智能温湿度控制器的设计

　　一、引言

　　在水泥的生产过程中,需要对温度、湿度进行测量和控制,但是,其环境条件差,尤其是高粉尘和长时间连续工作,使得一般的湿敏传感器无法满足测量精度要求和经受长时间恶劣环境的考验。在这里我们采用干、湿球法测湿,将测湿问题转变为测温问题。利用温度传感器的抗恶劣环境的能力,较好的解决了上述问题。

　　二、测量原理

　　智能温湿度控制器需要对温度和湿度进行测量,其中,测湿用干湿球法测量,需两路温度计。干球温度计相当于普通的温度计,用于测出该点的空气温度。湿球温度计测温头绑有一浸水的纱布,由于水分蒸发带走测温探头的一部分热量,湿球温度计要比干球温度计温度低。

　　由热力学的有关原理可知,相对湿度与干湿球的温度关系为

式中E′t、Et——湿球和干球的饱和蒸汽压

　　t′、t——湿球和干球温度

　　A——温度系数

　　P——大气压力

　　可见,只要测出干球温度和湿球温度,就可由上式得到此时的相对湿度。因此,利用两路温度传感器,我们既测出了湿度又测出了温度。

　　三、系统组成

　　1.工作过程

　　智能温湿度控制器首先对现场温湿度进行测量,然后根据设定的温度上限、温度下限、湿度值进行控制,使现场温湿度达到设定值。

　　本控制器有4路输出,分别控制制冷机、加热器、加湿机、风机,以便对温湿度进行控制。当现场温度高于温度上限时,启动制冷机降温;当温度低于温度下限时,启动加热器加热;当湿度低于设定值时,启动加湿机加湿,反之,停止加湿。风机常开,使现场温湿度均匀。

　　2.系统组成

　　本系统由以下部分组成:

　　(1)两路传感器采用铂电阻Pt1000,性能稳定,互换性强,定标简单。

　　(2)前置放大及线性校正电路　对铂电阻输出信号放大并线性校正,使铂电阻输出为10mV/℃.

　　(3)多路开关　采用4052,使两路信号分时切入A/D转换器,实现多路测量。

　　(4)A/D转换器　由于温度信号变化较慢,A/D转换器转换速度不需要太快。选312双积分型A/D转换器5G14433。

　　(5)最小系统　由8031、373、2764、8255等组成,负责数据采集、处理、显示,并根据温湿度的设定值进行控制。

　　(6)温度、湿度设定　由8421码盘输入,共3组,每组3位,分别设定温度上、下限和湿度。

　　(7)温度、湿度显示　由2组共6位数码管分别显示温度和湿度。

　　(8)输出　共4路,分别控制加热、制冷、加湿、风机。输出与最小系统间由光电耦合器隔离。