一种用于烤烟加湿的控制系统论文和设计

全文摘要

本实用新型的种用于烤烟加湿的控制系统，电动阀、超声波雾化器受控制电路控制，控制电路包括依次连接的信号检测电路、信号处理电路、PWM转换电路；有效地解决了不能实时自动调节超声波雾化器的雾化量和储水箱内进水量，烟叶烘烤的效果不能保证的问题。本实用新型根据检测的烘烤室内烟叶不同烘烤时期的湿度变化率，水位正常时，差值湿度转换为PWM信号进入雾化片驱动电路，自动调节超声波雾化器的出雾量，水位不正常（与出雾量消耗的水不成比例）时，将湿度变化信号对应的电压信号经衰减器1\/12后进入电动阀驱动电路，自动调节电动阀控制的储水箱进水量，以此实现超声波雾化器的雾化量和储水箱内进水量的自动调节。

主设计要求

1.一种用于烤烟加湿的控制系统，包括储水箱、电动阀、超声波雾化器，所述电动阀控制储水箱内水量，提供与超声波雾化器雾化片7cm的水位高度，超声波雾化器雾化后的水汽进入烘烤室，为烟叶烘烤提供所需的湿度，其特征在于，所述电动阀、超声波雾化器受控制电路控制，控制电路包括依次连接的信号检测电路、信号处理电路、PWM转换电路；所述信号处理电路包括三极管Q1、三极管Q2，三极管Q1的基极和三极管Q2的基极均通过电阻R9连接运算放大器AR2的输出端，三极管Q2的发射极连接电源+12V，三极管Q2的集电极分别连接继电器K14线圈一端、二极管D1的负极，继电器K14线圈另一端和二极管D1的正极连接地，继电器K14的公共端连接运算放大器AR1的输出端，三极管Q1的集电极连接继电器K14的常闭触点，三极管Q1的发射极连接运算放大器AR4的反相输入端，运算放大器AR4的同相输入端连接适宜湿度变化信号，继电器K14的常开触点连接电阻R15的一端，电阻R15的另一端分别连接电阻R14的一端、运算放大器AR3的反相输入端，运算放大器AR3的同相输入端通过电阻R13连接地，电阻R14的另一端、运算放大器AR3的输出端、运算放大器AR4的输出端为信号处理电路的输出信号。

设计方案

所述信号处理电路包括三极管Q1、三极管Q2，三极管Q1的基极和三极管Q2的基极均通过电阻R9连接运算放大器AR2的输出端，三极管Q2的发射极连接电源+12V，三极管Q2的集电极分别连接继电器K14线圈一端、二极管D1的负极，继电器K14线圈另一端和二极管D1的正极连接地，继电器K14的公共端连接运算放大器AR1的输出端，三极管Q1的集电极连接继电器K14的常闭触点，三极管Q1的发射极连接运算放大器AR4的反相输入端，运算放大器AR4的同相输入端连接适宜湿度变化信号，继电器K14的常开触点连接电阻R15的一端，电阻R15的另一端分别连接电阻R14的一端、运算放大器AR3的反相输入端，运算放大器AR3的同相输入端通过电阻R13连接地，电阻R14的另一端、运算放大器AR3的输出端、运算放大器AR4的输出端为信号处理电路的输出信号。

2.如权利要求1所述的一种用于烤烟加湿的控制系统，其特征在于，所述信号检测电路包括水位传感器H1、湿度传感器H2，水位传感器H1输出的信号分别连接电容C3的正极、接地电阻R6的一端、电阻R5的一端，电容C3的负极连接地，电阻R5的另一端连接运算放大器AR2的同相输入端，运算放大器AR2的反相输入端分别连接接地电阻R7的一端、电阻R8的一端，电阻R8的另一端连接电源+5V，湿度传感器H2输出的信号分别连接电容C1的正极、接地电阻R2的一端、电阻R1的一端，电容C1的负极连接地，电阻R1的另一端连接运算放大器AR1的反相输入端、电阻R4的一端、电容C2的一端，运算放大器AR1的同相输入端通过电阻R3连接地，电阻R4的另一端分别连接电容C2的另一端、运算放大器AR1的输出端；

所述PWM转换电路包括电阻R12，电阻R12的一端连接信号处理电路的输出信号，电阻R12的另一端分别连接NE555芯片U1的引脚6和引脚7及电解电容E1的正极，NE555芯片U1的引脚2、引脚4、引脚8连接电源+5V，NE555芯片U1的引脚5连接电解电容E2的正极，电解电容E1的负极、电解电容E2的负极、NE555芯片U1的引脚1均连接地，NE555芯片U1的引脚3连接接地电解电容E3的正极，为雾化片、电动阀的驱动电路提供驱动信号。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及烤烟技术领域，特别是一种用于烤烟加湿的控制系统。

背景技术

烟叶烘烤是保湿和排湿相结合的过程，合理的调控湿度，使保湿和排湿协调统一，对烟叶变黄、定色、干燥及香吃味形成起关键作用，通常情况下，烟叶变黄期湿度为75％~85％、定色期湿度为30％~69％、干筋期湿度为29％~10％，而在烤烟特性检测仪中，靠烟叶挥发的水汽远远不能达到设定湿度值，目前主要采用超声波雾化器雾化后的水汽进入烘烤室，为烟叶烘烤提供所需的湿度，具体为在储水箱内设置超声波雾化器，储水箱内水量由电动阀控制，提供与超声波雾化器雾化片7cm的水位高度，超声波雾化器雾化后的水汽进入烘烤室，为烟叶烘烤提供所需的湿度，但这种控制不能根据烟叶不同的烘烤时期所需的湿度进行实时自动调节超声波雾化器的雾化量和储水箱内进水量，不能保证烟叶烘烤的效果。

因此本实用新型提供一种的新的方案来解决此问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型目的是提供一种用于烤烟加湿的控制系统，有效地解决了不能实时自动调节超声波雾化器的雾化量和储水箱内进水量，烟叶烘烤的效果不能保证的问题。

其解决的技术方案是，包括储水箱、电动阀、超声波雾化器，所述电动阀控制储水箱内水量，提供与超声波雾化器雾化片7cm的水位高度，超声波雾化器雾化后的水汽进入烘烤室，为烟叶烘烤提供所需的湿度，其特征在于，所述电动阀、超声波雾化器受控制电路控制，控制电路包括依次连接的信号检测电路、信号处理电路、PWM转换电路；

所述信号处理电路包括三极管Q1、三极管Q2，三极管Q1的基极和三极管Q2的基极均通过电阻R9连接运算放大器AR2的输出端，三极管Q2的发射极连接电源+12V，三极管Q2的集电极分别连接继电器K14线圈一端、二极管D1的负极，继电器K14线圈另一端和二极管D1的正极连接地，继电器K14的公共端连接运算放大器AR1的输出端，三极管Q1的集电极连接继电器K14的常闭触点，三极管Q1的发射极连接运算放大器AR4的反相输入端，运算放大器AR4的同相输入端分别连接电阻R10的一端、接地电阻R11的一端，电阻R10的另一端连接电源+5V，继电器K14的常开触点连接电阻R15的一端，电阻R15的另一端分别连接电阻R14的一端、运算放大器AR3的反相输入端，运算放大器AR3的同相输入端通过电阻R13连接地，电阻R14的另一端、运算放大器AR3的输出端、运算放大器AR4的输出端为信号处理电路的输出信号。

本实用新型根据检测的烘烤室内烟叶不同烘烤时期的湿度变化率，水位正常时，差值湿度转换为PWM信号进入雾化片驱动电路，自动调节超声波雾化器的出雾量，水位不正常（与出雾量消耗的水不成比例）时，将湿度变化信号对应的电压信号经衰减器1\/12后进入电动阀驱动电路，自动调节电动阀控制的储水箱进水量，以此实现超声波雾化器的雾化量和储水箱内进水量的自动调节。

附图说明

图1为本实用新型的电路连接模块图。

图2为本实用新型的电路连接原理图。

具体实施方式

为有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至图2对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。

下面将参照附图描述本实用新型的各示例性的实施例。

实施例一，一种用于烤烟加湿的控制系统，所述电动阀控制储水箱内水量，提供与超声波雾化器雾化片7cm的水位高度，超声波雾化器雾化后的水汽进入烘烤室，为烟叶烘烤提供所需的湿度，所述信号检测电路通过水位传感器H1实时检测储水箱内的水位，经滤波、限流后进入运算放大器AR2与所允许的最低水位对应的电压进行比较，输出高\/低电平，通过湿度传感器H2实时检测烘烤室内的湿度，经滤波后进入积分器，计算出一定时间的湿度变化率对应的电压信号，之后进入信号处理电路，运算放大器AR2输出高电平时，三极管Q1导通，与湿度变化率对应的电压信号经继电器K14的常闭触点、导通的三极管Q1的 CE结加到运算放大器AR4的反相输入端，与同相输入端接入的适宜湿度变化信号进行差值运算，输出差值湿度，经PWM转换电路中NE555芯片U1为核心的PWM转换器转换PWM脉冲频率信号进入雾化片驱动电路，自动调节超声波雾化器的出雾量，运算放大器AR2输出低电平时，三极管Q2导通，继电器K14线圈得电，常闭触点断开，超声波雾化器保持出雾化量，同时常开触点闭合，湿度变化信号对应的电压信号经电阻R13-电阻R15、运算放大器AR3组成的衰减器1\/12衰减后进入NE555芯片U2为核心的PWM转换器转换PWM脉冲频率信号进入电动阀驱动电路，自动调节电动阀控制的储水箱进水量，以此实现超声波雾化器的雾化量和储水箱内进水量的自动调节；

所述信号处理电路用于运算放大器AR2输出高电平时，三极管Q1导通，与湿度变化率对应的电压信号经继电器K14的常闭触点、导通的三极管Q1的 CE结加到运算放大器AR4的反相输入端，与同相输入端接入的适宜湿度变化信号（具体为烟叶烘烤时相邻两个时期的差值湿度值，可由颜色传感器检测烟叶颜色或高清CCD摄像机抓拍一帧烟叶图像，通过1394接口传输到处理计算机，处理计算机根据预先设定输出这个时期与上一个时期的差值湿度值，此为现有技术，在此不再详述）进行差值运算，输出差值湿度，运算放大器AR2输出低电平时，三极管Q2导通，继电器K14线圈得电，常闭触点断开，超声波雾化器保持出雾化量，同时常开触点闭合，湿度变化信号对应的电压信号经电阻R13-电阻R15、运算放大器AR3组成的衰减器1\/12（根据出雾量与水的减少比例说得）衰减后输出，包括三极管Q1、三极管Q2，三极管Q1的基极和三极管Q2的基极均通过电阻R9连接运算放大器AR2的输出端，三极管Q2的发射极连接电源+12V，三极管Q2的集电极分别连接继电器K14线圈一端、二极管D1的负极，继电器K14线圈另一端和二极管D1的正极连接地，继电器K14的公共端连接运算放大器AR1的输出端，三极管Q1的集电极连接继电器K14的常闭触点，三极管Q1的发射极连接运算放大器AR4的反相输入端，运算放大器AR4的同相输入端分别连接电阻R10的一端、接地电阻R11的一端，电阻R10的另一端连接电源+5V，继电器K14的常开触点连接电阻R15的一端，电阻R15的另一端分别连接电阻R14的一端、运算放大器AR3的反相输入端，运算放大器AR3的同相输入端通过电阻R13连接地，电阻R14的另一端、运算放大器AR3的输出端、运算放大器AR4的输出端为信号处理电路的输出信号。

实施例二，在实施例一的基础上，所述信号检测电路通过型号为DX-130的水位传感器H1实时检测储水箱内的水位，经电阻R6和电容C3滤波、电阻R5限流后进入运算放大器AR2的同相输入端与反相输入端所允许的最低水位对应的电压（与超声波雾化器雾化片7cm的水位高度的-0.6cm）进行比较，高于\/低于最低水位时，输出高\/低电平，通过型号为DHT11的湿度传感器H2实时检测烘烤室内的湿度，经电阻R2和电容C1滤波后进入运算放大器AR1、电阻R1-电阻R4、电容C2组成的积分器，计算出一定时间的湿度变化率对应的电压信号，包括湿度传感器H2，水位传感器H1输出的信号分别连接电容C3的正极、接地电阻R6的一端、电阻R5的一端，电容C3的负极连接地，电阻R5的另一端连接运算放大器AR2的同相输入端，运算放大器AR2的反相输入端分别连接接地电阻R7的一端、电阻R8的一端，电阻R8的另一端连接电源+5V，湿度传感器H2输出的信号分别连接电容C1的正极、接地电阻R2的一端、电阻R1的一端，电容C1的负极连接地，电阻R1的另一端连接运算放大器AR1的反相输入端、电阻R4的一端、电容C2的一端，运算放大器AR1的同相输入端通过电阻R3连接地，电阻R4的另一端分别连接电容C2的另一端、运算放大器AR1的输出端；

所述PWM转换电路用于通过电阻R12、 NE555芯片U1、电解电容E1和E2产生与电压信号幅度成正比的PWM脉冲频率信号和电阻R13、 NE555芯片U2、电解电容E4和E5产生与电压信号幅度成正比的PWM脉冲频率信号，其中电阻R12和电解电容E1、电阻R13和电解电容E4为时间常数，控制PWM脉冲宽度，之后进入雾化片\/电动阀驱动电路（雾化片驱动电路可为功率MOS管驱动，电动阀驱动电路可为H桥驱动），自动调节超声波雾化器的出雾量和电动阀控制的储水箱进水量，包括电阻R12、电阻R13，电阻R12的一端连接运算放大器AR4的输出端，电阻R12的另一端分别连接NE555芯片U1的引脚6和引脚7及电解电容E1的正极，NE555芯片U1的引脚2、引脚4、引脚8连接电源+5V，NE555芯片U1的引脚5连接电解电容E2的正极，电解电容E1的负极、电解电容E2的负极、NE555芯片U1的引脚1均连接地，NE555芯片U1的引脚3连接接地电解电容E3的正极，为雾化片驱动电路提供驱动信号，电阻R13的一端连接运算放大器AR3的输出端，电阻R13的另一端分别连接NE555芯片U3的引脚6和引脚7及电解电容E4的正极，NE555芯片U2的引脚2、引脚4、引脚8连接电源+5V，NE555芯片U2的引脚5连接电解电容E5的正极，电解电容E4的负极、电解电容E5的负极、NE555芯片U2的引脚1均连接地，NE555芯片U2的引脚3连接接地电解电容E6的正极，为电动阀驱动电路提供驱动信号。

本实用新型在进行使用的时候，通过水位传感器H1、湿度传感器H2实时检测储水箱内的水位、烘烤室内的湿度，水位信号经运算放大器AR2与所允许的最低水位对应的电压进行比较，输出高\/低电平，湿度信号经积分器，计算出一定时间的湿度变化率对应的电压信号，高电平时，三极管Q1导通，运算放大器AR4输出差值湿度，低电平时，三极管Q2导通，继电器K14线圈得电，常闭触点断开，超声波雾化器保持出雾化量，同时常开触点闭合，湿度变化信号对应的电压信号经衰减器1\/12衰减后进入转换为PWM脉冲频率信号进入电动阀驱动电路，自动调节电动阀控制的储水箱进水量，以此实现超声波雾化器的雾化量和储水箱内进水量的自动调节。

设计图

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