本實(shí)用新型涉及霧化設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種霧化控制裝置。

背景技術(shù)：

目前，傳統(tǒng)的煙霧機(jī)電加熱技術(shù)由于電熱絲大慣性、大時(shí)變、純滯后等非線性特性的存在，主要采用無(wú)反饋或者溫度開關(guān)切斷控制繼電器電源來(lái)達(dá)到改變加熱功率輸出的目的，傳統(tǒng)的煙霧機(jī)存在以下技術(shù)問題：一方面，煙霧機(jī)受儀表本身誤差和溫度開關(guān)電氣壽命的影響，通斷頻率較低，溫度波動(dòng)范圍較大，另一方面，傳統(tǒng)煙霧機(jī)體積大，實(shí)際應(yīng)用中需要使用交流電壓供電，同時(shí)，傳統(tǒng)煙霧機(jī)需要預(yù)熱才可以進(jìn)行正常使用，無(wú)法隨身攜帶。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種霧化控制裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用下述技術(shù)方案：

霧化控制裝置，包括PIC單片機(jī)、溫度取樣電路、油泵驅(qū)動(dòng)電路和電熱管驅(qū)動(dòng)電路，所述溫度取樣電路、油泵驅(qū)動(dòng)電路和電熱管驅(qū)動(dòng)電路均與PIC單片機(jī)連接，所述溫度取樣電路還與電熱管驅(qū)動(dòng)電路連接；電熱管驅(qū)動(dòng)電路包括電熱管，所述電熱管內(nèi)部設(shè)置電熱絲；

溫度取樣電路采集電熱絲溫度，并將電熱絲溫度反饋至PIC單片機(jī)，PIC單片機(jī)通過(guò)PWM脈寬進(jìn)行調(diào)節(jié)，然后通過(guò)引腳輸出功率至電熱管驅(qū)動(dòng)電路，電熱絲快速升溫至基準(zhǔn)溫度，然后，PIC單片機(jī)通過(guò)油泵驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)油泵工作，油泵通過(guò)管路抽取煙霧劑并將煙霧劑傳輸至電熱管內(nèi)部，然后煙霧劑經(jīng)遇熱迅速膨脹霧化，再通過(guò)電熱管管口進(jìn)行煙霧的噴射，在煙霧噴射過(guò)程中，PIC單片機(jī)通過(guò)內(nèi)部PID調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)PWM脈寬占空比，進(jìn)而調(diào)節(jié)輸出功率，起到調(diào)節(jié)加熱絲溫度的作用，保證噴煙量相對(duì)恒定。

優(yōu)選的，所述溫度取樣電路包括并聯(lián)的電壓源和電容C12，所述電壓源與電熱管串聯(lián)后接入PIC單片機(jī)采樣信號(hào)輸入引腳，所述電熱管外壁附著NTC熱敏電阻，且電熱管為中空管結(jié)構(gòu)。通過(guò)將電熱管設(shè)置為中空管的結(jié)構(gòu)，使得在低壓情況下以及不借助外力的情況下也可以進(jìn)行噴霧。

溫度取樣電路采用精準(zhǔn)電壓源TL431實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)電壓取樣，將取樣獲取的電壓信號(hào)通過(guò)采樣信號(hào)輸入引腳輸入至PIC單片機(jī)進(jìn)行處理，溫度取樣電路采集電熱管中心頻率，無(wú)需手動(dòng)調(diào)節(jié)，具有較高的調(diào)節(jié)精度。

優(yōu)選的，所述霧化控制裝置還包括無(wú)線接收電路，所述無(wú)線接收電路與PIC單片機(jī)的輸出引腳連接，無(wú)線接收電路與遠(yuǎn)程媒體終端進(jìn)行無(wú)線通信，遠(yuǎn)程媒體終端通過(guò)無(wú)線接收電路對(duì)PIC單片機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。

優(yōu)選的，所述電熱管壁附著電熱線，附著在電熱管壁的電熱線與電熱管壁絕緣不絕熱，且電熱管壁設(shè)置絕緣材料。所述電熱管可根據(jù)功率要求設(shè)計(jì)，即用戶可根據(jù)應(yīng)用環(huán)境制作適合功率的電熱管，使用安全性較高。

實(shí)際應(yīng)用時(shí)，需要大功率噴煙霧時(shí)：電熱管壁附著電熱線，所述電熱線與電熱管壁絕緣但不絕熱。通過(guò)將電熱線附著在電熱管壁，且電熱線與電熱管壁絕緣，可以實(shí)現(xiàn)大范圍煙霧噴射，同時(shí)，由于電熱管上沒有電壓，可以利用常規(guī)電壓標(biāo)準(zhǔn)或者其它電壓進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)高功率、低成本的電熱管驅(qū)動(dòng)電路。

另外，電熱管結(jié)構(gòu)可根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過(guò)附著在電熱管上的NTC熱敏電阻實(shí)現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)的傳遞。電熱管與NTC熱敏電阻連接方式可根據(jù)實(shí)際情況采用并聯(lián)或者串聯(lián)的方式，連接方式多樣，實(shí)用性好。

優(yōu)選的，所述霧化控制裝置還包括閥門，所述閥門設(shè)置于電熱管管口，通過(guò)設(shè)置閥門，實(shí)現(xiàn)了煙霧劑的分流，用戶可以根據(jù)實(shí)際需要調(diào)節(jié)閥門，進(jìn)而改變煙霧劑的流向，實(shí)現(xiàn)多角度多功能方向噴霧。所述電熱管管口設(shè)置噴射頭，所述噴射頭端部設(shè)置若干噴射孔，且噴射頭上還設(shè)置流量調(diào)節(jié)旋鈕，所述流量調(diào)節(jié)旋鈕用于調(diào)節(jié)噴射孔孔徑，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部流量的調(diào)節(jié)，最終實(shí)現(xiàn)噴霧面積和噴霧距離的調(diào)節(jié)。

優(yōu)選的，所述電熱管替換為電熱絲或火源發(fā)熱體。電熱絲和火源發(fā)熱體均為發(fā)熱材料。

優(yōu)選的，所述霧化控制裝置還包括供電裝置，所述供電裝置采用直流或者交流寬電壓供電。通過(guò)采用直流或者交流寬電壓范圍供電，用戶根據(jù)電壓要求選擇適配型號(hào)，實(shí)現(xiàn)霧化控制裝置的移動(dòng)使用。

本實(shí)用新型的有益效果是：

1.本實(shí)用新型通過(guò)PIC單片機(jī)和溫度取樣電路、油泵驅(qū)動(dòng)電路和電熱管驅(qū)動(dòng)電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)電熱管溫度的準(zhǔn)確控制，PIC單片機(jī)通過(guò)PWM調(diào)制實(shí)現(xiàn)溫度控制，溫度波動(dòng)范圍小，控制精確性高；

2.供電裝置采用直流或者交流寬電壓供電，用戶根據(jù)電壓要求選擇適配型號(hào)，實(shí)現(xiàn)霧化控制裝置的移動(dòng)使用，因此，用戶不局限于傳統(tǒng)的交流電壓供電的方式，供電方式多樣；

2.通過(guò)采用NTC熱敏電阻作為測(cè)溫元件，具有穩(wěn)定性好，測(cè)溫區(qū)域?qū)挼膬?yōu)勢(shì)，通過(guò)采用PIC單片機(jī)，克服了常規(guī)補(bǔ)償誤差的缺點(diǎn)，具有軟啟動(dòng)、基準(zhǔn)穩(wěn)定的效果；

3.本實(shí)用新型通過(guò)將電熱管設(shè)置為中空管結(jié)構(gòu)，使得電熱管低壓情況下可以實(shí)現(xiàn)噴霧，同時(shí)，中空管結(jié)構(gòu)使得噴霧無(wú)需借助外力，比如采用風(fēng)扇吹或者人力吹的方式，實(shí)用性好，霧化效果較好；

4.通過(guò)在PIC單片機(jī)中預(yù)設(shè)基準(zhǔn)溫度，通過(guò)改變油泵工作頻率實(shí)現(xiàn)噴霧量的控制，即實(shí)現(xiàn)了噴霧量的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，同時(shí)，通過(guò)在噴射頭上設(shè)置流量調(diào)節(jié)旋鈕，實(shí)現(xiàn)噴射孔孔徑的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)噴霧量的調(diào)節(jié)；

5.由于PIC單片機(jī)、溫度取樣電路、油泵驅(qū)動(dòng)電路和電熱管驅(qū)動(dòng)電路體積較小，可以使用低電壓，因此，霧化控制裝置可移動(dòng)使用，若任一電路出現(xiàn)故障，對(duì)故障電路進(jìn)行維修或者更換即可，不影響正常使用；

6.通過(guò)將電熱管管口設(shè)置噴射頭，且噴射頭上還設(shè)置流量調(diào)節(jié)旋鈕，通過(guò)安裝噴射頭和流量調(diào)節(jié)旋鈕，實(shí)現(xiàn)噴霧面積和噴霧距離的調(diào)節(jié)。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型提供的霧化控制裝置的電路圖；

圖2是本實(shí)用新型提供的電熱管結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型提供的霧化控制裝置PWM調(diào)制對(duì)應(yīng)的溫度曲線；

其中，1.電熱管，2.電熱線。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1所示，霧化控制裝置，包括PIC單片機(jī)、溫度取樣電路、油泵驅(qū)動(dòng)電路和電熱絲驅(qū)動(dòng)電路，所述溫度取樣電路、油泵驅(qū)動(dòng)電路和電熱絲驅(qū)動(dòng)電路均與PIC單片機(jī)連接；

所述柱油泵驅(qū)動(dòng)電路包括油泵、第一MOS管Q2、第一三極管Q6和第二三極管Q7，所述油泵與第一MOS管Q2漏極連接，所述第一MOS管Q2柵極與第一三極管Q6集電極連接，第一三極管Q6與第二三極管Q7集電極連接，第二三極管Q7基極與PIC單片機(jī)輸入驅(qū)動(dòng)引腳連接；

所述電熱絲驅(qū)動(dòng)電路包括第二MOS管Q1、第三三極管Q5和第四三極管Q4，電熱管與第二MOS管Q1漏極連接，所述第二MOS管Q1柵極與第三三極管Q5集電極連接，第三三極管Q5基極與第四三極管Q4集電極連接，第四三極管Q4基極與PIC單片機(jī)輸出引腳連接。

所述溫度取樣電路，包括并聯(lián)的電壓源和電容C12，所述電壓源與電熱管串聯(lián)后接入PIC單片機(jī)采樣信號(hào)輸入引腳，所述電熱管為中空管結(jié)構(gòu)，且電熱管壁設(shè)置電熱線。

溫度取樣電路采用精準(zhǔn)電壓源TL431實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)電壓取樣，將取樣獲取的電壓信號(hào)通過(guò)采樣信號(hào)輸入引腳輸入至PIC單片機(jī)進(jìn)行處理，溫度取樣電路采集電熱管中心頻率，無(wú)需手動(dòng)調(diào)節(jié)，具有較高的調(diào)節(jié)精度。

所述電熱管壁附著電熱線，附著在電熱管壁電熱線與電熱管壁絕緣，且電熱管壁設(shè)置絕緣材料。如圖2所示，通過(guò)將電熱線附著在電熱管壁，且電熱線與電熱管壁絕緣不絕熱，可實(shí)現(xiàn)大功率次大范圍煙霧噴射。若將電熱絲直接接通安全電壓，該方式實(shí)現(xiàn)了小功率小范圍噴霧，同時(shí)，由于電熱管上均為安全電壓，電熱絲驅(qū)動(dòng)電路可以實(shí)現(xiàn)小體積、移動(dòng)性好的設(shè)計(jì)要求。

基于上述霧化控制裝置的控制方法，包括以下步驟：

步驟一：?jiǎn)?dòng)PIC單片機(jī)，PIC單片機(jī)根據(jù)功率和煙霧劑類型設(shè)定基準(zhǔn)溫度，并通過(guò)PWM脈寬進(jìn)行調(diào)制，PIC單片機(jī)引腳輸出功率至電熱管驅(qū)動(dòng)電路，電熱絲快速升溫至基準(zhǔn)溫度；用戶可對(duì)基準(zhǔn)溫度自行調(diào)節(jié)；

步驟二：PIC單片機(jī)通過(guò)油泵驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)油泵工作，油泵通過(guò)管路抽取煙霧劑并將煙霧劑傳輸至電熱管內(nèi)部，煙霧劑經(jīng)遇熱迅速膨脹霧化，再通過(guò)電熱管管口進(jìn)行煙霧的噴射；

步驟三：PIC單片機(jī)通過(guò)內(nèi)部PID調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)PWM脈寬占空比，起到調(diào)節(jié)加熱絲溫度的作用，保證噴煙量相對(duì)恒定。

具體的，所述步驟二具體包括以下步驟：

PIC單片機(jī)引腳輸出PWM脈寬調(diào)制信號(hào)至油泵驅(qū)動(dòng)電路，油泵根據(jù)PWM脈寬調(diào)制信號(hào)抽取煙霧劑，并將煙霧劑傳輸至電熱管內(nèi)部，由于電熱管內(nèi)的電熱絲升溫至基準(zhǔn)溫度，煙霧劑遇熱迅速膨脹霧化，形成煙霧，再通過(guò)電熱管管口進(jìn)行煙霧噴射。

PWM脈寬占空比越大，表明PIC單片機(jī)引腳輸出的頻率越高，由于油泵在不同的功率驅(qū)動(dòng)下抽取速度不同，當(dāng)油泵在高頻率引腳的驅(qū)動(dòng)下，油泵抽取煙霧劑速度越快，抽取的煙霧劑的量越大，煙霧劑流通至電熱管內(nèi)部預(yù)熱霧化產(chǎn)生的煙霧量就大。

PIC單片機(jī)預(yù)設(shè)基準(zhǔn)溫度，通過(guò)改變油泵工作頻率實(shí)現(xiàn)噴霧量的控制，實(shí)際應(yīng)用中，油泵工作頻率越高，電熱管功率越大，同時(shí)，基準(zhǔn)溫度越高，噴霧需求量大。如圖1所示，第一MOS管Q2屬于電壓控制型器件，由于油泵的工作周期為50Hz，周期20ms，所以PIC單片機(jī)引腳的高電平驅(qū)動(dòng)時(shí)間為10ms，此時(shí)第一三極管Q6導(dǎo)通，第二三極管Q7不導(dǎo)通，第一MOS管Q2導(dǎo)通，通過(guò)改變PIC單片機(jī)引腳低電平的驅(qū)動(dòng)時(shí)間，改變油泵的工作頻率，就能實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)霧化控制裝置的噴霧量。

實(shí)施例：

下面結(jié)合實(shí)施例說(shuō)明PIC單片機(jī)的煙霧調(diào)節(jié)和溫度調(diào)節(jié)過(guò)程

PIC單片機(jī)運(yùn)行參數(shù)如下：PIC芯片內(nèi)置PID調(diào)節(jié)器比例參數(shù)為P，PID調(diào)節(jié)器參數(shù)積分時(shí)間初值為I，將PIC芯片與顯示器連接，顯示器實(shí)時(shí)顯示溫度取樣電路采集的溫度數(shù)據(jù)，并將溫度數(shù)據(jù)通過(guò)溫度曲線進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。

首先，進(jìn)行比例參數(shù)P的調(diào)試，設(shè)定PID參數(shù)初值為I為無(wú)窮大，具體實(shí)驗(yàn)將I設(shè)置為9999，d＝0，P＝1，使PID成為一個(gè)純比例算法，此時(shí)改變P數(shù)值，通過(guò)顯示器觀察溫度取樣電路采集采集的溫度數(shù)據(jù)，直到溫度曲線呈衰減振蕩，過(guò)渡時(shí)間較短，得到合適的比例帶，確定比例系數(shù)P為7。

積分時(shí)間I：積分作用消除霧化控制裝置的穩(wěn)態(tài)誤差。在比例系數(shù)P一定的情況下，積分時(shí)間I越小，積分作用越強(qiáng)，I過(guò)小有可能使霧化控制裝置不穩(wěn)定，因此，設(shè)定初始積分時(shí)間為100s，通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)，霧化控制裝置出現(xiàn)明顯延遲，因此，I應(yīng)選擇合適的值，最后確定積分時(shí)間I為50s。

經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)，本系統(tǒng)不采用微分調(diào)節(jié)。

霧化控制裝置中，采用電熱管內(nèi)部設(shè)置電熱線的結(jié)構(gòu)，且電熱線與電熱管內(nèi)壁絕緣。實(shí)際應(yīng)用中，電熱管可替換為下述發(fā)熱材料，例如：電熱絲或者火源發(fā)熱體。

PIC單片機(jī)通過(guò)溫度取樣電路獲取電熱管溫度數(shù)據(jù)，并根據(jù)溫度數(shù)據(jù)繪制溫度曲線。由于電熱管內(nèi)部流通煙霧劑，電熱管壁設(shè)置電熱線，電熱線溫度變化同時(shí)電熱管溫度實(shí)時(shí)變化，如圖3所示，圖3下圖表示理想狀態(tài)下的電熱管溫度曲線，上圖為本實(shí)用新型提供的霧化控制裝置獲取的溫度曲線，實(shí)際應(yīng)用中，工作人員根據(jù)設(shè)備功率等級(jí)設(shè)定基準(zhǔn)溫度，PIC單片機(jī)通過(guò)電熱管獲取反饋溫度，并將所述反饋溫度與基準(zhǔn)溫度作差，獲取反饋溫度與基準(zhǔn)溫度的差值，所述差值即為溫度容差，PIC單片機(jī)通過(guò)溫度容差進(jìn)行PWM占空比的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)。由圖看出，本實(shí)用新型提供的溫度曲線呈衰減振蕩，且后期振蕩范圍較小。當(dāng)基準(zhǔn)溫度與反饋溫度相差很小時(shí)，霧化控制裝置的PWM脈寬占空比的輸出幾乎為零，因?yàn)闆]有必要進(jìn)行大功率加熱，當(dāng)基準(zhǔn)溫度與反饋溫度相差很大時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)滿負(fù)荷運(yùn)行以達(dá)到基準(zhǔn)溫度，霧化控制裝置的輸出占空比接近為1，即霧化控制裝置的溫度曲線接近理想狀態(tài)下的溫度曲線。

本實(shí)用新型采用PWM脈寬調(diào)制技術(shù)，減弱了傳統(tǒng)霧化控制過(guò)程中存在的溫度波動(dòng)大的問題，使煙霧劑的溫度保持在一定的區(qū)間范圍內(nèi)，繼而使得電熱管管口的噴霧量穩(wěn)定，實(shí)際應(yīng)用中舒適度更高，同時(shí)，由于溫度波動(dòng)范圍小，使得霧化更加充分和穩(wěn)定。

上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實(shí)用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以內(nèi)。