[发明专利]一种汽车发动机测试用高精度电热加湿器

权利要求书

1.一种汽车发动机测试用高精度电热加湿器，包括水箱(1)、进水管(2)和蒸汽喷管(3)，水箱(1)分别与进水管(2)和蒸汽喷管(3)连通，蒸汽喷管(3)还伸入环境模拟舱内；其特征在于：还包括MCU、超声雾化子电路(4)、加热子电路(5)、温湿度检测子电路(6)、液位检测子电路(7)和若干阀门控制子电路(8)，MCU的输出端分别与超声雾化子电路(4)、加热子电路(5)和阀门控制子电路(8)的输入端信号连接；温湿度检测子电路(6)和液位检测子电路(7)的输出端均与MCU的GPIO端口电性连接；

其中：超声雾化子电路(4)用于将发生超声波将水箱(1)内一定温度的热水雾化成水滴，该雾化后的水滴经蒸汽喷管(3)送入环境模拟舱内；

加热子电路(5)将水箱(1)内待雾化的水加热至需要的温度；

温湿度检测子电路(6)对环境模拟舱内的温湿度进行检测，并将检测信号返回MCU中；

液位检测子电路(7)检测水箱(1)的实时水位；

阀门控制子电路(8)根据水箱(1)的水位或者环境模拟舱的温湿度选择性的将进水管(2)或者蒸汽喷管(3)与水箱(1)连通；

所述超声雾化子电路(4)包括变压器T、第一继电器JD1、整流桥D1—D4、第一运算放大器A1、超声波雾化器U1、三极管Q1和三极管Q2，第一继电器JD1的触点与变压器T的原边串联，变压器T的副边与整流桥D1—D4的输入端并联，整流桥D1—D4的第一输出端还分别与电容C2、电容C3、三极管Q1的发射极、超声波雾化器U1的一端和电容C6和电感L1的一端并联；电容C2的另一端分别与二极管D5的负极和第一运算放大器A1的同相输入端电性连接，二极管D5的正极接地；第一运算放大器A1的反相输入端与其输出端并联，第一运算放大器A1的输出端与电阻R1的一端电性连接，电阻R1的另一端分别与电容C3的另一端和电阻R2的一端电性连接，电阻R2的另一端与三极管Q1的基极电性连接，三极管Q1的集电极与电阻R3和电阻R4串联后接地，电阻R3和电阻R4的公共端与电阻R5的一端电性连接，电阻R5的另一端与电容C4的一端、电容C5的一端和电阻R6的一端电性连接；电容C4的另一端与超声波雾化器U1的另一端电性连接；电阻R6的另一端与三极管Q2的基极电性连接，三极管Q2的集电极分别与电容C6和电感L1的另一端并联；三极管Q2的发射极与电感L2的一端电性连接，电感L2的另一端与电容C5的另一端并联后接地；第一继电器JD1还与MCU的输出端电性连接；超声雾化子电路(4)通过变压器T进行降压，随后D1—D4组成的整流桥对交流信号进行整流后输送至第一运算放大器A1中，第一运算放大器A1实现电压跟随作用；随后三极管Q1放大后由电阻R3和R4组成分压电路进行分压，电阻R6、三极管Q2、电容C6、电感L1、电容C5、电感L2、电容C4和超声波雾化器U1共同构成了振荡电路；电感L1和C6组成的谐振回路的谐振频率小于上述振荡电路的振荡频率，电感L2和电容C5组成的谐振回路的谐振频率大于上述振荡电路的振荡频率；采用两个谐振回路能使振荡电路稳定的工作；

所述MCU的PC1端口与光耦合器U2的引脚2电性连接，光耦合器U2的引脚1通过电阻R7与+3.3V电源电性连接，光耦合器U2的引脚3接地，光耦合器U2的引脚4通过电组R8与三极管Q3的基极电性连接，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的集电极分别与续流二极管D6的正极和第一继电器JD1的线圈的一端电性连接，续流二极管D6的负极和第一继电器JD1的线圈的另一端并联后与+12V电源电性连接；光耦合器U2触发时，三极管Q3导通，第一继电器JD1的线圈吸合，变压器T的原边导通，驱动超声波雾化器U1工作；

所述加热子电路(5)包括电加热器U3、三极管Q4、第二继电器JD2和续流二极管D7，MCU的PC2端口与上拉电阻R9的一端和三极管Q4的基极并联，上拉电阻R9的另一端与+3.3V电源电性连接，三极管Q4的发射极接地，三极管Q4的集电极分别与第二继电器JD2的线圈的一端和续流二极管D7的正极电性连接，第二继电器JD2的线圈的另一端和续流二极管D7的负极并联后与+12V电源电性连接，第二继电器JD2的触点与电加热器U3串联；电加热器U3固定设置在水箱(1)的底部；三极管Q4导通时，第二继电器JD2的线圈吸合，电加热器U3得电开始加热工作；

所述液位检测子电路(7)包括电容传感器芯片U6、LC并联电路和导电极板S；电容传感器芯片U6具有若干成对设置的输入端；各成对设置的输入端均与LC并联电路并联，LC并联电路的两端分别与导电极板S和大地并联；电容传感器芯片U6的输出端与MCU的PA9端口和PA10端口电性连接；导电极板S为三组，导电极板S分别固定在水箱(1)侧壁的底部、中部和顶部位置；水箱中部位置的导电极板S高于电加热器U3在水箱(1)内的高度。