[发明专利]可在负压条件下控制空间温度的恒温装置

说明书

（一）简介

温度是工业对象中一个主要的被控参数，它是一种常见的过程变量，因为它直接影响燃烧、化学反应、发酵、烘烤、煅烧、蒸馏、浓度、挤压成形，结晶以及空气流动等物理和化学过程。温度控制不好就可能引起生产安全，产品质量和产量等一系列问题。温度控制是许多机器的重要的构成部分，它的功能是将温度控制在所需要的温度范围内，然后进行工件的加工与处理。不论是在生活中还是在工业生产过程中，温度的变化对生活、生产的某些细节环节都会造成不同程度的影响，所以适时地对温度进行控制具有重要的意义。 

温度控制器是实现可测温和控温的电路,是对温度进行控制的电开关设备，它主要分为机械式温控器和电子式温控器两种，温度器属于信息技术的前沿尖端产品，已被广泛用于工农业生产、科学研究和生活等领域，数量高居各种传感器之首。现今社会，越来越多的环境需要对温度进行控制,随着温控器应用领域和范围的日益广泛，温控器的研究与应用正在市场中逐渐占有一席之地,并在日渐成熟中占有巨大的市场前景。随着研究的发展与深入, 温控器现已陆续推出基本款的A系列、高功能的B系列、模块化省配线的C系列等等齐全系列温度控制器。温度控制器的发展与研究已越来越势不可挡, 但目前温控器行业进入门坎相对较低，如何为客户提供更合适、性价比更好的产品，以及如何及时开发新的需求并实现它的价值已越来越重要, 在这种情况下温度控制器的研究十分必要. 

（二）定义

负压：风流的绝对压力(压强)小于井外或风筒外同标高的大气压力(压强)，其相对压力(压强)为负值

简单的说，“负压”是低于常压（即常说的一个大气压）的气体压力状态。

(1) 低于现存的大气压力(取作参考零点)的压力。

(2) 低于大气压的稀薄度。

抽出式通风的矿井中，风流的绝对压力小于井外或风筒外同标高的绝对压力，其相对压力为负值，称负压。通常在工业上，特别是微型泵(如：微型真空泵、微型气泵、微型气体采样泵、微型气体循环泵、微型抽气泵)选型中常要涉及到这个概念。

  真空负压安全阀

负压的利用非常普遍，人们常常使某部分空间出现负压状态，便能利用无处不在的大气压替我们效力。

例如，人们呼吸时，当肺处于扩张状态时出现负压，在肺的内外形成了压强差新鲜空气就被压入肺内。

通常在工业上，特别是微型泵(如微型真空泵，微型气泵，微型气体采样泵，微型气体循环泵，微型抽气泵)选型中常要涉及到这个概念。 例如：有一种微型真空泵，它能在抽气端形成0.04MPA的负压，意思是能将密闭容器内的气体抽走40%，剩余60%，与外界大气压的压力差为100*(1-0.6)=40KPA(即它的负压值为：-40Kpa)，在常用的真空表上显示就为-0.04Mpa。(假设当地大气压为0.1Mpa)

3.1.4晶振电路与复位电路的设计 

单片机内部带有时钟电路，只需要在片外通过XTAL1、XTAL2引脚接入定时控制单元（晶体振荡和电容），即可构成一个稳定的自激振荡器。振荡器的工作频率一般在1.2~12MHz之间，当然在一般情况下频率越快越好，可以保证程序运行速度即保证了控制的实时性。

一般采用石英晶振作定时控制元件，在不需要高精度参考时钟时，也可以用电感代替晶振，有时也可以引入外部时钟脉冲信号。接在晶振上的电容虽然没有严格要求，但电容的大小会影响振荡器的稳定性和起振的快速性。

因此，通常选择在10~30pF左右，在此次设计时钟电路时，晶振频率选用（12MHz），电容选用（20pF），并且它们应尽可能靠近芯片，以减小分布电容，保证振荡器振荡的稳定性。 

为防止电源之间的相互干扰，需对电路进行独立供电，本系统采用双电源输出，一个正常之用，一个应急备用。因此电源电路设计输出两路为+5V的稳压电源，同时主电路的开关元件为固态继电器，其直流侧的供电电源可选择为+5V。

由于固态继电器内部带有光耦，其直流侧与交流侧相互隔离，因此其直流侧的供电电源可与数字电路的+5V电源共用，另外DS18B20也用+5V的稳压电源供电，另外一个+5V的稳压电源用来备用，当遇到系统断电时可以把那个备用的稳压电源来应急，这样可以给系统增加了一道应急保险。本装置的直流稳压电源采用通常的桥式全波整流、电容滤波、三端固定输出的集成稳压器件进行设计，并且所有的集成稳压芯片均装有充分裕量的散热片。