基于非接觸測溫技術(shù)的工業(yè)微波爐控制系統(tǒng)設(shè)計

貢海旭

【摘 要】由于工業(yè)微波爐工作時，爐內(nèi)處于高電磁干擾狀態(tài)，普通的電子溫度傳感器都無法正常工作。為了解決這一問題，采用了一種非接觸測溫傳感器，以保證工作的可靠性。論文詳細介紹了一款非接觸式溫度傳感器在工業(yè)微波爐上的實際應(yīng)用方案。

【Abstract】 Because of the high electromagnetic interference in the industrial microwave oven， the ordinary electronic temperature sensor can not work normally. In order to solve this problem， a non-contact temperature sensor is used to ensure the reliability of the work. In this paper， a practical application scheme of non-contact temperature sensor in industrial microwave oven is introduced in detail.

【關(guān)鍵詞】非接觸測溫；工業(yè)微波爐；系統(tǒng)設(shè)計

【Keywords】non-contact temperature measurement； industrial microwave oven； system design

【中圖分類號】TP273 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）11-0184-02

1 引言

隨著社會的發(fā)展，微波加熱技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到社會的各個領(lǐng)域。在一些物料的加熱及干燥領(lǐng)域，由于微波加熱不需要熱傳導(dǎo)過程，可以使加熱物質(zhì)本身成為發(fā)熱體，內(nèi)外同時加熱，能在短時間達到加熱的效果。相對于常規(guī)加熱如火焰、熱風(fēng)、電熱及蒸汽等，都是利用熱傳導(dǎo)的原理將熱量從被加熱的物體外部傳入內(nèi)部，逐步使物質(zhì)中心溫度升高的方式，微波加熱干燥技術(shù)具有加熱迅速的特點。在某些工業(yè)領(lǐng)域，工業(yè)微波爐相比傳統(tǒng)的其他方式的烘干爐，烘干效率可以高出10倍以上，熱效率高達 80% 以上。目前，其他方式的烘干爐的熱效率無法與它相比。

本文介紹了一款應(yīng)用于工業(yè)微波爐控制器的溫度采樣電路的設(shè)計。由于工業(yè)微波爐工作時，爐內(nèi)處于高電磁干擾狀態(tài)，普通的電子溫度傳感器都無法正常工作。本文采用了遠距離紅外測溫的方式，把測溫探頭安裝于電磁爐外壁，保證測溫電路的正常工作。

2系統(tǒng)框架介紹

本文采用了非接觸式紅外傳感器 MLX90614。傳感器通過安裝在微波爐外部的特殊孔位處，在微波爐加熱倉外對內(nèi)部物料的溫度進行遠距離測量，并通過IIC的方式與MCU通訊，把采集數(shù)據(jù)顯示在TFT液晶顯示屏上。圖1為系統(tǒng)框圖。

3 硬件電路設(shè)計

硬件電路主要由單片機最小系統(tǒng)電路，液晶接口電路，鍵盤和系統(tǒng)指示燈電路，傳感器驅(qū)動電路四個部分組成。

MCU選擇選用了 STM32F103VCT6單片機，該MCU采用ARM內(nèi)核，內(nèi)置20k數(shù)據(jù)RAM和256k數(shù)據(jù)ROM，內(nèi)置一個FAMC（可變靜態(tài)存儲控制器），可以使用硬件的方式驅(qū)動液晶屏，大大提高液晶屏的顯示刷新速度，并有效減輕CPU的負擔(dān)。

電源電路采用芯片LM1117_33，可以在工作電流0-1A的范圍內(nèi)提供穩(wěn)定的3.3V電壓。晶振采用8m外部晶振，經(jīng)內(nèi)置PLL倍頻，達到72MHZ。

復(fù)位電路采用外置10k和104電容，系統(tǒng)每次上電時產(chǎn)生一個2.5ms的低電平，然后拉高。保證MCU有效復(fù)位。電路如圖2所示。

系統(tǒng)的顯示部分采用5寸TFT液晶屏幕，SSD1963驅(qū)動芯片。與MCU之間采用FSMC方式，管腳連接方式詳見圖3。

4 軟件部分設(shè)計

程序流程圖見下圖6：

5 結(jié)語

經(jīng)過實際測試，基于非接觸式紅外測溫傳感器的工業(yè)微波爐控制系統(tǒng)可以有效克服微波爐內(nèi)的強電磁干擾測量被加熱的物料的實時溫度，大大提高了控制系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，是一個比較理想微波爐測溫方案。

【參考文獻】

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