生活用水热处理系统,

1、LOGO生活用水热处理系统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总体设计图总体设计图 电压电压220v 频率频率20000Hz 交流交流 蜂鸣器报警模块蜂鸣器报警模块总电源总电源变频模块变频模块电路保护模块电路保护模块加热管一加热管一加热管二加热管二 温度传感器温度传感器 流量传感器流量传感器 +5v稳压源模块稳压源模块 液晶显示模块液晶显示模块 将工频将工频50Hz转变为超转变为超音频音频20000Hz 当电路短路或过载时当电路短路或过载时起保护电路的作用起保护电路的作用 单片机控制模

2、块电磁感应加热模块v加热原理加热原理 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物体内部产生产生涡流涡流交变电流加热管结构示意图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

3、作过程演示加热管材料选择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。不锈钢不锈钢 奥氏体不奥氏体不锈钢锈钢 铁素体及铁素体及马氏体不马氏体不锈钢锈钢 解决方案解决方案加热管尺寸选择加热管尺寸选择RealityIdent

4、ityCreativity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

5、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24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度基于基于DS18B20的温度测量模块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度基于基于DS18B20的温度测量模块的温度测量模块单片机控制过程单片机控制过程液晶屏温度显示液晶屏温度显示用AT89C51控制DS18B220，读取数据对DS18B220转换后的数据进行处理，转

6、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.单片机控制过程单片机控制过程仿真电路仿真电路XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0

7、/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1AT89C51R21kC322ufX1CRYSTALC130pfC230pfA02B018A13B117A24B216A35B315A46B414A57B513A68B612A79B711CE19AB/BA1U274LS24527.0DQ2VCC3GND1U3DS18B20R14.7k234567891RP1RESPACK-8R3新程序2.c程序代码单片机微处理模块单片机型号AT89C51电磁感应加热模块温度实时显示模块 信号输出信号输出 传送加热开始信号 根据流

8、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 信号输出信号输出 将加热进程及温度实时显示 AT89C51简介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 1288位内部RAM32可编程I/O线片内振荡器和时钟电路v AT89C51是一种带是一种带4K字节字节FLASH存储器（存储器（FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低

9、电压、高性能）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。位微处理器，俗称单片机。控制流程图控制流程图Step 3Step 2Step 1Title in here加热管加热管 2Title in here加热管加热管 1Title in here温度传感器温度传感器流速传感器流速传感器1.检测初始水温及流速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单片机对加热管一下达加热功率信号2.检测当前水温检测当前水温 -单片机判断当前水温与与预设值之间的差单片机判断当前水温与与预设值之间的差 - 输出是否启用加热管二的

10、信号输出是否启用加热管二的信号3.检测当前水温并显示检测当前水温并显示 - 检测当前水温并传给单片机处理检测当前水温并传给单片机处理 - 输出响应信号使液晶屏显示当前温度输出响应信号使液晶屏显示当前温度流程简介流程简介电源及保护模块液晶屏液晶屏保护模块保护模块传感器传感器总电源总电源单片机单片机4. 控制中枢5.220v 50Hz1. 实时显示加热温度2. 电路短路或过载时保护电路3. 检测水温及流速保护模块保护模块 相当于家用电器中的相当于家用电器中的熔断器熔断器+5v稳压源+5v稳压源模块稳压源模块 输入输入220V/50Hz交交流电流电变压器输出输出5v直流直流桥式整流电容滤波LM7805集成