基于非接觸測溫技術的工業微波爐控制系統設計

貢海旭

【摘 要】由于工業微波爐工作時，爐內處于高電磁干擾狀態，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微波爐上的實際應用方案。

【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.

【關鍵詞】非接觸測溫；工業微波爐；系統設計

【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

隨著社會的發展，微波加熱技術已經應用到社會的各個領域。在一些物料的加熱及干燥領域，由于微波加熱不需要熱傳導過程，可以使加熱物質本身成為發熱體，內外同時加熱，能在短時間達到加熱的效果。相對于常規加熱如火焰、熱風、電熱及蒸汽等，都是利用熱傳導的原理將熱量從被加熱的物體外部傳入內部，逐步使物質中心溫度升高的方式，微波加熱干燥技術具有加熱迅速的特點。在某些工業領域，工業微波爐相比傳統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。

本文介紹了一款應用于工業微波爐控制器的溫度采樣電路的設計。由于工業微波爐工作時，爐內處于高電磁干擾狀態，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，把采集數據顯示在TFT液晶顯示屏上。圖1為系統框圖。

3 硬件電路設計

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

MCU選擇選用了 STM32F103VCT6單片機，該MCU采用ARM內核，內置20k數據RAM和256k數據ROM，內置一個FAMC（可變靜態存儲控制器），可以使用硬件的方式驅動液晶屏，大大提高液晶屏的顯示刷新速度，并有效減輕CPU的負擔。

電源電路采用芯片LM1117_33，可以在工作電流0-1A的范圍內提供穩定的3.3V電壓。晶振采用8m外部晶振，經內置PLL倍頻，達到72MHZ。

復位電路采用外置10k和104電容，系統每次上電時產生一個2.5ms的低電平，然后拉高。保證MCU有效復位。電路如圖2所示。

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

4 軟件部分設計

程序流程圖見下圖6：

5 結語

經過實際測試，基于非接觸式紅外測溫傳感器的工業微波爐控制系統可以有效克服微波爐內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的可靠性和穩定性，是一個比較理想微波爐測溫方案。

【參考文獻】

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