Анализ на използването на термодвойки в устройства за защита на дефицита на кислород

Газовите нагреватели обикновено се използват на закрито отоплително оборудване в домакинствата, които изискват консумация на кислород по време на работа. Дългосрочната работа без вентилация може да причини дефицит на кислород на закрито, което води до дискомфорт и дори задушаване, застрашаване на личната безопасност. Следователно е необходим дизайн на защитата на дефицит на кислород. Функцията на устройството за защита на хипоксия е незабавно да затвори контролния клапан и да покаже аларма, показваща хипоксия, когато устройството открие ниско съдържание на кислород в въздуха на закрито, напомняйки на потребителя да проветрява и обменя въздух. Той е много често срещан сензор за температура, широко използван за измерване на температурата в ежедневието. Принципът му е да свърже двата края на два различни проводници в затворена верига и поради неравномерната температура в двата края, във веригата се генерира термоелектрически потенциал. Това явление се нарича термоелектрично явление във физиката. Тази статия използва главно термоелектричното явление за проектиране на устройство за защита на дефицит на кислород.

1, принцип на работа на устройството за защита на хипоксия

Принципът на работа на тази защита е, че когато подаването на газ и захранването на кислород са постоянни, температурата на изгаряне на пламъка също е постоянна. Когато съдържанието на кислород във въздуха е достатъчно, температурата на пламъка може да достигне около 700 градуса; Когато съдържанието на кислород във въздуха намалява, температурата на пламъка също намалява. Според американските стандарти, температурата на пламък в състояние с дефицит на кислород не трябва да надвишава 450 градуса, а термоелектрическият потенциал при относителна температура от 450 градуса е 1815MV. Ако температурата на постоянния пламък, измерена с термодвойката, не е достатъчна, може да се определи, че съдържанието на кислород във въздуха е недостатъчно и трябва да се задейства аларма и контролния клапан трябва да бъде затворен. Функцията за защита на хипоксия на тази схема се реализира по следния начин: се използва широк температурен микроконтролер AT89C2051, който се предлага с аналогов сравнител вътре. P110 и P111 са входните щифтове на сравнителния. Свържете потенциалния сигнал от 1815MV към Pin P111, където сигналът на напрежението на референтния терминал трябва да бъде стабилен, така че свържете регулатор на напрежението при VCC. Температурният сигнал на пламъка, измерен с термодвойката, се усилва и свързва към PIN P110 и след това се сравнява с двата електрически сигнала, използвайки неговия вътрешен аналогов сравнител. Ако сигналът на PIN P110 е по -нисък от този на PIN P111, това показва, че в стаята има дефицит на кислород. По това време контролният клапан се затваря и се показва аларма.

2, хардуерна композиция

Устройството се състои главно от микроконтролер, термодвойка и потенциометър. Използваният микроконтролер е високоефективният AT89C2051 Microcontroller, стартиран от американската компания Atmel. Той се предлага с аналогов сравнител вътре, а P110 и P111 са входните щифтове на сравнителя. Този аналогов сравнител може да се използва за постигане на функция за защита на хипоксия. Инструкциите на AT89C2051 са напълно съвместими с микроконтролерите на Intel MCS -51 и се предлагат с 2K байтов флаш програмируема памет само за четене. Използването на този чип може значително да опрости дизайна на веригата, а също така реализира и други функции на нагревателя, които няма да бъдат разработени тук. Термодвойката приема термодвойка от тип K, а термоелектрическият потенциален сигнал, който получава, се усилва и обработва от усилвател, преди да бъде свързан към микроконтролер. Тази термодвойка също играе роля за събиране на постоянни сигнали за температура на пожар в нагревателя. Потенциалният сигнал на потенциометъра е 1815MV, а референтният му терминал е свързан към регулатор на напрежението 358b -25.