最火燃气取暖器的自动点火和缺氧保护设计普宁农机配件橡胶鞋底快餐织网机OrE

燃气取暖器的自动点火和缺氧保护设计

姚绍军1，姚绍宁2乳胶脚垫，周汉义2(1清华大小型弹簧疲劳实验机装备参数学，北京100084；

2合肥工业大学材料科学与工程学院，安徽合肥230009)1引言

燃气取暖器是以天然气、石油液化气等为燃料的冬季取暖设备，一般使用于燃气比较富足的地区。我国厂家生产的取暖器大部分出口欧美国家，但随着我国“西气东输”工程的发展、能源的开发利用，该取暖器会逐渐普及国内材料特点：广大家庭。

国内燃气取暖器点火装置大多是手动式的，这种取暖器的最大缺点是点火成功率低，在气温较低和燃气不足的情况下，需要数次才能点着；另外该取暖器不能显示当前温度，也不能精确地调控温度，只能分档控温。这给用户的使用和操作带来了不便。国内市场上也有电子自动点火的取暖器，但基本上是从国外进口的产品，价格较高。为此该文介绍了一种单片机控制的燃气取暖器的设计方案，这种取暖器能实现自动循环点火，点火迅速(一个点火周期内成功)；能实现精确控温；并能显示当前温度；还具有缺氧保护功能；而且耗电省、性价比高。

2燃气取暖器的工作原理及硬件设计

2.1手动式燃气取暖器点火装置及工作原理

手动式燃气取暖器控制阀的结构示意图如图2—1，其工作原理是：按下旋钮，常明火出气阀打开，再旋一下旋钮，压电打火器开始打火，如果火点着后，火头附近的热电偶产生热电势与电磁阀线圈构成一闭合回路，电磁阀线圈通电后吸住常明火出气口的顶杆(如图2—2)，这时便可松开旋钮，第一次点火结束。如果火没点着，热电偶传来的热电势不够，电磁阀线圈吸不住顶杆，常明火出气口便关闭，这时需进行第二次点火操作。这种手动式点火极不方便，特别是在低温和气量不足时往往要多次操作才能成功。

2.2取暖器的改进设计

为此将这种取暖器进行改造。一是将控制阀改成由单片机控制的阀体，其结构示意图如图2—3。该阀包括两个电磁阀：主阀和副阀。主阀控制主出气口，副阀控制常明火出气口。二是控制针阀板的改造，其硬件框图如图2—4所示，插上电源后，按面板上的启动按钮设定好给定温度(如果不设定，系统挤奶机则按E2PROM中存放的参数操作)，系统自动给副阀线圈通电，副阀打开，脉冲点火器自动点火，点火时间延时10s，火点着后点火器停止点火，否则将副阀关闭并延时1min后，再将副阀打开再按上述方法点火，如果按上述过程循环5次还未点着，则将副阀关闭并在显示器上显示故障状态。火点着后系统等待常明火热电偶输出信号达到设定值，如果达到设定值，主阀打开，系统进入正常工作状态。当热电偶信号在缺氧状态时，系统自动将主阀或实现磨擦副磨斑的计算机屏幕显示和副阀关闭，并在显示器上显示缺氧状态标志。整个点火过程由单片机控制自动完成，操作简便省时。

2.3缺氧保护设计

由于该产品是燃气取暖器，需要耗氧，又是在居室中使用，在不通风的情况下超长时间工作会造成室内缺氧，引起人体不适，甚至窒息，危及人身安全，所以必须有缺氧保护装置。当系统测得室内空气含氧量偏低时会自动关闭控制阀，并报警显示缺氧标示，提醒使用者通风换气。

该保护装置的工作原理是：当燃气供给量和供氧量一定时，火焰燃烧温度也是一定的，随着空气中的含氧量降低，火焰温度也降低。如果热电偶测得常明火火焰的温度不够，即可认定为空气中的含氧量不够，需要报警并关闭控制阀。本方案的缺氧保护功能是这样实现的：采用宽温型单片机AT89C2051，它内部自带一个模拟比较器，P10和P11是该比较器输入管脚。根据美国标准，热电偶在缺氧状态时的热电势为185mV，将185mV的电位信号接入P11管脚，其中参考端的电压信号要求稳定，故在VCC处接一稳压器件(如图2—5)。将热电偶测得的火焰温度信号经放大处理后接104、智能建筑入P10管脚，然后利用其内部模拟比较器这两个电信号。如果P10管脚信号低于P11管脚信号，则说明室内缺氧，这时控制阀关闭，并报警显示。2.4硬件组成

该燃气取暖器的硬件框图如图2—4，整个系统主要由AT89C2051单片机、数字温度传感器DS18B20、控制阀、点火器和童车配件显示器等组成。

单片机采用美国ATMEL公司推出的高效单片机AT89C2051，它内部自带模拟比较器，可实现缺氧保护功能。它的指令与INTEL公司的MCS51系列单片机完全兼容，本身带有2K字节