水温控制系统原理图,水温控制系统是怎么实现的

首页 > 车主 > 作者:YD1662023-06-04 03:54:06

日常生活中经常用到的淋浴热水器尽管每个人都很熟悉,但并非每个人都会把他与经典《物理学》和调节原理联系起来。调节原理也就是调节系统。虽然它是大学自动控制工程系学生的一门重要的专业理论课程,听起来那么高大上,那么它与人们的日常生活有什么关系呢?其实,许多看上去高大上的理论其实与人们日常生活有着紧密联系。这就是理论来自于生活实践,发展创新后又反过来指导实践。

一、基本专业术语

先让我们先了解如下的专业术语:

传感器:传感器是感知、采集和转换信息的敏感器件,传感器的种累很多,按不同用途分有近千种。本例所指的是用于测量人体温度的传感器,即体温传感器。不过本例中的传感器是以人的“皮肤”这种高灵敏度的生物神经感应“冷”或“热”的感觉来替代传统的物理传感器。

中央处理器:中央处理器(CPU)大家都不陌生,电脑、手机都离不开CPU。不过本例所指的中央处理器(CPU)却远比电脑中央处理器(CPU)要更聪明的人脑,这就是人的“大脑”。

執行器:執行器是自动控制系统中不可或缺的重要装置,也可以说是執行指令的工具。没有執行器任何指令都无法執行,再高级的自动控制系统也无法谐调的运转起来。同样,本例所指的執行器不是传统机电类的物理執行器,而是人的“手”。人手的灵活性与可靠性是今天任何机械装置都无法比拟的,是生物自适应系统中最灵活自如的執行器 。

水温控制系统原理图,水温控制系统是怎么实现的(1)

图1淋浴器水温调节系统原理图

二、调节原理及工作过程

为了组成一个完整的调节系统,我们把上面的传感器 CPU 執行器这三种部件组成如图2所示的淋浴器水温调节闭环系统框图。

水温控制系统原理图,水温控制系统是怎么实现的(2)

图2淋浴器水温调节闭环系统框图

使用淋浴器时,喷头或花洒喷出的水被身体皮肤首先感知到水温是否舒适,这就是皮肤生物传感器感知出的“冷“、”热”信号;并把水温冷或热的水温信号以毫微妙级的速度传输给人脑,经人脑CPU快速存储、运算并输出三种结果快速传输给執行器:即“水温高( )”、“水温底(—)”、“水温舒适(0)”。執行器对“水温舒适(0)不必动作,继续享受舒适的水温;对“水温高( )”则需要手动图3中的开关右旋加大冷水量,降低温度;

水温控制系统原理图,水温控制系统是怎么实现的(3)

图3淋浴器水温左/右旋转调节开关

对“水温低(—)”则需要手动图3中的开关左旋减小冷水量,提高温度。开关左/右旋转与水温对应关系曲线如图4所示。

水温控制系统原理图,水温控制系统是怎么实现的(4)

图4淋浴器水温左/右旋转开关温度曲线

人们通常在开启淋浴器前都将燃气热水器面板上按季节气温选择预设一个相对恒定的温度,如冬季42℃,燃气恒定供给,通过对冷水量的大小调节喷头或花洒出口温度。为什么要调节呢?因为任何系统都不会绝对处于稳定状态。水压、气压的波动必然对系统产生扰动,所以,到目前为止的淋浴热水器都是通过简单手动旋转冷水龙头的开度来调节水量大小实现温度控制目的。

三、智能淋浴器

水温控制系统原理图,水温控制系统是怎么实现的(5)

图5智能淋浴器

图5是近年上市的智能淋浴器,预设置参数全部存储在系统内部。系统通过感知浴室内环境温度后,即刻计算出花洒适合皮肤温度的喷淋水。按人的洗浴习惯确定供水或暂停,非常节水。不过这种智能淋浴器目前价格还处于高位。可以预期随着普及和市场投放量增加,价格会逐步趋于亲民。

栏目热文

文档排行

本站推荐

Copyright © 2018 - 2021 www.yd166.com., All Rights Reserved.