CN102455060B - 一种燃气热水器燃气的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种燃气热水器燃气的控制方法，其特征在于，包括：依次获取水流流量传感器检测水流所上报的连续的第一、二、三脉冲信号；依次计算第二脉冲信号与第一脉冲信号的第一间隔时间T_n-1、第三脉冲信号与第二脉冲信号的第二间隔时间T_n；计算所述第一、第二间隔时间的差ΔT，并判断所述差ΔT大于第三设定时间t′₃时，控制燃气关闭。使用本发明，可以实现更快的判断出停水去控制燃气的关闭。

Description

一种燃气热水器燃气的控制方法

技术领域

本发明涉及燃气热水器控制技术领域，尤其是指一种燃气热水器燃气的控制方法。

背景技术

现今大部分燃气热水器采用霍尔型水流量传感器来感知水流量的大小，水流量传感器是利用霍尔元件的霍尔效应来测量磁性物理量。在霍尔元件的正极串入负载电阻，同时通上5V的直流电压并使电流方向与磁场方向正交。当水流通过涡轮开关壳推动磁性转子转动时，产生不同磁极间的旋转磁场，切割磁感应线，产生高低脉冲电平。由霍尔元件的输出脉冲信号频率与磁性转子的转速成正比，转子的转速又与水流量成正比，根据水流量的大小启动燃气热水器。其脉冲信号频率的经验公式为：脉冲频率(Hz)＝8.1*水流大小(L/mi n)-3。以每分钟5L水的流量为例，则水流量传感器的脉冲频率为8.1*5-3＝37.5Hz，即水流量的信号是每秒发送37.5个脉冲。

现有技术方案规定燃气热水器每分钟水流量低于2.5L即认为已经停水。即每秒的脉冲数小于17.25个时认为停水，折算成时间T，即两个脉冲之间的间隔时间大于58毫秒(T＝1/17.25)时认为停水。在实际运行过程中，用户在关水后，水流量传感器由于惯性的作用，不会立即停止运行，依旧会发送脉冲信号出来，只不过是脉冲数随着惯性的减弱递减而已，实验证明，8L的水流量从关闭到传感器发送脉冲低于2.5L的信号通常可以超过200毫秒，如果这段时间内无法迅速判断出停水，进而控制关闭热水器燃气阀关闭的话，热水器仍然在燃烧，此过程会造成干烧，对水箱及整个热水器造成很大的损害。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种燃气热水器燃气的控制方法，以实现更快的判断出停水去控制燃气的关闭。

本发明提供的燃气热水器燃气的控制方法，包括步骤：

A、依次获取水流流量传感器检测水流所上报的连续的第一、二、三脉冲信号；

B、依次计算第二脉冲信号与第一脉冲信号的第一间隔时间T_n-1、第三脉冲信号与第二脉冲信号的第二间隔时间T_n；

C、计算所述第一、第二间隔时间的差ΔT，并判断所述差ΔT大于第三设定时间t′₃时，控制燃气关闭。

由上，可以通过实现根据相邻脉冲第一、第二间隔时间的差ΔT去判断是否停水，从而实现更快的判断出停水进而关闭燃气阀的过程。

其中，步骤B计算所述第二间隔时间T_n之前还包括：

判断所述第二间隔时间T_n大于第一设定时间t′₁时，控制燃气关闭。

由上，可在较短时间内判断出停水从而控制燃气的关闭。

其中，步骤B、C之间还包括：

判断所述第一间隔时间T_n-1大于第二设定时间t′₂时，返回步骤A。

由上，当无法满足停水条件时，水流流量传感器继续检测水流量。

其中，步骤B、C之间还包括：

根据所述第一间隔时间T_n-1的大小确定步骤C中所述第三设定时间t′₃大小。

其中，所述确定步骤C中所述第三设定时间大小采用下述公式：

第三设定时间t′₃＝f(第一间隔时间T_n-1)；

其中f表示随第一间隔时间T_n-1值越小使得第三设定时间t′₃越小的函数。

由上，当热水器进水水流流量不同，即T_n-1值不同时，当热水器进水处于关闭过程，则水流流量的变化快慢也不同，故，预先存储有不同的t′₂值与不同的t′₃值的对应关系(即离散函数关系)，实现了根据水流流量的不同采用不同值进行判断，更为合理。

其中，步骤C还包括：

判断所述差ΔT小于第三设定时间t′₃时返回步骤A。

由上，可实现在判断未满足条件时，水流流量传感器继续检测水流量。

可选的，所述第一设定时间t′₁范围为55ms-61ms，以58ms为最佳。

可选的，所述第二设定时间t′₂范围为18.93ms-24.93ms，以21.93ms为最佳。

可选的，所述第三设定时间t′₃范围为9ms-15ms，以12ms为最佳。

由上，依照现有技术，脉冲信号频率的经验公式计算；以及大量实验验证得出第一、二、三设定时间。

总之，相比于现有技术，本发明方法可通过设定预设时间，将计算所得的脉冲时间间隔与预设时间比较，从而在相邻两个脉冲间隔时间未达到停水的设定时间t′₂值时，仍然可以判断是否停水，实现更短时间内判断出是否停水，进而控制关闭热水器燃气阀关闭。

附图说明

图1为燃气热水器控制部分的原理图；

图2为燃气热水器燃气的控制方法流程图。

具体实施方式

本发明提供了一种燃气热水器燃气的控制方法，可以实现在更短时间内检测用户是否关水，进而关闭燃气阀。

其中燃气热水器至少包括水流流量传感器、中央处理器、燃气阀。其中，水流流量传感器设置在燃气热水器进水管的管路中，其信号输出端与所述中央处理器相连；所述中央处理器输出端与所述燃气阀相连。由水流流量传感器检测水流流量，并由中央处理器根据水流流量控制燃气阀的开闭。下面详细说明：

水流流量传感器包括铜阀体、转子组件、稳流组件和霍尔元件组成。它装在热水器的进水端，用于测量进水流水速。当水流流过转子组件时，转子组件中的磁性转子转动，并且转速随着流量成线性变化，由霍尔元件输出相应的脉冲信号反馈给中央处理器。

中央处理器包括信号采集单元、信号存储单元、流量计算单元、累计计算单元、时间计算单元、燃气阀控制单元。水流流量传感器的输出端与中央处理器相连。中央处理器的信号采集单元将水流流量传感器发出的水流量脉冲信号整形、转化为数字信号，再传送到流量计算单元，得到瞬间水流流量的下降沿中断时间t_n-1，存储至信号存储单元。继续下一次检测，重复上一步骤，得到下一秒的水流流量的下降沿中断时间t_n。累计计算单元将连续两次脉冲流量值进行差值计算，得到第二间隔时间T_n，函数关系式为：T_n＝t_n-t_n-1，存储至信号存储单元；同理计算出第一间隔时间T_n-1。时间计算单元调用累计计算单元中的第二间隔时间T_n与第一设定时间t′₁进行比较，第二间隔时间高于第一设定时间即由燃气控制单元关闭燃气阀，否则计算两个相邻的间隔时间的时间差ΔT＝T_n-T_n-1，将所述间隔时间的时间差与第三设定时间t′₃进行比较，进而判定是否关闭燃气阀。

下面参见图2示出的本发明在燃气热水器中使用水流量传感器判断停水的方法的流程图，对本发明进行详细说明，为了便于描述清楚，任选连续的三个脉冲信号为实施例进行说明，包括以下步骤：

步骤201：燃气热水器工作时，水流流过转子组件时，磁性转子转动，并且转速随着流量成线性变化。霍尔元件输出相应的脉冲信号反馈给中央处理器，中央处理器的信号采集单元将水流流量传感器发出的水流量脉冲信号整形、转化为数字信号，再传送到流量计算单元，得出水流信号的下降沿中断时间t_n-1，保存至存储单元。

步骤202：检测到下一个水流信号的下降沿中断时间t_n，该步骤可参见步骤201示出的流程，此处不再赘述。连续的三个脉冲信号如上两个步骤进行采集，为了便于描述以时间顺序，分别命名为第一、二、三脉冲信号。

步骤203：累计计算单元调用前后两次下降沿中断时间，即第三脉冲信号的时间，计算得出第三脉冲信号与第二脉冲信号的第二间隔时间T_n，函数关系式为：T_n＝t_n-t_n-1，T_n保存至存储单元。中央处理器有存储、调用功能。用户每次使用燃气热水器的过程中计算所得并存储的间隔时间不唯一，包括......T_n-1、T_n、T_n+1、T_n+2......

步骤204：调用步骤203计算到的两个脉冲信号之间的第二间隔时间T_n与第一设定时间t′₁比较。本例中，t′₁设定为58ms。其中，t′₁设定为58ms是基于下述原因：依照现有技术认为每分钟水流流量低于2.5L为停水，脉冲信号频率的经验公式计算得出：脉冲频率(Hz)＝8.1*水流流量大小(L/min)-3，即得出脉冲频率为17.25Hz，转化为时间即为58ms。实际应用中，t′₁可选范围为55ms-61ms。

时间计算单元将计算所得的第二间隔时间T_n与t′₁比较，若比较结果为T_n≥t′₁，即检测到的水流流量小于或等于2.5L/min，则燃气阀控制单元控制燃气阀关闭，结束全部过程。

若比较结果为T_n＜t′₁，则由时间计算单元调用第二脉冲信号与第一脉冲信号的第一间隔时间T_n-1。

步骤205：将调用的由累计计算单元计算出的第一间隔时间T_n-1与第二设定时间t′₂比较，本例中，t′₂设定为21.93ms，即水流流量为6L/min。实际应用中，t′₂可选范围为18.93ms-24.93ms。

可选的，时间计算单元将调用出的第一间隔时间T_n-1与所述设定的时间t′₂比较，若比较结果为T_n-1≥t′₂，即检测到的水流流量小于或等于6L/min，依据大量实验发现无法达到停水条件，返回步骤201。

若比较结果为T_n-1＜t′₂，则说明水流流量大于6L/min，当此情况发生时，时间计算单元会继续计算第二间隔时间与第一间隔时间的时差，即比较T_n与T_n-1的时差。

步骤206：时间计算单元调用第二间隔时间与第一间隔时间，计算出前后两次脉冲间隔时间的时间差ΔT，函数关系式为：ΔT＝T_n-T_n-1。

步骤207：将所得第二间隔时间与第一间隔时间的时差ΔT与第三设定时间t′₃比较，本例中，t′₃设定为12ms。若ΔT＞t′₃，根据大量的实验发现，满足此条件时，认为水流已经停止流动，结束全部过程。实际应用中，t′₃可选范围为9ms-15ms。

若T_n-1＝T_n，表明前后间隔时间的时差无变化，即用户没有停水指令，返回步骤201。

另外，设置上述步骤205的目的，即t′₂设定为21.93ms，(对应水流流量为6L/min)，是与步骤207中t′₃为12ms相对应。不难理解，当热水器进水水流流量不同，即T_n-1值不同时，当热水器进水处于关闭过程，则水流流量的变化快慢也不同，故，本发明预先存储有不同的t′₂值与不同的t′₃值的对应关系(即离散函数关系)，从而实现不同的T_n-1采用不同的t′₃值，即形成T_n-1与t′₃的函数关系t′₃＝f(T_n-1)，实现根据水流流量来选择不同的t′₃。通过实验，函数f应为T_n-1值越小使得第三设定时间t′₃越小的函数。

本实施例中，中央控制器(CPU)采用单片机作为主控芯片，通过汇编语言程序的运算实现对上述步骤的描述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种燃气热水器燃气的控制方法，其特征在于，包括：

A、依次获取水流流量传感器检测水流连续的第一、二、三脉冲信号；

B、依次计算第二脉冲信号与第一脉冲信号的第一间隔时间T_n-1、第三脉冲信号与第二脉冲信号的第二间隔时间T_n；

根据所述第一间隔时间T_n-1的大小确定第三设定时间t′₃大小；

C、计算所述第一、第二间隔时间的差ΔT，并判断所述差ΔT大于第三设定时间t′₃时，控制燃气关闭，判断所述差ΔT小于第三设定时间t′₃时返回步骤A。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B计算所述第二间隔时间T_n之后还包括：

判断所述第二间隔时间T_n大于第一设定时间t′₁时，控制燃气关闭。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤B、C之间还包括：

判断所述第一间隔时间T_n-1大于第二设定时间t′₂时，返回步骤A。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定第三设定时间t′₃大小采用下述公式：

第三设定时间t′₃＝f(第一间隔时间T_n-1)；

其中f表示随第一间隔时间T_n-1值越小使得第三设定时间t′₃越小的函数。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一设定时间t′₁范围为55ms-61ms。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一设定时间t′₁为58ms。

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二设定时间t′₂范围为18.93ms-24.93ms。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第二设定时间t′₂为21.93ms。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第三设定时间t′₃范围为9ms-15ms。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第三设定时间t′₃为12ms。

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