Análisis del uso de termopares en dispositivos de protección de deficiencia de oxígeno

Los calentadores de gas se usan comúnmente equipos de calefacción en hogares. Consumen oxígeno cuando trabajan. En condiciones no ventiladas, la operación a largo plazo causará hipoxia interior, causando molestias humanas, incluso asfixia y poniendo en peligro la seguridad personal, por lo que debe haber un plan de protección de deficiencia de oxígeno. El papel del dispositivo de protección de deficiencia de oxígeno es: cuando el dispositivo detecta que el contenido de oxígeno de aire interior es bajo, cerrará automáticamente la válvula de control inmediatamente y alarmará para mostrar la marca de deficiencia de oxígeno, recordando al usuario que se ventile. Es un sensor de temperatura común, ampliamente utilizado en la medición de la temperatura. Su principio es: Conecte los dos extremos de dos conductores diferentes en un circuito cerrado, y debido a la temperatura desigual en los dos extremos, se genera un potencial termoeléctrico en el bucle. Este fenómeno se llama fenómeno termoeléctrico en física. Este artículo utiliza principalmente el fenómeno termoeléctrico para planificar un dispositivo de protección de deficiencia de oxígeno.

1. Principio de trabajo del equipo de protección de deficiencia de oxígeno

El principio de funcionamiento de esta protección es: cuando el suministro de gas y el suministro de oxígeno son constantes, la temperatura de combustión de la llama también es constante. Cuando el contenido de oxígeno en el aire es suficiente, la temperatura de la llama puede alcanzar aproximadamente 700 grados; Cuando el contenido de oxígeno en el aire disminuye, la temperatura de la llama también disminuye. Según el estándar de EE. UU., La temperatura de la llama en el estado deficiente en oxígeno no excede los 450 grados, y el potencial termoeléctrico a una temperatura relativa de 450 grados es de 1815 mV. Si la temperatura de la llama medida por el termopar no es buena, se puede determinar que el contenido de oxígeno en el aire no es bueno y se requiere una alarma para cerrar la válvula de control. La función de protección de deficiencia de oxígeno de este esquema se logra de la siguiente manera: se selecciona un microcomputador de chip único de temperatura ancha AT89C2051, que tiene un comparador analógico en el interior, y P110 y P111 son los pasadores de entrada del comparador. Conecte la señal de potencial de 1815MV al pin P111, donde se requiere que la señal de voltaje en el extremo de referencia sea estable, por lo que un regulador de voltaje está conectado a VCC. La señal de temperatura de la llama medida por el termopar se amplifica y se conecta al pin P110, y luego el comparador analógico interno se usa para comparar las dos señales eléctricas. Si la señal de pin P110 es más baja que la señal del pin P111, significa que hay una falta de oxígeno en la habitación. En este momento, la válvula de control está cerrada y se muestra una alarma.

2. Composición de hardware

El dispositivo se compone principalmente de una microcomputadora de un solo chip, un termopar y un potenciómetro. La microcomputadora de un solo chip es el microcomputador de chip único de alta eficiencia AT89C2051 lanzado por Atmel de los Estados Unidos. Tiene un comparador analógico en el interior, y P110 y P111 son los pines de entrada del comparador. La función de protección de hipoxia se puede realizar utilizando este comparador analógico. Las instrucciones de AT89C2051 son totalmente compatibles con el microcomputador MCS -51} Serie único de Intel. Tiene una memoria de solo lectura programable y borrable de 2k bytes. El uso de este chip puede simplificar enormemente el diseño del circuito. El uso de este chip también se da cuenta de otras funciones del calentador, que no se repetirán aquí. El termopar utiliza un termopar de tipo k. La señal de potencial termoeléctrico que recibe es amplificada y procesada por el amplificador y luego se conecta a la microcomputadora de un solo chip. El termopar también juega el papel de recolectar la señal de temperatura del fuego abierto constante en el calentador. La señal potencial del potenciómetro es de 1815MV, y su terminal de referencia está conectado a un regulador de voltaje 358B -25.

3. Resumen

El dispositivo de protección de deficiencia de oxígeno funciona normalmente en los calentadores de gases diarios y se ha probado para trabajar continuamente durante dos meses sin fallas. Dado que el sensor usa un termopar, es más barato que otros sensores y tiene un rendimiento estable, por lo que el dispositivo también tiene un rendimiento de alto costo.