Original Title: Demonstration of a Gas-Sensing Application for a Gas Switch Device Using the LabVIEW-Based Measurement System
Source: li01.tci-thaijo.org
Disclaimer: Summary generated by AI based on the provided document. Please refer to the original paper for full scientific accuracy.

ការបង្ហាញពីការអនុវត្តប្រព័ន្ធស៊ើបអង្កេតឧស្ម័នសម្រាប់ឧបករណ៍កុងតាក់ឧស្ម័នដោយប្រើប្រព័ន្ធរង្វាស់ផ្អែកលើ LabVIEW

ចំណងជើងដើម៖ Demonstration of a Gas-Sensing Application for a Gas Switch Device Using the LabVIEW-Based Measurement System

អ្នកនិពន្ធ៖ Thongchai Panmatarith (Prince of Songkla University), Kingkan Poatong

ឆ្នាំបោះពុម្ព៖ 2009, Kasetsart J. (Nat. Sci.)

វិស័យសិក្សា៖ Sensor Technology

១. សេចក្តីសង្ខេបប្រតិបត្តិ (Executive Summary)

បញ្ហា (The Problem)៖ ការសិក្សានេះដោះស្រាយបញ្ហាទៅលើការអភិវឌ្ឍប្រព័ន្ធស៊ើបអង្កេតឧស្ម័នអាម៉ូញាក់ (NH3) ក្នុងតម្លៃទាប និងងាយស្រួល ដោយប្រើប្រាស់សេរ៉ាមិចពាក់កណ្តាលចម្លងសម្រាប់គ្រប់គ្រងឧបករណ៍កុងតាក់ និងប្រព័ន្ធប្រកាសអាសន្នដោយស្វ័យប្រវត្តិ។

វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ ការស្រាវជ្រាវនេះប្រើប្រាស់បច្ចេកទេសផលិតសេរ៉ាមិចស្តង់ដារ រួមបញ្ចូលជាមួយប្រព័ន្ធប្រមូលទិន្នន័យតាមរយៈកុំព្យូទ័រដើម្បីត្រួតពិនិត្យការឆ្លើយតបរបស់ឧស្ម័ន។

លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖

២. ការវិភាគលើប្រសិទ្ធភាព និងដែនកំណត់ (Performance & Constraints)

វិធីសាស្ត្រ (Method) គុណសម្បត្តិ (Pros) គុណវិបត្តិ (Cons) លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result)
LabVIEW-Based DAQ with ZnO+0.01Sb2O3 Sensor
ប្រព័ន្ធប្រមូលទិន្នន័យ (DAQ) ផ្អែកលើកម្មវិធី LabVIEW រួមជាមួយសេនស័រ ZnO+0.01Sb2O3
មានចំណុចប្រទាក់ដែលងាយស្រួលមើល និងគ្រប់គ្រងទិន្នន័យបានលឿន (Real-time)។ ប្រព័ន្ធដំណើរការដោយស្វ័យប្រវត្តិមានស្ថិរភាពខ្ពស់ អាចប្រើប្រាស់បានរយៈពេលយូរដោយគ្មានបញ្ហា។ ទាមទារការចំណាយខ្ពស់លើកុំព្យូទ័រ កាត DAQ (NI PCI-6221) និងអាជ្ញាប័ណ្ណកម្មវិធី LabVIEW។ វាមានទំហំធំ និងពិបាកចល័ត។ សេនស័រមានកម្រិតឆ្លើយតបអវិជ្ជមាន -15.909% ទៅនឹងឧស្ម័ន NH3 ហើយអាចបញ្ជាប្រព័ន្ធកុងតាក់ និងសំឡេងរោទ៍ដោយជោគជ័យនៅវ៉ុលកំណត់ 2.03 V។
Traditional Microcontroller-based Data Logger (RS-232)
ប្រព័ន្ធប្រមូលទិន្នន័យប្រើប្រាស់ម៉ៃក្រូកុងត្រូល័រប្រពៃណី (បញ្ជូនតាមច្រក RS-232)
មានតម្លៃថោកជាង ទំហំតូច និងងាយស្រួលចល័តសម្រាប់ការវាស់វែងនៅទីវាល។ មិនទាមទារកុំព្យូទ័រធុនធ្ងន់ដើម្បីដំណើរការប្រចាំថ្ងៃឡើយ។ ចំណុចប្រទាក់បង្ហាញទិន្នន័យមិនសូវទំនើប និងពិបាកក្នុងការផ្លាស់ប្តូរការកំណត់ (Thresholds) ភ្លាមៗបើប្រៀបធៀបទៅនឹង LabVIEW។ ត្រូវបានលើកឡើងជារបៀបប្រើប្រាស់ទូទៅកាលពីមុន ប៉ុន្តែមិនមានលទ្ធផលលេខជាក់លាក់សម្រាប់ការសាកល្បងក្នុងឯកសារនេះទេ។

ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ការរៀបចំប្រព័ន្ធនេះទាមទារផ្នែករឹងជាក់លាក់របស់ក្រុមហ៊ុន National Instruments និងសម្ភារៈមន្ទីរពិសោធន៍សម្រាប់ដុតសេរ៉ាមិចក្នុងកម្តៅខ្ពស់។

៣. ការពិនិត្យសម្រាប់បរិបទកម្ពុជា/អាស៊ីអាគ្នេយ៍

ភាពលំអៀងនៃទិន្នន័យ (Data Bias)៖

ការសិក្សានេះត្រូវបានធ្វើឡើងនៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍នៃសាកលវិទ្យាល័យ Prince of Songkla ប្រទេសថៃ ដោយធ្វើតេស្តសេនស័រតែជាមួយឧស្ម័នអាម៉ូញាក់ (NH3) សុទ្ធនៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់ (30°C)។ សម្រាប់ប្រទេសកម្ពុជា លក្ខខណ្ឌសីតុណ្ហភាព 30°C គឺស័ក្តិសមខ្លាំងណាស់ ប៉ុន្តែនៅក្នុងបរិស្ថានជាក់ស្តែង (ឧទាហរណ៍ កសិដ្ឋាន ឬរោងចក្រ) អាចមានឧស្ម័នចម្រុះជាច្រើន ដែលទាមទារឲ្យមានការសិក្សាបន្ថែមពីភាពជ្រៀតជ្រែកនៃឧស្ម័នផ្សេងៗ។

លទ្ធភាពនៃការអនុវត្ត (Applicability)៖

បច្ចេកវិទ្យាសេនស័រភ្ជាប់ជាមួយប្រព័ន្ធបញ្ជាស្វ័យប្រវត្តិនេះ គឺពិតជាមានអត្ថប្រយោជន៍ខ្ពស់សម្រាប់ការធានាសុវត្ថិភាព និងការគ្រប់គ្រងបរិស្ថាននៅកម្ពុជា។

សរុបមក ការប្រើប្រាស់សេរ៉ាមិចតម្លៃទាបរួមបញ្ចូលជាមួយប្រព័ន្ធប្រមូលទិន្នន័យតាមកុំព្យូទ័រ អាចជួយកម្ពុជាក្នុងការបង្កើតប្រព័ន្ធសុវត្ថិភាពបរិស្ថានដោយខ្លួនឯងសម្រាប់បម្រើដល់វិស័យឧស្សាហកម្ម និងកសិកម្ម។

៤. ផែនការសកម្មភាពសម្រាប់និស្សិត (Actionable Roadmap)

ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖

  1. ស្វែងយល់ពីបច្ចេកវិទ្យាសេនស័រគីមី: និស្សិតត្រូវសិក្សាពីលក្ខណៈរូបវន្តរបស់សេរ៉ាមិចពាក់កណ្តាលចម្លង (ដូចជា ZnO) និងរបៀបដែលរេស៊ីស្តង់របស់វាប្រែប្រួលនៅពេលស្រូបយកឧស្ម័ន។ អាចចាប់ផ្តើមពីឯកសារមូលដ្ឋានទាក់ទងនឹង Gas-Sensing Materials
  2. ហ្វឹកហាត់ប្រើប្រាស់កម្មវិធី LabVIEW និង DAQ: ដំឡើងកម្មវិធី LabVIEW និងរៀនពីរបៀបតភ្ជាប់ផ្នែករឹង (DAQ Cards ដូចជាស៊េរី NI USB ឬ PCI)។ អនុវត្តការបង្កើត Front Panel និង Block Diagram ដើម្បីទាញយកទិន្នន័យវ៉ុល (Voltage) ជាទម្រង់ឌីជីថល។
  3. រចនាសៀគ្វីតង់ស្យុងចែក (Voltage Divider) និងរ៉ឺឡេបញ្ជា: រៀបចំសៀគ្វីអេឡិចត្រូនិចដើម្បីបំប្លែងបម្រែបម្រួលរេស៊ីស្តង់របស់សេនស័រ ទៅជាបម្រែបម្រួលវ៉ុលដែលអាចអានបានដោយ DAQ។ បន្ទាប់មករៀបចំសៀគ្វីបញ្ជា Solid State Relay ដើម្បីបើក/បិទសំឡេងរោទ៍ប្រកាសអាសន្ន។
  4. កំណត់ចំណុចប្រកាសអាសន្ន (Setpoint Calibration): ធ្វើតេស្តឧបករណ៍នៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍ដោយប្រើកម្រិតឧស្ម័ន NH3 ផ្សេងៗគ្នា ដើម្បីកំណត់រកតម្លៃវ៉ុលកម្រិតស្តង់ដារ (ឧទាហរណ៍ 2.03V ក្នុងឯកសារ) ដែលត្រូវនឹងកម្រិតឧស្ម័នគ្រោះថ្នាក់ មុននឹងសរសេរលក្ខខណ្ឌបញ្ជា (Greater/Less than conditions) ក្នុងកម្មវិធី។
  5. សាកល្បងផ្ទាល់ក្នុងបរិស្ថានជាក់ស្តែងនៅកម្ពុជា: យកឧបករណ៍ដែលបានដំឡើងរួច ទៅដាក់ធ្វើតេស្តនៅកសិដ្ឋានចិញ្ចឹមសត្វ ឬរោងចក្រទឹកកក ដើម្បីត្រួតពិនិត្យដំណើរការរបស់វាក្នុងរយៈពេលយូរ និងវាយតម្លៃពីផលរំខាននៃសីតុណ្ហភាព និងសំណើមប្រែប្រួល។

៥. វាក្យសព្ទបច្ចេកទេស (Technical Glossary)

ពាក្យបច្ចេកទេស ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation) និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition)
LabVIEW (កម្មវិធី LabVIEW) ជាកម្មវិធីកុំព្យូទ័រមួយប្រភេទដែលប្រើប្រាស់គំនូសបំព្រួញ (Block Diagram) ជំនួសឱ្យការសរសេរកូដ ដើម្បីបញ្ជា ប្រមូល និងវិភាគទិន្នន័យពីឧបករណ៍វាស់វែងផ្សេងៗ។ នៅក្នុងការស្រាវជ្រាវនេះ វាត្រូវបានប្រើដើម្បីតាមដានវ៉ុលរបស់សេនស័រ និងបញ្ជាប្រព័ន្ធប្រកាសអាសន្ន។ វាប្រៀបដូចជាការតភ្ជាប់ប្លុកក្មេងលេង (Lego) ដើម្បីបង្កើតជាផ្ទាំងគ្រប់គ្រងម៉ាស៊ីនមួយអញ្ចឹង ដោយមិនចាំបាច់សរសេរអក្សរកូដស្មុគស្មាញឡើយ។
Data Acquisition Card / DAQ Card (កាតប្រមូលទិន្នន័យ) ជាឧបករណ៍រឹង (Hardware) ដែលបំប្លែងសញ្ញាអគ្គិសនី (វ៉ុល) ពីសេនស័រនៅខាងក្រៅ ទៅជាទិន្នន័យឌីជីថលដែលកុំព្យូទ័រអាចយល់ និងកត់ត្រាបាន ព្រមទាំងអាចបញ្ជូនសញ្ញាត្រឡប់ទៅបញ្ជាឧបករណ៍ខាងក្រៅវិញផងដែរ។ វាប្រៀបដូចជាអ្នកបកប្រែភាសា ដែលបកប្រែភាសាអគ្គិសនីរបស់សេនស័រ ទៅជាភាសាកុំព្យូទ័រ ដើម្បីឱ្យកុំព្យូទ័រដឹងពីអ្វីដែលកំពុងកើតឡើង។
n-type semiconductors (អង្គធាតុពាក់កណ្តាលចម្លងប្រភេទ n) ជាប្រភេទសម្ភារៈពាក់កណ្តាលចម្លងអគ្គិសនី (ដូចជា ZnO) ដែលចរន្តអគ្គិសនីភាគច្រើនត្រូវបានដឹកនាំដោយអេឡិចត្រុង (បន្ទុកអវិជ្ជមាន) ហើយរេស៊ីស្តង់របស់វាប្រែប្រួលយ៉ាងងាយស្រួលនៅពេលមានប្រតិកម្មគីមីជាមួយឧស្ម័ននៅបរិយាកាសជុំវិញ។ ដូចជាផ្លូវហាយវ៉េដែលមានរថយន្ត (អេឡិចត្រុង) ជាអ្នកដឹកជញ្ជូនទំនិញ (ចរន្តអគ្គិសនី) យ៉ាងច្រើនកុះករ ដែលចរាចរណ៍នេះអាចរអាក់រអួលពេលមានផ្សែង ឬឧស្ម័នរំខាន។
Gas responsivity (កម្រិតឆ្លើយតបនឹងឧស្ម័ន) ជាសូចនាករគណិតវិទ្យាដែលបង្ហាញពីភាគរយនៃការប្រែប្រួលរេស៊ីស្តង់របស់សេនស័រ នៅពេលវាប៉ះពាល់ជាមួយឧស្ម័នគោលដៅ (ដូចជាអាម៉ូញាក់) បើប្រៀបធៀបទៅនឹងស្ថានភាពធម្មតាដែលគ្មានឧស្ម័ន។ ប្រៀបដូចជារង្វាស់នៃភាពញាប់ញ័ររបស់ទែម៉ូម៉ែត្រ នៅពេលអាកាសធាតុប្រែប្រួល (តើវាលោតលឿនកម្រិតណាពេលជួបឧស្ម័ន)។
Solid state relay (រ៉ឺឡេប្រភេទសូលីត) ជាកុងតាក់អេឡិចត្រូនិកដែលគ្មានផ្នែកធ្វើចលនា ប្រើសម្រាប់បើកឬបិទចរន្តអគ្គិសនីកម្រិតខ្ពស់ (ដូចជាភ្លើង 220V សម្រាប់ស៊ីរ៉ែន) ដោយគ្រាន់តែទទួលសញ្ញាបញ្ជាវ៉ុលទាប (5V) ពីកុំព្យូទ័រ។ ដូចជាកុងតាក់ភ្លើងឆ្លាតវៃដែលអាចបើក/បិទខ្លួនឯងបានយ៉ាងលឿន និងស្ងាត់ស្ងៀម តាមការបញ្ជារបស់តេឡេកុំព្យូទ័រ ដោយមិនមានការកកិត។
Space charge (បន្ទុកលំហ / តំបន់បន្ទុកអគ្គិសនី) ជាការប្រមូលផ្តុំនៃបន្ទុកអគ្គិសនីនៅតំបន់ណាមួយនៃផ្ទៃសេនស័រ ដែលកើតឡើងដោយសារការផ្លាស់ប្តូរអេឡិចត្រុងរវាងផ្ទៃសេរ៉ាមិច និងម៉ូលេគុលអុកស៊ីហ្សែន ឬឧស្ម័ន ដែលធ្វើឱ្យមានការប្រែប្រួលចរន្តអគ្គិសនី។ ដូចជាផ្ទៃម៉ាញេទិចដែលស្រូបទាញកម្ទេចដែកឱ្យមកប្រមូលផ្តុំ និងតោងជាប់គ្នានៅលើផ្ទៃរបស់វា។
Voltage divider (សៀគ្វីចែកវ៉ុល) ជាការតភ្ជាប់រេស៊ីស្តង់ពីរឬច្រើនជាស៊េរី (ក្នុងករណីនេះគឺសេនស័រ និងរេស៊ីស្តង់បន្ទុក) ដើម្បីបំបែកវ៉ុលប្រភពដើម (5V) ឱ្យទៅជាវ៉ុលតូចៗដែលអាចប្រែប្រួលនៅពេលសេនស័រត្រូវឧស្ម័ន ដើម្បីងាយស្រួលឱ្យកាត DAQ អានទិន្នន័យ។ ដូចជាការបំបែកបំពង់ទឹកធំមួយជាបំពង់តូចៗពីរ ដើម្បីងាយស្រួលវាស់បរិមាណទឹកដែលហូរចេញនៅបំពង់មួយ។

៦. ប្រធានបទពាក់ព័ន្ធ (Further Reading)

អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖

ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖