Termoelementų naudojimo apsaugos nuo deguonies trūkumo prietaisų analizė

Dujų šildytuvai dažniausiai naudojami vidaus šildymo įrangoje namų ūkiuose, kuriems eksploatavimo metu reikia suvartoti deguonį. Ilgalaikė operacija be ventiliacijos gali sukelti deguonies trūkumą patalpose, todėl gali kilti diskomfortas ir net uždusimas, kenkiantis asmeniniam saugumui. Todėl būtina apsaugoti deguonį. Hipoksijos apsaugos įtaiso funkcija yra nedelsiant uždaryti valdymo vožtuvą ir parodyti aliarmą, rodantį hipoksiją, kai prietaisas nustato mažą deguonies kiekį vidaus ore, primindamas vartotojui vėdinti ir keistis oru. Tai labai dažnas temperatūros jutiklis, plačiai naudojamas matuojant temperatūrą kasdieniame gyvenime. Jo principas yra sujungti du dviejų skirtingų laidininkų galus į uždarą grandinę, o dėl nelygios temperatūros abiejuose galuose grandinėje generuojamas termoelektrinis potencialas. Šis reiškinys fizikoje vadinamas termoelektriniu reiškiniu. Šiame straipsnyje daugiausia naudojamas termoelektrinis reiškinys, kad būtų sukurtas apsaugos nuo deguonies trūkumo įtaisas.

1, Hipoksijos apsaugos įtaiso darbo principas

Šios apsaugos veikimo principas yra tas, kad kai dujų tiekimas ir deguonies tiekimas yra pastovus, liepsnos degimo temperatūra taip pat yra pastovi. Kai pakanka deguonies kiekio ore, liepsnos temperatūra gali siekti apie 700 laipsnių; Mažėjant deguonies kiekiui ore, liepsnos temperatūra taip pat mažėja. Remiantis Amerikos standartais, deguonies trūkumo liepsnos temperatūra neturėtų viršyti 450 laipsnių, o termoelektrinis potencialas, esant 450 laipsnių santykinei temperatūrai, yra 1815 mv. Jei nepakanka nuolatinės liepsnos, išmatuotos termoelemento, temperatūros, galima nustatyti, kad ore esančio deguonies kiekio nepakanka, todėl reikia suaktyvinti aliarmą, o valdymo vožtuvą reikia uždaryti. Šios schemos hipoksijos apsaugos funkcija įgyvendinama taip: naudojama plataus temperatūros mikrovaldiklis AT89C2051, kuris yra su analoginiu palyginamuoju viduje. P110 ir P111 yra palyginamojo įvesties kaiščiai. Prijunkite 1815MV potencialo signalą prie P111 PIN P111, kur įtampos signalas atskaitos terminale turi būti stabilus, todėl prijunkite VCC įtampos reguliatorių. Liepsnos temperatūros signalas, išmatuotas termoelementu, sustiprinamas ir prijungtas prie P110 PIN, ir tada palygintas su dviem elektriniais signalais, naudojant jo vidinį analoginį palyginimą. Jei P110 PIN signalas yra mažesnis nei P111 PING, tai rodo, kad kambaryje yra deguonies trūkumas. Šiuo metu uždaromas valdymo vožtuvas ir rodomas aliarmas.

2, aparatinės įrangos sudėtis

Įrenginį daugiausia sudaro mikrovaldiklis, termoelementas ir potenciometras. Naudojamas mikrovaldiklis yra didelio efektyvumo AT89C2051 mikrovaldiklis, kurį paleido Amerikos kompanija „Atmel“. Jis tiekiamas su analoginiu lygintuku viduje, o P110 ir P111 yra palyginamojo įvesties kaiščiai. Šis analoginis lygintuvas gali būti naudojamas siekiant apsaugos hipoksijos funkcijai. „AT89C2051“ instrukcijos yra visiškai suderinamos su „Intel“ MCS -51 serijos mikrovaldikliais, ir jame yra 2K baitų „Flash“ programuojama ištrynimo tik skaitymo atmintis. Naudojant šią lustą, galite labai supaprastinti grandinės dizainą, be to, jis realizuoja ir kitas šildytuvo funkcijas, kurios čia nebus detalizuotos. Termoelementas priima K tipo termoelementą, o jo gautas termoelektrinis signalas sustiprinamas ir apdorojamas stiprintuvu prieš prijungtą prie mikrokontrolerio. Šis termoelementas taip pat vaidina vaidmenį renkant nuolatinius ugnies temperatūros signalus šildytuve. Potencialus potenciometro signalas yra 1815mV, o jo etaloninis terminalas yra prijungtas prie įtampos reguliatoriaus 358b -25.