ĐỀ TÀI: HÃY TÌM HIỂU, PHÂN TÍCH VÀ XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐO VÀ ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ LÒ SẤY GỖ CÔNG NGHIỆP

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA ĐIỆN
*********

BÀI TẬP LỚN
MÔN: ĐO LƯỜNG VÀ CẢM BIẾN
ĐỀ TÀI: HÃY TÌM HIỂU, PHÂN TÍCH VÀ XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐO
VÀ ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ LÒ SẤY GỖ CÔNG NGHIỆP

Giáo viên hướng dẫn

: Hà Văn Phương

Sinh viên thực hiện:

MSV:

Nguyễn Minh Chiến
Hoàng Văn Cương
Lê Văn Bình
Bùi Thị Châm
Nguyễn Thành Chiến
Đoàn Văn Chung
Trần Văn Chung
Nguyễn Hữu Cường
Phạm Văn Cường
Lớp

1041040583
1041040602

1041040604
1041040603
1041040545
1041040570
1041040520
1041040526
1041040558
: ĐH Điện 6 – K10


MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: TÌM HIỂU CHUNG VÀ NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.
1.5.

Giới thiệu
Vai trò và ứng dụng của việc sấy gỗ
Các nhân tố ảnh hưởng đến quá trình sấy gỗ
Các phương pháp sấy gỗ
Nhiệm vụ đề tài

CHƯƠNG 2: NỘI DUNG THỰC HIỆN
2.1. Phân tích công nghệ và đưa ra các nhiệm vụ cụ thể cần thực hiện của bài
toán
2.2.

Sơ đồ khối nguyên lý hệ thống

2.3.

Xây dựng mô hình hệ thống bao gồm các thiết bị, khâu chức năng

2.4.

Lựa chọn các thiết bị cần thiết cho hệ thống

2.5.

Sơ đồ đấu nối hệ thống

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ
3.1.

Các kết quả đạt được

3.2.

Các hạn chế khi thực hiện

3.3.

Biện pháp khắc phục


LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay, sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ, cuộc sống của con

người đã có những thay đổi ngày càng tốt hơn, với những trang thiết bị phục vụ
công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Đặc biệt góp phần vào sự
phát triển đó thì ngành kỹ thuật điện, điện tử đã góp phẩn không nhỏ vào sự
phát triển đất nước. Trong đó môn “ Đo lường và cảm biến ” trình bày các kiến
thức về kĩ thuật đo dùng trong ngành điện hiện nay. Giới thiệu những phép đo
cơ bản để ứng dụng cho các ngành sản xuất công nghiệp. Môn nghiên cứu các
phương pháp đo dại lượng vật lý: đại lượng điện: điện áp, dòng điện, công suất,
… và đại lượng không điện: nhiệt độ, độ ẩm, vận tốc…..Cung cấp cho sinh viên
chúng e những kiến thức cơ bản và chuyên sâu về kỹ thuật đo lường trong
ngành điện.Trình bày các dụng cụ đo, nguyên lý đo và phương pháp đo các
thông số. Từ đó sinh viên chúng em biết cách sử dụng dụng cụ đo và xử lý số
liệu sau kết quả đo và một số nguyên lý, ứng dụng 1 số cảm biến thông dụng.
Để góp phần làm sáng tỏ hiệu quả của của những ứng dụng trong thực tế của
môn “ Đo lường và cảm biến ” chúng em sau một thời gian học tập được các
thầy, các cô trong khoa giảng dạy về các kiến thức chuyên ngành đồng thời
được sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy Hà Văn Phương chúng em đã “Tìm hiểu,
phân tích và xây dựng hệ thống đo và điều khiển nhiệt độ lò sấy gỗ công
nghiệp”.
Cùng với sự nỗ lực của nhóm nhưng do thời gian, kiến thức và kinh nhiệm
của chúng em vẫn còn hạn chế sẽ không chánh khỏi sự thiếu sót. Chúng em rất
mong có được sự giúp đỡ và tham khảo ý kiến của thầy cô và các bạn nhằm
đóng góp, phát triển và hoàn thiện đề tài.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!


CHƯƠNG 1: TÌM HIỂU CHUNG VÀ NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI
Giới thiệu

1.1.

Sấy gỗ là bước đầu tiên và quan trọng nhất trước khi gỗ xẻ được chế biến
(gia công).Với gỗ sấy đạt tiêu chuẩn, sản phẩm với chất lượng tốt có thể đạt
được. Gỗ ở trạng thái tự nhiên, luôn luôn chứa một lượng nước lớn. Khi không
có một lượng nào hoặc một lượng nước nhỏ đựơc thoát ra, gỗ được gọi là “gỗ
tươi” hoặc “gỗ chưa sấy”. Lượng nước tồn tại trong gỗ ảnh hưởng đến tính chất
của gỗ. Chính vì vậy gỗ phải được sấy vì nhiều lý do.
1.2.
-

Vai trò và ứng dụng của việc sấy gỗ
Vai trò:

+ Gỗ đã qua sấy sẽ được cải thiện về nhiều mặt về tính chất, gỗ sẽ tốt hơn, chất
lượng sau khi gia công được đảm bảo, chất lượng thành phẩm cũng tốt hơn, tuổi
thọ sản phẩm đồ gỗ được kéo dài và hiệu quả sử dụng được cải thiện ...
+ Gỗ không qua sấy tương đương không thể sản xuất các sản phẩm đồ gỗ xuất
khẩu được vì độ ẩm không đạt tiêu chuẩn.
-

Ứng dụng:

Gỗ là nguyên liệu ngày càng được sử dụng rộng rãi đa dạng và phong phú
trong các ngành như xây dựng, chế tạo máy, giao thông vận tải, hàng hải, các đồ
dùng gia dụng, thủ công mĩ nghệ …Nhu cầu sử dụng gỗ ngày một tăng cao và
càng đỏi hỏi chất lượng gỗ tốt hơn trước...Để đồ gỗ có chất lượng tốt thì kỹ
thuật sấy gỗ đóng một vai trò cũng rất quan trọng. Vì thế lò xấy gỗ ra đời đáp
ứng nhanh chóng được nguồn nguyên liệu cần thiết.
1.3.
•
•

•
•
•
•
1.4.
1.4.1.

Các nhân tố ảnh hưởng đến quá trình sấy gỗ
Nhiệt độ
Độ ẩm tương đối
Sự tuần hoàn của không khí
Loại gỗ
Kích thước của gỗ
Cách thức mà gỗ được xẻ
Các phương pháp sấy gỗ
Sấy hong phơi tự nhiên


+ Hong phơi là một cách thức sấy gỗ tự nhiên. Mặt trời cung cấp năng lượng
(nhiệt) cho việc làm bay hơi nước ở trong gỗ trong khi đó gió lưu thông không
khí xung quanh gỗ.
+ Ưu điểm: Quá trình hong phơi này có thể đưa độ ẩm của gỗ tươi xuống độ ẩm
xấp xỉ bằng độ ẩm bão hòa của thớ gỗ ( 25-30% ) nhằm tiết kiệm năng lượng
cho quá trình sấy gỗ.
+ Nhược điểm: Quá trình thoát ẩm chậm, khó đưa gỗ về độ ẩm sử dụng sản xuất
đồ mộc.
1.4.2.

Sấy hơi quá nhiệt

Sấy hơi quá nhiệt là phương pháp sấy gỗ trong môi trường hơi nước có nhiệt
độ lớn hơn 100OC ( cao hơn điểm sôi của nước, thường sấy ở 110 OC ), làm cho
nước trong gỗ hầu như được chuyển hóa thành dạng hơi nước tạo ra chênh lệch
áp suất lớn giữa tế bào gỗ và môi trường bên ngoài ( 2 atm ) làm cho hơi nươc
dịch chuyển thoát ra ngoài.
1.4.3.

Sấy ngưng tụ ẩm

Không khí nóng và ẩm sau khi đi qua đống gỗ trong lò sấy, phần lớn sẽ được
hút qua dàn lạnh. Hơi nước trong không khí sẽ ngưng tụ lại thành nước và được
đưa ra ngoài. Không khí lạnh chứa hàm lượng ẩm thấp này được làm nóng trở
lại sẽ rất khô ( độ ẩm thấp ) sau khi đii qua đống gỗ làm cho gỗ khô. Sau khi đi
qua đống gỗ làm cho nước trong đống gỗ thoát ra làm không khí ẩm trở lại và
quá trình sấy cứ vậy lặp lại.
+ Áp dụng cho các loại gỗ cứng và dây sấy ở nhiệt độ thấp.
+ Dễ dàng tự động hóa.
+ Độ ẩm cuối cùng không đòi hòi quá thấp.
+ Năng suất sấy thấp.
1.4.4.

Sấy cao tần

Sấy cao tần là phương pháp sấy trong từ trường của dòng điện xoay chiều có
tần số cao. Nguyên lý: Qua chuyển động của các phần tử mang điện, dưới sự
ảnh hưởng của từ trường, dòng điện xoay chiều có tần số cao, hình thanh
chuyển động ma sát và chuyển hóa thành nhiệt làm hóa hơi nước trong gỗ và
làm khô gỗ.
Sấy cao tần:
•

Thời gian sấy ngắn


•
•
•
•
1.4.5.

Dễ dàng cơ giới và tự động hóa
Chất lượng gỗ sấy đảm bảo
Phương pháp sấy này thì phù hợp cho các loại gỗ có hình thù và kính
thước đa dạng và phức tạp
Tổn thất nhiệt rất ít
Sấy chân không

Nguyên lý của phương pháp sấy chân không là sự phụ thuộc điếm sôi của
nước và áp suất. Nếu làm giảm áp suất trong thiết bị chân không xuống đến áp
suất mà tại đó nước trong gỗ bắt đầu sôi và bốc hơi, sẽ tạo sự chênh lệch giữa áp
suất trong gỗ và môi trường làm cho dòng ẩm dịch chuyển từ trong gỗ và môi
trường làm cho dòng ẩm dịch chuyển từ trong ra bên ngoài mặt gỗ.
1.5.
-

-

Nhiệm vụ đề tài
Tìm hiểu tổng quan hệ thống
Phân tích công nghệ và đưa ra các nhiệm vụ cụ thể cần thực hiện của bài

toán.
Vẽ sơ đồ khối nguyên lý hệ thống
Xây dựng mô hình hệ thống bao gồm các thiết bị, khâu chức năng.
Lựa chọn các thiết bị cần thiết cho hệ thống như cảm biến, bộ điều khiển,
cơ cấu chấp hành,… (trình bầy nhiệm vụ, hình ảnh, nguyên lí làm việc,
thông số kỹ thuật của thiết bị đó).
Sơ đồ đấu nối hệ thống
Chương trình điều khiển.

Giới hạn điều kiện:
1. Thể tích lò 20- 40
2. Dải nhiệt độ làm việc điều chỉnh được.
3. Sai số của phép đo nhiệt độ là1


CHƯƠNG 2: NỘI DUNG THỰC HIỆN
2.1. Phân tích công nghệ và đưa ra các nhiệm vụ cụ thể cần thực hiện của
bài toán.
Để thiết kế một hệ thống lò sấy nông sản ta có nhiều hương pháp. Dưới đây
là một số phương pháp mà nhóm em cho là tối ưu nhất.

Hình 1: Mô hình lò sấy gỗ
-

Các loại lò sấy:

Có hai loại lò sấy chính là lò sấy liên tục và lò sấy gián đoạn, hiện nay lò sấy
gián đoạn được sử dụng phổ biến ở Việt Nam và các nước Đông Nam Á. Lò sấy
gián đoạn có nhiều loại, tuỳ vào nguồn nhiệt sử dụng. nó được chia làm các loại
sau:

• Lò sấy hơi nước
• Lò sấy tách ẩm
• Lò sấy năng lượng mặt trời
2.1.1 Lò sấy hơi nước:


Nhiệt trong lò sấy được cung cấp hơi nước bão hoà, hơi nước đi qua bộ
phận trao đổi nhiệt. Sự lưu thông không khí trong lò sấy được cung cấp bằng
quạt. Nó giúp cho sự trao đổi nhiệt với bộ phận trao đổi nhiệt tốt hơn. Mặt cắt
ngang của lò sấy được chỉ ra ở hình 11. Sàn được làm bằng bê tông. Tường và
cửa lò được làm bằng vật liệu cách và chịu nhiệt.

2.1.2. Lò sấy tách ẩm
Bơm nhiệt và hệ thống tách ẩm bao gồm một máy làm lạnh và một số
quạt.Máy làm lạnh có thể làm việc như là hệ thống nhiệt gọi là bơm nhiệt hoặc
như một máy tách ẩm. Hệ thống tách ẩm hoạt động ở nhiệt độ nhỏ hơn 600 c.
Trong khi đó bơm nhiệt có thể hoạt động ở nhiệt độ lên tới 750 c. sự tuần hoàn
không khí trong lò được cung cấp bởi một số quạt. Không khí ẩm tuần hoàn
trong lò đi qua bộ phận làm lạnh tại đây nước được tách ra bởi bộ phận ngưng
tụ.Lượng nước này sau đó được thải ra ngoài bằng đường ống.Nhiệt từ bộ phận
nén của máy làm lạnh được sử dụng để làm nóng lò.Hình 12 thể hiện một dạng
lò sấy tách ẩm.cửa xả ẩm Bộ phận trao đổi nhiệt Quạt Bộ phận phun ẩm Nhiệt
kế khô và nhiệt kế ướt Tường cách nhiệt Trần phụ Đống gỗ Đà kê


2.1.3 Lò sấy năng lượng mặt trời:
Lò sấy năng lượng mặt trời sử dụng năng lượng từ mặt trời để sấy gỗ. Có
04 loại lò sấy năng lượng mặt trời.
• Lò sấy nhà kính: Tất cả tường và mái của lò sấy đều được làm bằng vật liệu
trong suốt. Bộ phận thu nhận năng lượng mặt trời được lắp ở bên trong lò sấy.

• Lò sấy nửa nhà kính: Mái và một vài bức tường được làm bằng vật liệu trong
suốt trong khi đó một số bức tường khác và sàn được làm bằng vật liệu cách
nhiệt nhằm giảm sự thất thoát nhiệt.
• Lò sấy có bộ phận thu năng lượng ở bên ngoài: Có một lò sấy riêng biệt, được
nối với bộ phận thu năng lượng bê ngoài bằng các đường ống.
• Lò sấy tách ẩm năng lượng mặt trời: Lò sấy này được lắp đặt một thiết bị tách
ẩm phù hợp. Thiết bị tách ẩm này làm giảm độ ẩm của không khí trong lò. Nó
cung cấp nhiệt thu được từ việc ngưng tụ nước. Quạt Vỏ lò Bộ phận phụ trợ
nhiệt Quạt nhỏ Ngưng tụ ẩm Thiết bị tách ẩm Không khí ấm ẩm Không khí khô
nóng Đống gỗ Vật liệu sử dụng để làm nhà kính là kính, tấm film nhựa, PVC,
polythene và sợi kính. Khung thường được làm bằng nhôm. Các bộ phận hấp


thụ nhiệt sử dụng các vật liệu đen mờ để hấp thụ năng lượng mặt trời để làm
nóng không khí trong buồng sấy.

- Lý do lựa chọn thiết kế:
Với tiêu chỉ dễ dàng lắp đặt và đạt hiệu quả cáo, chúng em quyết định chọn lò
xấy hơi nước.
Ưu điểm:
+ Hệ thống điều khiển sấy thông minh giúp tăng tuổi thọ của thiết bị và tăng
hiệu suất sử dụng năng lượng.
+ Tỉ lệ trao đổi không khí tối ưu tăng tính năng hoạt động của thiết bị, tăng hiệu
suất sấy
+ Sử dụng hơi nước: Tránh hoàn toàn khả năng cháy gỗ
+ Mô đun hóa, tiêu chuẩn hóa: Giảm giá thành, rút ngắn thời gian giao hàng
+ Sản xuất hoàn toàn trong nước: Giảm chi phí và chủ động trong việc bảo trì
+ Thiết kế theo điều kiện khí hậu Việt Nam: Sấy tốt hơn, do các sản phẩm nước
ngoài sử dụng chương trình có sẵn cho các loại sản phẩm tại nước ngoài, khác
xa về điều kiện khí hậu.

2.2.

Sơ đồ khối nguyên lý hệ thống


Hình 5: Sơ đồ khối nguyên lý hệ thống

Hình 6: Sơ
đồ mô hình
hệ thống

Nguyên lý làm việc: Hơi nước được dẫn vào hệ thống dàn nhiệt (để trong
hầm sấy) qua thanh dẫn nhiệt. Dàn nhiệt có chức năng cung cấp nhiệt cho hầm
sấy gỗ đồng thời nó có chức năng thu hồi lượng hơi nước trong lò bốc ra từ gỗ
và thanh dẫn nhiệt. Lượng nước này sẽ quay lại bể nước của lò hơi và tiếp tục
quá trình cung cấp nhiệt cho hầm. Nhiệt lượng trong hơi nước làm nóng toàn bộ
dàn nhiệt và được quạt đối lưu thổi xuống dưới phòng, ta biết là nhiệt hơi cao
thì được đẩy lên trên, khi đẩy lên trên lại có quạt đối lưu thổi xuống dưới nên
nhiệt trong phòng sẽ đều. Sau khi nhiệt được tỏa vào sản phẩm, hơi nước bốc


lên và thoát qua của thoát ẩm, làm cho gỗ được khô. Chúng ta sẽ đặt 4 con cảm
biến nhiệt độ LM335 trong hầm: 4 con ở 4 góc tường không có thiết bị gia nhiệt
của hầm để đo chuẩn nhiệt độ hơn và lúc này đồng hồ đo nhiệt hiển thị nhiệt độ
trong hầm được đặt ở bộ xử lý trung tung ở cửa hầm để dễ theo dõi.
2.3.

Xây dựng mô hình hệ thống bao gồm các thiết bị, khâu chức năng.

2.3.1.

Dàn nhiệt

+ Đây là bộ phận trao đổi nhiệt của lò
sấy, thường bao gồm nhiều ống nhiệt
được hàn lại với nhau thành một khối
hoàn chỉnh. Các ống nhiệt này thường
được gắn thêm nhiều lá nhôm mỏng (độ
dẫn nhiệt rất cao) để tăng hiệu quả
truyền nhiệt cho lò sấy. Vì đặc trưng của
lò sấy gỗ là hoạt động trong môi trường
có độ ẩm cao – khiến các vật liệu bằng
kim loại có xu hướng bị mài mòn nhanh
chóng. Do đó, một dàn nhiệt tốt thường
được làm bằng thép không rỉ để dàn
nhiệt có thể hoạt động tốt trong một thời
gian dài.

Hình 7: Dàn nhiệt

+ Hơi nước nóng bão hòa từ nồi hơi, khi đi qua dàn nhiệt này sẽ truyền một
lượng nhiệt cực lớn vào không khí bên
trong lò.
2.3.2.

Quạt đối lưu

Quạt đối lưu không khí này thường
nhôm, có sải cánh rộng và thường được

trần phụ của lò sấy. Mỗi lò sấy gỗ thường
5 quạt đối lưu tùy vào độ lớn của lò.

làm bằng
lắp
trên
có từ 3 đến

Nhiệm vụ của quạt đối lưu không khí là giúp rút nhanh độ ẩm có trong bề mặt
gỗ cần sấy, giúp cả bề mặt gỗ dầy nhất cũng
Hình 8: Quạt đối lưu


có thể khô nhanh trong một thời gian ngắn. Quạt đối lưu tác động lực vào không
khí, giúp tạo gió nóng trong lò sấy, vận tốc của gió trong lò đạt mức từ 2 – 4m/s.
Quạt sẽ đổi chiều cứ 5 giờ một lần, để đảm bảo 2 đầu gỗ đều được sấy khô đều.

Hình 9: Nồi hơi
2.3.3.

Động cơ

Là loại động cơ công suất 3-4kW/h, có dây quấn biến áp H, có cấp bảo vệ
IPP5 thì mới có thể hoạt động tốt trong môi trường có độ ẩm và nhiệt độ
cao. Bộ động cơ này phải được kiểm tra định kỳ để tra mỡ vào trục động cơ và
phát hiện các trục trặc kịp thời vì đây là một trong những bộ phận quan trọng
giúp điều khiển hoạt động của quạt đối lưu.
2.3.4.

Động cơ van

Dùng để đóng mỏ van phun ẩm, tự động ngắt nguồn điều khiển khi van
đã mở hoàn toàn. Thông thường, khi sử dụng công nghệ hơi nước để sấy gỗ,
miếng gỗ sẽ được luộc (phun ẩm) trước khi sấy.
2.3.5.

Hộp thoát ẩm

Hay còn gọi là cửa thoát ẩm, được lắp thành hàng phía trên nóc lò sấy và
được nối với nhau bằng một trục. Hộp thoát ẩm này còn có một bộ điều khiển
(gọi là sensor – giúp đo độ ẩm trong lò).
Khi không khí trong lò sấy quá ẩm, sensor đo độ ẩm sẽ điều khiển cho các hàng
cửa thoát ẩm này mở ra, và phần có áp suất cao của quạt đối lưu không khí sẽ là


nơi thoát ra các luồng không khí có độ ẩm cao, và phần áp suất thấp sẽ là lối vào
của luồng không khí mới.
2.3.6.

Các bộ phận khác

Ngoài các bộ phận chính của lò sấy gỗ bằng hơi nước phía trên, một hệ
thống sấy gỗ hoàn chỉnh còn có rất nhiều các bộ phận khác, mỗi bộ phận lại có
một chức năng và nhiệm vụ khác nhau trong hoạt động của lò.
Một số các bộ phận khác của hệ thống sấy gỗ bằng công nghệ hơi nước có thể
kể đến như: hệ thống van tách nước, trần phụ, động cơ ven –damper actuator và
bộ điều khiển helios.
2.4.
2.4.1.

Lựa chọn các thiết bị cần thiết cho hệ thống
Cảm biến nhiệt độ

Trước tiên ta cần biết cảm biến là gì: Cảm biến là thiết bị dùng để đo, đếm,
cảm nhận,…các đại lượng vật lý không điện thành các tín hiệu điện. Ví dụ:
Nhiệt độ là 1 đại lượng không liên quan đến điện chúng ta phải chuyển nó về 1
đại lượng khác ( điện trở, điện áp ) để phù hợp với các cơ cấu điện tử.
Nguyên lý hoạt động của cảm biến nhiệt độ : Nhiệt độ từ môi trường sẽ được
cảm biến hấp thu, tại đây tùy theo cơ cấu của cảm biến sẽ biến đại lượng nhiệt
này thành một đại lượng điện nào đó ( điện áp, dòng điện..). Như thế một yếu tố
hết sức quan trọng đó là “ nhiệt độ môi trường cần đo” và “nhiệt độ cảm nhận
của cảm biến”. Cụ thể điều này là: Các loại cảm biến mà ta trông thấy nó đều là
cái vỏ bảo vệ, phần tử cảm biến nằm bên trong cái vỏ này ( bán dẫn, lưỡng
kim….) do đó việc đo có chính xác hay không tùy thuộc vào việc truyền nhiệt
từ môi trường vào đến phần tử cảm biến tổn thất bao nhiêu.


Hình 10: Vị trí nắp đặt cảm biến nhiệt độ
Cảm biến nhiệt độ LM335 có độ chính xác, dễ dàng hiệu chuẩn, cảm biến
nhiệt độ mạch tích hợp. Hoạt động như một zener hai đầu cuối, LM335 có điện
áp phân bố trực tiếp với nhiệt độ tuyệt đối ở 10 mV / ° K. Với trở kháng năng
động dưới 1 Ω, thiết bị hoạt động trên phạm
vi hiện tại từ 400 μA đến 5 mA và hầu như
không thay đổi hiệu suất. Khi hiệu chỉnh ở
25 ° C, LM335 thường có lỗi dưới 1 ° C
trong khoảng nhiệt độ 100 ° C. Không
giống như các cảm biến khác, LM335 có
đầu ra tuyến tính.
Các ứng dụng cho LM335 bao gồm hầu
hết các loại nhiệt độ cảm nhận trong khoảng

-40 ° C đến 100 ° C. Trở kháng thấp và đầu
ra tuyến tính làm cho interfacing để readout
hoặc mạch điều khiển đặc biệt dễ dàng.

Hình 11: Cảm biến LM335

LM335 hoạt động trong khoảng nhiệt độ -40 ° C đến 100 ° C trong khi
LM235 hoạt động trong khoảng nhiệt độ -40 ° C đến 125 ° C. LM135 hoạt động
từ -55° C đến 150 ° C. Các thiết bị LMx35 có sẵn đóng gói trong các gói bóng
bán dẫn ẩn trong khi LM335 cũng có sẵn bằng nhựa

Hình 12: Sơ đồ chân của vi mạch LM335
Nó có 3 chân chính : 2 chân cấp nguồn và 1 chân out tín hiệu Analog
Khi ta cấp điện áp 5V cho LM335 thì nhiệt độ đo được từ cảm biến sẽ chuyển


thành điện áp tương ứng tại chân số 2 (Vout). Điện áp này được tỉ lệ với giải
nhiệt độ mà nó đo được. Với độ giải của nhiệt độ đầu ra là 10mV/K. Hoạt động
trong giải điện áp từ 0 cho đến 5V và giải nhiệt độ đo được từ 0OC đến 100OC.
Và cần chú ý đến những thông số chính sau :
+ Hoạt động chính xác ở dòng điện đầu vào từ 0.4mA đến 5mA. Dòng điện đầu
vào ngoài khoảng này kết quả đo sẽ sai
+ Điện áp cấp vào ổn định là 5V
+ Trở kháng đầu ra thấp 1 ôm
+ Giải nhiệt độ môi trường là từ 0 đến 100 C
Như vậy LM335 nó cho chúng ta tín hiệu tương tự (Analog) và chúng phải xử
lý tín hiệu này thành nhiệt độ.
a. Temperature accuracy ( sự chính xác của nhiệt độ đo)
LM335A
Thông số

Điên áp ra
Sai số
nhiệt độ
Sai số
nhiệt độ
Sai số với
250C
Sai số ở
mức nhiệt
độ max
Tính
không
tuyến tính

LM335

Điều kiện

TC=250C,
IR=1.5mA
Tc=250C,
IR=1mA
Tc=250C,
IR=1mA
TMin≤TC≤TMax
, IR=1mA

Đơn vị
Mi

n
2.9
5

Typ Ma
x
2.9 3.0
8
1
1
3

Mi
n
2.9
2

typ
2.9
8
2

Ma
x
3.0
4
6

V
0

C

2

5

4

9

0

C

0.5

1

1

2

0

C

0

C

0

C

2

2

Tc=TMax
IR=1mA

0.3

1.5

0.3

1.5

b. Thông số điện

Thông số

Điều kiện

Điện áp ra với
dòng thay đổi

400µA≤IR≤5mA

Tại 1 nhiệt độ cố

LM335
Mi Typ
n
3

Max Đơn vị
14

mV


Trở kháng
Hệ số đầu ra
Thời gian ổn
định

định.
IR=1mA
Tc=1250C

0.6
+10

Ω
mV/0C

0.2

0

C/khr

2.4.2. Cảm biến độ ẩm DHT22

Hình 13: Cảm biến độ ẩm DHT22
Bộ cảm biến Nhiệt độ và Độ ẩm DHT22 này có đầu ra tín hiệu số được
định chuẩn với bộ cảm biến nhiệt độ và độ ẩm phức tạp. Công nghệ của nó đảm
bảo độ tin cậy cao và ổn định lâu dài tuyệt vời. Một vi điều khiển 8-bit hiệu
năng cao được kết nối. Bộ cảm biến này bao gồm một bộ phận điện trở và cảm
giác các thiết bị đo nhiệt độ NTC ướt. Nó có chất lượng tuyệt vời, đáp ứng
nhanh, khả năng chống nhiễu và lợi thế hiệu suất chi phí cao.
Mỗi cảm biến DHT22 có tính chính xác cực kỳ chính xác buồng hiệu chuẩn
độ ẩm. Các hệ số hiệu chuẩn được lưu trữ trong bộ nhớ chương trình OTP, các
cảm biến nội bộ phát hiện tín hiệu trong quá trình, chúng ta nên gọi các hệ số
hiệu chuẩn này. Hệ thống giao diện nối tiếp một dây được tích hợp để trở nên
nhanh chóng và dễ dàng. Kích thước nhỏ, công suất thấp, khoảng cách truyền
tín hiệu lên đến 20 mét, làm cho nó một loạt các ứng dụng và thậm chí các ứng
dụng đòi hỏi cao nhất. Sản phẩm là gói pin 4 chân. Kết nối thuận tiện, gói đặc
biệt có thể được cung cấp theo người dùng cần.


Đặc điểm kỹ thuật:

-

+ Điện áp cung cấp: +3> +5v
+ Dòng sử dụng 2.5 mA
+ Đo tốt ở độ ẩm 0>100%RH với sai số 2>5%.

+ Đo tốt ở nhiệt độ -40>80oC với sai số +- 0.5oC.
+ Tần số lấy mẫu tối đa 0.5Hz
+ Kích thước 27mm x 59mm x 13.5mm.
+ 4 chân khoảng các giữa từng chân là 01 inch.
2.4.3.

Bộ điều khiển

Bộ điều khiển sử dụng vi điều khiển Arduino là một phần cực kỳ quan trọng
của lò sấy gỗ tự động cũng như ống tản nhiệt: Đây là bộ điều khiển tự động
dùng cho lò sấy hiệu quả, được nhóm sinh viên nghiên cứu và lên phương án
thiết kế tối ưu, công nghệ dùng cho lò sấy đảm bảo tự động hoàn toàn điều
khiển trên toàn bộ quá trình sấy gỗ trong lò với năm giai đoạn sấy.

Hình 14: Mạch Arduino MEGA 2560 sử dụng vi điều khiển Atmega2560
Bộ điều khiển sử dụng vi điều khiển này được bố trí tích hợp sáu đầu với
các chức năng của mỗi đầu như sau: bốn đầu dùng để đo độ ẩm của gỗ được đặt
trong lò sấy, một đầu để đo độ ẩm không khí bên trong lò sấy, Một đầu nữa


dùng để đo chính xác nhiệt độ cao nhất để từ đó tự động bù nhiệt độ. Tất cả các
thông số đo được từ 6 đầu mang lại sẽ được hiển thị rõ trên màn hình LCD của
bộ điều khiển qua từng giai đoạn sấy gỗ. Trên màn hình hiển thị LCD của bộ
điều khiển lò sấy gỗ tự động này cũng được tích hợp chức năng đưa ra các cảnh
báo lỗi, các sự cố về đầu cảm ứng sensor, về điện, hoặc nhiệt độ và độ ẩm trong
lò quá cao không thích hợp cho sấy gỗ, …
Bộ điều khiển này được lập trình sẵn chương trình sấy gỗ tự động áp dụng
cho tất cả các loại gỗ để người sử dụng có thể dễ dàng điều khiển và can thiệp
để đưa ra chương trình phù hợp nhất với loại gỗ cần sấy, mục đích sấy, …
 Do việc xây dựng, thiết kế lò sấy gỗ công nghiệp có sử dụng bộ điều

khiển lò sấy gỗ tự động . Mà bộ điều khiển có kèm theo bộ cảm biến gồm: cảm
biến độ ẩm môi trường hầm sấy, cảm biến nhiệt độ , đầu dò độ ẩm của gỗ. Cập
thật thông tin liên tục về tình trạng của gỗ cũng như tình trạng môi trường
không khí trong hầm sấy gỗ từ đó đưa ra những tín hiệu điều khiển tới các thiết
bị đảm bảo lò sấy hoạt động ổn định đúng quy trình .

2.5.

Sơ đồ đấu nối hệ thống

Hình 15: Mô hình sơ đồ vi trí lắp đặt


Ghi chú:
1. Gỗ
2. Quạt đối lưu
3. Cửa xả ẩm
4. Calorifer
5. Vòi phun ẩm
6. Đo độ ẩm gỗ
7. Đo trạng thái không khí

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ
3.1. Kết quả đạt được
Từ những phân tích và tính toán chi tiết ở trên chúng em đã xây dựng được
một lò sấy gỗ với thể tích 22 có thể sấy tối đa 4.1 . Với ưu điển dễ vận hành và
lắp đặt, giảm thiểu sưc người trong quá trình sấy, góp phần tiết kiệm điện năng
bảo vệ môi trường.
3.2. Những mặt hạn chế






Một số tấm ván đạt được độ ẩm mong muốn trong khi đó một số tấm
khác thì chưa đạt được.
Một số tấm ván bị cong vênh
Có những tấm gỗ bị chai cứng, khi gia công thì chỗ bị chai cứng sẽ
cong
Một số nấm mốc có thể phát triển ở điều kiện nhiệt độ trung bình và
độ ẩm cao trong giai đoạn đầu của quá trình sấy.


3.3. Biện pháp khắc phục
- Xử lý cân bằng ẩm
Một quá trình xử lý cân bằng được sử dụng để cân bằng độ ẩm của các tấm
gỗ trong đống gỗ. Thông thường quá trình sấy được tiếp tục cho tới khi độ ẩm
của tấm ván mẫu khô nhất đạt được độ ẩm thấp hơn độ ẩm yêu cầu 2-3%. Tại
điểm này, xử lý cân bằng ẩm được áp dụng. Trong quá trình xử lý này, độ ẩm
tương đối trong lò sấy được tăng lên sao cho độ ẩm thăng bằng được tăng lên
tương ứng với độ ẩm yêu cầu cần đạt được của gỗ. Trong quá trình xử lý này,
những tấm ván ướt hơn sẽ tiếp tục khô trong khi đó những tấm ván khô hơn sẽ
hút ẩm để đạt đến độ ẩm yêu cầu Tuy nhiên để đạt được một độ ẩm đồng đều
cho tất cả các tấm gỗ trong đống gỗ là cực kỳ khó khăn. Một sự khác biệt độ ẩm
là ± 2% giữa các tấm ván trong đống gỗ là chấp nhận được. Gỗ có chiều dầy lớn
và có khối lượng thể tích cao yêu cầu thời gian rất dài cho quá trình xử lý cân
bằng ẩm.
- Xử lý giảm khuyết tật
Xử lý giảm cong vênh
Khi tiến hành xử lý giảm cong vênh, nhiệt độ của nhiệt kế khô và nhiệt độ

được tăng lên đến 60O C và nó được duy trì trong vòng từ 4h đến 8h. với nhiệt
độ và độ ẩm cao nó sẽ làm cho gỗ mềm và làm cho gỗ trở lại hình dạng của nó.
Việc xử lý này được thực hiện khi độ ẩm của gỗ vào khoảng 18%.
- Xử lý làm giảm độ chai cứng
Việc xử lý làm giảm chai cứng được thực hiện ngay trước giai đoạn sấy cuối
cùng. Khuyết tật này được làm giảm bằng cách tăng nhiệt độ trong lò sấy lên
khoảng 12o C đồng thời độ ẩm cũng đuợc nâng lên 90% và duy trì trong khoảng
từ 3h đến 6h.Trong trường hợp lò sấy đang hoạt động ở nhiệt độ 60o C hoặc cao
hơn thì ta không cần tăng nhiệt độ nữa mà chỉ cần tăng độ ẩm tương đối trong ló
sấy. Thời gian xử lý sẽ phụ thuộc vào tình trạng của khuyết tật, loại và chiều dầy
gỗ.
- Xử lý chống nấm
Xử lý băng hơi nước quá nhiệt có thể giải quyết được vấn đề này. Trong quá
trình xử lý nhiệt độ được tăng lên tới 60OC , độ ẩm tương đối được đưa lên đến
100% và được duy trì trong vòng 3h. Xử lý này được thực hiện trước khi bắt
đầu quá trình sấy. Sau khi xử lý, quá trình sấy được tiến hành theo qui trình sấy
đã lựa chọn.