Analiza utilizării termocuplelor în dispozitivele de protecție a deficienței de oxigen

Încălzitoarele cu gaz sunt utilizate în mod obișnuit echipamente de încălzire interioară în gospodării, care necesită consum de oxigen în timpul funcționării. Funcționarea pe termen lung fără ventilație poate provoca deficiență de oxigen interior, ceea ce duce la disconfort și chiar sufocare, punând în pericol siguranța personală. Prin urmare, este necesară proiectarea protecției deficienței de oxigen. Funcția dispozitivului de protecție a hipoxiei este de a închide imediat supapa de control și de a afișa o alarmă care indică hipoxie atunci când dispozitivul detectează un conținut scăzut de oxigen în aerul interior, amintind utilizatorului să se ventileze și să facă schimb de aer. Este un senzor de temperatură foarte frecvent utilizat pe scară largă în măsurarea temperaturii în viața de zi cu zi. Principiul său este de a conecta cele două capete ale doi conductori diferiți într -un circuit închis și, datorită temperaturii inegale la ambele capete, un potențial termoelectric este generat în circuit. Acest fenomen se numește fenomen termoelectric în fizică. Acest articol utilizează în principal fenomenul termoelectric pentru a proiecta un dispozitiv de protecție a deficienței de oxigen.

1, Principiul de lucru al dispozitivului de protecție a hipoxiei

Principiul de lucru al acestei protecții este că atunci când alimentarea cu gaz și alimentarea cu oxigen sunt constante, temperatura de ardere a flăcării este, de asemenea, constantă. Când conținutul de oxigen în aer este suficient, temperatura flăcării poate atinge aproximativ 700 de grade; Când conținutul de oxigen în aer scade, temperatura flăcării scade și ea. Conform standardelor americane, temperatura unei flăcări într -o stare deficientă de oxigen nu trebuie să depășească 450 de grade, iar potențialul termoelectric la o temperatură relativă de 450 de grade este de 1815mV. Dacă temperatura flăcării constante măsurate de termocuple nu este suficientă, se poate stabili că conținutul de oxigen din aer este insuficient și trebuie declanșată o alarmă și supapa de control trebuie să fie închisă. Funcția de protecție a hipoxiei a acestei scheme este implementată după cum urmează: se folosește un microcontroller la temperatură largă AT89C2051, care vine cu un comparator analogic în interior. P110 și P111 sunt pinii de intrare ale comparatorului. Conectați semnalul potențial de 1815MV la PIN P111, unde semnalul de tensiune la terminalul de referință trebuie să fie stabil, astfel încât să conectați un regulator de tensiune la VCC. Semnalul de temperatură a flăcării măsurat de termocuple este amplificat și conectat la PIN P110, apoi comparat cu cele două semnale electrice folosind comparatorul său analogic intern. Dacă semnalul pinului p110 este mai mic decât cel al pinului p111, acesta indică faptul că există deficiență de oxigen în cameră. În acest moment, supapa de control se închide și este afișată o alarmă.

2, compoziție hardware

Dispozitivul constă în principal dintr -un microcontroler, termocuple și potențiometru. Microcontrolerul utilizat este microcontrolerul de înaltă eficiență AT89C2051 lansat de compania americană Amel. Este livrat cu un comparator analogic în interior, iar p110 și p111 sunt pinii de intrare ale comparatorului. Acest comparator analogic poate fi utilizat pentru a realiza funcția de protecție a hipoxiei. Instrucțiunile AT89C2051 sunt complet compatibile cu microcontrolerele din seria Intel MCS -51 și vine cu o memorie programabilă de citire exclusivă de 2K byte. Utilizarea acestui cip poate simplifica foarte mult designul circuitului și realizează și alte funcții ale încălzitorului, care nu vor fi elaborate aici. Termocuplul adoptă un termocuple de tip K, iar semnalul potențial termoelectric pe care îl primește este amplificat și prelucrat de un amplificator înainte de a fi conectat la un microcontroler. Acest termocuple joacă, de asemenea, un rol în colectarea semnalelor constante de temperatură a focului în încălzitor. Semnalul potențial al potențiometrului este de 1815mV, iar terminalul său de referință este conectat la un regulator de tensiune 358b -25.