Analýza použitia termočlánkov v zariadeniach na ochranu pred nedostatkom kyslíka

Plynové ohrievače sú bežne používané vnútorné vykurovacie zariadenia v domácnostiach, ktoré vyžadujú spotrebu kyslíka počas prevádzky. V nedostatočne vetraných podmienkach môže dlhodobá prevádzka spôsobiť hypoxiu v interiéri, spôsobiť nepohodlie až dusenie, čo ohrozuje osobnú bezpečnosť. Preto musí existovať plán udržiavania hypoxie. Funkciou zariadenia na údržbu nedostatku kyslíka je automatické zatvorenie riadiaceho ventilu a zobrazenie alarmu indikujúceho nedostatok kyslíka, keď zariadenie zistí nízky obsah kyslíka vo vnútornom vzduchu, čo používateľom pripomína, aby vetrali a vymieňali vzduch. Je to bežný teplotný snímač široko používaný pri meraní teploty. Jej princípom je spojenie dvoch koncov dvoch rôznych vodičov do uzavretého obvodu a v dôsledku nerovnakej teploty na oboch koncoch vzniká v obvode termoelektrický potenciál. Tento jav sa vo fyzike nazýva termoelektrický jav. Tento článok plánuje hlavne zariadenie na udržiavanie hypoxie využívajúce termoelektrické javy.
1, pracovný princíp zariadenia na údržbu s nedostatkom kyslíka
Princíp činnosti tejto údržby spočíva v tom, že pri konštantnom prívode plynu a kyslíka je konštantná aj teplota spaľovania plameňa. Keď je obsah kyslíka vo vzduchu dostatočný, teplota plameňa môže dosiahnuť okolo 700 stupňov; Keď sa obsah kyslíka vo vzduchu zníži, zníži sa aj teplota plameňa. Podľa amerických noriem teplota plameňa v anaeróbnom stave nepresahuje 450 stupňov a termoelektrický potenciál je 1815 mV pri relatívnej teplote 450 stupňov. Ak teplota konštantného plameňa nameraná termočlánkom nie je dobrá, možno sa domnievať, že obsah kyslíka vo vzduchu nie je vysoký a je potrebné spustiť alarm a zatvoriť regulačný ventil. Funkcia udržiavania hypoxie v tejto schéme je dokončená nasledovne: je vybraný široký teplotný mikrokontrolér AT89C2051, ktorý je dodávaný s interným analógovým komparátorom, a P110 a P111 sú vstupné kolíky komparátora. Pripojte potenciálny signál 1815 mV na pin P111, kde napäťový signál na referenčnom konci vyžaduje stabilitu. Preto pripojte regulátor napätia na VCC. Po zosilnení signálu teploty plameňa nameraného termočlánkom ho pripojte na kolík P110 a potom použite jeho interný analógový komparátor na porovnanie týchto dvoch elektrických signálov. Ak je signál kolíka P110 nižší ako signál kolíka P111, znamená to vnútornú hypoxiu. V tomto čase je regulačný ventil zatvorený a zobrazí sa alarm.
2, Zloženie hardvéru
Toto zariadenie pozostáva hlavne z mikrokontroléra, termočlánku a potenciometra. Výber mikrokontroléra je AT89C2051, efektívny mikrokontrolér uvedený na trh spoločnosťou ATMEL v Spojených štátoch. Dodáva sa s interným analógovým komparátorom a P110 a P111 sú vstupné kolíky komparátora. Tento imitačný komparátor možno použiť na dosiahnutie funkcie udržiavania hypoxie. Inštrukcia AT89C2051 je plne kompatibilná s mikrokontrolérom INTEL série MCS-51 a dodáva sa s 2K bajtovou programovateľnou vymazateľnou pamäťou len na čítanie. Voľba tohto čipu môže výrazne zjednodušiť plánovanie okruhu a tiež môže spoločne dokončiť ďalšie funkcie ohrievača. Tu sa to nebude opakovať. Termočlánok typu K je vybraný ako termočlánok a prijatý signál termoelektrického potenciálu je pred pripojením k mikrokontroléru zosilnený a spracovaný zosilňovačom. Tento termočlánok tiež zohráva úlohu pri zbere teplotného signálu konštantného otvoreného plameňa v ohrievači. Potenciálny signál potenciometra je 1815 mV a jeho referenčná svorka je pripojená k zdroju stabilizácie napätia 358B-25.

3, Zhrnutie
Zariadenie na údržbu s nedostatkom kyslíka funguje normálne v denných plynových ohrievačoch a bolo testované dva po sebe nasledujúce mesiace bez akýchkoľvek porúch. Vďaka použitiu termočlánkov ako senzorov, ktoré sú lacnejšie ako iné senzory a majú stabilné funkcie, má toto zariadenie aj vysoký pomer ceny a výkonu.