生活用水热处理系统,题稿.ppt

LOGO 生活用水热处理系统 张宏涛 王晓彬 张占德 2016年5月17日 系统模块简介 电磁感应加热模块 温度实时显示模块 单片机微处理模块 电源及保护模块 传感器及变频模块 总体设计图 电压220v 频率20000Hz 交流 蜂鸣器报警模块 总电源 变频模块 电路保护模块 加热管一 加热管二 温度传感器 流量传感器 +5v稳压源模块 液晶显示模块 将工频50Hz转变为超音频20000Hz 当电路短路或过载时起保护电路的作用 单片机控制模块 电磁感应加热模块 加热原理 感应加热中应用的基本定律有两个，一个为电磁感应定律，一个为全电流定律利用涡流的热效应的技术就是电磁感应加热技术。 涡流使物体内部的原子高速无规则运动，原子互相碰撞、摩擦而产生热能，从而起到加热物品的效果，家用电磁炉就采用的也采用的是涡流加热。 交变电流 交变磁场 导磁物体切割磁感线 物体内部产生涡流 交变电流 加热管结构示意图 电磁感应加热由被加热物体（本设计中为水管）和电磁感应加热圈两部分组成，电磁感应加热圈由许多小的环形线圈串联而成，当加热圈中通过高频电流时，每个小的环形线圈就产生高频交变磁场，利用交变磁场产生涡流达到加热效果。 加热管制作过程演示 加热管材料选择 在仅考虑抗腐蚀效果，奥氏体不锈钢最佳。奥氏体不锈钢的相对磁导率仅为1-3之间，无法吸附磁铁，不表现出磁性 电阻率与奥氏体不锈钢相近，相对磁导率在几百至几万之间，能吸附磁铁，表现出磁性，仅考虑加热效果的情况下，铁素体及马氏体不锈钢最佳 为了兼顾导磁性和耐腐蚀性，现应用430不锈钢电镀镍并辅以阴极保护的方式，作为系统的感应加热管道。阴极保护属于电化学保护，是被保护金属处于负电位，成为原电池中的阴极，而减缓腐蚀的速度。 不锈钢 奥氏体不锈钢 铁素体及马氏体不锈钢 解决方案 加热管尺寸选择 Reality Identity Creativity 集肤效应 集肤效应又称为趋肤效应，导体内电流变化为零时，电流在导体表面均匀分布，随着电流频率的提高，电流越发的集中在导体表面，这种现象称为集肤效应。通常导体表面至导体内部电流降至1/3的的区域为电流击中通过的区域，该区域的深度称为肌肤深度。 电磁感应加热是由高频电流产生高频磁场，进而产生高频涡流，因此感应加热存在集肤效应。 绝缘隔热设计 管道外层保温层设置 加热线采用于高频电磁炉线盘用线, 以突出的高频低阻性能,使高频线盘温升有效降低，外层加绕阻燃丝包,外形为一股圆形或为扁形，有效保护线材的内部漆层在操作过程 中不会受损,耐温180度以上, 温度实时显示模块 采用六位数码管显示，最高位为符号位，如果温度值为正，不显示；如果温度值为负，显示负号；地2—4位显示温度值得整数部分，并在第四位数据上显示小数点，第五六位显示两位小数值。 只要求一个端口即可实现通讯 实际应用中不需要任何外部器件即可实现测温 测量温度范围在-55度——+125度 基于DS18B20的温度测量模块 只要求一个端口即可实现通讯 实际应用中不需要任何外部器件即可实现测温 测量温度范围在-55度——+125度 基于DS18B20的温度测量模块 单片机控制过程 液晶屏温度显示 用AT89C51控制DS18B220，读取数据 对DS18B220转换后的数据进行处理，转换成实际温度值 将符号位、整数值、小数值分别存放在特定的储存单元中. 单片机控制过程 仿真电路 程序代码 单片机微处理模块 单片机 型号AT89C51 电磁感应加热模块 传感器及变频模块 温度实时显示模块 信号输出 传送加热开始信号 根据流速不同传送不同的加热功率信号 电路故障时传送停止加热信号 信号输入 检测并传送初始水温及流速 将工频50Hz交变电流升高至超音频20000Hz 检测第一个出水口水温并将信号传至单片机，判断是否开启第二个加热管 信号输出 将加热进程及温度实时显示 AT89C51简介 ·低功耗的闲置和掉电模式 ·全静态工作：0Hz-24MHz 三级程序存储器锁定 128×8位内部RAM 32可编程I/O线 片内振荡器和时钟电路 AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。 控制流程图 Step 3 Step 2 Step 1 Title in here 加热管 2 Title in here 加热管 1 Title in here 温度传感器 流速传感器 1.检测初始水温及流速 - 单片机检测到信号，并分析处理 - 单片机对加热管一下达加热功率信号 2.