Zaloguj się
Wszystkie
11 kwietnia 2022
654
Pomiar i monitorowanie temperatury powyżej 200℃ do 1000℃ jest bardzo trudnym zadaniem, zwłaszcza, gdy trzeba przeprowadzić go cyfrowo, ponieważ większość czujników ma zakres pomiarowy poniżej 200℃, co nie pozwala im tolerować temperatury około 1000℃. Monitorowanie i rejestrowanie wysokich temperatur jest potrzebne w fabrykach i gałęziach przemysłu, które mają kotły, piece, prace z gorącym metalem lub podobne prace grzewcze. Jednak większość czujników temperatury i elementów elektronicznych topi się w tak wysokich temperaturach. Dlatego do monitorowania w bardzo wysokich temperaturach wymagany jest specjalny rodzaj czujników i komponentów.
Aby rozwiązać ten problem, niniejszy projekt opisuje, jak zaprojektować system monitorowania temperatury od 500℃ do 1000℃ obecnych w piecach i przemyśle. Aby to osiągnąć, konieczne będzie używanie różnych typów czujników, takich jak:
- Czujnik promieniowania IR, który daje wyniki na podstawie koloru stopionego metalu.
- Termopara, która wykorzystuje efekt Seebecka, który generuje EMF poprzez ogrzewanie jednego końca dwóch różnych metali połączonych razem. EMF pomaga wykryć mikro zmiany i przekształca je w odczyty temperatury. W tym projekcie użyto termopary typu K do monitorowania bardzo wysokich temperatur ogrzewanych metali i pieców, których temperatura wynosi około od 800℃ do 1200℃ i powyżej. Czujnik termopary typu K składa się z dwóch długich drutów metalowych wykonanych z chromel (pozytywny koniec) i alumel (negatywny koniec).
Do pomiaru gorącej części pieca lub metalu, należy dołączyć do niego koniec złącza drutu termopary typu K. A ponieważ strona sondy czujnika ma dwa długie różne przewody metalowe, inne części elektroniczne systemu monitorowania mogą być utrzymywane w bezpiecznej odległości od tak wysokiej temperatury. Te metalowe przewody są dobrze izolowane, co pozwala im wytrzymać temperatury 1200℃ i więcej, i rozpraszają ciepło do środowiska (patrz zdjęcie poniżej).
Drugi koniec drutu termopary jest dołączony do chipa półprzewodnikowego, który wzmacnia wszelkie małe odchylenia wykryte w EMF spowodowane zmianą temperatury, która jest następnie przekształcana w cyfrowy odczyt i udostępniana za pomocą SPI lub innego interfejsu. Odczyt ten jest następnie przetwarzany przez mikrokontroler lub mikrokomputer i wyświetlany. W tym projekcie, układ MAX6675 wzmacnia i odczytuje dane z przewodu termopary i jednocześnie umożliwia odczyt temperatury przez SPI. Raspberry Pi przetwarza odczyty i monitoruje je zdalnie przez Wi-Fi.
Przygotowania
Po pierwsze, upewnij się, że Twoje Raspberry Pi ma najnowszy system operacyjny Raspbian oraz Python IDLE. Następnie należy zainstalować moduły i biblioteki Pythona, które pomogą czujnikowi odczytywać wartości przez interfejs SPI.
Dostępne są różne biblioteki i moduły. W tym projekcie wykorzystano układ Adafruit MAX6675. Należy zainstalować jego bibliotekę uruchamiając następującą komendę w terminalu Linux:
sudo apt-get update
sudo apt-get install build-essential python-dev python-pip python-smbus git
cd ~
git clone https://github.com/adafruit/Adafruit_Python_MAX31855.git
cd Adafruit_Python_MAX31855
sudo python setup.py installKodowanie
Najpierw zaimportuj do kodu bibliotekę daty i czasu, a następnie bibliotekę MAX6675. Następnie zdefiniuj port SPI, z którego będziesz korzystał. Ponieważ ten projekt wymaga użycia sprzętowego SPI, w tym celu dodano odpowiednią część kodu do jego obsługi.
W kolejnym kroku zapisz dane z czujnika wraz z datą i czasem, aby umożliwić monitorowanie pieca i innych wysokich temperatur przemysłowych. Utwórz pętlę while, która będzie aktualizować temperaturę z czujnika. Potem, zapisz je w pliku furnacedata.txt jako bazę danych.
Połączenie
Podłącz piny czujnika do pinów SPIO i GPIO w Raspberry Pi.
Testowanie
Spróbuj zmierzyć temperaturę wyższą niż 500°C, a później przejść do ponad 1200°C. Aby to zrobić, najpierw umieść urządzenie w bezpiecznym miejscu z dala od wysokiej temperatury (tak, aby elektronika nie została uszkodzona przez ), a następnie umieść metalową sondę termopary w pobliżu źródła wysokiej temperatury. Potem włącz zasilanie Raspberry Pi i uruchom kod. Możesz zobaczyć odczyty temperatury w powłoce Pythona, które zostaną zapisane w plikowej bazie danych o nazwie furnacedb.txt.
Kod źródłowy
NAPISZ DO AUTORA
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
