摘要：在智能技术的快速发展下，燃油取暖器的整体性能得到极大提升，尤其是其安全、升温等性能有了质的飞跃。智能燃油取暖器在实际应用中，由于其出众的表现，得到消费者的喜爱。本文首先对智能燃油取暖器进行简单的介绍，其次对智能燃油取暖器电路的设计进行分析，最后得出其在实际应用中的价值。
关键词：智能技术；燃油取暖器；电路设计
这些年随着智能技术的快速发展，我国在智能燃油取暖器的电路设计上有很大进步，但相比于欧美等发达国家依然有一定的差距。为不断提升智能燃油取暖器电路设计的可靠性与安全性，本文主要针对智能燃油取暖器电路设计中的几个重要部分进行探析，希望能为提升智能燃油取暖器的整体性能提供一些参考意见。
1.智能燃油取暖器概述
智能燃油取暖器在工作过程中，发热动力的提供者为柴油，控制电路的工作及正常运行，需要电源的稳定控制。电源供电后，当使用者通过人机交互界面向取暖器输入命令，电子控制器通过对温度的、功率和时间等信号的检测来启动取暖功能，设备开始启动，风扇、油泵和雾化器在直流电机的带动下开始一起工作。同时，进气管在鼓风风扇作用下吸入新鲜空气，此时，温度传感器将采集到的信息传送至处理器，处理器将与设置的温度进行实时对比分析，油泵将燃油从油箱吸出，经过雾化后与空气混合，控制器驱动电热塞迅速点燃混合气体，在燃烧室内充分燃烧。暖风风扇在高速运转时从进风口吸入了大量的冷空气，其经过热交换器加热后，热空气从出风口排出，从而达到取暖的目的。智能燃油取暖器在实际工作过程中，相比于传统的燃油取暖器，电量消耗更低，启动时间更短，安全性能也得到极大提升。微处理器是智能燃油取暖器工作的基础，在微处理器的控制作用下，燃料的供给量能进行有效的计算，并且对风量也可以进行精准的控制。同时智能燃油取暖器在工作中，燃料能得到充分燃烧，提升资源的利用率。智能燃油取暖器的电路设计十分重要，也对促进该行业的发展有着重要意义[1]。
2.智能燃油取暖器电路设计分析
选取STM32F103型单片机设计硬件电路，用PT100型热敏电阻做温度传感器，同时在温度控制上运用 PID 方法进行控制。下面就针对上述几个方面的设计要点进行介绍：
2.1单片机（微芯片）
基于STM32F103型的单片机，具有诸多优势，比如内将内核的高速性能与外设的代码进行有效的组合；对仿真进行简化，能有效控制系统开发的成本，提升开发的效率。在智能燃油取暖器的电路设计中，STM32F103型单片机在应用中，能对加热功率进行显示与调控，能按预定的加热曲线进行加热，温控的误差能控制在±1℃以内[2]。单片机在智能燃油取暖器中的作用是十分重要的，因此设计时一定要选择满足条件的单片机，而STM32F103型单片机具有良好的性能，能满足燃油取暖器的运行要求。
第一，软件部分的设计。软件部分是由温度控制模块与单片机控制模块组成。在单片机控制模块中，控制器件为STM32F103型单片机，具有成本低、编译工具多等特征。而温度控制模块则包括温度数据采集与温度上下线控制两个模块，能将温度的相关数据在显示器上显示，并且能对温度进行智能化的调控。对温度进行智能化的控制，能有效确保燃油取暖器在运行过程中的可靠性，满足用户的实际需求。
第二，硬件部分的设计。STM32F103型单片机是其中最小的系统，是由RAM、时钟电路、复位电路等构成的。单片机在实际应用中，具有良好的控制性能，也具有较高的灵活性。时钟电路是电路设计中的重点，内部振荡电路为其主要方式，可以更加精准的对外围电路进行匹配，确保信号的稳定性。复位电路的设计则是编程可控的，这样就能对参数的复位时间进行控制，并确保电源的稳定性[3]。
2.2温度传感器
选用PT100型热敏电阻做温度传感器，测温范围比较广，目前已经可以到-200～850℃; 在实际应用中具有良好的稳定性与可靠性，精准度得到大幅提升，并且可以在恶劣的环境下正常运行。PT 后的100 即表示它在0℃时阻值为100 欧姆，在100℃时它的阻值约为138.5 欧姆。它的工作原理即随着温度上升它的阻值呈匀速增长，线性度非常好。
其阻值满足的公式为：
-200< t <0℃时，
(2-1)
0< t <850℃时，
(2-2)
式中，t表示摄氏温度，Rt在t℃时的电阻值，R0表示在0℃时的电阻值，A、B、C都是规定的系数，A=0.00390802；B=-0.000000580；C=0.0000000000042735。可见Pt100 阻值表达式可近似简化为：Rt=100（1+At），当温度变化1 ℃，Pt100 阻值近似变化0.39 Ω。
2.3温度控制
在温度控制上运用 PID 方法进行控制。控制主要可以分为两个阶段，分别为调节前与调节中。第一，调节前，为确保加热的速度，要求这两个部分保持满负荷输出的状态，如果温度在上升过程中，超出设置的参数，输出将自动关闭。第二，调节中，需要根据偏差值计算占空比对PID调节器的输出进行控制，有效控制误差。在PID方法的控制下，如果温度控制器在运行过程中，受到其他干扰因素的影响，也能保证立即返回到正常状态。此方法对温度进行控制，主要是依赖于PID算法，得到较精准的输出值。
2.4控制模式
在燃油取暖系统中，控制模式主要包括：功率控制模式、温度控制模式和时间控制模式。用户可以根据气候环境和自身需要选用适合的运行模式。功率运行模式是使取暖器按照一定的功率进行输出，从而可以实现持续的供暖。温度运行模式是使取暖器按照设定的温度进行输出，从而可以保证将室内的温度保持在一个合适的范围内[4]。时间运行模式是使取暖器按照设定的时间进行输出,可以实现低温下定时启动、定时取暖功能[5]。
3.智能燃油取暖器电路展望
智能燃油取暖器电路虽然相比于传统的燃油取暖器有了很大进步，但是依然有一定的局限性，这就要求在未来不断提升智能燃油取暖器电路的可靠性与稳定性，不断优化，降低误差。同时也要不断降低智能燃油取暖器电路开发设计成本，实现综合效益。相信在未来，智能燃油取暖器的自动化控制水平及智能水平会得到极大提升，虽然在发展的路上也会遇到诸多挑战，但是在相关人员的不断研究与投入下，智能燃油取暖器一定会取得极大进步。
4.结语
本文在研究时主要是通过STM32F103型单片机、PT100型热敏电阻做温度传感器及PID 方法下的温度控制分析，对智能燃油取暖器电路设计中的要点，以及这三个部分在应用中的优势进行了解。燃油取暖器的智能化是该行业的未来发展方向，也是实现该行业综合效益的有效手段。因此燃油取暖器的设计还有大量的研究需要进行，而且其智能控制方面也有很大的发展空间。
参考文献：
[1]田树仁，张铁壁，李光. 基于神经网络的汽车取暖器额定放热量参数修正[J]. 河北师范大学学报(自然科学版)，2015(6):508-511.
[2]郭金刚，申福林，赵重文. 用层次诊断法识别汽车燃油空气取暖器噪声源[J]. 客车技术与研究， 2001，23(5):13-15.
[3]李清江，王正堂，彭跃军. 燃油热风机在冬季高级装修工程施工中的应用[J]. 低温建筑技术， 1986(1):11-13.
[4]张正. 气暖式驻车加热器的设计与改进[D].哈尔滨理工大学,2017.
[5]曹蕊. 汽车驻车加热器控制系统研究[D].东北林业大学,2012.
作者简介：王博轩(1997.04--)，男，汉族，黑龙江省哈尔滨市人，硕士学籍(在读)，黑龙江大学研究生，研究方向：集成电路与嵌入式技术。