基于非接触测温技术的工业微波炉控制系统设计

贡海旭

【摘 要】由于工业微波炉工作时，炉内处于高电磁干扰状态，普通的电子温度传感器都无法正常工作。为了解决这一问题，采用了一种非接触测温传感器，以保证工作的可靠性。论文详细介绍了一款非接触式温度传感器在工业微波炉上的实际应用方案。

【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.

【關键词】非接触测温；工业微波炉；系统设计

【Keywords】non-contact temperature measurement； industrial microwave oven； system design

【中图分类号】TP273 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）11-0184-02

1 引言

随着社会的发展，微波加热技术已经应用到社会的各个领域。在一些物料的加热及干燥领域，由于微波加热不需要热传导过程，可以使加热物质本身成为发热体，内外同时加热，能在短时间达到加热的效果。相对于常规加热如火焰、热风、电热及蒸汽等，都是利用热传导的原理将热量从被加热的物体外部传入内部，逐步使物质中心温度升高的方式，微波加热干燥技术具有加热迅速的特点。在某些工业领域，工业微波炉相比传统的其他方式的烘干炉，烘干效率可以高出10倍以上，热效率高达 80% 以上。目前，其他方式的烘干炉的热效率无法与它相比。

本文介绍了一款应用于工业微波炉控制器的温度采样电路的设计。由于工业微波炉工作时，炉内处于高电磁干扰状态，普通的电子温度传感器都无法正常工作。本文采用了远距离红外测温的方式，把测温探头安装于电磁炉外壁，保证测温电路的正常工作。

2系统框架介绍

本文采用了非接触式红外传感器 MLX90614。传感器通过安装在微波炉外部的特殊孔位处，在微波炉加热仓外对内部物料的温度进行远距离测量，并通过IIC的方式与MCU通讯，把采集数据显示在TFT液晶显示屏上。图1为系统框图。

3 硬件电路设计

硬件电路主要由单片机最小系统电路，液晶接口电路，键盘和系统指示灯电路，传感器驱动电路四个部分组成。

MCU选择选用了 STM32F103VCT6单片机，该MCU采用ARM内核，内置20k数据RAM和256k数据ROM，内置一个FAMC（可变静态存储控制器），可以使用硬件的方式驱动液晶屏，大大提高液晶屏的显示刷新速度，并有效减轻CPU的负担。

电源电路采用芯片LM1117_33，可以在工作电流0-1A的范围内提供稳定的3.3V电压。晶振采用8m外部晶振，经内置PLL倍频，达到72MHZ。

复位电路采用外置10k和104电容，系统每次上电时产生一个2.5ms的低电平，然后拉高。保证MCU有效复位。电路如图2所示。

系统的显示部分采用5寸TFT液晶屏幕，SSD1963驱动芯片。与MCU之间采用FSMC方式，管脚连接方式详见图3。

4 软件部分设计

程序流程图见下图6：

5 结语

经过实际测试，基于非接触式红外测温传感器的工业微波炉控制系统可以有效克服微波炉内的强电磁干扰测量被加热的物料的实时温度，大大提高了控制系统的可靠性和稳定性，是一个比较理想微波炉测温方案。

【参考文献】

【1】张刚，彭锦波，曹二斌，等.工业级微波高温烧结窑炉的设计与应用研究[J].真空电子技术，2013（06）：180.

【2】刘福萍，陆明.微波有机合成及反应器研究新进展[J]. 精细化工中间体，2004（02）：128.

【3】田臣礼.自动控制微波加热器的研制[D].成都：电子科技大学，2005.endprint