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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 智能型電烙鐵節(jié)能安全支座
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡(jiǎn)介：
- 本作品意在提供一種解決電烙鐵使用中存在的空燒耗能以及各種安全隱患等問(wèn)題的高性價(jià)比方案，綜合了單片機(jī)智能控制技術(shù)、保溫技術(shù)以及傳感器技術(shù)，本作品具有顯著的節(jié)能、安全效果，以及延長(zhǎng)電烙鐵使用壽命。
- 詳細(xì)介紹：
- 本作品針對(duì)目前電烙鐵存在的節(jié)能及安全問(wèn)題，以低端微控制器為控制核心，設(shè)計(jì)了一種用于普通電烙鐵的智能型節(jié)電安全支座。具有成熟的技術(shù)基礎(chǔ)，具有如下特殊： 1節(jié)能效果顯著：在“空燒”階段可節(jié)能80%以上。 2智能安全：采用小型單片機(jī)控制，超時(shí)自動(dòng)關(guān)機(jī)；靜電漏電檢測(cè)。 3低成本恒溫：通過(guò)溫度傳感器和PID程序配合，讓普通電烙鐵實(shí)現(xiàn)恒溫功能，并實(shí)時(shí)顯示其溫度。 4延長(zhǎng)電烙鐵使用壽命。 5操作系統(tǒng)：軟件設(shè)計(jì)上采用RTX51 OS，增強(qiáng)程序了系統(tǒng)控制能力和穩(wěn)定性。 6節(jié)省開(kāi)支：一次性投入，一般在5個(gè)月通過(guò)節(jié)電回收成本。 6
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 發(fā)明的目的： 普通內(nèi)、外熱式電烙鐵存在“空燒”耗能?chē)?yán)重，溫度不受控制，安全隱患多等問(wèn)題。本作品不但能夠大大的減少電烙鐵的耗電量，消除各種安全隱患，同時(shí)能夠有效延長(zhǎng)電烙鐵使用壽命；另外可以低成本實(shí)現(xiàn)恒溫烙鐵功能。 發(fā)明的基本思路： 采用安裝有溫度傳感器的耐高溫絕熱保溫筒來(lái)放置暫時(shí)不用的烙鐵，并以微控制器為核心的智能控制電路通過(guò)實(shí)施恒溫控制達(dá)到以下主要效果： 節(jié)能方面： 據(jù)相關(guān)調(diào)查，相當(dāng)一部分電烙鐵使用者的實(shí)際使用時(shí)間不到10%，在大部分未使用的時(shí)間內(nèi)，電烙鐵不但“空燒”耗能，而且溫度也會(huì)上升至400℃以上（遠(yuǎn)大于最佳焊接溫度300℃），這樣的高溫不但不利于焊接，而且會(huì)大大加快電烙鐵氧化，縮短壽命。這時(shí)如果采用保溫措施，并通過(guò)單片機(jī)去穩(wěn)定電烙鐵溫度，就一定能夠大量節(jié)能。 安全方面： 通過(guò)程序設(shè)定當(dāng)使用者超過(guò)設(shè)定的時(shí)間仍未使用電烙鐵，則會(huì)自動(dòng)斷電。 由于保溫桶的隔熱，可以有效避免電烙鐵燙傷人物。 靜電漏電檢測(cè)電路，保障人身安全和焊接安全。 創(chuàng)新點(diǎn)： 1.綜合運(yùn)用微控制器和保溫技術(shù) 2.可低成本替代昂貴的恒溫烙鐵 3.具有漏電、靜電檢測(cè)控制及故障檢測(cè)控制報(bào)警顯示功能； 4.具有超時(shí)待機(jī)低功耗供電控制。 主要技術(shù)指標(biāo)： 空燒階段節(jié)能系數(shù)： ＞80% 適用烙鐵類型： 普通內(nèi)/外熱式 適用烙鐵功率： 無(wú)限制 適用烙鐵溫度： ＜500℃ 恒溫溫度最大偏差： ±15℃ 電路待機(jī)功耗： ＜10mW
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 近年來(lái)，雖在電烙鐵支座領(lǐng)域也出現(xiàn)一些創(chuàng)新技術(shù)，但控制功能強(qiáng)的產(chǎn)品，價(jià)格偏高，很難推廣；價(jià)格能接受的產(chǎn)品，控制功能不完善，電路穩(wěn)定性差，安全性不高。本作品就是為解決這些問(wèn)題而設(shè)計(jì)的，因此在支座的保溫結(jié)構(gòu)和檢測(cè)方法以及綜合指標(biāo)上均有所突破。我們與現(xiàn)有技術(shù)相比有結(jié)構(gòu)新穎、功能全面、簡(jiǎn)單可靠、性價(jià)比高，程序穩(wěn)定性好，其技術(shù)特點(diǎn)如下： 1.本作品是基于熱傳導(dǎo)理論與微控制器理論的一種合理應(yīng)用，它采用紅外插入檢測(cè)和彈性觸片式溫度傳感器的支撐保溫桶，實(shí)現(xiàn)了智能控制系統(tǒng)對(duì)絕熱保溫筒的恒溫控制。 2.本作品打破傳統(tǒng)的電烙鐵支座僅作支撐烙鐵的理念，從節(jié)能環(huán)保、安全實(shí)用的角度出發(fā)，解決了電烙鐵使用中的各種問(wèn)題，如短路、超時(shí)保護(hù)等電路進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的安全系數(shù)。 3. 本作品具有超時(shí)待機(jī)低功耗供電控制，其節(jié)能效果顯著。 4. 本作品充分兼顧了成本和功能性能，可以在不增加成本的情況下，提高其智能化程度，并滿足用戶的個(gè)性需求。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 2010年5月獲得 安徽工業(yè)大學(xué)第三屆大學(xué)生節(jié)能減排科技競(jìng)賽 一等獎(jiǎng) 2011年3月獲得 安徽工業(yè)大學(xué)第八屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品科技競(jìng)賽 特等獎(jiǎng)
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 專利轉(zhuǎn)讓；合作生產(chǎn)
作品可展示的形式
- ■實(shí)物、產(chǎn)品 ■現(xiàn)場(chǎng)演示 ■圖片 ■錄像
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 使用說(shuō)明：雖然新增了許多功能，但是使用和普通的電烙鐵支架基本一樣。需要注意的是要根據(jù)自己的實(shí)際需要通過(guò)按鍵設(shè)定保溫溫度，工作溫度，和超時(shí)待機(jī)時(shí)間三個(gè)參數(shù)。 技術(shù)特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)：作品綜合運(yùn)用微控制器和保溫技術(shù)，相對(duì)以往采用全模擬電路的方法，不但控制精度高，多種參數(shù)用戶可自由設(shè)定，而且由于用軟件代替了硬件，使系統(tǒng)工作更可靠，方式更靈活，成本大大降低。 適用范圍及推廣前景： 適用范圍：適用各種內(nèi)/外熱式電烙鐵，市場(chǎng)需求量大。 4. 經(jīng)濟(jì)效益：電費(fèi)按0.5元/度計(jì)算，50W電烙鐵每天使用5小時(shí)（空燒4小時(shí)），約5個(gè)月就可以回收增加的投入（15-20元），之后每5個(gè)月就可以節(jié)約出相當(dāng)于一把烙鐵價(jià)格的電費(fèi)，同時(shí)本作品還可減緩電烙鐵氧化速度，等價(jià)于減少了購(gòu)置烙鐵的投資。另外值得一提的是本作品還可讓普通電烙鐵實(shí)現(xiàn)昂貴的恒溫烙鐵所具有的恒溫性能。 5. 社會(huì)效益：當(dāng)前能源緊張，全國(guó)電烙鐵數(shù)量巨大，使用本作品后節(jié)能效果非?？捎^，大大減少國(guó)家的能源負(fù)擔(dān)。
同類課題研究水平概述
- 當(dāng)今世界，能源危機(jī)形勢(shì)日益嚴(yán)峻，節(jié)能減排刻不容緩，大部分電烙鐵使用者，真正使用電烙鐵的使用時(shí)間大約在50%，而另有一部分電烙鐵使用者的實(shí)際使用時(shí)間不到10%，在大部分未使用的時(shí)間內(nèi)，電烙鐵不但在浪費(fèi)電能，而且溫度也會(huì)上升至400℃以上，不利于焊接，加快電烙鐵氧化。目前，市場(chǎng)上銷(xiāo)售的電烙鐵主要分為兩種。 一種是普通型電烙鐵，接通電源時(shí)就全功率加熱，沒(méi)有任何控制功能，這種電烙鐵及其支架具有如下不足：（1）放置在普通電烙鐵支座上的電烙鐵存在“空燒”現(xiàn)象，浪費(fèi)了大量電能，同時(shí)“空燒”加快了電烙鐵氧化速度，縮短了其使用壽命；（2）放在普通電烙鐵支座上的電烙鐵，電烙鐵頭裸露在外，存在重大安全隱患，易帶來(lái)巨大生命財(cái)產(chǎn)安全的損失；（3）對(duì)于一些特殊電子元件和集成電路要求電烙鐵斷電用余熱來(lái)焊接，焊接使用不方便。 另一種是恒溫型電烙鐵，恒溫電烙鐵頭內(nèi)，裝有帶磁鐵式的溫度控制器，控制通電時(shí)間而實(shí)現(xiàn)溫控，即給電烙鐵通電時(shí)，烙鐵的溫度上升，當(dāng)達(dá)到預(yù)定的溫度時(shí)，因強(qiáng)磁體傳感器達(dá)到了居里點(diǎn)而磁性消失，從而使磁芯觸點(diǎn)斷開(kāi)，這時(shí)便停止向電烙鐵供電；當(dāng)溫度低于強(qiáng)磁體傳感器的居里點(diǎn)時(shí)，強(qiáng)磁體便恢復(fù)磁性，并吸動(dòng)磁芯開(kāi)關(guān)中的永久磁鐵，使控制開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)接通，繼續(xù)向電烙鐵供電，如此循環(huán)往復(fù)，便達(dá)到了控制溫度的目的，但價(jià)格較為昂貴，同樣節(jié)能效果不明顯，安全性較差。 近年公開(kāi)的發(fā)明專利：保溫恒溫節(jié)電烙鐵架是一種保溫恒溫節(jié)電烙鐵架，該專利可活動(dòng)支架安裝于空心底座的支點(diǎn)上，可活動(dòng)支架在插入烙鐵保溫管中的電烙鐵的重力作用下可有一定的活動(dòng)，以壓動(dòng)控制開(kāi)關(guān)使電烙鐵在恒溫控制電路的控制下處于保溫恒溫工作狀態(tài)，以節(jié)約電能和保護(hù)電烙鐵，當(dāng)電烙鐵取出做焊接工作時(shí)控制開(kāi)關(guān)閉合，電烙鐵即進(jìn)入全功率工作狀態(tài)。該實(shí)用新型專利通過(guò)保溫措施和溫度控制基本實(shí)現(xiàn)了節(jié)能的效果，但是該控制電路為全模擬電路，而且僅靠電烙鐵的重力控制電路開(kāi)關(guān)的閉合，使得功能簡(jiǎn)單，性價(jià)比低，工作電路穩(wěn)定性差，安全性低。 可見(jiàn)，電烙鐵應(yīng)用領(lǐng)域也出現(xiàn)了一些新技術(shù)，但市場(chǎng)上很難大面積推廣應(yīng)用。原因在于有的新產(chǎn)品控制功能強(qiáng)，但價(jià)格偏高，很難推廣；而價(jià)格能接受的產(chǎn)品，控制功能又不完善，且電路穩(wěn)定性差，安全性不高。因此電烙鐵應(yīng)用領(lǐng)域在支座的保溫結(jié)構(gòu)、檢測(cè)方法、綜合指標(biāo)以及提高性價(jià)比和完善功能等方面均有有待突破的空間。
