Analisi dell'uso delle termocoppie nei dispositivi di protezione dalla carenza di ossigeno

I riscaldatori a gas sono comunemente usati come apparecchiature di riscaldamento per interni nelle abitazioni, che richiedono consumo di ossigeno durante il funzionamento. In condizioni di scarsa ventilazione, il funzionamento a lungo termine può causare ipossia interna, causando disagio e persino soffocamento, mettendo a repentaglio la sicurezza personale. Pertanto, deve esserci un piano di manutenzione per l'ipossia. La funzione delle apparecchiature di manutenzione per carenza di ossigeno è quella di chiudere automaticamente la valvola di controllo e visualizzare un allarme che indica carenza di ossigeno quando l'apparecchiatura rileva un basso contenuto di ossigeno nell'aria interna, ricordando agli utenti di ventilare e cambiare aria. È un comune sensore di temperatura ampiamente utilizzato nella misurazione della temperatura. Il suo principio è quello di collegare le due estremità di due diversi conduttori in un circuito chiuso e, a causa della temperatura non uniforme su entrambe le estremità, nel circuito viene generato un potenziale termoelettrico. Questo fenomeno è chiamato fenomeno termoelettrico in fisica. Questo articolo pianifica principalmente un'apparecchiatura di manutenzione per l'ipossia utilizzando fenomeni termoelettrici.
1, Il principio di funzionamento delle apparecchiature di manutenzione per carenza di ossigeno
Il principio di funzionamento di questa manutenzione è che quando l'alimentazione di gas e l'alimentazione di ossigeno sono costanti, anche la temperatura di incenerimento della fiamma è costante. Quando il contenuto di ossigeno nell'aria è sufficiente, la temperatura della fiamma può raggiungere circa 700 gradi; quando il contenuto di ossigeno nell'aria diminuisce, anche la temperatura della fiamma diminuisce. Secondo gli standard americani, la temperatura della fiamma in uno stato anaerobico non supera i 450 gradi e il potenziale termoelettrico è di 1815 mV a una temperatura relativa di 450 gradi. Se la temperatura della fiamma costante misurata dalla termocoppia non è buona, si può considerare che il contenuto di ossigeno nell'aria non è elevato e deve essere attivato un allarme e la valvola di controllo deve essere chiusa. La funzione di manutenzione dell'ipossia di questo schema è completata come segue: viene selezionato un microcontrollore a temperatura ampia AT89C2051, dotato di un comparatore analogico interno e P110 e P111 sono i pin di ingresso del comparatore. Collegare un segnale potenziale di 1815 mV al pin P111, dove il segnale di tensione all'estremità di riferimento richiede stabilità. Pertanto, collegare un regolatore di tensione al VCC. Dopo aver amplificato il segnale di temperatura della fiamma misurato dalla termocoppia, collegarlo al pin P110, quindi utilizzare il suo comparatore analogico interno per confrontare questi due segnali elettrici. Se il segnale del pin P110 è inferiore a quello del pin P111, indica ipossia interna. A questo punto, la valvola di controllo è chiusa e viene visualizzato un allarme.
2, Composizione hardware
Questo dispositivo è composto principalmente da un microcontrollore, una termocoppia e un potenziometro. La selezione del microcontrollore è AT89C2051, un efficiente microcontrollore lanciato da ATMEL negli Stati Uniti. È dotato di un comparatore analogico interno e P110 e P111 sono i pin di ingresso del comparatore. Questo comparatore di imitazione può essere utilizzato per ottenere la funzione di mantenimento dell'ipossia. Le istruzioni di AT89C2051 sono completamente compatibili con il microcontrollore della serie MCS-51 di INTEL e sono dotate di una memoria di sola lettura cancellabile programmabile flash da 2K byte. La scelta di questo chip può semplificare notevolmente la pianificazione del circuito e può anche completare altre funzioni del riscaldatore insieme. Non verrà ripetuto qui. La termocoppia di tipo K è selezionata come termocoppia e il segnale di potenziale termoelettrico ricevuto viene amplificato ed elaborato da un amplificatore prima di essere collegato a un microcontrollore. Questa termocoppia svolge anche un ruolo nella raccolta del segnale di temperatura di una fiamma libera costante nel riscaldatore. Il segnale potenziale del potenziometro è 1815 mV e il suo terminale di riferimento è collegato a una sorgente stabilizzatrice di tensione 358B-25.

3, Riepilogo
L'attrezzatura di manutenzione per carenza di ossigeno funziona normalmente nei riscaldatori a gas giornalieri ed è stata testata per due mesi consecutivi senza alcun malfunzionamento. Grazie all'uso di termocoppie come sensori, che sono più economici di altri sensori e hanno funzioni stabili, questo dispositivo ha anche un elevato rapporto costo-prestazioni.