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熱電偶缺氧保護裝置保護的工作原理是:當燃氣供給量和供氧量一定時,火焰燃燒溫度也是一定的,當空氣中含氧量充足時,火焰溫度可達700 ℃左右;當空氣中的含氧量降低時,火焰溫度也降低。根據美國標準,在缺氧狀態火焰的溫度不超過450 ℃, K型熱電偶在相對溫度450 ℃時的熱電勢為1815mV。如果熱電偶測得常明火火焰的溫度不夠, 即可認定為空氣中的含氧量不夠,需要報警并關閉控制閥。本方案的缺氧保護功能是這樣實現的: 采用寬溫型單片機AT89C2051 ,它內部自帶一個模擬比較器, P110 和P111 是該比較器輸入管腳。將1815mV 的電位信號接入P111 管腳, 其中參考端的電壓信號要求穩定,故在VCC處接一穩壓器件。將熱電偶測得的火焰溫度信號經放大處理后接入P110 管腳,然后利用其內部模擬比較器比較這兩個電信號。如果P110 管腳信號低于P111 管腳信號, 則說明室內缺氧, 這時控制閥關閉,并報警顯示。
       熱電偶缺氧保護裝置主要由單片機、熱電偶、防爆熱電偶、電位器組成。單片機采用是美國ATMEL 公司推出的高效單片機AT89C2051 , 它內部自帶模擬比較器, P110 和P111 是該比較器輸入管腳。利用此模擬比較器可實現缺氧保護功能。AT89C2051 的指令與INTEL 公司的MCS - 51 系列單片機完全兼容, 本身帶有2K字節閃速可編程可擦除只讀存儲器, 采用此芯片可大大簡化電路的設計, 采用該芯片同時也實現了取暖器的其它功能,在此不贅述。熱電偶采用K型熱電偶,它接收的熱電勢信號經放大器放大處理后接入單片機, 該熱電偶在取暖器中還起著采集常明火溫度信號的作用。電位器的電位信號為1815mV,其參考端接一穩壓源358B - 25。