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合肥市唐順電氣有限公司
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燃氣取暖器是室內使用的取暖設備, 工作時需要耗氧,在不通風的情況下超長時間工作會造成室內缺氧,引起人體不適,甚至窒息,危及人身安全,所以必須有缺氧保護設計。缺氧保護裝置的功能是:當系統測得室內空氣含氧量偏低時會自動關閉控制閥,并報警顯示缺氧標示,提醒使用者通風換氣。熱電偶是一種常見的傳感器,廣泛應用于溫度測量中。其原理是:將兩根不同導體的兩端接成閉合回路,由于兩端溫度不等, 因而在回路中產生熱電勢。這種現象在物理學上稱為熱電現象。本文利用熱電偶的熱電現象設計了一種缺氧保護裝置。
一、缺氧保護裝置的工作原理
該項保護的工作原理是:當燃氣供給量和供氧量一定時,火焰燃燒溫度也是一定的,當空氣中含氧量充足時,火焰溫度可達700 ℃左右;當空氣中的含氧量降低時,火焰溫度也降低。根據美國標準,在缺氧狀態火焰的溫度不超過450 ℃, K型熱電偶在相對溫度450 ℃時的熱電勢為1815mV。如果熱電偶測得常明火火焰的溫度不夠, 即可認定為空氣中的含氧量不夠,需要報警并關閉控制閥。本方案的缺氧保護功能是這樣實現的: 采用寬溫型單片機AT89C2051 ,它內部自帶一個模擬比較器, P110 和P111 是該比較器輸入管腳。將1815mV 的電位信號接入P111 管腳, 其中參考端的電壓信號要求穩定,故在VCC處接一穩壓器件。將熱電偶測得的火焰溫度信號經放大處理后接入P110 管腳,然后利用其內部模擬比較器比較這兩個電信號。如果P110 管腳信號低于P111 管腳信號, 則說明室內缺氧, 這時控制閥關閉,并報警顯示。其電路圖如圖1。
二、硬件組成
該裝置主要由單片機、、電(dian)(dian)(dian)(dian)位器(qi)(qi)(qi)(qi)組成(cheng)。單片(pian)(pian)機(ji)采(cai)用(yong)(yong)是(shi)美國ATMEL 公(gong)司(si)推出(chu)的(de)高效單片(pian)(pian)機(ji)AT89C2051 , 它內部(bu)自帶模(mo)擬比(bi)較器(qi)(qi)(qi)(qi), P110 和P111 是(shi)該比(bi)較器(qi)(qi)(qi)(qi)輸入管腳。利用(yong)(yong)此(ci)(ci)模(mo)擬比(bi)較器(qi)(qi)(qi)(qi)可實現(xian)缺氧(yang)保護(hu)功(gong)能(neng)。AT89C2051 的(de)指(zhi)令與INTEL 公(gong)司(si)的(de)MCS - 51 系列單片(pian)(pian)機(ji)完全(quan)兼容(rong), 本身帶有2K字節(jie)閃速可編(bian)程可擦除只讀存儲器(qi)(qi)(qi)(qi), 采(cai)用(yong)(yong)此(ci)(ci)芯片(pian)(pian)可大大簡化電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)的(de)設計, 采(cai)用(yong)(yong)該芯片(pian)(pian)同(tong)時也實現(xian)了取暖(nuan)器(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)其它功(gong)能(neng),在此(ci)(ci)不贅述。熱(re)(re)(re)(re)電(dian)(dian)(dian)(dian)偶(ou)采(cai)用(yong)(yong)K型(xing)熱(re)(re)(re)(re)電(dian)(dian)(dian)(dian)偶(ou),它接收(shou)的(de)熱(re)(re)(re)(re)電(dian)(dian)(dian)(dian)勢(shi)信號(hao)經放大器(qi)(qi)(qi)(qi)放大處理后接入單片(pian)(pian)機(ji), 該熱(re)(re)(re)(re)電(dian)(dian)(dian)(dian)偶(ou)在取暖(nuan)器(qi)(qi)(qi)(qi)中還起(qi)著采(cai)集常明火(huo)溫度信號(hao)的(de)作(zuo)用(yong)(yong)。電(dian)(dian)(dian)(dian)位器(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)位信號(hao)為1815mV,其參考端接一(yi)穩壓源358B - 25。 |
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