Anàlisi de l'ús de termoparells en dispositius de protecció de deficiència d'oxigen

Els escalfadors de gas s’utilitzen habitualment equips de calefacció a l’interior a les llars, que requereixen el consum d’oxigen durant el funcionament. L’operació a llarg termini sense ventilació pot causar deficiència d’oxigen a l’interior, provocant molèsties i fins i tot asfixia, posant en perill la seguretat personal. Per tant, és necessari el disseny de protecció de deficiència d’oxigen. La funció del dispositiu de protecció de l’hipòxia és tancar immediatament la vàlvula de control i mostrar una alarma que indica una hipòxia quan el dispositiu detecta un baix contingut d’oxigen a l’aire interior, recordant a l’usuari que es ventili i intercanviï l’aire. És un sensor de temperatura molt comú àmpliament utilitzat per mesurar la temperatura en la vida diària. El seu principi és connectar els dos extrems de dos conductors diferents en un circuit tancat i, a causa de la temperatura desigual als dos extrems, es genera un potencial termoelèctric al circuit. Aquest fenomen s’anomena fenomen termoelèctric en física. Aquest article utilitza principalment el fenomen termoelèctric per dissenyar un dispositiu de protecció de deficiència d’oxigen.

1, Principi de funcionament del dispositiu de protecció de la hipòxia

El principi de funcionament d’aquesta protecció és que quan el subministrament de gas i el subministrament d’oxigen són constants, la temperatura de combustió de la flama també és constant. Quan el contingut d’oxigen a l’aire és suficient, la temperatura de la flama pot arribar al voltant dels 700 graus; Quan el contingut d’oxigen a l’aire disminueix, la temperatura de la flama també disminueix. Segons els estàndards nord -americans, la temperatura d’una flama en un estat deficient d’oxigen no hauria de superar els 450 graus, i el potencial termoelèctric a una temperatura relativa de 450 graus és de 1815mV. Si la temperatura de la flama constant mesurada per la termopar no és suficient, es pot determinar que el contingut d’oxigen a l’aire és insuficient i cal desencadenar una alarma i cal tancar la vàlvula de control. La funció de protecció de la hipòxia d’aquest esquema s’implementa de la manera següent: s’utilitza un microcontrolador de temperatura àmplia AT89C2051, que inclou un comparador analògic al seu interior. P110 i P111 són els pins d’entrada del comparador. Connecteu el senyal potencial de 1815mV al pin P111, on el senyal de tensió del terminal de referència ha de ser estable, de manera que connecteu un regulador de tensió a VCC. El senyal de temperatura de la flama mesurat per la termopar s’amplifica i es connecta al pin P110, i després es compara amb els dos senyals elèctrics mitjançant el seu comparador analògic intern. Si el senyal del pin P110 és inferior al del pin P111, indica que hi ha una deficiència d’oxigen a la sala. En aquest moment, es tanca la vàlvula de control i es mostra una alarma.

2, composició de maquinari

El dispositiu consisteix principalment en un microcontrolador, termopar i un potenciòmetre. El microcontrolador utilitzat és el microcontrolador d’alta eficiència AT89C2051 llançat per l’empresa nord-americana Atmel. Inclou un comparador analògic a l'interior, i P110 i P111 són els pins d'entrada del comparador. Aquest comparador analògic es pot utilitzar per aconseguir la funció de protecció contra la hipòxia. Les instruccions de AT89C2051 són completament compatibles amb els microcontroladors de la sèrie MCS {{7 {7}} i inclou una memòria de lectura de només lectura esborrable programable per a flaix de 2K. Utilitzant aquest xip pot simplificar molt el disseny del circuit i també s’adona d’altres funcions del calefactor, que no s’elaboraran aquí. El termopar adopta un termopar de tipus K i el senyal potencial termoelèctric que rep és amplificat i processat per un amplificador abans de connectar-se a un microcontrolador. Aquest termopar també té un paper en la recollida de senyals de temperatura constant del foc al calefactor. El senyal potencial del potenciòmetre és de 1815mV i el seu terminal de referència està connectat a un regulador de tensió 358b -25.