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厨用燃油燃气节能系统的研究

作 者: 张文龙
导 师: 闫家超
学 校: 沈阳理工大学
专 业: 机械制造及其自动化
关键词: 节能 单片机 电路 超声波 自动化
分类号: TS914.232
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 36次
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内容摘要


化石能源是不可再生能源,随着人类工业化进程的发展,对能源的消耗量与日俱增。人类已经面临着能源枯竭的危险,且在短期内难以改变对化石能源的依赖。但是我们可以做一些努力,减少对能源的浪费。目前的餐饮业,厨房均使用带鼓风机的燃油、燃气炒菜炉灶。这些炉灶烹饪菜的过程中每炒一道菜约有50%-60%的累积时间是空烧的,这是一种浪费,本文研究的目的就是为了减少这种浪费。本文主要研究饭店里大量使用的燃油燃气灶,在燃油燃气灶上加装一个控制系统,以达到在不改变厨师操作习惯的情况下而由控制系统自动达到节能的目的。本文主要研究了基于超声波单片机节能控制系统,对整个系统的硬件电路进行了设计。在本设计中采用单片机作为控制器件,设计的内容包括发射电路的设计,接收电路的设计,电源系统的设计,执行电路的设计以及温度补偿电路的设计。在软件控制部分,本文主要利用C51语言对整个系统进行编程控制。系统工作的原理是:由单片机发出40KHz的脉冲信号经由功放以驱动超声波探头,再由探头接收回波,经过一系列的处理形成中断信号以达到测距的目的,并由测得的距离值来判断是否执行节能操作,最终达到锅起火熄,锅落火起的节能控制的目的。对整个系统的硬件电路和软件控制部分设计完后,本文又对系统的燃气控制阀进行了简单的设计,主要是对燃气控制阀公称通径的设计以及对燃气控制阀阀体壁厚的设计。最后,本文对整个系统进行了相关的实验,在正确焊接好整个系统的硬件电路后,进行了超声波测距的实验,得出了相关的数据,并进行了实验误差分析。

全文目录


摘要  6-7
Abstract  7-12
第1章 绪论  12-16
  1.1 课题的背景  12-13
  1.2 选题的目的和意义  13-14
  1.3 国内外现状  14
  1.4 论文的主要内容及章节安排  14-16
    1.4.1 论文主要内容  14-15
    1.4.2 论文章节安排  15-16
第2章 超声波理论基础  16-25
  2.1 超声波技术  16-20
    2.1.1 超声波的概述  16-17
    2.1.2 超声波的基本性质  17
    2.1.3 超声波的应用  17
    2.1.4 超声波的衰减  17-18
    2.1.5 几种测距方法简介  18-19
    2.1.6 超声波测距优越性  19-20
  2.2 超声波传感器的概述  20-24
    2.2.1 超声波传感器工作的基本原理  20-21
    2.2.2 超声传感器的特性  21-24
    2.2.3 声速  24
    2.2.4 测量盲区  24
  本章小结  24-25
第3章 节能控制系统总体方案设计  25-51
  3.1 总体方案的确定  25-26
  3.2 发射电路的方案设计  26-30
    3.2.1 发射电压  26
    3.2.2 发射信号方式  26-27
    3.2.3 脉冲源的讨论与发射电路  27-30
  3.3 接收电路的方案设计  30-37
    3.3.1 前置放大电路  30-32
    3.3.2 带通滤波电路  32-36
    3.3.3 二值化电路  36-37
  3.4 本设计所使用的单片机  37-41
    3.4.1 AT89C51 主要特性  38
    3.4.2 AT89C51 引脚说明  38-40
    3.4.3 AT89C51 振荡器特性  40-41
    3.4.4 AT89C51 芯片擦除  41
  3.5 电源的设计  41-43
  3.6 温度补偿  43-48
    3.6.1 DS18B20 简介  43-44
    3.6.2 DS18B20 的外形及引脚定义  44
    3.6.3 DS18B20 的内部结构  44-46
    3.6.4 DS18B20 的测温原理  46
    3.6.5 DS18B20 与单片机的接口电路  46-47
    3.6.6 DS18B20 的主要指令  47-48
  3.7 执行电路设计  48-50
  本章小结  50-51
第4章 系统软件设计  51-59
  4.1 单片机编程语言的选择  51-52
  4.2 系统的软件规划  52
  4.3 程序结构  52-58
    4.3.1 主程序部分  53-55
    4.3.2 子程序部分  55-56
    4.3.3 中断服务子程序  56-58
  本章小结  58-59
第5章 燃料控制阀的设计  59-69
  5.1 燃气控制阀阀体部分设计  59-62
    5.1.1 公称通径的确定  59-60
    5.1.2 阀体壁厚的的计算  60-62
    5.1.3 阀杆的设计  62
    5.1.4 燃气控制阀阀体总长度的确定  62
  5.2 燃气控制阀电动装置设计  62-68
    5.2.1 线圈参数设计  62-67
    5.2.2 电磁铁的选择  67-68
  本章小结  68-69
第6章 系统的实验调试与误差分析  69-76
  6.1 系统调试  69-71
  6.2 实验结果分析  71-75
    6.2.1 实验结果  71-74
    6.2.2 实验误差分析  74-75
  本章小结  75-76
总结  76-77
参考文献  77-80
攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果  80-81
致谢  81-82
附录  82-95
  附录 A 系统硬件电路图  82-83
  附录 B 单片机C 语言程序  83-87
  附录 C DS18B20 驱动程序  87-95

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中图分类: > 工业技术 > 轻工业、手工业 > 五金制品工业 > 五金制品 > 日用五金制品 > 炉灶及灶具 > 燃气炉灶及灶具
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