Analiza uporabe termoparova u uređajima za zaštitu od nedostatka kisika

Grijači plina obično se koriste u zatvorenoj opremi za grijanje u kućanstvima, koja zahtijevaju potrošnju kisika tijekom rada. Dugoročni rad bez ventilacije može uzrokovati nedostatak kisika u zatvorenom, što dovodi do nelagode, pa čak i gušenja, ugrožavajući osobnu sigurnost. Stoga je potreban dizajn zaštite od nedostatka kisika. Funkcija uređaja za zaštitu hipoksije je da odmah zatvori upravljački ventil i prikaže alarm koji ukazuje na hipoksiju kada uređaj otkrije nizak sadržaj kisika u zatvorenom zraku, podsjećajući korisnika da prozrači i razmjenjuje zrak. To je vrlo čest senzor temperature koji se široko koristi u mjerenju temperature u svakodnevnom životu. Njegov je princip povezivanje dva kraja dva različita vodiča u zatvoreni krug, a zbog nejednake temperature na oba kraja, u krugu se stvara termoelektrični potencijal. Ovaj se fenomen naziva termoelektrični fenomen u fizici. Ovaj članak uglavnom koristi termoelektrični fenomen za dizajniranje uređaja za zaštitu od nedostatka kisika.

1, princip rada uređaja za zaštitu hipoksije

Načelo rada ove zaštite je da kada su opskrba plinom i opskrba kisikom konstantna, temperatura izgaranja plamena je također konstantna. Kad je udio kisika u zraku dovoljan, temperatura plamena može doseći oko 700 stupnjeva; Kad se udio kisika u zraku smanjuje, temperatura plamena se također smanjuje. Prema američkim standardima, temperatura plamena u stanju s nedostatkom kisika ne smije prelaziti 450 stupnjeva, a termoelektrični potencijal na relativnoj temperaturi od 450 stupnjeva je 1815MV. Ako temperatura konstantnog plamena izmjerenog termoelemenatom nije dovoljna, može se utvrditi da sadržaj kisika u zraku nije dovoljan, a alarm je potrebno pokrenuti, a upravljački ventil treba zatvoriti. Funkcija zaštite hipoksije ove sheme provodi se na sljedeći način: koristi se široka temperaturna mikrokontroler AT89C2051, koji dolazi s analognim komparatorom iznutra. P110 i P111 su ulazne igle komparatora. Spojite potencijalni signal 1815MV na PIN P111, gdje naponski signal na referentnom terminalu mora biti stabilan, tako da priključite regulator napona na VCC. Signal temperature plamena izmjeren termoelementom pojačava se i povezuje na PIN P110, a zatim se uspoređuje s dva električna signala koristeći njegov unutarnji analogni komparator. Ako je signal PIN P110 niži od signala PIN P111, to ukazuje da u sobi postoji nedostatak kisika. U ovom se trenutku zatvara upravljački ventil i prikazuje se alarm.

2, hardverski sastav

Uređaj se uglavnom sastoji od mikrokontrolera, termoelementa i potenciometra. Korišteni mikrokontroler je mikrokontroler visoke učinkovitosti AT89C2051 koji je pokrenula američka kompanija Atmel. Dolazi s analognim komparatorom iznutra, a P110 i P111 su ulazne igle komparatora. Ovaj analogni komparator može se koristiti za postizanje funkcije zaštite hipoksije. Upute AT89C2051 u potpunosti su kompatibilne s Intelovim MCS -51 Mikrokontrolerima serije, a dolazi s 2K bajtnom Flash Flash-ovom programiranom memorijom za čitanje samo za čitanje. Korištenje ovog čipa može uvelike pojednostaviti dizajn kruga, a također ostvaruje i druge funkcije grijača, koje ovdje neće biti razrađene. Termoelement prihvaća termoelement tipa K, a termoelektrični potencijalni signal koji primi pojačava i obrađuje pojačalo prije nego što je spojen na mikrokontroler. Ovaj termoelement također igra ulogu u prikupljanju stalnih signala temperature požara u grijaču. Potencijalni signal potenciometra je 1815MV, a njegov referentni terminal spojen je na regulator napona 358B -25.