Giáo trình

điện tử công nghiệp Lời nói đầu
Theo xu hướng phát triển của nền khoa học kỹ thuật hiện đại, nhiều thành tựu
mới trong kỹ thuật điện tử, điện tử số… đã được ứng dụng rộng khắp trong các lĩnh
vực công nghiệp. Nước ta đã và sẽ nhập nhiều các máy móc, thiết bị rất hiện đại nên
đòi hỏi người kỹ sư phải có các kiến thức tiên tiến, không ngừng nâng cao trình độ …

Để nâng cao tính tích cực vận động trong sinh viên, trong bài giảng này người
viết đã đưa thêm vào chương 4 việc dạy và học ứng dụng truyền thông đa phương tiện
(Multimedia) qua giáo trình điện tử: “Thực hành lập trình vi điều khiển / vi xử lý
ứng dụng truyền thông đa phương tiện” của cùng tác giả. Có thể nói việc “thầy dạy
bằng đa phương tiện, trò học bằng đa giác quan” sẽ làm tăng khối lượng kiến thức
truyền đạt trong khi số giờ lên lớp không thay đổi. Nghĩa là ngoài bài giảng truyền
thống còn có tài liệu điện tử dạng truyền thông đa phương tiện đi kèm giúp sinh viên dễ
dàng tiếp thu kiến thức theo đúng qui luật nhận thức: “từ trực quan sinh động đến tư
duy trừu tượng”. Sắp tới đây chúng tôi sẽ giới thiệu một tài liệu về Điện tử Công
nghiệp dạng truyền thông đa phương tiện dành riêng cho sinh viên chuyên ngành Điện
– Điện tử (nội dung sẽ kết hợp với các ví dụ mô phỏng trên phần mềm chuyên dụng).
Với tài liệu tham khảo này, các chuyên đề trong lĩnh vực Điện tử công nghiệp sẽ được
trình bày một cách chi tiết hơn.
Mặc dù đã làm việc với một tinh thần khẩn trương và trách nhiệm, song do
thời gian và trình độ có hạn chắc chắn tập bài giảng điện tử không thể tránh khỏi
những sai sót nhất định, rất mong nhận được ý kiến đóng góp từ độc giả để có thể hoàn
chỉnh tập bài giảng trong lần tái bản sau. Mọi đóng góp xin gửi về Bộ môn Điện tử
công nghiệp, Khoa Điện - Điện tử, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật thành phố
Hồ Chí Minh.
T.p Hồ Chí Minh, tháng 10/2010
Tác giả Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.comSimpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com

1.4.2.3 Ứng dụng của cảm biến Hall
1.5 Một số dạng cảm biến thông dụng……………………………………………………………………………………
1.5.1 Mạch nhận biết sự dòch chuyển
1.5.2 Mạch đếm
1.5.3 Mạch dò khuyết tật trong kim loại
1.5.4 Hệ thống dây chuyền sản xuất tự động Trang 1
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
Bài giảng Điện tử công nghiệp Gvth: GVC. ThS Nguyễn Phương Quang

1.6 Một số mạch điện cảm biến thông dụng
…………………………………………………………………
1.6.1 Cảm biến từ
1.6.2 Cảm biến mực nước
1.6.3 Cảm biến thu – phát hồng ngoại
1.6.4 Công nghệ RFID (Radio Frequency Identification)

Chương 2:
GIA NHIỆT TRONG CÔNG NGHIỆP, MÁY HÀN ĐIỆN TRỞ
2.1 Lò điện trở
2.1.1 Khái niệm cơ bản
2.1.2 Sơ đồ khống chế lò
2.2 Lò hồ quang
…………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………
2.2.1 Khái niệm cơ bản
2.2.2 Sơ đồ khống chế lò
2.3 Lò cảm ứng
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….

3.4.1 Giới thiệu ngôn ngữ lập trình
3.4.1.1 Các lệnh cơ bản
3.4.1.2 Các ví dụ minh hoạ
3.4.2 Các bài toán điển hình
3.4.2.1 Điều khiển động cơ có bảo vệ điểm không
3.4.2.2 Điều khiển đảo chiều quay động cơ

3.5 Những ứng dụng của PLC trong công nghiệp……………………………………………………
3.5.1 Điều khiển robot
3.5.2 Hệ thống sản xuất linh hoạt (Flexible Manufaturing System-FMS)
3.5.3 Điều khiển quá trình
3.5.4 Truyền dẫn tín hiệu giữa các thiết bò tự động

Chương 4:
ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN
4.1 Khái niệm cơ bản
4.2 Giới thiệu các động cơ điện thông dụng
………………………………………………………………….
4.2.1 Động cơ điện một chiều kích từ độc lập / song song
4.2.2 Động cơ điện vạn năng
4.2.3 Động cơ điện một chiều không chổi than
4.2.4 Động cơ điện xoay chiều không đồng bộ 3 pha
4.2.5 Động cơ bước
4.3 Điều khiển tốc độ động cơ điện một chiều kích từ độc lập……………
4.3.1 Nguyên tắc điều khiển
4.3.2 Mạch điện điển hình
4.4 Điều khiển tốc độ động cơ điện vạn năng……………………………………………………………
4.4.1 Nguyên tắc điều khiển

Trang 3


CẢM BIẾN / CÔNG-TẮC KHÔNG TIẾP ĐIỂM
Chương này giới thiệu về các hệ thống cảm biến sử dụng rộng rãi trong công nghiệp. Ta sẽ
khảo sát bằng cách nào hệ thống máy móc thiết bò trong công nghiệp có thể hiểu và xử lý
được các tín hiệu tự nhiên, đa phần là các tín hiệu không điện. 1.1 KHÁI NIỆM CƠ BẢN
Cảm biến – sensor: xuất phát từ chữ “sense” nghóa là giác quan – do đó nó như các
giác quan trong cơ thể con người. Nhờ cảm biến mà mạch điện, hệ thống điện có thể thu
nhận thông tin từ bên ngoài. Từ đó, hệ thống máy móc, điện tử tự động mới có thể hiển thò
thông tin về đại lượng đang cảm nhận hay điều khiển quá trình hoạt động theo một chương
trình đònh trước có khả năng thay đổi một cách uyển chuyển theo môi trường hoạt động.
Để dễ hiểu có thể so sánh cảm nhận của cảm biến qua 5 giác quan của người như
bảng 1.1 sau:
Bảng 1.1: Cảm biến và 5 giác quan con người
5 giác quan Thay đổi môi trường Thiết bò cảm biến
Thò giác

Xúc giác

Vò giác

Thính giác

Khứu giác
Ánh sáng/ hình dạng/ kích thước/
vò trí/xa gần/màu sắc
Áp suất/ nhiệt độ/ cơn đau/ tiếp
xúc/ tiệm cận/ ẩm/ khô


Hình 1.1: Minh hoạ chức năng của cảm biến
CẢM
BIẾN
Khối lượng
Vò trí
Ánh sáng
Nhiệt
-Điều khiển thiết bò
-Hiển thò dữ liệu
Dựa vào cảm biến, người ta chế tạo nên các bộ công tắc không tiếp điểm. Các bộ
công tắc này chòu được các yêu cầu làm việc khắc nghiệt như làm việc trong môi trường có
chất ăn mòn, rung động liên tục, dễ cháy nổ, yêu cầu về tốc độ và tần số chuyển mạch lớn …
Cấu tạo một công tắc không tiếp điểm bao gồm một bộ cảm biến và khối khuếch đại, xử lý
tín hiệu giúp việc chuyển đổi tín hiệu từ không điện sang tín hiệu điện được chính xác và ổn
đònh. Chính sự chuyển mạch không tiếp xúc này đã thoả mãn các yêu cầu mà hệ thống đòi
hỏi trong khi chuyển mạch có tiếp xúc không thể đáp ứng được.
Nhiệt ngẫu
Điện trở
gia nhiệt

đây rồi!
À! Cảm biến

Phần tử
đóng cắt


ngoại (infra-red). Trong hình này cũng trình bày chi tiết các phổ màu của các LED đang sử
dụng phổ biến.
________________________________________________________________________________________________________
Trang 9

Hình 1.3: Phổ ánh sáng
X-RAY ULTRA-VIOLET VISIBLE NEAR-INFRARED MID-INFRARED FAR-INFRARED
1nm 400 nm 3 μm 30μm
Visible Blue LEDs Visible Red LEDs InfraRed LEDs
Visible Green LEDs
500nm 700nm
600 nm 300 nm
100 nm
900 nm
800 nm 1μm
Linh kiện sử dụng trong cảm biến quang rất phong phú về chủng loại cũng như hình
dạng. Ở đây chỉ giới thiệu về các linh kiện quang điện tử. Các linh kiện điện tử sử dụng trong
cảm biến này chủ yếu làm việc theo hiệu ứng quang điện.
1.2.1 Hiệu ứng quang điện
Ở đây chỉ trình bày các ý chính trong hiệu ứng quang điện giúp sinh viên dễ dàng
nắm bắt nội dung các phần sau. Hiệu ứng quang điện có thể chia thành hai loại: hiệu ứng
quang dẫn và hiệu ứng quang nối.
1.2.1.1 Hiệu ứng quang dẫn
Khi vật dẫn điện được ánh sáng rọi vào thì độ dẫn điện của nó sẽ thay đổi. Hướng
thay đổi tuỳ thuộc vào tính chất của vật liệu cấu thành. Ví dụ: khi rọi sáng chất bán dẫn sẽ
làm gia tăng các hạt tải điện đa số (lỗ và điện tử), do đó tăng tính dẫn điện cho khối bán
dẫn này, trong khi đó cũng làm như trên cho kim loại hay hợp kim thì lại làm giảm độ dẫn
điện của vật dẫn.
1.2.1.1 Hiệu ứng quang nối


(lm/m2
)
Ф
1

Ф
3

Ф
2

Ф
4

Ф
1
> Ф
2
> Ф
3
> Ф
4
(volt)
I
D

V
AK

0

2
Ф
3
Ф
4
E
Ф
1
> Ф
2
> Ф
3
> Ф
4
C

Hình 1.6: Ký hiệu và đặc tuyến quang transistor.
Qua đặc tuyến ta nhận thấy vai trò của cường độ ánh sáng rọi vào tương tự như vai
trò của I
B
. Do đó độ dẫn điện giữa C và E tuỳ thuộc vào cường độ rọi sáng trên miền B.
Cường độ rọi sáng càng lớn thì mật độ bức xạ các hạt điện tử và lỗ trống càng mạnh khiến
cho dòng qua hai cực C và E càng dễ dàng hoặc ngược lại.

1.2.2.4 Diode phát quang (Light Emitting Diode: LED) Hình 1.7 : Ký hiệu LED
Cấu tạo từ một mối nối P-N có cấu tạo đặc biệt sao
cho khi có dòng điện phân cực thuận chảy qua, LED sẽ phát

Ф
. Sức điện động này có giá trò thay đổi theo cường độ rọi
sáng trên nó và có giá trò trung bình tuỳ thuộc vào vật liệu cấu thành nên mối nối (Silicium
hay Germanium).

Hình 1.9: Pin mặt trời
a) Ký hiệu b) Ghép nối hỗn hợp
Tuỳ vào cấu tạo mà pin quang điện có các tính chất khác nhau. Ví dụ khi được chế
tạo làm linh kiện thu nhận ánh sáng (cảm biến quang) thì người ta quan tâm đến thông số
mức ánh sáng ngưỡng, phổ ánh sáng tác động, trong khi chế tạo làm pin mặt trời người ta lại
quan tâm đến sức điện động quang V
Ф

; dòng điện cung cấp ra tải I
Ф

; hiệu suất của quá trình
biến đổi năng lượng từ quang sang điện …
Để có được các bộ nguồn cấp điện từ ánh sáng mặt trời, người ta thường chế tạo
nhiều pin quang điện không đóng vỏ thành từng linh kiện rời mà ghép nối hỗn hợp với nhau
trên một diện tích rộng để tiện cho việc tiếp nhận ánh sáng, tăng dòng và áp phát ra phù
hợp với yêu cầu đặt ra từ phụ tải (hình 1.9b).
1.2.1.6 Cáp quang
Những đòi hỏi ngày càng cao trong mạng thông tin luôn yêu cầu cao về khoảng cách
và vận tốc đường truyền; những yêu cầu khắc nghiệt về nhiệt độ làm việc, độ ẩm, môi trường
xung quanh là các chất lỏng … đã loại các dây dẫn bằng kim loại ra khỏi một số ứng dụng và
được thay thế bởi các dây dẫn quang học: cáp quang. Cáp quang được chế tạo từ những sợi tơ
quang dẫn.
Tơ quang dẫn bằng thuỷ tinh là phương tiện truyền tin tốt nhất, nhưng giá thành quá
cao nên vẫn chưa được ứng dụng rộng rãi. Chủ yếu hiện nay sợi quang dẫn chủ yếu vẫn bằng

không dẫn. Rơ le K mất điện.
- Khi môi trường xung quanh quang trở (LDR) tối, điện trở LDR rất lớn, Dòng điện
phân cực chảy vào chân B của Q
1
kích dẫn Q
2
. Rơ le K có điện. Mạch đổi trạng thái.

Hình 1.10: Sơ đồ nguyên lý mạch cảm biến ánh sáng
Các linh kiện phụ trợ khác: tụ C giảm nhiễu cho mạch khi độ sáng của môi trường
xung quanh có những thay đổi đột biến. Biến trở VR chỉnh độ nhạy của mạch cảm biến.
Diode D bảo vệ transistor quá dV/dt.
1.3 CẢM BIẾN NHIỆT
Đây là thiết bò cảm nhận tín hiệu nhiệt, biến chúng thành tín hiệu điện giúp mạch
điện xử lý tốt các tình huống trong thực tế.
Cũng như linh kiện quang điện, linh kiện nhiệt rất phong phú và đa dạng. Ở đây chỉ
nêu một số các linh kiện điện tử thông dụng. Tuỳ vào cấu tạo mà mỗi loại có một nguyên lý
________________________________________________________________________________________________________
Trang 13

Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
Bài giảng Điện tử công nghiệp
làm việc riêng nhưng nói chung chúng đều có khả năng thay đổi tính chất điện khi điều kiện
nhiệt độ môi trường thay đổi.
1.3.1 Các linh kiện nhiệt
1.3.1.1 Nhiệt điện trở platin và nickel :
Dựa vào tính chất: độ dẫn điện của kim loại thay đổi theo nhiệt độ của môi trường
làm việc, người ta chế tạo nên các nhiệt điện trở bằng platin hay nickel. Giữa nhiệt độ và
điện trở thường không có quan hệ tuyến tính. Nó thường được diễn tả bởi một đa thức cấp
cao:

nhiệt độ cao (1000
o
C đến 1400
o
C) như Fe
2
O
3
, Zn
2
TiO
4
, MgCrO
4
, TiO
2
… Trò số của NTR sẽ
giảm khi nhiệt độ tăng: giá trò NTR nghòch biến với nhiệt độ. Một số NTR là bằng chất bán
dẫn.
1.3.1.3 Cặp nhiệt điện (Thermos coupler)
Khi nhiệt độ môi trường cần đo có giá trò quá lớn (trên 1000
o
C), độ bền cơ học của
một số thiết bò cảm biến sẽ bò hỏng. Lúc này người ta thường nghó đến cặp nhiệt điện, còn
gọi là nhiệt ngẫu (Thermos coupler). Trên lý thuyết có rất nhiều dạng cặp nhiệt điện được sử
dụng để đo nhiệt độ. Nhưng trong thực tế một cặp nhiệt điện là hai dây kim loại (hoặc hợp
kim) khác nhau được nối chung với nhau tại một đầu còn đầu kia được nối với máy đo. Chính
sự chênh lệch nhiệt độ giữa điểm cần đo với nhiệt độ của môi trường đặt cơ cấu đo hình
thành một sức điện động (hình 1.11). Đo sức điện động này chính là đo nhiệt độ của điểm
cần đo nhiệt độ.

Hợp kim
Đồng thau
Thanh lưỡng kim
(Bimetal)
Tiếp điểm
1.3.1.4 Vi mạch cảm biến nhiệt
Trên thò trường đã có những vi mạch đo và cân chỉnh được giai đo rất thuận tiện
trong việc sử dụng. Bên trong các vi mạch này thường có mối nối P-N, khi đo điện áp trên
mối nối này chính là đo nhiệt độ của môi trường. Điển hình một trong các vi mạch đó là LM
35 (hãng National).
Vi mạch LM 35 có điện áp ngõ ra tỉ lệ trực tiếp với nhiệt độ đo theo thang đo Celcius
(thang đo bách phân), rất thuật lợi để sử dụng làm mạch đo kiểm nhiệt độ ở nước ta (vì một
số IC cảm biến khác đo theo độ Kelvin, phải thiết kế thêm mạch bù trừ). Vi mạch trên hình
1.13 a có điện áp ngõ ra thay đổi 10 mV/
o
C ; điện áp nguồn cung cấp có thể thay đổi từ 4
đến 30 VDC.
Để đo được nhiệt độ âm người ta dùng một điện trở « pull-down » giữa ngõ ra với
điện áp âm như hình 1.13 b. Điện trở này được chọn sao cho dòng điện ngõ ra phải lớn hơn
50 μA. Điện áp âm này phải lớn hơn mức điện thế ra thấp nhất. Nếu chỉ có một nguồn dương
ta phải sử dụng loại vi mạch đo theo thang Kelvin, như LM 335 hay LM 334.
________________________________________________________________________________________________________
Trang 15

Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
Bài giảng Điện tử công nghiệp

Hình 1.13: Vi mạch cảm biến nhiệt LM 35
a) Đo nhiệt độ dương b) Đo nhiệt độ âm lẫn dương
1.3.2 Mạch cảm biến nhiệt

o
C (điểm E) thì lại tiếp tục cấp nhiệt cho lò
(điểm B) nhiệt độ lò tăng dần lên.
Rõ ràng để giữ nhiệt độ lò nằm trong khoảng 40
o
C, người ta cấp nhiệt cho lò theo
chu trình B, C, D, E rồi trở lại B: hình dạng như một cửa sổ nên có tên là mạch so sánh cửa
sổ (window comparator). Nguyên lý so sánh này được ứng dụng rất rộng rãi trong công
nghiệp, dân dụng, quân sự, y tế
t (
o
C)
P
27
40
44 36
0
1
E
CB
Window
D
A
Sơ đồ nguyên lý trình bày trên hình 1.15. Tóm tắt nguyên lý làm việc như sau:
Điện trở nhiệt PTR phối hợp với R
1
và R
2
tạo ra V
s

của op-amp II nhỏ hơn đầu vào v
_
nên ngõ ra op-
amp II xuống thấp, LED 2 sáng. Trong khi đó đầu vào v
+
của op-amp I lớn hơn đầu vào v
_

nên ngõ ra op-amp I lên cao, LED 1 tắt.
Trang 16
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
Chương 1: Cảm biến - công -tắc không tiếp điểm Gv: Nguyễn Phương Quang

* Khi đủ nhiệt:
Lúc này V
A
< V
S
< V
B
, đầu vào v
+
của op-amp II lớn hơn đầu vào v
_
nên ngõ ra op-
amp II lên cao, LED 2 tắt. Trong khi đó đầu vào v
+
của op-amp I lớn hơn đầu vào v
_
nên ngõ

1.4 CẢM BIẾN TỪ TRƯỜNG
1.4.1 Khái niệm cơ bản
Khi cho dòng điện vào một cuộn dây, môi trường đặt cuộn dây hình thành một từ
trường. Từ trường này có cường độ điện trường:
H = I . W . l (1.3)
Trong đó: I cường độ dòng điện chạy trong dây dẫn.
W số vòng dây quấn
l chiều dài tác dụng của cuộn dây
Ta thấy với cùng một cường độ điện trường H nhưng nếu ta đưa vào trong lòng cuộn
dây một lõi thép kỹ thuật điện như hình 1.16 thì cuộn dây trên sẽ thể hiện lực hút trên các
vật liệu dẫn từ khác mạnh hơn khi trong lòng cuộn dây chỉ là lõi không khí hay vật liệu
nghòch từ (như Al, Cu …). Nghóa là khi nói về từ trường ta phải xét đến môi trường dẫn từ
cũng như sự phân bố vò trí các cực từ trong môi trường. Cụ thể cần thiết phải quan tâm thêm
các thông số như từ thông Ф và cảm ứng từ B (mật độ từ thông).
________________________________________________________________________________________________________
Trang 17

Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
Bài giảng Điện tử công nghiệp

Hình 1.16: Hình ảnh từ trường trong cuộn dây quấn quanh lõi thép kỹ thuật điện
Cảm biến từ có những loại rất đơn giản, ví dụ như bộ cảm biến trên hình 1.17a. Bộ
cảm biến này có khả năng nhận biết sự thay đổi vò trí của thanh sắt di động 1. Khi không có
thanh sắt 1 làm kín mạch từ 2, từ thông trong lõi từ giảm, dẫn đến L giảm và X
L
cũng giảm
theo. Do đó dòng qua cuộn dây 3 tăng. Lý luận tương tự khi có thanh sắt 1 nối kín mạch từ 2
khiến cho dòng qua cuộn dây cũng giảm theo.
Hình 1.17b minh hoạ sự thay đổi của L theo khoảng dòch chuyển d của thanh sắt 1:
khi thanh sắt 1 dòch chuyển sẽ làm thay đổi L của cuộn dây 3. Nối bộ cảm biến trên với một

0
Hall
⋅⋅= (1.4)
Trong đó : I cường độ dòng điện chạy trong dây dẫn.
B cảm ứng từ
d bề dầy của phiến vật liệu
n mật độ dòng điện
e
o
vận tốc của điện tử

Hình 1.19: Nguyên tắc hiệu ứng Hall
1.4.2.2 Cấu trúc của cảm biến Hall
Người ta chế tạo cảm biến Hall từ những kỹ thuật sau:
- Từ một thỏi bán dẫn, người ta cưa chúng ra thành nhiều phiến nhỏ rồi đánh bóng, ăn mòn
cho bề dầy còn từ 5 đến 100 μm.
- Lớp bán dẫn bốc hơi và bám lên vật liệu nền cho bề dầy từ 2 đến 3 μm. Với công nghệ này
cảm biến Hall có thể hoạt động ở nhiệt độ rất cao hoặc rất thấp.

________________________________________________________________________________________________________
Trang 19

Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
Bài giảng Điện tử công nghiệp
Hình 1.20: Cảm biến Hall
a) Ký hiệu b) Điện thế Hall tỉ lệ với góc của từ trường và phiến vật liệu
Các phiến bán dẫn trên được chế tạo theo hình chữ thập hoặc hình chữ nhật hoặc
hình cánh bướm. Ký hiện sensor cảm biến Hall như hình 1.20 a.
Dựa vào công thức (1.4), người ta chế tạo các bộ cảm biến Hall nhận biết được sự
dòch chuyển vò trí của nguồn từ trường thông qua sự thay đổi góc của từ trường (α) so với

Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
Chương 1: Cảm biến - công -tắc không tiếp điểm Gv: Nguyễn Phương Quang

(c)

Hình 1.22: Cách thức cảm biến nhận biết sự dòch chuyển
Dựa vào hai nguyên tắc này, người ta chế tạo ra các thiết bò cảm nhận sự dòch
chuyển như sau :

Khi vật cần nhận biết đến gần khu
vực đặt cảm biến, trạng thái của cảm biến sẽ
thay đổi tác động mạch điện điều khiển các
hoạt động tương ứng theo chương trình đònh
trước. Minh hoạ qua hình 1.23.
Hình 1.24: Minh hoạ cảm biến

Hình 1.23: Cảm biến tiếp cận
Có thể diễn giải quá trình trên theo
cách khác dễ hiểu hơn như sau: Trên hình
1.24, cảm biến (con nhện) thông qua từ
trường của cảm biến (lưới nhện) sẽ nhận biết
vật mà cảm biến cần nhận biết (con bướm)
dễ dàng khi vật đi vào vùng mà cảm biến
cảm nhận được (con bướm dính vào lưới

Ngày nay có rất nhiều phương pháp kiểm tra chất lượng sản phẩm mà không cần
phải phá bỏ mẫu cần kiểm tra. Mỗi phương pháp đều có ưu, nhược điểm riêng. Tuỳ theo yêu
cầu của việc kiểm tra và chủng loại sản phẩm mà người ta sử dụng phương pháp thích hợp.
Có khi phải phối hợp nhiều phương pháp mới thoả mãn được các yêu cầu kiểm tra. Có thể liệt
kê một số phương pháp như sau:
1.5.3.1 Phương pháp dùng tia X (X quang)
Nguyên tắc dò tìm của phương pháp này là dựa vào sự suy giảm của tia X khi xuyên
qua vật thể, minh hoạ qua hình 1.27.
Trên hình 1.27 a, người ta rọi tia X qua vật cần kiểm tra khuyết tật. Vật này có bề
dày theo phương chiếu tia X không đồng nhất: bề dầy ở hai đoạn d
1
và d
3
mỏng hơn đoạn d
2
(minh hoạ trên hình 1.27 b). Kết quả nhận được là hình ảnh của vật cần kiểm tra khuyết tật
trong đoạn d
1
và d
3
nhạt màu hơn trong đoạn d
3
(minh hoạ trên hình 1.27 c). V
ậ
t cần kiểm tra
Chùm tia X


sáng trên bảng cảm ứng giống như màn hình tinh thể lỏng (Liquid Crystal Display:
LCD) của máy tính, điện thoại di động Bảng cảm ứng này thay thế cặp phim/bìa
tăng sáng truyền thống. Sau khi được phát tia (exposure), nó sẽ chuyển thông số của
hình ảnh vừa chụp/rọi và hiển thò trên màn hình máy tính sau 5 giây. Hệ thống có
thể tiếp tục lấy hình ảnh ngay không cần xoá.
- Để triệt tiêu các tia bức xạ thứ cấp (tia nhiễu), người ta dùng lưới lọc. Lưới này chỉ cho
các tia đồng sắc đi qua.
- Vật cần kiểm tra nhất đònh không phải bằng chì. Vì tia X có thể xuyên thấu qua nhiều
dạng vật liệu nhưng chỉ cần một lớp chì dầy 2mm thì tia X không thể vượt qua.
Ưu điểm của phương pháp này là:
- X quang kỹ thuật số có thể xem trực tiếp trên màn hình monitor và chỉnh sửa, phóng
to vùng cần quan sát v.v…
- Hình X quang kỹ thuật số nhờ có các phần mềm chuyên dùng xử lý nên sẽ cho các
hình ảnh chất lượng cao (có thể tái tạo lại cho ra hình ảnh 3 chiều).
- Việc lưu trữ các hình ảnh trở nên dễ dàng trong các đóa CD-ROM và việc truy lục, sao
chép nhanh chóng.
S (nguồn phát tia X)
Bảng cảm ứng (Sensor panel)
Vật cần kiểm tra
Lưới lọc
Tia X
Phosphor
Bức xạ thứ cấp
Phân cực
ngõ ra
Photodiode
Chọn hàng
a)
b)