Analyse van het gebruik van thermokoppels in apparaten voor bescherming van zuurstoftekorten

Gasverwarmers worden vaak gebruikt binnenverwarmingsapparatuur in huishoudens, waarvoor zuurstofverbruik tijdens de werking nodig is. Langdurige werking zonder ventilatie kan binnen zuurstofgebrek veroorzaken, wat leidt tot ongemak en zelfs verstikking, waardoor persoonlijke veiligheid in gevaar is. Daarom is het ontwerp van zuurstoftekortbescherming noodzakelijk. De functie van het hypoxiebeschermingsapparaat is om de regelklep onmiddellijk te sluiten en een alarm weer te geven dat hypoxie aangeeft wanneer het apparaat een laag zuurstofgehalte in de binnenlucht detecteert, waardoor de gebruiker wordt herinnerd om lucht te ventileren en uit te wisselen. Het is een veel voorkomende temperatuursensor die veel wordt gebruikt bij het meten van de temperatuur in het dagelijkse leven. Het principe is om de twee uiteinden van twee verschillende geleiders in een gesloten circuit te verbinden, en vanwege de ongelijke temperatuur aan beide uiteinden wordt een thermo -elektrisch potentieel gegenereerd in het circuit. Dit fenomeen wordt thermo -elektrisch fenomeen in de natuurkunde genoemd. Dit artikel maakt voornamelijk gebruik van het thermo -elektrische fenomeen om een ​​zuurstoftekortbeschermingsapparaat te ontwerpen.

1, Werkprincipe van hypoxie -beschermingsapparaat

Het werkingsprincipe van deze bescherming is dat wanneer de gasvoorziening en de zuurstoftoevoer constant zijn, de vlamverbrandtemperatuur ook constant is. Wanneer het zuurstofgehalte in de lucht voldoende is, kan de vlamtemperatuur ongeveer 700 graden bereiken; Wanneer het zuurstofgehalte in de lucht afneemt, daalt de vlamtemperatuur ook. Volgens Amerikaanse normen mag de temperatuur van een vlam in een zuurstofgebrek niet meer dan 450 graden overschrijden, en het thermo -elektrische potentieel bij een relatieve temperatuur van 450 graden is 1815 mV. Als de temperatuur van de constante vlam gemeten door het thermokoppel niet voldoende is, kan worden vastgesteld dat het zuurstofgehalte in de lucht onvoldoende is en een alarm moet worden geactiveerd en de regelklep moet worden gesloten. De hypoxiebeschermingsfunctie van dit schema wordt als volgt geïmplementeerd: een brede temperatuurmicrocontroller AT89C2051 wordt gebruikt, die wordt geleverd met een analoge comparator binnenin. P110 en P111 zijn de invoerpennen van de comparator. Sluit het potentiële signaal van 1815 mV aan om P111 te pineren, waarbij het spanningssignaal bij de referentieterminal stabiel moet zijn, dus verbind een spanningsregelaar bij VCC. Het vlamtemperatuursignaal gemeten door het thermokoppel wordt versterkt en verbonden met pin p110, en vervolgens vergeleken met de twee elektrische signalen met behulp van de interne analoge comparator. Als het signaal van Pin P110 lager is dan dat van Pin P111, geeft dit aan dat er een zuurstofgebrek in de kamer is. Op dit moment sluit de regelklep en wordt een alarm weergegeven.

2, hardware -compositie

Het apparaat bestaat voornamelijk uit een microcontroller, thermokoppel en potentiometer. De gebruikte microcontroller is de zeer efficiënte AT89C2051 microcontroller gelanceerd door het Amerikaanse bedrijf Atmel. Het wordt geleverd met een analoge comparator binnen en P110 en P111 zijn de invoerpennen van de comparator. Deze analoge comparator kan worden gebruikt om hypoxiebeschermingsfunctie te bereiken. De instructies van AT89C2051 zijn volledig compatibel met Intel's MCS -51 serie microcontrollers, en het wordt geleverd met een 2K byte-flash programmeerbaar uitwisbaar alleen-lezen geheugen. Het gebruik van deze chip kan het circuitontwerp aanzienlijk vereenvoudigen en het realiseert ook andere functies van de verwarming, die hier niet zullen worden uitgewerkt. Het thermokoppel hanteert een K-type thermokoppel en het thermo-elektrische potentiaalsignaal dat het ontvangt, wordt versterkt en verwerkt door een versterker voordat het wordt aangesloten op een microcontroller. Dit thermokoppel speelt ook een rol bij het verzamelen van constante brandtemperatuursignalen in de verwarming. Het potentiële signaal van de potentiometer is 1815mV en de referentieterminal is verbonden met een spanningsregelaar 358b -25.