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合肥市唐(tang)順(shun)電(dian)氣有限公(gong)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)位器組成(cheng)。單(dan)片機(ji)(ji)采用(yong)(yong)(yong)是美國ATMEL 公司推出的(de)(de)(de)高效單(dan)片機(ji)(ji)AT89C2051 , 它(ta)內部自(zi)帶模(mo)擬(ni)比較器, P110 和P111 是該(gai)比較器輸入(ru)管(guan)腳。利用(yong)(yong)(yong)此(ci)(ci)(ci)模(mo)擬(ni)比較器可實現缺氧保護功(gong)能。AT89C2051 的(de)(de)(de)指令與INTEL 公司的(de)(de)(de)MCS - 51 系(xi)列單(dan)片機(ji)(ji)完(wan)全兼(jian)容, 本身帶有(you)2K字節(jie)閃速(su)可編程可擦除只(zhi)讀(du)存儲器, 采用(yong)(yong)(yong)此(ci)(ci)(ci)芯(xin)片可大(da)大(da)簡化電(dian)(dian)路的(de)(de)(de)設(she)計, 采用(yong)(yong)(yong)該(gai)芯(xin)片同(tong)時(shi)也實現了(le)取(qu)暖(nuan)器的(de)(de)(de)其它(ta)功(gong)能,在此(ci)(ci)(ci)不贅述。熱電(dian)(dian)偶(ou)采用(yong)(yong)(yong)K型熱電(dian)(dian)偶(ou),它(ta)接收的(de)(de)(de)熱電(dian)(dian)勢信號經(jing)放大(da)器放大(da)處理后接入(ru)單(dan)片機(ji)(ji), 該(gai)熱電(dian)(dian)偶(ou)在取(qu)暖(nuan)器中還(huan)起著(zhu)采集(ji)常明火溫度信號的(de)(de)(de)作用(yong)(yong)(yong)。電(dian)(dian)位器的(de)(de)(de)電(dian)(dian)位信號為(wei)1815mV,其參考端接一穩壓(ya)源(yuan)358B - 25。 |
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