Nghiên cứu thiết kế, chế tạo một số cảm biến trong hệ thống quan trắc khí thải công nghiệp dựa trên nguyên lý quang học

Trước thực trạng ô nhiễm môi trường ngày càng tăng như hiện nay, việc quản lý và giám sát hoạt động phát thải của các dây chuyền sản xuất giúp các cơ quan quản lý có cơ sở để đánh giá thực trạng môi trường trong nước cũng như xử phạt các đơn vị sản xuất có lượng phát thải vượt quá ngưỡng quy định. Đối với các đơn vị sản xuất, việc trển khai lắp đặt các hệ thống quan trắc giúp nâng cao ý thức bảo vệ môi trường, đồng thời là cơ sở để đánh giá, cải tiến, tối ưu các quy trình sản xuất.

Hình ảnh thực tế thiết bị đo HF, SO2, thiết bị dataloger

Thêm vào đó, sự ra đời và ban hành nhiều thông tư và quy định liên quan trong những năm trở lại đây (như các Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về môi trường (bao gồm 41 Bộ quy chuẩn), các thông tư hướng dẫn thực hiện như thông tư 31/2016-BTNMT, thông tư 24/2016-BTNMT, đặc biệt với việc ban hành nghị định 40/2019/NĐ-CP, trong đó, có quy định đối với các cơ sở phải lắp đặt hệ thống quan trắc và truyền số liệu trực tiếp cho Sở Tài nguyên và Môi trường nơi có cơ sở trước ngày 31/12/2020) càng cho thấy nhu cầu về các hệ thống quan trắc khí thải tự động trong các cơ sở sản xuất là rất lớn. Trong khi đó, tại Việt Nam, chưa có đơn vị, tổ chức nào đầu tư nghiên cứu về sản phẩm dạng này, còn sản phẩm của các hãng trên thế giới có giá thành rất đắt đỏ, lên tới hàng trăm triệu đối với mỗi đầu đo nồng độ khí, và tới hàng tỷ đồng đối với hệ thống quan trắc hoàn chỉnh.

Trước nhu cầu cấp thiết này, nhóm nghiên cứu đến từ Viện Nghiên cứu Điện tử, Tin học, Tự động hóa, trực thuộc Bộ Công thương, do Th.S. Trần Văn Hùng đứng đầu, đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu thiết kế, chế tạo một số cảm biến trong hệ thống quan trắc khí thải công nghiệp dựa trên nguyên lý quang học”. Mục tiêu của đề tài là làm chủ công nghệ thiết kế, chế tạo hệ thống quan trắc khí thải công nghiệp với các thiết bị đo nồng độ chất khí hoạt động dựa trên nguyên lý quang học; tạo ra các thiết bị đo nồng độ các loại khí thải hoạt động dựa trên nguyên lý quang học tương đương với nước ngoài và có thể thương mại hóa (trong đó, tập trung nghiên cứu, thiết kế, tiếp cận công nghệ chế tạo các thiết bị đo nồng độ các loại khí thải có nhiều trong các nhà máy sản xuất phân bón và hóa chất là SO2 và HF); nghiên cứu thiết kế, chế tạo bộ thu thập dữ liệu tập trung; xây dựng phần mềm quan trắc tập trung trên máy tính để có thể tạo ra một hệ thống quan trắc khí thải tự động.

Sau hai năm thực hiện, đề tài đã đạt được những kết quả chính như sau:

- Đề tài đã thực hiện đầy đủ các nội dung đăng ký, từ thiết kế phần cứng, phần mềm cho các thiết bị đo khí, bộ thu thập dữ liệu và phần mềm quan trắc tập trung trên máy tính đến các nội dung liên quan quá trình thử nghiệm như lắp ráp, xây dựng phương án thử nghiệm, thử nghiệm đo lường tại đơn vị có chức năng.

- Sản phẩm đầy đủ về số lượng và tính năng, một số chỉ tiêu kỹ thuật vượt so với đăng ký, sản phẩm đã thử nghiệm trên toàn hệ thống và cho kết quả tốt.

- Sản phẩm chính của đề tài bao gồm: 01 thiết bị đo nồng độ khí HF; 01 thiết bị đo nồng độ khí SO2; 01 thiết bị thu thập dữ liệu tập trung; Phần mềm quan trắc tập trung trên máy tính; Bộ tài liệu thiết kế các thiết bị đo khí, bộ thu thập dữ liệu tập trung; quy trình hiệu chuẩn các thiết bị đo khí và hướng dẫn sử dụng.

Giao diện giám sát chính của phần mềm quan trắc

Với những kết quả thu được của đề tài, cơ quan chủ trì đề tài và nhóm thực hiện đề tài đề xuất kiến nghị các cơ quan có thẩm quyền xem xét, hỗ trợ nhằm hoàn thiện các sản phẩm hiện có, đồng thời mở rộng nghiên cứu cho các loại khí khác để hoàn thiện hệ thống giám sát khí thải công nghiệp, đáp ứng toàn diện hơn yêu cầu thực tế của các xí nghiệp có nhu cầu ứng dụng.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 17182/2020) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.

N.M.H (TH)