摘要 发电厂配电室一般用来放置变压器，负荷开关，PC，MCC母线等要求保管条件比较好的物品，所以配电室的通风与超温报警系统就显得尤为重要，目前我国大部分配电室由于成本，管理难度等都很少有通风与报警一体化的自动化系统。基于此，本文设计了一种基于温度传感器的通风与报警系统，系统主要用温度传感器测量环境温度，并设定工作温限，通过控制执行电路控制电机启停，以达到通风的目的，并通过控制报警电路，达到报警目的。
关键词：温度传感器 ；配电室； 执行电路 ；电机
1.绪论
温度是生产过程和科学实验中一个重要的物理量，它反映了物体冷热的程度，与自然界中的各种物理和化学过程相联系。在工、农业生产和日常生活中，各个环节都与温度紧密相联，温度的准确监测及控制占据着极其重要地位[1]。比如，发电厂锅炉的温度必须控制在一定的范围之内；配电室设备必须在适当的温度下才能正常进行等。没有合适的温度环境，许多电子设备就不能正常工作，造成保护误动或拒动。可见，温度的测量和控制是非常重要的。随着社会科技的进步，监测仪器已应用于各个领域，智能化温度控制系统已应用到人们生活的各个方面，针对这种实际情况，设计一个温度控制系统，具有广泛的应用前景与实际意义。
本文配电室的自动通风及温控制系统,可以实时检测配电室的温度,并根据所测的数据控制排风扇、空调器等设备的运行,确保配电室通风良好,并有合适的温度环境。以及超温报警功能。
2研究步骤、方法及措施
2.1研究红外的基础理论
红外线是电磁波谱的一个部分，这一波段位于可见光和微波之间，根据普朗克辐射定理，凡是绝对温度大于零度的物体都能辐射电磁能，物体的辐射强度与温度表面的辐射能力有关，辐射的光谱分布也与物体温度密切相关。在电磁波谱中，我们把人眼可直接感知的0.4~0.75微米波段称为可见光波段，而把波长从0.75至1000微米的电磁波称为红外波段，红外波段的短波段与可见光红光相邻，长波段与微波相接。可见光辐射主要来自高温辐射源，如太阳，高温燃烧气体，灼热金属等，而任何低温，室温或加热后的物体都有红外辐射。
2 .2红外检测的特点
2.2.1.远距离和非接触测量
红外监测不需要与被测物体接触，并可远距离测量，它特别适合于对高速运动物体，旋转体，人体，动物体的测量。
2.2.2.响应速度快
红外监测不像热电偶，温度计那样，需要与被测量体接触以达到热平衡，只要接触到目标的红外辐射即可测量，其响应时间在毫秒甚至微妙数量级。
2.3红外传感器工作原理
热释电红外传感器通过目标与背景的温差来探测目标，其工作原理是利用热释电效应，即在钛酸钡一类晶体的上、下表面设置电极，在上表面覆以黑色膜，若有红外线间歇地照射，其表面温度上升△T，其晶体内部的原子排列将产生变化，引起自发极化电荷，在上下电极之间产生电压△U。常用的热释电红外线光敏元件的材料有陶瓷氧化物和压电晶体，如钛酸钡、钽酸锂、硫酸三甘肽及钛铅酸铅等。 热释电红外传感器内部由光学滤镜、场效应管、红外感应源(热释电元件)、偏置电阻、EMI电容等元器件组成，其内部电路框图如图(2-1)所示。
图2-1
2.4热释电红外传感器RE200B处理芯片BISS0001
BISS0001是一款具有较高性能的传感信号处理集成电路，它配以热释电红外传感器和少量外接元器件构成被动式的热释电红外开关。它能自动快速开启各类蜂鸣器、电风扇、等装置，特别适用于商场及工厂的过道走廊等敏感区域，该处理芯片具有CMOS工艺，数模混合，具有独立的高输入阻抗运算放大器；内部的双向鉴幅器可有效抑制干扰，内设延迟时间定时器和封锁时间定时器等特点。
2.5 DS18B20温度传感器工作原理
2.5.1 DS18B20的工作原理
根据DS18B20的通讯协议，主机控制DS18B20完成温度转换必须经过三个步骤：
1. 每一次读写之前都必须要对DS18B20进行复位；
2. 复位成功后发送一条ROM指令；
3. 最后发送RAM指令，这样才能对DS18B20进行预定的操作。
复位要求主CPU将数据线下拉500微秒，然后释放，DS18B20收到信号后等待15～60微秒左右后发出60～240微秒的存在低脉冲，主CPU收到此信号表示复位成功。
2.5.2 DS18B20的测温原理
中低温度系数晶振的振荡频率受温度的影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号送给减法计数器1，高温度系数晶振随温度变化其震荡频率明显改变，所产生的信号作为减法计数器2的脉冲输入，当计数门打开时，DS18B20就对低温度系数振荡器产生的时钟脉冲后进行计数，进而完成温度测量。计数门的开启时间由高温度系数振荡器来决定，每次测量前，首先将-55 ℃所对应的基数分别置入减法计数器1和温度寄存器中，减法计数器1和温度寄存器被预置在-55 ℃所对应的一个基数值。减法计数器1对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数，当减法计数器1的预置值减到0时温度寄存器的值将加1，减法计数器1的预置将重新被装入，减法计数器1重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到减法计数器2计数到0时，停止温度寄存器值的累加，此时温度寄存器中的数值即为所测温度。
2.6 单片机与外部接口电路设计
根据1062LCD的工作原理，我们可以设计单片机与1062LCD，红外热释电传感器，温度传感器，下级执行电路的接口电路，因单片机系统较为简单，此处不再赘述。
2.7 报警电路设计
本系统采用蜂鸣器作为报警，当检测到环境温度过高时，蜂鸣器响应单片机进行报警。蜂鸣器报警原理比较简单，单片机对IO口P1.0控制；单片机给P1.0口输出低电平，蜂鸣器工作，达到报警的效果。
2.8下级执行电路设计
本系统通过继电器控制电机的转动，单片机控制继电器线圈的上电与复位，三极管9014[12]通过10K电阻上拉充当控制回路开关，控制电路如图（2-12）：
图2-2
3参考文献：
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[2]传感器与检测技术[M]. 宋文绪.北京: 高等教育出版社,2004.
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[4] Structural and Optical Characterization of PLT Thin Films ［J］．Zhou Q E． Prepared by a Sol-Gel Process． 2000，70 （6）：293-296．
[5]红外传感器的信号提取和数据采集的设计[J]. 薛晨阳等.仪表技术与传感器,2007 ,2
[6]单线数字温度传感器的原理与应用[J]. 金伟正.电子技术与应用，2000
[7]《单片机原理与应用及C51程序设计》谢维成 杨加国 编著 清华大学出版社
[8]《传感器原理及工程应用》郁有文 常建 程继红 编著 西安电子科技大学出版社
[9]数字电子技术基础（第五版）[M]. 阎石. 北京：高等教育出版社，2006
论文作者:冯学鹏
论文发表刊物:《电力设备》2018年第10期
论文发表时间:2018/7/26
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