các giới hạn và hướng đi của đề tài phải thực hiện. Chương 2: Cơ sở lý thuyết. Chương này trình bày cơ sở lý thuyết về sóng siêu âm, biến tử siêu âm, cấu tạo biến tử siêu âm trong thực tế, các mạch dao động tạo xung, các linh kiện điện tử dùng trong mạch công suất, các loại máy rửa có trên thị trường, giới thiệu về vi điều khiển PIC16F887 và biến áp xung. Chương 3: Tính toán và thiết kế. Nội dung chương này Đề cập đến các yêu cầu của kỹ thuật của máy rửa bằng sóng siêu âm và các tính toán, thiết kế và lựa chọn mạch công suất, mạch tạo xung, thể tích bể rửa tính toán linh kiện thiết kế. Mô phỏng mạch công suất trên các phần mềm có hỗ trợ trước khi đưa vào thi công. Chương 4: Thi công hệ thống. Chương này gồm các bước thi công hệ thống, chuẩn thiết kế lưu đồ giải thuật cho hệ thống và hướng dẫn sử dụng hệ thống. Chương 5: Kết quả, nhận xét và đánh giá. Chương này trình bày kết quả thực hiện, các thông số đo đạc được và chỉnh sửa, các nhận xét về ưu điểm, nhược điểm và đánh giá so với mục tiêu của đề tài. Chương 6: Kết luận và hướng phát triển. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 2
16. CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN Chương này trình bày kết luận nghiên cứu đề tài và đề ra các giải pháp phát triển cho đề tài. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 3
17. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1. Tổng hợp lý thuyết sóng siêu âm. Sóng siêu âm cũng là một sóng cơ và có các tính chất căn bản thông qua các thông số như tần số, bước sóng 2.1.1. Bản chất của sóng âm. Các môi trường chất đàn hồi (khí, lỏng hay rắn) có thể coi như là những môi trường liên tục gồm những phần tử liên kết chặt chẽ với nhau. Lúc bình thường, mỗi phần tử có một vị trí cân bằng bền [1]. Hình 2.1: Các dạng cân bằng Nếu tác động một lực lên một phần tử A nào đó bên trong môi trường này, nó sẽ rời khỏi vị trí cân bằng bền. Do tương tác tạo nên bởi các mối liên kết với các phần tử bên cạnh, một mặt phần tử A bị kéo về vị trí cân bằng, một mặt nó cũng chịu tác dụng bởi lực tác động nên phần tử A sẽ di chuyển qua – lại quanh vị trí cân bằng, có nghĩa là phần tử A thực hiện chuyển động dưới dạng dao động. Hiện tượng này tiếp tục xảy ra đối với các phần tử khác của môi trường. Dạng dao động cơ, có tính chất lặp đi lặp lại, lan truyền trong môi trường đàn hồi được gọi là sóng đàn hồi hay sóng cơ, nói một cách khác, sóng là một hiện tượng vật lý trong đó năng lượng được dẫn truyền dưới dạng dao động của các phần tử vật chất của môi trường truyền sóng. 2.1.2. Sóng siêu âm đặc điểm. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 4
18. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Sóng âm là dao động của các hạt của chất rắn, chất lỏng và chất khí, đó là các chất đàn hồi. Nói một cách khác sóng âm thanh là sóng đàn hồi lan truyền trong môi trường đàn hồi cũng có nghĩa là mọi vật thể đàn hồi đều lan truyền được sóng âm thanh. Tùy theo dải tần người ta phân chia sóng đàn hồi thành các vùng sau: - Vùng hạ âm có tần số từ 1Hz đến 20Hz - Vùng âm tần có tần số từ 20Hz đến 20kHz - Vùng siêu âm có tần số từ 20KHz đến 100MHz - Vùng cực siêu âm có tần số > 100MHz Mặc dù có cùng bản chất là sóng đàn hồi nhưng do có tần số khác nhau nên có các ứng dụng khác nhau. Đặc điểm : Sóng siêu âm mang năng lượng lớn hơn sóng âm (chẳng hạn với cùng một biên độ dao động, năng lượng sóng tại tần số 1Mhz lớn gấp 106 lần năng lượng sóng tại tần số 1Khz). Trong cùng một môi trường truyền sóng, sóng siêu âm có bước sóng ngắn nên có tính định hướng cao, năng lượng sóng truyền đi theo một phương nhất định. Lợi dụng tính chất này người ta có thể chế tạo các hệ hội tụ để tập trung năng lượng lớn trên một diện tích hẹp. Trong dải sóng siêu âm với một điều kiện nhất định xuất hiện hiện tượng xâm thực sóng xảy ra trong chất lỏng. Tính chất này được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp và dân dụng. Hiệu ứng Doppler. 2.1.3. Các ạđ i lượng đặc trưng của sóng. Hình bên dưới là hình biểu diễn của sóng, nó là một tập hợp của các lần nén và dãn thay đổi tuần tự theo dạng hình sin, trong đó các đỉnh sóng thể hiện áp lực cao nhất còn các đáy sóng thể hiện áp lực thấp nhất. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 5
19. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Hình 2.2: Biểu diễn dạng sóng Hình 2.3: Các vùng giãn và nén Các đại lượng đặc trưng của sóng bao gồm: • Chu kỳ T = (s) là khoảng thời gian mà sóng thực hiện một lần nén và một lần dãn. • Tần số f = (Hz) là số chu kỳ thực hiện được trong 1 giây. • Vận tốc truyền của sóng âm là quãng đường mà sóng âm truyền được sau một đơn vị thời gian. • Độ dài bước sóng λ = (μm): là quãng đường mà sóng truyền được sau khoảng thời gian bằng 1 chu kỳ (λ = v.T = v/f). Trên hình vẽ, ta thấy bước sóng λ là khoảng cách giữa hai đỉnh hoặc hai đáy nằm kế nhau. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 6
20. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT a. Tần số. Tần số của một sóng cơ học cũng là tần số dao động của các nguyên tử của môi trường mà trong đó sóng truyền. Tần số biểu thị số lượng chu kỳ trong một giây. Ký hiệu của tần số là f, đơn vị là Hertz (Hz). b. Bước sóng. Bước sóng  là khoảng đường sóng truyền được trong khoảng thời gian một chu kỳ T. Các nguyên tử ở cách nhau một quãng đường sẽ có cùng một trạng thái dao động tức là dao động cùng pha khi sóng truyền qua môi trường. c. Vận tốc. Tốc độ năng lượng được truyền giữa hai điểm trong môi trường bởi sự chuyển động của sóng được gọi là vận tốc v của sóng. d. Sự hấp thụ sóng siêu âm của môi trường truyền sóng. Trong quá trình lan truyền sóng trong môi trường, cường độ sóng bị suy giảm dần do sự hấp thụ của môi trường và do sự tán xạ của sóng. Sự suy giảm năng lượng phụ thuộc vào các yếu tố: - Tính dẫn nhiệt, hệ số ma sát, tính không đồng nhất của môi trường. - Tần số của sóng. Tổng quát sự hấp thụ sóng được tính theo công thức: Trong đó: 훼: hệ số hấp thụ ρo: tỉ trọng trung bình của môi trường k: tỉ số nhiệt riêng K: hệ số dẫn nhiệt của môi trường Cp: nhiệt riêng tại áp suất cố định. Lúc này biên độ dao động tính theo biểu thức: − = 표푒 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 7
21. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Như vậy khi biết biên độ dao động tại vị trí x người ta có thể biết được hệ số hấp thụ sóng của môi trường. 1 훼 = 푙푛 표 2.2. Công nghệ làm sạch. 2.2.1. Công nghệ làm sạch truyền thống. Làm sạch là vấn đề mà tất cả chúng ta thường xuyên phải đối mặt hàng ngày. Nói một cách bao quát hơn, đó là sự tẩy rửa những chất liệu không cần thiết, rắc rối ra khỏi từ những vị trí của những thiết bị bộ phận cần làm sạch [2]. Sự làm sạch có thể được thực hiện bằng nhiều cách. Một trong những phương pháp truyền thống thông thường thủ công là ngâm thiết bị trong dung dịch. Phương pháp này là sự kết hợp của tác động hóa học và tác động cơ học. Phương pháp truyền thống chủ yếu là dùng bàn chải, chổi để làm sạch với những bộ phận có cấu trúc đơn giản, được dùng cho bề mặt phẳng, nhẵn mà không phải là những vùng ngóc ngách hay chỗ khó cọ chải trực tiếp. Ưu điểm : • Quy trình rửa nhanh, đơn giản, không đòi hỏi công nghệ cao. • Rẻ tiền Nhược điểm: • Không thể rửa được những thiết bị có cấu tạo phức tạp, có khe hở hẹp, ngóc ngách nhỏ bên trong thiết bị. • Gây xước bề mặt do dùng bàn chải hoặc chổi. • Biến dạng bề mặt, cấu trúc gây gẫy vỡ các chi tiết nhỏ, mỏng của thiết bị. 2.2.2. Làm sạch bằng công nghệ rửa siêu âm. [2] Ngày nay nền sản xuất công nghiệp ngày càng hiện đại các dây chuyền sản xuất ra đời bảo đảm sản xuất hàng triệu sản phẩm cùng loại trong một năm. Thực tế này đòi hỏi chất lượng, độ đồng đều kích thước, độ lặp lại rất cao để bảo đảm lắp lẫn một cách dễ dàng, tốn ít thời gian công sức và hạ giá thành sản phẩm. Để đạt được điều đó các dây chuyền công nghệ thường trang bị nhiều thiết bị rửa siêu âm trong các công đoạn khác nhau. Bảo đảm làm sạch “tuyệt đối” bề mặt của các sản phẩm trước khi bước BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 8
22. S K L 0 0 2 1 5 4