Termopaaride kasutamise analüüs hapnikupuuduse kaitse seadmetes

Gaasikütteseadmed on kodumajapidamistes tavaliselt kasutatavad sisekütteseadmed, mis nõuavad töötamise ajal hapniku tarbimist. Halvasti ventileeritavates tingimustes võib pikaajaline töötamine põhjustada siseruumides hüpoksiat, põhjustades ebamugavust ja isegi lämbumist, seades ohtu isikliku turvalisuse. Seetõttu peab olema hüpoksia hooldusplaan. Hapnikupuuduse hooldusseadmete ülesanne on automaatselt sulgeda juhtventiil ja kuvada häire, mis näitab hapnikupuudust, kui seadmed tuvastavad siseõhu madala hapnikusisalduse, tuletades kasutajatele meelde ventilatsiooni ja õhuvahetust. See on tavaline temperatuuriandur, mida kasutatakse laialdaselt temperatuuri mõõtmisel. Selle põhimõte on ühendada kahe erineva juhtme kaks otsa suletud ahelasse ning mõlema otsa ebavõrdse temperatuuri tõttu tekib ahelas termoelektriline potentsiaal. Seda nähtust nimetatakse füüsikas termoelektriliseks nähtuseks. See artikkel kavandab peamiselt hüpoksia hooldusseadmeid, mis kasutavad termoelektrilisi nähtusi.
1, hapnikuvaegusega hooldusseadmete tööpõhimõte
Selle hoolduse tööpõhimõte seisneb selles, et kui gaasi- ja hapnikuvarustus on konstantne, on ka leegi põletamise temperatuur konstantne. Kui hapnikusisaldus õhus on piisav, võib leegi temperatuur ulatuda umbes 700 kraadini; Kui hapnikusisaldus õhus väheneb, väheneb ka leegi temperatuur. Ameerika standardite kohaselt ei ületa leegi temperatuur anaeroobses olekus 450 kraadi ja termoelektriline potentsiaal on 1815 mV suhtelisel temperatuuril 450 kraadi. Kui termopaariga mõõdetud konstantse leegi temperatuur ei ole hea, võib arvestada, et õhu hapnikusisaldus ei ole kõrge ning tuleb käivitada häire ja sulgeda juhtventiil. Selle skeemi hüpoksia hooldusfunktsioon on täidetud järgmiselt: valitakse lai temperatuuriga mikrokontroller AT89C2051, mis on varustatud sisemise analoogkomparaatoriga ning P110 ja P111 on komparaatori sisendviigud. Ühendage 1815 mV potentsiaalne signaal kontaktiga P111, kus võrdlusotsas olev pingesignaal nõuab stabiilsust. Seetõttu ühendage VCC-ga pingeregulaator. Pärast termopaari poolt mõõdetud leegi temperatuurisignaali võimendamist ühendage see P110 viiguga ja seejärel kasutage nende kahe elektrisignaali võrdlemiseks selle sisemist analoogkomparaatorit. Kui kontakti P110 signaal on madalam kui kontakti P111 signaal, näitab see siseruumide hüpoksiat. Sel ajal on juhtventiil suletud ja kuvatakse häire.
2, riistvara koostis
See seade koosneb peamiselt mikrokontrollerist, termopaarist ja potentsiomeetrist. Mikrokontrolleri valik on AT89C2051, tõhus mikrokontroller, mille ATMEL tõi Ameerika Ühendriikides turule. See on varustatud sisemise analoogkomparaatoriga ning P110 ja P111 on komparaatori sisendviigud. Seda imitatsioonikomparaatorit saab kasutada hüpoksia säilitamise funktsiooni saavutamiseks. AT89C2051 juhised ühilduvad täielikult INTEL-i MCS{6}}-seeria mikrokontrolleriga ja sellel on 2K-baidine välkmälu programmeeritav kustutatav kirjutuskaitstud mälu. Selle kiibi valimine võib vooluringi planeerimist oluliselt lihtsustada ja see võib koos täita ka muid kütteseadme funktsioone. Siin seda ei korrata. Termopaariks valitakse K-tüüpi termopaar ning vastuvõetud termoelektrilise potentsiaali signaali võimendatakse ja töödeldakse enne mikrokontrolleriga ühendamist võimendiga. See termopaar mängib rolli ka kütteseadmes püsiva lahtise leegi temperatuurisignaali kogumisel. Potentsiomeetri potentsiaalne signaal on 1815 mV ja selle tugiklemm on ühendatud pinget stabiliseeriva allikaga 358B-25.

3, kokkuvõte
Hapnikupuuduse hooldusseadmed töötavad igapäevastes gaasisoojendites normaalselt ja neid on testitud kaks kuud järjest ilma tõrgeteta. Tänu termopaaride kasutamisele anduritena, mis on teistest anduritest odavamad ja stabiilsete funktsioonidega, on sellel seadmel ka kõrge kulu-jõudlussuhe.