Analiza uporabe termoelementov v napravah za zaščito pomanjkanja kisika

Ogrevalni grelniki se v gospodinjstvih običajno uporabljajo v zaprtih prostorih, ki med delovanjem potrebujejo porabo kisika. Dolgoročno delovanje brez prezračevanja lahko povzroči pomanjkanje kisika v zaprtih prostorih, kar vodi do nelagodja in celo zadušitve, ogroža osebno varnost. Zato je potrebna zasnova zaščite za pomanjkanje kisika. Funkcija zaščitne naprave za hipoksijo je, da takoj zaprete krmilni ventil in prikažete alarm, ki označuje hipoksijo, ko naprava zazna nizko vsebnost kisika v zaprtem zraku, kar uporabnika opomni, da se prezrači in izmenjuje zrak. Je zelo pogost temperaturni senzor, ki se pogosto uporablja pri merjenju temperature v vsakdanjem življenju. Njeno načelo je povezati dva konca dveh različnih vodnikov v zaprto vezje in zaradi neenakomerne temperature na obeh koncih nastane termoelektrični potencial v vezju. Ta pojav se imenuje termoelektrični pojav v fiziki. Ta članek v glavnem uporablja termoelektrični pojav za oblikovanje naprave za zaščito s pomanjkanjem kisika.

1, delovno načelo naprave za zaščito hipoksije

Delovno načelo te zaščite je, da je temperatura zgorevanja plamena, ko sta dovod plina in dovod kisika, tudi konstantna. Kadar je vsebnost kisika v zraku zadostna, lahko temperatura plamena doseže približno 700 stopinj; Ko se vsebnost kisika v zraku zmanjša, se tudi temperatura plamena zniža. Po ameriških standardih temperatura plamena v stanju s pomanjkanjem kisika ne sme presegati 450 stopinj, termoelektrični potencial pri relativni temperaturi 450 stopinj pa je 1815mV. Če temperatura konstantnega plamena, izmerjena s termoelementom, ni dovolj, je mogoče ugotoviti, da je vsebnost kisika v zraku nezadostna, in sprožiti alarm in je treba zaprti krmilni ventil. Funkcija zaščite hipoksije te sheme se izvaja na naslednji način: Uporablja se širok temperaturni mikrokontroler AT89C2051, ki je v notranjosti z analognim primerjalnikom. P110 in P111 sta vhodna zatiča primerjalnika. Priključite potencialni signal 1815MV na Pin P111, kjer je napetostni signal na referenčnem terminalu stabilen, zato priključite regulator napetosti na VCC. Signal temperature plamena, izmerjen s termoelementom, se ojača in priključi na PIN P110, nato pa primerja z dvema električnimi signali z uporabo njegovega notranjega analognega primerjalnika. Če je signal PIN P110 nižji od signala PIN P111, to kaže, da je v sobi pomanjkanje kisika. Trenutno se krmilni ventil zapre in prikaže se alarm.

2, Strojna sestava

Naprava je sestavljena predvsem iz mikrokontrolerja, termoelementa in potenciometra. Uporabljeni mikrokontroler je visoko učinkovit mikrokontroler AT89C2051, ki ga je začelo ameriško podjetje Atmel. Na voljo je z analognim primerjalnikom v notranjosti, P110 in P111 pa sta vhodni zatiči primerjalnika. Ta analogni primerjalnik lahko uporabimo za doseganje funkcije zaščite hipoksije. Navodila AT89C2051 so popolnoma združljiva z Intelovimi MCS -51 serijami mikrokontrolerjev, na voljo pa je z 2K bajtnim flash programirljivim pomnilnikom, ki ga je mogoče izbrisati. Uporaba tega čipa lahko močno poenostavi zasnovo vezja in uresničuje tudi druge funkcije grelnika, ki tukaj ne bodo podrobneje. Termoelement sprejme termoelemen tipa K, signal termoelektričnega potenciala, ki ga prejme, pa ojača in obdeluje ojačevalnik, preden je povezan z mikrokontrolerjem. Ta termoelement igra tudi vlogo pri zbiranju stalnih signalov temperature požara v grelniku. Potencialni signal potenciometra je 1815mV, njegov referenčni terminal pa je priključen na napetostni regulator 358B -25.