Báo cáo Tổng hợp kết quả nghiên cứu 2010

thực tế người ta phủ một lớp mỏng lên bề mặt vải các loại hợp chất như : xà phòng kim loại, sáp paraffin, muối kim loại như axêtat của nhôm, zirconi chì, hợp chất silicon, hợp chất Flocacbon để giảm sức căng bề mặt vảo tạo tính kỵ nước cho vải. Xử lý vải bằng công nghệ nano hiện nay tạo ra nhiều loại vải có đặc tính kỵ nước nhưng vẫn thoáng khí được sử dụng trong nhiều lĩnh vực từ quần áo thể thao, vải may áo sơmi, vải lều, bạt , vải may ô dù ... III. Tính chống thấm nước của vải : Nguyên tắc : Tạo nên một màng nhựa lien tục trên mặt vải để phủ kín mặt vải, tạo cho vải không thấm được chất lỏng hoặc chất lỏng không thấm được vào vải. TRSI - 2010 7/49 Để tăng khả năng chống nhiễm bẩn cho vải, khi tráng phủ ngoài việc chống thấm nước thường bổ sung các chất phụ gia vào lớp nhựa có thể chống phóng xạ, chống vi trùng, chống hóa chất..Công nghệ này chủ yếu sản xuất vải kỹ thuật. IV. Công nghệ tráng phủ : 1. Các loại nhựa để tráng phủ vải : 1.1.Cao su thiên nhiên: được sản xuất từ isoprene CH2=C(CH3)CH=CH2 Màng cao su có cấu trúc mắt lưới tạo vải có khả năng chống thấm. Tuy nhiên cao su thiên nhiên có nhiều nhược điểm, nặng, không được dẻo, ỏ nhiệt độ cao dễ bị dính, nhiệt độ thấp dễ gây đứt. Trước đây phần lớn sản phẩm tráng phủ bằng vật liệu này, chủ yếu làm vải che phủ kho bạt, làm vải phủ xe tải trong chiến tranh, dần dần được thay thế bằng cao su trùng hợp. 1.2.Cao su styren-butađien (cao su tổng hợp) TRSI - 2010 8/49 Tính chất của cao su này tương tự cao su thiên nhiên, nhưng chịu được mài mòn, mền dẻo hơn cao su thiên nhiên. Chống thấm nước tốt, hoà tan trong dung môi hữu cơ. Được sử dụng để tráng phủ lên vải kỹ thuật, vải địa kỹ thuật. 1.3. Cao su Nitrin : Từ nhựa đồng trùng hợp của Butadien và Acrylomitril Đặc điểm của cao su này là bền nhiệt, bền ánh sáng , bền với chất oxy hóa và chậm lão hóa, đồng thời hoà tan được trong các dung môi hữu cơ. Được sử dụng để làm vải kỹ thuật, địa kỹ thuật và vài loại cao su đồng trùng hợp khác 1.4 Nhựa PVC : Nhựa nhiệt dẻo được sản xuất ở dạng hạt, nhũ tương. Khi tráng phủ lên vải thì màng PVC khá bền. Bền hóa học, bền dung môi hữu cơ và khó cháy. Nhưng nhựa PVC kém chịu nhiệt, ở nhiệt độ caocó thể bị chảy và dính nhưng giá thành thấp. Chủ yếu sử dụng nhiều để tráng phủ lên vải may áo đi mưa, vải bọc ghế , nệm trong trang trí nội thất, các loại vải giả da.. 1.5 Nhựa Polytetra Fluoroethylen (PTEF): TRSI - 2010 9/49 Đặc điểm của màng nhựa này là rất bền hóa học, bền hóa chất, dung môi hữu cơ, bền với thời tiết, bền với vi sinh vật. Khả năng cách nhiệt tốt và khó bám dính, nhất là khi them phụ gia vào, khả năng chống cháy cao. Với những đặc tính này, các nhà khoa học nghiên cứu và ứng dụng chất này để sản xuất vải chống phóng xạ, vải chống tia α, γ, X. 1.6 Poly Vinyliden Fluoxide ( PVDF ) Loại nhựa này kém bền hóa học , khả năng chịu lửa và nhiệt độ nóng chảy thấp hơn loại nhựa PTEF , nhưng lại dễ tráng phủ hơn. 1.7 Nhựa PU Có thành phần khá đa dạng do các hang chế tạo sử dụng các phương pháp và nguyên phụ liệu khác nhau, nhưng đều có cùng tính chất chung : độ đàn hồi cao. Loại nhựa này thường được hòa tan Dimetyl formanmit thành dạng lỏng để tráng phủ trên vải. Sau khi sấy khô, dung môi bay đi, nhựa đưa vào khoang gia nhiệt cho chảy lỏng thành màng phủ trên bề mặt vải nền. Nhựa PU có thể tráng phủ được những màng rất mỏng nhờ tính đàn hồi cao nên khi gấp lại không bị gẫy mặt ( rạn nứt ). 2. Các phương pháp tráng phủ : 2.1.Tráng phủ bằng dao gạt : TRSI - 2010 10/49 Hình 1 .Trục tráng phủ 2,3. Đầu tráng phủ (Dao gạt , khe cấp nhựa ) 4. Khoang sấy khô 5. Khoang gia nhiệt 6. Khoang làm nguội Để điều chỉnh độ dày của màng nhựa, nhựa được cấp đều trên vải (ở dạng lỏng), dao gạt sẽ gạt lại phần nhựa dư thừa, chỉ để lại một màng có độ dày nhất định. Vải đã được tráng phủ đi vào khoang sấycủa máy sấy để làm bốc hơi hết dung môi. Sau đó đi qua khoang gia nhiệt, tại đây vải được xử lý ở nhiệt độ đủ để nhựa chảy hoàn toàn thành màng và phủ kín mặt vải. Tiếp theo vải đi đến khoang làm nguội, vải được làm nguội bằng cách thổi không khí mát vào , và vải ra khỏi máy 2.2 Tráng phủ bằng trục lưới : TRSI - 2010 11/49 Hình 2 1. Trục lưới 2. Dao gạt 3. Băng tải bằng cao su 4. Nhựa dạng lỏng Khi máy hoạt động, vải được trải trên băng tải Trục lưới ( có hình trụ, mặt ngoài bằng lưới nylon có mật độ rất cao, khoảng 100 sợi / 1cm theo cả 2 hướng dọc và ngang.Dao gạt đặt bên trong trục lưới, sẽ quét nhựa dạng lỏng xuống bàn. Ra khỏi bộ phận tráng phủ, vải được đưa vào sấy khô rồi gia nhiệt cho chảy lỏng, rồi tiến hành làm nguội. 2.3 Tráng phủ bằng cách phun : Khi thực hiện, vải được trải lên băng tải và đi vào một phòng kín và phun nhựa dưới dạng hạt lên mặt vải ( nhựa có dạng nhũ tương ). Hệ thống đầu phun có chuyển động tịnh tiến theo khổ vải và dọc theo tấm vải. Đảm bảo lớp nhựa phủ đều trên mặt vải . Sau đó vải ra khỏi phòng kín , qua máy sấy khô, gia nhiệt và làm nguội. 2.4. Tráng phủ bằng hệ thống ép : TRSI - 2010 12/49 Hình 3 1,2. Trục nóng 3. Nhựa 4. Trục dẫn vải Khi máy hoạt động, nhựa ( dạng hạt) được 2 trục nóng (được gia nhiệt) tạo thành dạng chảy lỏng và bám một màng mỏng lên trục 1 và khi tiếp xúc trục 3 thì màng nhựa sẽ chuyển lên vải, bám dính vào mặt vải. Để màng nhựa phủ đều, sau khi tráng vải cần được sấy, gia nhiệt để chảy hoàn toàn và tạo thành màng bám chặt vào vải. V. Các yếu tố ảnh hưởng đến tính chống thấm nước : Độ bền và khả năng chống thấm tùy thuộc từng loại vật liệu phủ lên vải, độ dày của vật liệu và khả năng bám dính của vào vào vải. Độ bền cơ lý và các tính chất kỹ thuật của vải sau khi tráng phủ sẽ thay đổi : - Độ bền đứt - Độ bền xé Khả năng may của vải cũng khác vải may mặc thông thường, đường may dễ bị nhăn, kim khâu cần có những yêu cầu riêng. Máy may phải chuyên dùng. Độ bám dính của màng nhựa vào vải mềm dựa trên : TRSI - 2010 13/49 - Độ bám dính cơ học - Liên kết hóa lý VI. Phương pháp xác định tính chống thấm nước 1. Áp suất thủy tĩnh : Hình 4 Là áp suất nước ở trạng thái tĩnh , bằng trọng lượng cột nước đơn vị kể từ điểm tác động đến mặt nước. Áp suất thủy tĩnh theo mọi phương và chiều đều bằng nhau. Độ chống thấm nước chính là áp suất thấp nhất làm xuất hiện giọt nước thứ 3 ở mặt bên kia của mẫu thử . Nguyên lý : TRSI - 2010 14/49 Hình 5 Cho nước chảy đầy vào xilanh 1 kẹp mẫu và khóa van 2 lại. Lắp mẫu vải thử vào. Mở van 2 và van 6 để cho áp suất nước tăng dần, thể hiện qua áp kế 4. Theo dõi bề mặt mẫu vải, khi vừa xuất hiện giọt nước thứ 3 ở trên bề mặt thử của mẫu vải thì khóa ngay van 6 lại . Đọc giá trị chiều cao h của cột nước trên áp kế 2. Áp suất thủy động : Là áp lực nước do dòng chảy gây ra, tỉ lệ thuận với lưu tốc dòng chảy, phụ thuộc vào điều kiện dòng chảy, hình dáng của mẫu thử khi dòng chảy đi qua. Ở đây dộ chống thấm nước được đo bằng thời gian nước xuyên qua mẫu một lượng là 10 cm khối. Mẫu vải 1 được căng trên miệng một cái phễu ( mặt phễu nghiêng một góc 450 so với phương ngang) Sau khi mở van nước từ bình chứa 2 nước sẽ qua gương sen phun xuống mặt mẫu vải. Nước xuyên qua mẫu vải sẽ theo phễu chảy xuống cốc chứa định lượng 3. Tiêu chuẩn Mỹ qui định : khối lượng nước cho phép là 1 g ở điều kiện thử : 2 ft ( 600mm ), tương đương 30 giây ( vòi sen ) TRSI - 2010 15/49 2ft ( 600mm), 2 phút ( trời mưa ) 3ft ( 915 mm), 5 phút ( bão ) Hình 6 VII. Các Tiêu Chuẩn Thử Độ Chống Thấm Nước Có rất nhiều tiêu chuẩn thử tính chống thấm dưới áp suất thuỷ tĩnh với các điều kiện thử khác nhau được thống kê trong bảng dưới đây Tiêu chuẩn Tốc độ tăng áp suất (mbar/ Phút) Diện tích thử (cm2) Ghi chú ASTM F 903 C Theo chương trình 26 American Society for Testing and Materials/Mỹ ASTM F 1670 Theo chương trình 26 ASTM F 1671 Theo chương trình 26 EDANA 120.1-80 3 28 European Disposablesand Nonwovens Association /Châu Âu AATCC 127 60 100 American Association of TexTile Chemists and Colorists/Mỹ BS 2823 10 hoặc 60 100 British Standards Institution/Anh DIN 53886 10 100 Deutsches Institut TRSI - 2010 16/49 Tiêu chuẩn Tốc độ tăng áp suất (mbar/ Phút) Diện tích thử (cm2) Ghi chú Fur Normung/Đức ISO 811 10 hoặc 60 100 International Organization for Standardization/Châu âu ISO 1420 60 100 JIS L 1092 A 10 hoặc 60 100 Japanese Standards Association/Nhật JIS L 1092 B-b Áp suất cố định 100 Áp suất được giữ không đổi trong một khoảng thời gian NF G07-057 60 100 Association Francaise de Normalisation/Pháp 1. Tiêu chuẩn ISO 811 Phạm vi: Tiêu chuẩn quốc tế này chỉ rõ phương pháp dùng áp suất thủy tĩnh để xác định độ kháng thấm nước của vải kỹ thuật, vải bạt, vải lều. Nguyên lý đo: Nguyên lý của phương pháp là đặt mẫu vải cần đo dưới áp suất của nước lên một mặt vải, tăng đều áp suất này cho đến khi có sự xuyên thấm trong 3 nơi trên mặt vải. Áp suất nước khi có sự xuyên thấm thứ 3 xuất hiện là áp suất cần đo. Áp suất này gọi là áp suất thủy tĩnh biểu diễn độ kháng thấm nước của vải, áp suất này càng lớn độ kháng thấm nước càng lớn. Yêu cầu về thiết bị thử: -về kẹp mẫu: nằm ngang và không thay đổi kích thước khi chịu áp suất -Diện tích thử 100 cm2 chịu áp suất nước tăng đều 10  0,5 cm H2O/phút hoặc 60  3 cm H2O/phút tùy chọn -Có gắn một đồng hồ đo áp suất -Nước dùng trong thí nghiệm là nước cất có nhiệt độ 20 2C hoặc 27 2C tùy nhiệt độ môi trường nơi đặt thiết bị. TRSI - 2010 17/49 Chọn mẫu thử: Sau khi nhận mẫu vải cần thuần hóa mẫu trong điều kiện môi trường chuẩn sau đó lấy ít nhất 5 mẫu thử từ các vị trí khác nhau trên mẫu vải, tránh các nếp gấp Qui trình thử mẫu: Làm sạch nước trên bề mặt kẹp mẫu bằng nước cất, kẹp chặt mẫu tránh tạo ra áp suất không mong muốn trước khi bắt đầu thử. Tăng áp suất nước và liên tục quan sát bề mặt vải tìm điểm xuyên thấm. Ghi lại áp suất khi thấy xuất hiện giọt thứ 3 trên bề mặt vải TRSI - 2010 18/49 Chươn 2. THỰC NGHIỆM I. Tìm hiểu các máy thử độ kháng thấm nước Trên thế giới hiện nay có rất nhiều hãng chế tạo máy đã chế tạo máy thử nghiệm độ chống thấm nước dưới áp suất thuỷ tĩnh với nhiều nguyên lý, kết cấu, thang đo khác nhau, mỗi loại đều có ưu khuyết riêng nhóm đề tài đã nghiên cứu kỹ các loại máy đó để chọn hướng thiết kế phù hợp nhất với mục tiêu của đề tài. Hình 7 Máy thử tính chống thấm nước của vải hoạt động bằng tay Đường kính kẹp mẫu Ø 9.5 cm Thang đo 0~2000 mm H20 hoặc 0~10000 mm H20 Kích thước 35x 20 x 32 cm Weight 5.9 kg Nguồn Bằng tay TRSI - 2010 19/49 Kích thước mẫu 12 x 12 cm Kiểu kẹp Bằng tay Tốc độ thử Kiểm soát bằng tay - Nguyên lý hoạt động: bơm khí bằng tay - Ưu điểm: Máy kết cấu đơn giản, tăng áp suất bằng tay - Khuyết điểm: tốc độ tăng áp suất khó kiểm soát chính xác, tuỳ vào người thao tác nên kết quả không có tính lặp lại Hình 8 TRSI - 2010 20/49 Máy thử tính chống thấm nước của vải Model: QC-317-180 QC-317-350 Đường kính kẹp mẫu 4.5 Inch (diện tích ~100 cm2) Thang đo 0 ~ 180 cm H20 0 ~ 350 cm H20 Tốc độ tăng áp suất 1 ~ 3 cm H20/sec Kiểu kẹp mẫu kẹp khí nén Kích thước 52 x 64 x 270 cm (21x26x107 in) 60 x 70 x 430 cm (24x28x170 in) Trọng lượng 180 kg (390 lbs) 300 kg (660 lbs) Máy QC-317-180 -Nguyên lý hoạt động: dùng cách tăng chiều cao cột nước để trực tiếp tạo áo lực lên mặt vải. Chiều cao cột nước khi có xuyên thấm ở bề mặt vải chính là kết quả đo. -Ưu điểm: không cần cảm biến đo phức tạp -Khuyết điểm: +thang đo bị giới hạn vì để có đo được 350 cmH2O (~350 mbar) máy đã phải cao hơn 4 mét +Quá nặng nề, ở thang 350 cmH2O máy nặng hơn 300 kg TRSI - 2010 21/49 Hình 9 Máy Digital hydrostatic meter (YG812D) Nguyên lý hoạt động: bơm khí tự động nén vào một bình trung gian -Ưu điểm nhỏ gọn -Nhược điểm: góc quan sát hẹp, khó quan sát mẫu khi thao tác TRSI - 2010 22/49 Hình 10 Automatic Hydrostatic Head Tester Máy hoàn toàn tự động • Model FX 3000-3L cho áp suất đo 1,000 mbar (10 m water column) • Model FX 3000-3H cho áp suất đo 2,000 mbar (20 m water column). Máy FX 3000-3L Nguyên lý hoạt động: Bơm khí tự động điều khiển bằng điện tử vào bình chứa trung gian -Tính năng rất hiện đại, Phù hợp tiêu chuẩn ISO 811, đo áp suất và kiểm soát tốc độ tăng áp suất bằng hệ thống mạch điện tử kết quả chính xác và có tính lặp lại. Góc quan sát mẫu rộng. TRSI - 2010 23/49 II. Lựa chọn sơ đồ nguyên lý để thiết kế. Từ việc nghiên cứu phân tích ưu khuyết điểm nguyên lý hoạt động của nhiều máy khác cùng chức năng nhóm đề tài đã chọn sơ đồ nguyên lý như sau: VAN AN TÒAN VAL XẢ KHÍ MÁY BƠM KHÍ ĐỒNG HỒ ĐO ÁP SUẤT Nuuớc cất SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ MÁY THỬ ĐỘ CHỐNG THẤM NƯỚC Vải B C D A Hình 11 Trong sơ đồ nguyên lý trên bơm khí (A) được khi hoạt động nén khí vào bình chứa trung gian (B) bên trong có một phần nước. Bình này được nối thông với bộ phận kẹp mẫu (C). Áp suất trong bình được đo bằng đồng hồ áp suất (D). Không khí được liên tục nén vào bình chứa làm cho áp suất nước ở kẹp vải (C) tăng lên tương ứng và đẩy căng bề mặt vải, áp suất tiếp tục tăng cho đến khi mẫu vải bị xuyên thấm vì không chịu nổi áp suất nước tác dụng vào. Áp suất mà tại thời điểm đó trên mặt vải bắt đầu xuất hiện giọt nước thứ 3 là kết quả thử nghiệm. Khi máy hoạt động thì bình (B) và (C) là hệ thống kín. Nước trong sơ đồ trên đóng vai trò dẫn truyền áp suất, theo nguyên lý Pascal áp suất từ mặt thoáng ở bình (B) được truyền không suy giảm đến mặt thoáng bình (C) nơi có mẫu vải. Có nhiều cách để điều chỉnh (tăng và giảm) áp suất ở bình (B) như: -cach 1:dùng van điều áp tăng giảm áp suất từ một nguồn khí nén có sẳn -cach 2:bơm thêm nước hoặc xả bớt nước ra -cach 3:bơm thêm không khí và xả bớt không khí ra khi cần TRSI - 2010 24/49 Đối với cách 1 van điều áp tự động khá đắt tiền, khó mua hơn nữa hệ thống phụ thuộc vào chất lượng nguồn khí nén bên ngoài (có thể bị mất, bị yếu hoặc bẩn do có lẫn dầu ...) Đối với cách 2 khó chọn bơm có công suất nhỏ chịu nước, chịu áp suất cao tốn chi phí và không gian để trang bị thêm bình chứa nước. Cách 3 là cách đề tài chọn: bơm khí công suất nhỏ dễ lắp đặt vận hành bảo quản. Không cần trang bị thêm bình chứa như cách 2. III. Triển khai thực hiện 1. Thiết kế phần cơ khí Nhóm thiết kế chọn cách thiết kế đơn giản dễ chế tạo -Thân máy bằng thép cứng vững -Kẹp mẫu bằng thép không rỉ và dùng tay quay để tạo lực kẹp TRSI - 2010 25/49 Kẹp trên Kẹp dưới Đệm cao su Khung chịu lực Bình trung gian Tay quay Vỏ máy Ống thông với kẹp mẫu Thiết kế thân máy thử tính chống thấm nước của vải dưới áp suất thuỷ tĩnh Hình 12 TRSI - 2010 26/49 Hình 13 Bảng vẽ thiết kế cơ khi 2. Thiết kế phần điều khiển 2.1 . Sơ đồ tổng quát TRSI - 2010 27/49 LCD 240 X 128 MONO PWM Motor driver Bình trung gian VI ĐIỀU KHIỂN DSPIC30F6014 ADC 12 BIT Key board control button RS232 Bộ kẹp mẫu Máy bơm khí Van xả SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MÁY THỬ ĐỘ CHỐNG THẤM NƯỚC mẫu vải Sensor áp suất Van Hình 14 2.2. Hệ thống đo lường Hệ thống đo lường gồm cảm biến áp suất và bộ biến đổi tương tự sang số (ADC: Analog to Digital Converter) và màn hình LCD dể hiển thị kết quả. Cảm biến áp suất dùng cảm biến áp suất SENSYS có thông số kỹ thuật như sau (từ GCN hiệu chuẩn của nhà sản xuất) -thang đo 1000 mbar -độ không tuyến tính 0.078 % -Độ trễ 0.044 % -Độ lặp lại 0.050 % -Độ chính xác 0.078 % TRSI - 2010 28/49 Ngoài ra bộ biến đổi tương tự sang số (ADC) 12 bit cũng gây sai số  2 LSB tương đương với 2/4096 = 0.048% Để tính độ không đảm bảo đo cho hệ thống đo lường của máy cần tiến hàng xác định độ KĐB kiểu A và kiểu B sau đó tổng hợp hai thành phần lại để có độ KĐB chung. Để xác định độ KĐB kiểu A đề tài đã tiến hành đo 30 lần một vị trí áp suất để tính được độ lệch chuẩn s=0.6566 uA = 0.6566 0.1198 ( ) 30 S Sqrt n   Đánh giá lọai B: uB gồm sai số của các thiết bị tham gia vào hệ thống như sensor áp suất và bộ ADC uB1 = )3( 1 Sqrt a ; Sai số hệ thống của thiết bị 1 gây ra a1 : sai số của thiết bị 1. Độ KĐB tổng hợp ( Combined Uncertainty ) : uC uC = 22 2 2 1 2 .. nuBuBuBuA  % mbar u u2 A 0.120 0.014 B1 0.078 0.780 0.450 0.203 B2 0.050 0.500 0.289 0.083 B3 0.044 0.440 0.254 0.065 B4 0.041 0.410 0.237 0.056 TRSI - 2010 29/49 Tổng 0.421 uC tổng hợp 0.648 Độ KĐB mở rộng ( Expanded Uncertainty ): U = k * uC(y)=2*0.648= 1.29 mbar 2.3. Sơ đồ thiết kế mạch điều khiển Mạch điều khiển chính: Mạch điều khiển chính dùng vi điều khiển DSPIC30F6014 làm trung tâm, đây là vi điều khá khiển mạnh của Microchip với giá hợp lý DSPIC30F6014 CPU 16 bit -Tập lệnh tối ưu cho trình biên dịch C -144K bộ nhớ chương trình -8K RAM -4K EEPROM -Clock đến 40MHz -41 nguồn ngắt -5 timer 16/32 bit Giao tiếp -2 UART, 2 SPI, 1 I2C, 2 CAN Analog -16 ADC 12 bit 200 kps, sai số max 2 LSB PWM -8 kênh pwm (simple) -Và nhiều chức năng khác: WDT, PLVD... tạo thuận lợi cho hoạt động của vi điều khiển trong môi trường công nghiệp TRSI - 2010 30/49 Đây là vi điều khiển có nhiều chân I/O tạo thuận lợi cho các thiết kế kiểm soát nhiều ngoại vi như việc giao tiếp trực tiếp với màn hình graphic LCD240x128 pixel, bàn phím và các công tắc hành trình cũng như các nút điều khiển máy. DSPIC30F6014 có bộ biến đổi tương tự sang số 12 bít 16 kênh phù hợp để chuyển số liệu đo dạng tương tự của nhiều cảm biến áp suất ra tín hiệu số để dùng trong tính toán kết quả ra là độ thoáng khí. Mặt khác DSPIC30F6014 còn có các kênh phát độ rộng xung giúp điều khiển các động cơ bên ngoài, nhất là việc điều khiển động cơ quạt dùng thuật toán điều khiển PID nhằm ổn định áp suất chênh lệch qua mẫu vải trong suốt quá trình đo. DSPIC30F6014 còn có sẳn các bus giao tiếp phổ biến hiện nay như RS232, SPI, I2C, CAN sẵn sàng giao tiếp với bộ nhớ mở rộng, thẻ nhớ SD, các cảm biến đo và máy vi tính. DSPIC30F6014 có bộ nhớ lập trình lớn 144k flash đủ dùng cho các chương trình phức tạp. 2.4. Sơ đồ và bo mạch chính. Hình 15 TRSI - 2010 31/49 Hình 16 2.5. Sơ đồ và bo mạch phần điều khiển bơm khí Hình 17 TRSI - 2010 32/49 Hình 18 3. Lắp ráp hiệu chuẩn máy Điều khiển Tay quay kẹp mẫu Kẹp mẫu mẫu vải Đèn MÁY THỬ TÍNH CHỐNG THẤM NƯỚC CỦA VẢI DƯỚI ÁP SUẤT THUỶ TĨNH MTT01 Hình 19 Phạm vi của thiết bị. Kết quả nghiên cứu chế tạo của nhóm đề tài là Máy thử tính kháng thấm nước của vải dưới áp suất thuỷ tĩnh (MTT01). Máy MTT01có khả năng thử: TRSI - 2010 33/49 -Vải may mặc, vải tráng phủ, vải không dệt. -Máy được chế tạo để thử nghiệm phù hợp chủ yếu phương pháp thử ISO 811 và các tiêu chuẩn tương đương, diện tích thử là 100 cm2 Chức năng: Máy MTT01 có thể chạy được 2 chế độ thử: -Áp suất tăng đều theo thời gian đến khi có sự xuyên thấm xảy ra, tốc độ tăng áp suất có thể đặt trước. Chế độ này nhằm xác định áp suất tối đa mà mẫu vải có thể chịu được trước khi bị xuyên thấm: phù hợp tiêu chuẩn ISO 811, AATCC 127 - 2003 Áp suất đo mbar min Thòi gian Áp suất đo -Áp suất được duy trì không đổi trong một thời gian cho đến khi có sự xuyên thấm xảy ra. Cả áp suất và thời gian có thể đặt trước. Chế độ thử này nhằm xác định thời gian chịu đựng của mẫu vải dưới một áp suất cố định (tuỳ chất lượng sản phẩm yêu cầu). Phù hợp tiêu chuẩn JIS 1092 B-b TRSI - 2010 34/49 Áp suất đặt mbar min Thòi gian Đặc tính kỹ thuật Chế độ thử 2 chế độ thử : -Áp suất tăng đều theo thời gian đến khi có sự xuyên thấm xảy ra, tốc độ tăng áp suất có thể đặt trước -Áp suất được duy trì không đổi trong một thời gian cho đến khi có sự xuyên thấm xảy ra. Cả áp suất và thời gian có thể đặt trước Đơn vị thử mbar, cmH2O Thang đo (max) 1000 mbar Độ không đảm bảo đo ±1.29 mbar Diện tích thử 100 cm2 Bề dày mẫu thử max 5 mm Khoảng hở của kẹp max 40 mm Lực kẹp mẫu 2500 N TRSI - 2010 35/49 Đặc tính kỹ thuật Dung tích nước 1,2 lít Data port RS-232 Điện áp 220 v Kích thước Trọng lượng Một số hình ảnh Kẹp mẫu Hình 20 Panel điều khiển TRSI - 2010 36/49 Hình 21 Quá trình hiệu chuẩn hệ thống đo lượng với thiết bị hiệu chuẩn áp suấtđược hiệu chuẩn tại Trung tâm kỹ thuật 3 (TC TCĐL) Hình 22 TRSI - 2010 37/49 Kẹp mẫu Hình 23 Hình 24 TRSI - 2010 38/49 Chương 3. KẾT QUẢ VÀ BÌNH LUẬN I. Thử nghiệm mẫu Hình 25 Để kiểm tra tính tin cậy và chính xác của máy MTT01 nhóm đề tài đã chạy thử mẫu so sánh với máy thử tính kháng thấm nước do Thuỵ sĩ sản xuất nhãn hiệu Textest Fx 3000 III L. Hai máy được đặt gần nhau chạy trong môi trường có nhiệt độ và độ ẩm ổn định để tránh sai lệch do nhiệt độ môi trường ảnh hưởng lên thiết bị đo. Nhóm đề tài chọn 14 mẫu vải PES tráng phủ PU có áp suất kháng thấm khác nhau để chạy thử so sánh giữa hai máy. Mỗi mẫu được thử 5 lần và tính trung bình (như tiêu chuẩn ISO 811qui định) trên mỗi máy. Thử nghiệm được tiến hành với cùng một thử nghiệm viên để tránh sai lệch do thao tác. II. So sánh kết quả Khi có sự xuyên thấm xảy ra nước di chuyển từ mặt trong có áp suất cao ra ngoài hình thành giọt nước trên mặt vải TRSI - 2010 39/49 Bảng 8 : Bảng số liệu áp suất kháng thấm nước đo được lần lược trên hai máy Textest và MTT01 ĐO ĐƯỢC TRÊN MÁY TEXTEST FX 3000 (gọi tắt là máy X) (mm H2O) Mẫu 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 lần 1 894 804 2540 3170 1290 2950 3430 493 717 920 630 4290 1210 678 2 1194 720 3590 9860 1030 2210 1730 2080 674 830 717 5090 887 638 3 9955 860 2030 5110 1070 3410 1990 3520 471 9024 706 1780 694 824 4 2200 873 2250 2530 1460 4080 1920 3240 703 1200 666 9590 760 812 5 9650 944 1850 4260 1130 3220 2410 5660 608 1030 643 1370 980 548 Trung bình X 4779 840 2452 4986 1196 3174 2296 2999 635 2601 672 4424 906 700 ĐO ĐƯỢC TRÊN MÁY MTT01 (gọi tắt là máy Y) (mm H2O) Mẫu 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 lần 1 9665 1050 1743 4225 1100 3065 2429 5696 619 1008 563 1462 1011 502 2 1011 773 2304 3333 1405 3135 3512 349 949 777 659 4406 1141 804 3 9802 813 1767 5320 1079 3336 2083 3413 574 9023 762 2010 835 759 4 2347 888 2054 2498 1619 4061 1933 3241 554 1231 584 9512 1002 868 5 1181 799 3671 9827 914 2237 1790 2166 761 927 685 5020 1047 757 Trung bình Y 4801 865 2308 5041 1223 3167 2349 2973 691 2593 651 4482 1007 738 Bảng 8 là kết quả thử 14 mẫu vải tráng phủ, hàng dưới cùng là trung bình của 5 lần thử. Để so sánh hai kết quả thử từ 2 máy ta vẽ biểu đồ scatter để xem mức độ tương quan giữa hai kết quả đo (Hình 26) TRSI - 2010 40/49 SO SÁNH ÁP SUẤT KTN TRUNG BÌNH ĐO ĐƯỢC TRÊN MÁY TEXTEST VÀ MTT01 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 Áp suất KTN đo trên máy MTT01 (mm H2O) Á p su ất K T N đ o tr ên m á yT EX TE S T (m m H 2O ) Series1 Hình 27 SO SÁNH ÁP SUẤT KTN TRUNG BÌNH ĐO ĐƯỢC TRÊN MÁY TEXTEST VÀ MTT01 y = 0.9983x + 20.494 R2 = 0.9986 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 Áp suất KTN đo trên máy MTT01 (mm H2O) Á p su ất K TN đ o tr ên m áy T EX TE ST (m m H 2O ) Series1 Linear (Series1) Hình 28 Trên hình 28 ta thấy R2 = 0.99 chỉ mức độ tương quan giữa hai kết quả là khá tốt . Để rút ra kết luận từ số liệu thử mẫu trên hai máy ta tính giá trị khác biệt tới hạn (critical difference) của 2 kết quả đo và giá trị này phải nhỏ hơn giá trị khác biệt tới hạn đã công bố trong một nghiên cứu đáng tin cậy về giá trị khác biệt tới hạn cho TRSI - 2010 41/49 phương pháp đo áp suất thuỷ tĩnh biểu thị tính kháng thấm nước của vải đã được tiến hành của AATCC (American Association of Textile Chemists and Colorist) Tiêu chuẩn AATCC 127 đã công bố khác biệt trung bình mẫu thử lớn nhất là 724.9 mmH2O và nhỏ nhất là 12.9 mmH20 tuỳ vào vật liệu của mẫu. Để so sánh ta cần tính giá trị khác biệt tới hạn của các kết quả đo. Gọi CD là giá trị khác biệt tới hạn của 2 kết quả đo 1.414 TCD z s   1.414: là hằng số (= 2 ) z: độ lệch chuẩn hoá đối với giới hạn 2 phía và mức tin cậy 95% chọn z=1.96 ST : chênh lệch chuẩn (standard error) Số liệu từ bảng 8 được tóm lược và sắp xếp lại như sau: Bảng 9 Mẫu Trung bình áp suất đo trên máy X (mm H2O) Trung bình áp suất đo trên máy Y (mm H2O) x-y (mm H2O) 1 4779 4801 -22.6 2 840 865 -24.4 3 2452 2308 144.2 4 4986 5041 -54.6 5 1196 1223 -27.4 6 3174 3167 7.2 7 2296 2349 -53.4 TRSI - 2010 42/49 Mẫu Trung bình áp suất đo trên máy X (mm H2O) Trung bình áp suất đo trên máy Y (mm H2O) x-y (mm H2O) 8 2999 2973