Ανάλυση της χρήσης θερμοστοιχείων σε συσκευές προστασίας ανεπάρκειας οξυγόνου

Οι θερμαντήρες αερίου χρησιμοποιούνται συνήθως εξοπλισμό θέρμανσης εσωτερικού χώρου σε νοικοκυριά, οι οποίοι απαιτούν κατανάλωση οξυγόνου κατά τη διάρκεια της λειτουργίας. Η μακροπρόθεσμη λειτουργία χωρίς εξαερισμό μπορεί να προκαλέσει ανεπάρκεια οξυγόνου εσωτερικού χώρου, οδηγώντας σε δυσφορία και ακόμη και ασφυξία, θέτοντας σε κίνδυνο την προσωπική ασφάλεια. Ως εκ τούτου, είναι απαραίτητος ο σχεδιασμός προστασίας ανεπάρκειας οξυγόνου. Η συνάρτηση της συσκευής προστασίας υποξίας είναι να κλείσει αμέσως τη βαλβίδα ελέγχου και να εμφανίζει έναν συναγερμό που υποδεικνύει υποξία όταν η συσκευή ανιχνεύει χαμηλή περιεκτικότητα σε οξυγόνο στον εσωτερικό αέρα, υπενθυμίζοντας στον χρήστη να εξαερίζει και να ανταλλάσσει αέρα. Είναι ένας πολύ κοινός αισθητήρας θερμοκρασίας που χρησιμοποιείται ευρέως στη θερμοκρασία μέτρησης στην καθημερινή ζωή. Η αρχή του είναι να συνδέσει τα δύο άκρα των δύο διαφορετικών αγωγών σε ένα κλειστό κύκλωμα και λόγω της άνισης θερμοκρασίας και στα δύο άκρα, δημιουργείται ένα θερμοηλεκτρικό δυναμικό στο κύκλωμα. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται θερμοηλεκτρικό φαινόμενο στη φυσική. Αυτό το άρθρο χρησιμοποιεί κυρίως το θερμοηλεκτρικό φαινόμενο για να σχεδιάσει μια συσκευή προστασίας ανεπάρκειας οξυγόνου.

1, Αρχή λειτουργίας της συσκευής προστασίας υποξίας

Η αρχή λειτουργίας αυτής της προστασίας είναι ότι όταν η παροχή αερίου και η παροχή οξυγόνου είναι σταθερή, η θερμοκρασία καύσης φλόγας είναι επίσης σταθερή. Όταν η περιεκτικότητα σε οξυγόνο στον αέρα είναι επαρκής, η θερμοκρασία της φλόγας μπορεί να φτάσει περίπου 700 βαθμούς. Όταν μειώνεται η περιεκτικότητα σε οξυγόνο στον αέρα, η θερμοκρασία της φλόγας μειώνεται επίσης. Σύμφωνα με τα αμερικανικά πρότυπα, η θερμοκρασία μιας φλόγας σε κατάσταση με έλλειψη οξυγόνου δεν πρέπει να υπερβαίνει τους 450 βαθμούς και το θερμοηλεκτρικό δυναμικό σε σχετική θερμοκρασία 450 βαθμών είναι 1815MV. Εάν η θερμοκρασία της σταθερής φλόγας που μετράται από το θερμοστοιχείο δεν είναι αρκετή, μπορεί να προσδιοριστεί ότι το περιεχόμενο οξυγόνου στον αέρα είναι ανεπαρκής και πρέπει να ενεργοποιηθεί ένας συναγερμός και η βαλβίδα ελέγχου πρέπει να κλείσει. Η συνάρτηση προστασίας της υποξίας αυτού του σχήματος υλοποιείται ως εξής: Χρησιμοποιείται ένας μικροελεγκτής ευρείας θερμοκρασίας AT89C2051, η οποία συνοδεύεται από έναν αναλογικό συγκριτή μέσα. Τα P110 και P111 είναι οι ακροδέκτες εισόδου του συγκριτή. Συνδέστε το σήμα δυναμικού 1815MV στον ακροδέκτη P111, όπου το σήμα τάσης στο ακροδέκτη αναφοράς πρέπει να είναι σταθερό, οπότε συνδέστε έναν ρυθμιστή τάσης στο VCC. Το σήμα θερμοκρασίας φλόγας που μετρήθηκε με το θερμοστοιχείο ενισχύεται και συνδέεται με τον ακροδέκτη P110 και στη συνέχεια συγκρίνεται με τα δύο ηλεκτρικά σήματα χρησιμοποιώντας τον εσωτερικό αναλογικό συγκριτή. Εάν το σήμα του PIN P110 είναι χαμηλότερο από αυτό του PIN P111, υποδεικνύει ότι υπάρχει ανεπάρκεια οξυγόνου στο δωμάτιο. Αυτή τη στιγμή, η βαλβίδα ελέγχου κλείνει και εμφανίζεται ένας συναγερμός.

2, σύνθεση υλικού

Η συσκευή αποτελείται κυρίως από μικροελεγκτή, θερμοστοιχείο και ποτενσιόμετρο. Ο μικροελεγκτής που χρησιμοποιείται είναι ο μικροελεγκτής υψηλής απόδοσης AT89C2051 που ξεκίνησε από την αμερικανική εταιρεία Atmel. Έρχεται με ένα αναλογικό συγκριτή μέσα, και τα p110 και p111 είναι οι ακροδέκτες εισόδου του συγκριτή. Αυτός ο αναλογικός συγκριτής μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την επίτευξη λειτουργίας προστασίας υποξίας. Οι οδηγίες του AT89C2051 είναι πλήρως συμβατές με τους MCS της Intel -51 series microcontrollers και συνοδεύεται από μια προγραμματιζόμενη διαγραμμένη μνήμη μόνο για ανάγνωση. Η χρήση αυτού του τσιπ μπορεί να απλοποιήσει σημαντικά το σχεδιασμό του κυκλώματος και συνειδητοποιεί επίσης άλλες λειτουργίες του θερμαντήρα, οι οποίες δεν θα επεξεργαστούν εδώ. Το θερμοστοιχείο υιοθετεί ένα θερμοστοιχείο τύπου Κ και το σήμα θερμοηλεκτρικού δυναμικού που λαμβάνει ενισχύεται και υποβάλλεται σε επεξεργασία με ενισχυτή πριν συνδεθεί με έναν μικροελεγκτή. Αυτό το θερμοστοιχείο παίζει επίσης ρόλο στη συλλογή σταθερών σημάτων θερμοκρασίας πυρκαγιάς στον θερμαντήρα. Το δυνητικό σήμα του ποτενσιόμετρου είναι 1815MV και ο ακροδέκτης αναφοράς συνδέεται με ρυθμιστή τάσης 358B -25.