生活用水熱處理系統(tǒng)

生活用水熱處理系統(tǒng)張宏濤王曉彬張占德2016年5月17日暖冬系統(tǒng)模塊簡(jiǎn)介電磁感應(yīng)加熱模塊溫度實(shí)時(shí)顯示模塊單片機(jī)微處理模塊電源及保護(hù)模塊傳感器及變頻模塊總體設(shè)計(jì)圖電壓220v頻率20000Hz交流蜂鳴器報(bào)警模塊總電源變頻模塊電路保護(hù)模塊加熱管一加熱管二溫度傳感器流量傳感器+5v穩(wěn)壓源模塊液晶顯示模塊將工頻50Hz轉(zhuǎn)變?yōu)槌纛l20000Hz當(dāng)電路短路或過(guò)載時(shí)起保護(hù)電路的作用

單片機(jī)控制模塊電磁感應(yīng)加熱模塊加熱原理感應(yīng)加熱中應(yīng)用的基本定律有兩個(gè)，一個(gè)為電磁感應(yīng)定律，一個(gè)為全電流定律

利用渦流的熱效應(yīng)的技術(shù)就是電磁感應(yīng)加熱技術(shù)。渦流使物體內(nèi)部的原子高速無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，原子互相碰撞、摩擦而產(chǎn)生熱能，從而起到加熱物品的效果，家用電磁爐就采用的也采用的是渦流加熱。交變電流交變磁場(chǎng)導(dǎo)磁物體切割磁感線物體內(nèi)部產(chǎn)生渦流交變電流加熱管結(jié)構(gòu)示意圖電磁感應(yīng)加熱由被加熱物體（本設(shè)計(jì)中為水管）和電磁感應(yīng)加熱圈兩部分組成，電磁感應(yīng)加熱圈由許多小的環(huán)形線圈串聯(lián)而成，當(dāng)加熱圈中通過(guò)高頻電流時(shí)，每個(gè)小的環(huán)形線圈就產(chǎn)生高頻交變磁場(chǎng)，利用交變磁場(chǎng)產(chǎn)生渦流達(dá)到加熱效果。加熱管制作過(guò)程演示加熱管材料選擇在僅考慮抗腐蝕效果，奧氏體不銹鋼最佳。奧氏體不銹鋼的相對(duì)磁導(dǎo)率僅為1-3之間，無(wú)法吸附磁鐵，不表現(xiàn)出磁性電阻率與奧氏體不銹鋼相近，相對(duì)磁導(dǎo)率在幾百至幾萬(wàn)之間，能吸附磁鐵，表現(xiàn)出磁性，僅考慮加熱效果的情況下，鐵素體及馬氏體不銹鋼最佳為了兼顧導(dǎo)磁性和耐腐蝕性，現(xiàn)應(yīng)用430不銹鋼電鍍鎳并輔以陰極保護(hù)的方式，作為系統(tǒng)的感應(yīng)加熱管道。陰極保護(hù)屬于電化學(xué)保護(hù)，是被保護(hù)金屬處于負(fù)電位，成為原電池中的陰極，而減緩腐蝕的速度。不銹鋼奧氏體不銹鋼鐵素體及馬氏體不銹鋼

解決方案加熱管尺寸選擇RealityIdentityCreativity集膚效應(yīng)集膚效應(yīng)又稱為趨膚效應(yīng)，導(dǎo)體內(nèi)電流變化為零時(shí)，電流在導(dǎo)體表面均勻分布，隨著電流頻率的提高，電流越發(fā)的集中在導(dǎo)體表面，這種現(xiàn)象稱為集膚效應(yīng)。通常導(dǎo)體表面至導(dǎo)體內(nèi)部電流降至1/3的的區(qū)域?yàn)殡娏鲹糁型ㄟ^(guò)的區(qū)域，該區(qū)域的深度稱為肌膚深度。電磁感應(yīng)加熱是由高頻電流產(chǎn)生高頻磁場(chǎng)，進(jìn)而產(chǎn)生高頻渦流，因此感應(yīng)加熱存在集膚效應(yīng)。絕緣隔熱設(shè)計(jì)

管道外層保溫層設(shè)置加熱線采用于高頻電磁爐線盤(pán)用線,以突出的高頻低阻性能,使高頻線盤(pán)溫升有效降低，外層加繞阻燃絲包,外形為一股圓形或?yàn)楸庑?，有效保護(hù)線材的內(nèi)部漆層在操作過(guò)程中不會(huì)受損,耐溫180度以上,溫度實(shí)時(shí)顯示模塊采用六位數(shù)碼管顯示，最高位為符號(hào)位，如果溫度值為正，不顯示；如果溫度值為負(fù)，顯示負(fù)號(hào)；地2—4位顯示溫度值得整數(shù)部分，并在第四位數(shù)據(jù)上顯示小數(shù)點(diǎn)，第五六位顯示兩位小數(shù)值。只要求一個(gè)端口即可實(shí)現(xiàn)通訊實(shí)際應(yīng)用中不需要任何外部器件即可實(shí)現(xiàn)測(cè)溫測(cè)量溫度范圍在-55度——+125度基于DS18B20的溫度測(cè)量模塊只要求一個(gè)端口即可實(shí)現(xiàn)通訊實(shí)際應(yīng)用中不需要任何外部器件即可實(shí)現(xiàn)測(cè)溫測(cè)量溫度范圍在-55度——+125度基于DS18B20的溫度測(cè)量模塊單片機(jī)控制過(guò)程液晶屏溫度顯示用AT89C51控制DS18B220，讀取數(shù)據(jù)對(duì)DS18B220轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)換成實(shí)際溫度值將符號(hào)位、整數(shù)值、小數(shù)值分別存放在特定的儲(chǔ)存單元中.單片機(jī)控制過(guò)程仿真電路程序代碼單片機(jī)微處理模塊單片機(jī)型號(hào)AT89C51電磁感應(yīng)加熱模塊傳感器及變頻模塊溫度實(shí)時(shí)顯示模塊

信號(hào)輸出傳送加熱開(kāi)始信號(hào)根據(jù)流速不同傳送不同的加熱功率信號(hào)電路故障時(shí)傳送停止加熱信號(hào)

信號(hào)輸入檢測(cè)并傳送初始水溫及流速將工頻50Hz交變電流升高至超音頻20000Hz檢測(cè)第一個(gè)出水口水溫并將信號(hào)傳至單片機(jī)，判斷是否開(kāi)啟第二個(gè)加熱管

信號(hào)輸出將加熱進(jìn)程及溫度實(shí)時(shí)顯示

AT89C51簡(jiǎn)介·低功耗的閑置和掉電模式·全靜態(tài)工作：0Hz-24MHz三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定128×8位內(nèi)部RAM32可編程I/O線片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路AT89C51是一種帶4K字節(jié)FLASH存儲(chǔ)器（FPEROM—FlashProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低電壓、高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)?？刂屏鞒虉DStep3Step2Step1Titleinhere加熱管2Titleinhere加熱管1Titleinhere溫度傳感器流速傳感器1.檢測(cè)初始水溫及流速-單片機(jī)檢測(cè)到信號(hào)，并分析處理-單片機(jī)對(duì)加熱管一下達(dá)加熱功率信號(hào)2.檢測(cè)當(dāng)前水溫-單片機(jī)判斷當(dāng)前水溫與與預(yù)設(shè)值之間的差-輸出是否啟用加熱管二的信號(hào)3.檢測(cè)當(dāng)前水溫并顯示

-檢測(cè)當(dāng)前水溫并傳給單片機(jī)處理-輸出響應(yīng)信號(hào)使液晶屏顯示當(dāng)前溫度流程簡(jiǎn)介電源及保護(hù)模塊液晶屏保護(hù)模塊傳感器總電源單片機(jī)4.控制中樞5.220v50Hz1.實(shí)時(shí)顯示加熱溫度2.電路短路或過(guò)載時(shí)保護(hù)電路3.檢測(cè)水溫及流速保護(hù)模塊

相當(dāng)于家用電器中的熔斷器+5v穩(wěn)壓源+5v穩(wěn)壓源模塊

輸入220V/50Hz交流電變壓器輸出5v直流橋式整流電容濾波LM7805集成穩(wěn)壓模塊1.2.3.4.*濾波電容大小1000uf*電壓器配比23:1+5