Phân tích việc sử dụng cặp nhiệt điện trong thiết bị chống thiếu oxy

Máy sưởi gas là thiết bị sưởi ấm trong nhà được sử dụng phổ biến trong các hộ gia đình, cần tiêu thụ oxy trong quá trình hoạt động. Trong điều kiện thông gió kém, hoạt động lâu dài có thể gây ra tình trạng thiếu oxy trong nhà, gây khó chịu, thậm chí ngạt thở, gây nguy hiểm đến an toàn cá nhân. Vì vậy, phải có kế hoạch duy trì tình trạng thiếu oxy. Chức năng của thiết bị bảo trì thiếu oxy là tự động đóng van điều khiển và hiển thị cảnh báo thiếu oxy khi thiết bị phát hiện hàm lượng oxy trong không khí trong nhà thấp, nhắc nhở người dùng thông gió và trao đổi không khí. Nó là một cảm biến nhiệt độ phổ biến được sử dụng rộng rãi trong đo nhiệt độ. Nguyên lý của nó là nối hai đầu của hai dây dẫn khác nhau thành một mạch kín, do nhiệt độ ở hai đầu không bằng nhau nên sẽ tạo ra một điện thế nhiệt điện trong mạch. Hiện tượng này được gọi là hiện tượng nhiệt điện trong vật lý. Bài viết này chủ yếu phác thảo một thiết bị bảo dưỡng thiếu oxy sử dụng hiện tượng nhiệt điện.
1, Nguyên lý hoạt động của thiết bị bảo trì thiếu oxy
Nguyên lý hoạt động của quá trình bảo trì này là khi nguồn cung cấp khí và oxy không đổi thì nhiệt độ ngọn lửa đốt cũng không đổi. Khi hàm lượng oxy trong không khí đủ, nhiệt độ ngọn lửa có thể đạt khoảng 700 độ; Khi hàm lượng oxy trong không khí giảm thì nhiệt độ ngọn lửa cũng giảm. Theo tiêu chuẩn của Mỹ, nhiệt độ của ngọn lửa ở trạng thái kỵ khí không vượt quá 450 độ và tiềm năng nhiệt điện là 1815mV ở nhiệt độ tương đối 450 độ. Nếu nhiệt độ của ngọn lửa không đổi đo bằng cặp nhiệt điện không tốt thì có thể coi hàm lượng oxy trong không khí không cao, cần kích hoạt báo động và cần đóng van điều khiển. Chức năng duy trì tình trạng thiếu oxy của sơ đồ này được hoàn thành như sau: một bộ vi điều khiển nhiệt độ rộng AT89C2051 được chọn, đi kèm với bộ so sánh tương tự bên trong, và P110 và P111 là các chân đầu vào của bộ so sánh. Kết nối tín hiệu tiềm năng 1815mV với chân P111, trong đó tín hiệu điện áp ở đầu tham chiếu yêu cầu sự ổn định. Do đó, hãy kết nối bộ điều chỉnh điện áp tại VCC. Sau khi khuếch đại tín hiệu nhiệt độ ngọn lửa đo được bằng cặp nhiệt điện, hãy kết nối nó với chân P110, sau đó sử dụng bộ so sánh tương tự bên trong của nó để so sánh hai tín hiệu điện này. Nếu tín hiệu của chân P110 thấp hơn tín hiệu của chân P111, điều đó cho thấy tình trạng thiếu oxy trong nhà. Lúc này, van điều khiển đóng lại và hiển thị cảnh báo.
2, Thành phần phần cứng
Thiết bị này chủ yếu bao gồm một bộ vi điều khiển, cặp nhiệt điện và chiết áp. Lựa chọn bộ vi điều khiển là AT89C2051, một bộ vi điều khiển hiệu quả được ATMEL ra mắt tại Hoa Kỳ. Nó đi kèm với một bộ so sánh tương tự bên trong và P110 và P111 là các chân đầu vào của bộ so sánh. Bộ so sánh giả này có thể được sử dụng để đạt được chức năng duy trì tình trạng thiếu oxy. Lệnh của AT89C2051 hoàn toàn tương thích với bộ vi điều khiển dòng MCS{6}} của INTEL và đi kèm với bộ nhớ chỉ đọc có thể lập trình và xóa được bằng flash 2K byte. Việc chọn con chip này có thể đơn giản hóa rất nhiều việc lập kế hoạch mạch và nó cũng có thể cùng nhau hoàn thành các chức năng khác của lò sưởi. Nó sẽ không được lặp lại ở đây. Cặp nhiệt điện loại K được chọn làm cặp nhiệt điện và tín hiệu tiềm năng nhiệt điện nhận được sẽ được khuếch đại và xử lý bởi bộ khuếch đại trước khi kết nối với vi điều khiển. Cặp nhiệt điện này còn có vai trò thu thập tín hiệu nhiệt độ của ngọn lửa mở liên tục trong lò sưởi. Tín hiệu tiềm năng của chiết áp là 1815mV và cực tham chiếu của nó được kết nối với nguồn ổn định điện áp 358B-25.

3, Tóm tắt
Thiết bị bảo trì thiếu oxy hoạt động bình thường trong máy sưởi gas hàng ngày và đã được thử nghiệm trong hai tháng liên tục mà không gặp trục trặc nào. Do sử dụng cặp nhiệt điện làm cảm biến, giá thành rẻ hơn các cảm biến khác và có chức năng ổn định nên thiết bị này cũng có tỷ lệ hiệu suất chi phí cao.