Analýza použití termočlánků v zařízeních ochrany před nedostatkem kyslíku

Ohřívače plynu se běžně používají vnitřní vytápěcí zařízení v domácnostech, které během provozu vyžadují spotřebu kyslíku. Dlouhodobý provoz bez ventilace může způsobit nedostatek kyslíku vnitřního kyslíku, což vede k nepohodlí a dokonce i zadušení, což ohrožuje osobní bezpečnost. Proto je nutný návrh ochrany nedostatku kyslíku. Funkcí ochranného zařízení hypoxie je okamžitě uzavřít řídicí ventil a zobrazit alarm označující hypoxii, když zařízení detekuje nízký obsah kyslíku v vnitřním vzduchu, což uživateli připomíná ventilaci a výměnu vzduchu. Jedná se o velmi běžný teplotní senzor široce používaný při měření teploty v každodenním životě. Jeho principem je připojit dva konce dvou různých vodičů do uzavřeného obvodu a vzhledem k nerovné teplotě na obou koncích je v obvodu generován termoelektrický potenciál. Tento jev se nazývá termoelektrický jev ve fyzice. Tento článek využívá hlavně termoelektrický jev k navrhování zařízení na ochranu proti nedostatku kyslíku.

1, pracovní princip zařízení pro ochranu hypoxie

Pracovní princip této ochrany je to, že když jsou přívod plynu a přívod kyslíku konstantní, teplota spalování plamene je také konstantní. Když je obsah kyslíku ve vzduchu dostatečný, teplota plamene může dosáhnout přibližně 700 stupňů; Když se obsah kyslíku ve vzduchu snižuje, teplota plamene se také snižuje. Podle amerických standardů by teplota plamene ve stavu s nedostatkem kyslíku neměla překročit 450 stupňů a termoelektrický potenciál při relativní teplotě 450 stupňů je 1815 mV. Pokud teplota konstantního plamene měřeného termočlánkem nestačí, lze zjistit, že obsah kyslíku ve vzduchu je nedostatečný a je třeba spustit alarm a kontrolní ventil musí být uzavřen. Funkce ochrany hypoxie tohoto schématu je implementována následovně: Používá se široký teplotní mikrokontrolér AT89C2051, který přichází s analogovým komparátorem uvnitř. P110 a P111 jsou vstupní kolíky komparátoru. Připojte potenciální signál 1815 mV k pin p111, kde signál napětí na referenčním terminálu musí být stabilní, takže připojte regulátor napětí na VCC. Signál teploty plamene měřeným termočlánkem je amplifikován a připojen k pin P110 a poté porovnán se dvěma elektrickými signály pomocí svého vnitřního analogového komparátoru. Pokud je signál pin P110 nižší než signál pin P111, ukazuje to, že v místnosti je nedostatek kyslíku. V této době se zavře kontrolní ventil a zobrazí se alarm.

2, Hardwarová složení

Zařízení se skládá hlavně z mikrokontroléru, termočlánku a potenciometru. Použitý mikrokontrolér je vysoce účinný mikrokontrolér AT89C2051, který zahájil americkou společnost Atmel. Je dodáván s analogovým komparátorem uvnitř a P110 a P111 jsou vstupní kolíky komparátoru. Tento analogový komparátor lze použít k dosažení funkce ochrany hypoxie. Pokyny AT89C2051 jsou plně kompatibilní s mikrokontroléry řady MCS -51 a přichází s programovatelnou vymazatelnou pamětí pouze pro čtení 2K bajtu. Použití tohoto čipu může výrazně zjednodušit návrh obvodu a také realizuje další funkce topení, které zde nebudou zpracovávány. Thermočmán přijímá termočlánek typu K a termoelektrický potenciál, který přijímá, je zesílen a zpracován zesilovačem před připojením k mikrokontroléru. Tento termočlánek také hraje roli při sběru signálů konstantního ohně v ohřívači. Potenciální signál potenciometru je 1815 mv a jeho referenční terminál je připojen k regulátoru napětí 358b -25.