Proceedings - Viện Vật lý

_________________________________________________________________________________Những tiến bộ trong Quang học, Quang tử, Quang phổ và Ứng dụng. 8/2006, Cần Thơ, Việt NamNGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO BỘ KHỐNG CHẾ NHIỆT ĐỘCAO CHO HỆ TẠO MẪU BỘT PHÁT QUANG ZnS: Mn BẰNGPHƯƠNG PHÁP GỐM VỚI CÔNG SUẤT TIÊU THỤ ĐIỆN NHỎNguyễn Duy Tiến a* , Phạm Văn Bền baTrung tâm Công nghệ Vi điện tử và Tin học - Viện Ứng dụng CN- Bộ KH&CN C6,Thanh Xuân Bắc, Thanh Xuân, Hà nộibKhoa Vật lý - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội334 Đường Nguyễn Trãi, Thanh Xuân, Hà nộiTóm tắt: Hiện nay thiết bị khống chế nhiệt độ cao (HTC) đang là một nhu cầucần thiết cho các phòng thí nghiệm nghiên cứu khoa học ở nước ta. Mặc dù đã cónhững thiết bị HTC nhập khẩu nhưng giá thành rất đắt. Đó là lý do tại sao chúngtôi tự thiết kế, chế tạo thiết bị HTC ở trong nước. Phương pháp khống chế nhiệtđộ cao được thiết kế theo kiểu: tỷ lệ (P)- tích phân (I)- đạo hàm (D) (PID) với cảmbiến nhiệt là cặp nhiệt điện platin-rôđi (Pt-Rh). Khi dùng thiết bị HTC có thểkhống chế nhiệt độ lò nung đến 1250 o C 3 o C, nhưng công suất tiêu thụ điện củalò lại nhỏ. Với nguồn điện xoay chiều nuôi lò có: U = 16 V, I = 24 A thì côngsuất tiêu thụ điện là 384W. So với những lò nung khác dùng nguồn điện xoaychiều có: U = 220 V, I = 10 A thì công suất tiêu thụ điện là 2200 W. Với lò nungdài 30 cm thì khoảng nhiệt độ cao, đồng nhất ở vùng giữa lò có chiều dài là 6 cm.Khoảng nhiệt độ cao, đồng nhất này rất tốt cho việc nung, ủ những mẫu bột phátquang. Dùng thiết bị HTC cho lò nung nhiệt độ cao chúng tôi đã chế tạo thànhcông bột phát quang Zn 1-x Mn x S (0 x 10 -2 ) trong khí trơ argon.1. Mở đầuĐể quá trình kiểm tra nhiệt độ cao được chính xác mà không cần có thêm bấtkỳ sự can thiệp nào từ bên ngoài thì phải có một hệ kiểm tra nhiệt độ tin cậy vớicảm biến nhiệt là cặp nhiệt điện. Hệ này so sánh nhiệt độ thực của đối tượng cầnkiểm tra với nhiệt độ được thiết kế của bộ điều khiển và cung cấp tín hiệu lối ra đếncác yếu tố điều khiển. Bộ điều khiển nhiệt độ cao chỉ là một phần của toàn bộ hệkiểm tra nhiệt độ.Bộ điều khiển nhiệt độ cao có ba kiểu cơ bản: tắt-mở, tỷ lệ (P), PID. Bộ điềukhiển PID gồm ba kiểu điều khiển: tỷ lệ(P) - tích phân(I) - đạo hàm(D). Sự hiệuchỉnh của bộ điều khiển PID dựa trên tính thuận nghịch, sự lặp lại, sự tỷ lệ và tínhtương ứng của các yếu tố hiệu chỉnh. Các phần tỷ lệ, tích phân, đạo hàm có thểđược hiệu chỉnh hoặc tinh chỉnh một cách riêng rẽ cho các hệ thử nghiệm nhiệt độcao khác nhau. Bộ điều khiển PID có sự kiểm tra nhiệt độ ổn định, chính xác. Nó*E-mail: nduytien_0210@yahoo.com406