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)模塊簡介電磁感應加熱模塊溫度實時顯示模塊單片機微處理模塊電源及保護模塊傳感器及變頻模塊總體設計圖電壓220v頻率20000Hz交流蜂鳴器報警模塊總電源變頻模塊電路保護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轉變?yōu)槌纛l20000Hz當電路短路或過載時起保護電路的作用

單片機控制模塊電磁感應加熱模塊加熱原理感應加熱中應用的基本定律有兩個，一個為電磁感應定律，一個為全電流定律

利用渦流的熱效應的技術就是電磁感應加熱技術。渦流使物體內部的原子高速無規(guī)則運動，原子互相碰撞、摩擦而產生熱能，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。交變電流交變磁場導磁物體切割磁感線物體內部產生渦流交變電流加熱管結構示意圖電磁感應加熱由被加熱物體（本設計中為水管）和電磁感應加熱圈兩部分組成，電磁感應加熱圈由許多小的環(huán)形線圈串聯(lián)而成，當加熱圈中通過高頻電流時，每個小的環(huán)形線圈就產生高頻交變磁場，利用交變磁場產生渦流達到加熱效果。加熱管制作過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磁導率僅為1-3之間，無法吸附磁鐵，不表現(xiàn)出磁性電阻率與奧氏體不銹鋼相近，相對磁導率在幾百至幾萬之間，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磁性和耐腐蝕性，現(xiàn)應用430不銹鋼電鍍鎳并輔以陰極保護的方式，作為系統(tǒng)的感應加熱管道。陰極保護屬于電化學保護，是被保護金屬處于負電位，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集膚效應集膚效應又稱為趨膚效應，導體內電流變化為零時，電流在導體表面均勻分布，隨著電流頻率的提高，電流越發(fā)的集中在導體表面，這種現(xiàn)象稱為集膚效應。通常導體表面至導體內部電流降至1/3的的區(qū)域為電流擊中通過的區(qū)域，該區(qū)域的深度稱為肌膚深度。電磁感應加熱是由高頻電流產生高頻磁場，進而產生高頻渦流，因此感應加熱存在集膚效應。絕緣隔熱設計

管道外層保溫層設置加熱線采用于高頻電磁爐線盤用線,以突出的高頻低阻性能,使高頻線盤溫升有效降低，外層加繞阻燃絲包,外形為一股圓形或為扁形，有效保護線材的內部漆層在操作過程中不會受損,耐溫180度以上,溫度實時顯示模塊采用六位數(shù)碼管顯示，最高位為符號位，如果溫度值為正，不顯示；如果溫度值為負，顯示負號；地2—4位顯示溫度值得整數(shù)部分，并在第四位數(shù)據上顯示小數(shù)點，第五六位顯示兩位小數(shù)值。只要求一個端口即可實現(xiàn)通訊實際應用中不需要任何外部器件即可實現(xiàn)測溫測量溫度范圍在-55度——+125度基于DS18B20的溫度測量模塊只要求一個端口即可實現(xiàn)通訊實際應用中不需要任何外部器件即可實現(xiàn)測溫測量溫度范圍在-55度——+125度基于DS18B20的溫度測量模塊單片機控制過程液晶屏溫度顯示用AT89C51控制DS18B220，讀取數(shù)據對DS18B220轉換后的數(shù)據進行處理，轉換成實際溫度值將符號位、整數(shù)值、小數(shù)值分別存放在特定的儲存單元中.單片機控制過程仿真電路程序代碼單片機微處理模塊單片機型號AT89C51電磁感應加熱模塊傳感器及變頻模塊溫度實時顯示模塊

信號輸出傳送加熱開始信號根據流速不同傳送不同的加熱功率信號電路故障時傳送停止加熱信號

信號輸入檢測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檢測第一個出水口水溫并將信號傳至單片機，判斷是否開啟第二個加熱管

信號輸出將加熱進程及溫度實時顯示

AT89C51簡介·低功耗的閑置和掉電模式·全靜態(tài)工作：0Hz-24MHz三級程序存儲器鎖定128×8位內部RAM32可編程I/O線片內振蕩器和時鐘電路AT89C51是一種帶4K字節(jié)FLASH存儲器（FPEROM—FlashProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低電壓、高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機?？刂屏鞒虉DStep3Step2Step1Titleinhere加熱管2Titleinhere加熱管1Titleinhere溫度傳感器流速傳感器1.檢測初始水溫及流速-單片機檢測到信號，并分析處理-單片機對加熱管一下達加熱功率信號2.檢測當前水溫-單片機判斷當前水溫與與預設值之間的差-輸出是否啟用加熱管二的信號3.檢測當前水溫并顯示

-檢測當前水溫并傳給單片機處理-輸出響應信號使液晶屏顯示當前溫度流程簡介電源及保護模塊液晶屏保護模塊傳感器總電源單片機4.控制中樞5.220v50Hz1.實時顯示加熱溫度2.電路短路或過載時保護電路3.檢測水溫及流速保護模塊

相當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