基本信息
- 项目名称：
- 智能型电烙铁节能安全支座
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 本作品意在提供一种解决电烙铁使用中存在的空烧耗能以及各种安全隐患等问题的高性价比方案，综合了单片机智能控制技术、保温技术以及传感器技术，本作品具有显著的节能、安全效果，以及延长电烙铁使用寿命。
- 详细介绍：
- 本作品针对目前电烙铁存在的节能及安全问题，以低端微控制器为控制核心，设计了一种用于普通电烙铁的智能型节电安全支座。具有成熟的技术基础，具有如下特殊： 1节能效果显著：在“空烧”阶段可节能80%以上。 2智能安全：采用小型单片机控制，超时自动关机；静电漏电检测。 3低成本恒温：通过温度传感器和PID程序配合，让普通电烙铁实现恒温功能，并实时显示其温度。 4延长电烙铁使用寿命。 5操作系统：软件设计上采用RTX51 OS，增强程序了系统控制能力和稳定性。 6节省开支：一次性投入，一般在5个月通过节电回收成本。 6
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 发明的目的： 普通内、外热式电烙铁存在“空烧”耗能严重，温度不受控制，安全隐患多等问题。本作品不但能够大大的减少电烙铁的耗电量，消除各种安全隐患，同时能够有效延长电烙铁使用寿命；另外可以低成本实现恒温烙铁功能。 发明的基本思路： 采用安装有温度传感器的耐高温绝热保温筒来放置暂时不用的烙铁，并以微控制器为核心的智能控制电路通过实施恒温控制达到以下主要效果： 节能方面： 据相关调查，相当一部分电烙铁使用者的实际使用时间不到10%，在大部分未使用的时间内，电烙铁不但“空烧”耗能，而且温度也会上升至400℃以上（远大于最佳焊接温度300℃），这样的高温不但不利于焊接，而且会大大加快电烙铁氧化，缩短寿命。这时如果采用保温措施，并通过单片机去稳定电烙铁温度，就一定能够大量节能。 安全方面： 通过程序设定当使用者超过设定的时间仍未使用电烙铁，则会自动断电。 由于保温桶的隔热，可以有效避免电烙铁烫伤人物。 静电漏电检测电路，保障人身安全和焊接安全。 创新点： 1.综合运用微控制器和保温技术 2.可低成本替代昂贵的恒温烙铁 3.具有漏电、静电检测控制及故障检测控制报警显示功能； 4.具有超时待机低功耗供电控制。 主要技术指标： 空烧阶段节能系数： ＞80% 适用烙铁类型： 普通内/外热式 适用烙铁功率： 无限制 适用烙铁温度： ＜500℃ 恒温温度最大偏差： ±15℃ 电路待机功耗： ＜10mW
科学性、先进性
- 近年来，虽在电烙铁支座领域也出现一些创新技术，但控制功能强的产品，价格偏高，很难推广；价格能接受的产品，控制功能不完善，电路稳定性差，安全性不高。本作品就是为解决这些问题而设计的，因此在支座的保温结构和检测方法以及综合指标上均有所突破。我们与现有技术相比有结构新颖、功能全面、简单可靠、性价比高，程序稳定性好，其技术特点如下： 1.本作品是基于热传导理论与微控制器理论的一种合理应用，它采用红外插入检测和弹性触片式温度传感器的支撑保温桶，实现了智能控制系统对绝热保温筒的恒温控制。 2.本作品打破传统的电烙铁支座仅作支撑烙铁的理念，从节能环保、安全实用的角度出发，解决了电烙铁使用中的各种问题，如短路、超时保护等电路进一步提高了系统的安全系数。 3. 本作品具有超时待机低功耗供电控制，其节能效果显著。 4. 本作品充分兼顾了成本和功能性能，可以在不增加成本的情况下，提高其智能化程度，并满足用户的个性需求。
获奖情况及鉴定结果
- 2010年5月获得 安徽工业大学第三届大学生节能减排科技竞赛 一等奖 2011年3月获得 安徽工业大学第八届“挑战杯”大学生课外学术科技作品科技竞赛 特等奖
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 专利转让；合作生产
作品可展示的形式
- ■实物、产品 ■现场演示 ■图片 ■录像
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 使用说明：虽然新增了许多功能，但是使用和普通的电烙铁支架基本一样。需要注意的是要根据自己的实际需要通过按键设定保温温度，工作温度，和超时待机时间三个参数。 技术特点及优势：作品综合运用微控制器和保温技术，相对以往采用全模拟电路的方法，不但控制精度高，多种参数用户可自由设定，而且由于用软件代替了硬件，使系统工作更可靠，方式更灵活，成本大大降低。 适用范围及推广前景： 适用范围：适用各种内/外热式电烙铁，市场需求量大。 4. 经济效益：电费按0.5元/度计算，50W电烙铁每天使用5小时（空烧4小时），约5个月就可以回收增加的投入（15-20元），之后每5个月就可以节约出相当于一把烙铁价格的电费，同时本作品还可减缓电烙铁氧化速度，等价于减少了购置烙铁的投资。另外值得一提的是本作品还可让普通电烙铁实现昂贵的恒温烙铁所具有的恒温性能。 5. 社会效益：当前能源紧张，全国电烙铁数量巨大，使用本作品后节能效果非常可观，大大减少国家的能源负担。
同类课题研究水平概述
- 当今世界，能源危机形势日益严峻，节能减排刻不容缓，大部分电烙铁使用者，真正使用电烙铁的使用时间大约在50%，而另有一部分电烙铁使用者的实际使用时间不到10%，在大部分未使用的时间内，电烙铁不但在浪费电能，而且温度也会上升至400℃以上，不利于焊接，加快电烙铁氧化。目前，市场上销售的电烙铁主要分为两种。 一种是普通型电烙铁，接通电源时就全功率加热，没有任何控制功能，这种电烙铁及其支架具有如下不足：（1）放置在普通电烙铁支座上的电烙铁存在“空烧”现象，浪费了大量电能，同时“空烧”加快了电烙铁氧化速度，缩短了其使用寿命；（2）放在普通电烙铁支座上的电烙铁，电烙铁头裸露在外，存在重大安全隐患，易带来巨大生命财产安全的损失；（3）对于一些特殊电子元件和集成电路要求电烙铁断电用余热来焊接，焊接使用不方便。 另一种是恒温型电烙铁，恒温电烙铁头内，装有带磁铁式的温度控制器，控制通电时间而实现温控，即给电烙铁通电时，烙铁的温度上升，当达到预定的温度时，因强磁体传感器达到了居里点而磁性消失，从而使磁芯触点断开，这时便停止向电烙铁供电；当温度低于强磁体传感器的居里点时，强磁体便恢复磁性，并吸动磁芯开关中的永久磁铁，使控制开关的触点接通，继续向电烙铁供电，如此循环往复，便达到了控制温度的目的，但价格较为昂贵，同样节能效果不明显，安全性较差。 近年公开的发明专利：保温恒温节电烙铁架是一种保温恒温节电烙铁架，该专利可活动支架安装于空心底座的支点上，可活动支架在插入烙铁保温管中的电烙铁的重力作用下可有一定的活动，以压动控制开关使电烙铁在恒温控制电路的控制下处于保温恒温工作状态，以节约电能和保护电烙铁，当电烙铁取出做焊接工作时控制开关闭合，电烙铁即进入全功率工作状态。该实用新型专利通过保温措施和温度控制基本实现了节能的效果，但是该控制电路为全模拟电路，而且仅靠电烙铁的重力控制电路开关的闭合，使得功能简单，性价比低，工作电路稳定性差，安全性低。 可见，电烙铁应用领域也出现了一些新技术，但市场上很难大面积推广应用。原因在于有的新产品控制功能强，但价格偏高，很难推广；而价格能接受的产品，控制功能又不完善，且电路稳定性差，安全性不高。因此电烙铁应用领域在支座的保温结构、检测方法、综合指标以及提高性价比和完善功能等方面均有有待突破的空间。
