[发明专利]智能远红外取暖器的保护装置及保护方法

说明书

技术领域

本发明涉及远红外取暖器的技术领域，具体涉及一种智能远红外取暖器的保护装置及保护方法。

背景技术

远红外取暖或加热器被广大地区作为冬季取暖或加热设备，但由此而引发的火灾事件时有发生，现提出一款智能型远红外取暖保护器可解除此类恶性事件的发生。

常规的非接触式测温设备多采用红外测温。红外测温设备接收多种物体自身发射出的不可见红外能量，红外辐射是电磁频谱的一部分，红外测温仪所使用的红外线在0．7～14μm波带中。

红外测温设备由光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理、显示输出等部分组成。测温时，被测物体发射出的红外能量，通过红外测温仪的光学系统汇聚其视场内的红外能量，红外能量聚焦在光电探测器上转换为相应的电信号，该信号再经转换，变为被测目标的温度值。几个影响精确测温的重要因素是：发射率、视场到光斑（被测目标）的距离和光斑的位置。

所以红外测温设备虽然测得的温度的精度较高，但其结构复杂、测试角度较小，对测试环境要求较高；所测试设备的成本较高，且随着测试距离的增加设备的价格快速上升，像进口的红外测温设备通常都在10万元/台以上，所以红外测温方式不适用于远红外取暖或加热器加热设备的温度测量。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种智能远红外取暖器的保护装置及保护方法，该保护装置可以做到对远红外取暖器加热范围内被加热物的温度采集，实时断开或者接通远红外取暖器，从而做到安全保护和用电节能。

为了达到上述目的，本发明采用以下的技术方案：

一种智能远红外取暖器的保护装置，包括控制电路、步进电机和转盘；所述控制电路包括核心控制器、超声波模块、系统电源电路、主回路控制电路、温度传感器和步进电机驱动电路；所述核心控制器的驱动端口连接步进电机驱动电路，步进电机驱动电路的输出端连接步进电机；所述核心控制器的温度端口与温度传感器连接；所述核心控制器的信号收发端口与超声波模块连接；所述核心控制器的控制端口与主回路控制电路连接；所述系统电源模块为核心控制器、超声波模块、主回路控制电路、温度传感器、步进电机驱动电路供电；所述步进电机的转动轴末端与转盘固定连接，所述超声波模块倾斜设置在转盘上。

进一步地，所述核心控制器采用微芯公司的PIC16F1823单片机。

进一步地，所述超声波模块的探测方向与转盘的垂直方向的夹角α为7.5º；所述超声波模块采用hc-sr04超声波模块，所述核心控制器的两个信号收发端口分别经过阻值为330Ω的电阻与hc-sr04超声波模块的输入端口连接。

进一步地，所述系统电源模块含有变压器、整流滤波电路、稳压电路，所述变压器的输入端接入220VAC电源，变压器的输出端经整流滤波电路输出12VDC电源,12VDC电源经7805稳压电路输出5VDC电源。

进一步地，所述主回路控制电路包括继电器和三极管8050，所述核心控制器的控制端口通过三极管8050控制继电器的线圈供电的通断，从而接通切断远红外取暖器的主回路电源。

进一步地，所述温度传感器采用DS18B20单总线温度传感器。

进一步地，所述步进电机驱动电路采用ULN2003AN驱动电路。

一种利用上述的智能远红外取暖器的保护装置的保护方法，包含以下步骤：

步骤1：将远红外取暖器连同所述的保护装置一起放置在距离被加热物0～1.5m的位置，调整超声波模块的探测方向与转盘的垂直方向的夹角α为7.5º；

步骤2：核心控制器控制步进电机驱动电路驱动步进电机旋转一周，做常温下远红外取暖器与被加热物的距离检测，并记录360°转角上各个点的距离值，其中环境温度由温度传感器检测，这是学习阶段；

步骤3：当远红外取暖器正常工作时，步进电机以1转/分钟或小于1转/分钟的速度旋转，超声波模块实时采集被加热物与超声波探头间超声波的收发时间间隔；

步骤4：利用超声波在空气中的传播速度受温度影响这一原理实现被加热物的温度采集；当环境或被加热物温度达到上极限温度点，核心控制器控制主回路控制电路切断远红外取暖器的电源；当环境或被加热物温度下降到设定的下极限温度点，远红外取暖器恢复供电，被加热物得到加温。

由于采用了上述技术方案，本发明的积极有益效果是：

1.本发明提供的保护装置为长距离非接触温度检测，所以系统抗干扰能力强，使用寿命长。