CN103672951A

CN103672951A - 安全燃烧监控方法和系统

Info

Publication number: CN103672951A
Application number: CN201210319020.6A
Authority: CN
Inventors: 林光湧; 林玉龙
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-08-31
Filing date: 2012-08-31
Publication date: 2014-03-26

Abstract

本发明涉及一种安全燃烧监控方法和系统，安全燃烧监控系统包括：控制电路、风机、进风阀门、燃气电磁阀、传感器、点火器；电源与风机、进风阀门、燃气电磁阀、点火器电连接，为各组件提供正常工作所需的电能；进风阀门、燃气电磁阀、点火器、传感器还与控制电路电连接，由控制电路控制各组件的工作。实施本发明的安全燃烧监控方法及控制装置，能精确地控制通入炉具的燃气和进风量的大小，使得炉具能够进行火焰的精密调节；同时在炉具点火前、熄火后以及在点火失败后，向炉具通入空气，排出残余的燃气，保证在点火的时候安全性。

Description

安全燃烧监控方法和系统

技术领域

本发明涉及燃烧器领域，更具体地说，涉及一种安全燃烧监控方法和系统。

背景技术

各种燃气炉具在进行燃烧工作时，通常是直接通入燃气和空气后进行点燃，而在燃烧的过程中对火焰的大小进行控制则是通过简单的手动阀门对燃气和通入的空气作粗略的调控，难以实现精准的火焰大小控制。

此外，在对燃气炉具进行控制时，一般只是在燃烧的过程中进行安全检测，即实行被动式的安全保障措施，只能够在出现意外状况的时候才能做出提示性的操作，其安全性能较差。另外，现有的燃烧监控产品结构复杂，成本高，不方便使用。

因此，现在的市场上迫切需要一种能够对燃气炉具实施高精度的火焰控制、并且能够主动进行安全排除的控制装置。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有的燃气炉具在进行燃烧工作时，对燃气炉具进行控制的精度较低，安全性不足的缺陷，提供一种能够对燃气炉具实施高精度的火焰控制、并且能够主动进行安全排除的控制装置以及对炉具进行高精度的火焰控制以及主动进行安全排除的安全燃烧监控方法和系统。

本发明提供的安全燃烧监控方法，包括以下的步骤：

通过控制面板设置燃烧参数，燃烧参数包括燃烧时间、燃烧温度、燃烧功率；

启动风机，向炉具内部各管道通入空气，再将通入的空气排出炉具外，再关闭风机，使得在炉具内部残余的燃气排出到空气中，同时增加炉具的内的氧气含量，提高点火成功率；

炉具通过传感器检测炉具参数；炉具参数包括炉具温度、炉具一氧化碳浓度、炉具空气进气量、炉具燃气进气量；炉具的一氧化碳浓度检测持续到燃烧完成；

在炉具参数处于预设范围内时，启动风机和燃气电磁阀，向炉具内通入空气和燃气，点火，炉具依据燃烧参数进行工作；

进风阀门和燃气电磁阀通过舵机控制空气与燃气进入量，以实现精确控制火焰大小；

燃烧完成后熄火，燃气电磁阀关闭停止通入燃气，风机向炉具内部各管道通入空气，再将通入的空气排出炉具外，再关闭风机。

本发明的安全燃烧监控方法，还包括：在启动总电源后，持续监测一氧化碳浓度。

本发明的安全燃烧监控方法，在炉具参数处于预设范围外时，炉具发出警报，提示检查炉具，并在检查炉具后重新通过传感器检测炉具参数。

本发明的安全燃烧监控方法，在点火失败时，燃气电磁阀关闭，停止通入燃气，风机向炉具内部各管道通入空气，再将通入的空气排出炉具外。

本发明的安全燃烧监控方法，通过控制面板设置燃烧参数时，通过控制面板上的数字键、设置键和多色指示灯完成。

本发明还提供一种安全燃烧监控系统，包括：

用于向炉具各组件供电的电源；

控制电路，用于控制各炉具组件；

风机，用于将炉具外的空气抽入炉具内；

进风阀门，用于控制风机抽入炉具的空气的量；

燃气电磁阀，用于控制进入炉具的燃气量；

传感器，用于检测炉具参数；

点火器，用于将混合充分的空气、燃气点燃；

与主控芯片电连接的程序输入模块，用于向主控芯片输入程序与参数；程序输入模块包括控制面板，控制面板上设置有数字键、设置键、多色指示灯、8段式显示板，用于实现炉具的功能输入和状态显示；

电源与风机、进风阀门、燃气电磁阀、点火器电连接，为各组件提供正常工作所需的电能；进风阀门、燃气电磁阀、点火器、传感器还与控制电路电连接，由控制电路控制各组件的工作。

本发明的安全燃烧监控系统，燃气电磁阀包括燃气管道与连接在燃气管道上的第一舵机，用于对通入的燃气进行精确的流量控制。

本发明的安全燃烧监控系统，进风阀门包括进风管道与连接在进风管道上的第二舵机，用于对通入的空气进行精确的流量控制。

本发明的安全燃烧监控系统，控制电路包括主控芯片，以及与主控芯片连接的进风控制电路、燃气控制电路、点火控制电路；进风控制电路、燃气控制电路、点火控制电路分别与进风阀门、燃气电磁阀、点火器电连接。

本发明的安全燃烧监控系统，传感器包括：一氧化碳传感器、温度传感器。

实施本发明的安全燃烧监控方法及控制系统带来以下的有益效果：通过舵机，精确地控制通入炉具的燃气和进风量的大小，使得炉具能够进行火焰的精密调节；同时在炉具点火前、熄火后以及在点火失败后，向炉具通入空气，排出残余的燃气，保证在点火的时候安全性。同时，实施本发明的方法的炉具，成本低。效果好。

附图说明

以下通过附图对本发明进行说明，其中：

图1为本发明安全燃烧监控方法的流程图；

图2为本发明安全燃烧监控系统的逻辑结构图；

图3为本发明安全燃烧监控系统中燃气电磁阀的结构图；

图4为本发明安全燃烧监控系统中进风阀门的结构图；

图5.a为本发明安全燃烧监控系统的控制面板；

图5.b为本发明安全燃烧监控系统的另一则控制面板；

图6为本发明安全燃烧监控系统中补偿电路的示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本发明进行详细的说明。

如图1所示为本发明安全燃烧监控方法实施例的流程示意图，本发明对炉具安全燃烧监控具体包括以下的步骤：

用户根据使用炉具的要求，通过控制面板设置炉具的燃烧参数，燃烧参数包括：燃烧时间、燃烧温度、燃烧功率；控制面板进行燃烧参数的设置时，通过控制面板上的设置键、数字键、多色指示灯（或液晶指示屏）、8段式显示板相互配合完成燃烧参数的输入；

设置了燃烧参数后，启动风机电源，由风机向炉具内部各管道通入空气，再将通入的空气排出炉具外，将残留在管道内的灰尘、燃气等排出到炉具外，此时一氧化碳传感器也同时启动，检测炉具内各个部分的一氧化碳浓度，并在浓度超标时发出警报或停止炉具，在此后的整个炉具控制中，一氧化碳传感器都将持续检测，以保证炉具的使用安全。在完成清除炉具内的残余灰尘、燃气后，风机关闭。

炉具的各个传感器启动，除已经启动的一氧化碳传感器外，炉具温度传感器、空气进气量传感器、燃气进气量传感器也将启动，并在整个炉具控制过程中进行炉具参数的检测。

在各个炉具的参数都处于预设范围内时，启动风机和燃气电磁阀，向炉具内通入空气和燃气，点火；若炉具的参数超出了预设的范围则不进行点火的操作，而是发出警报，提示炉具存在安全隐患，直到重新检测参数正常时，才进行点火。

点火的过程如下：充分混合通入的空气与燃气，点火器启动，尝试点燃混合的气体，若在设定的时间内（例如6秒内）成功点燃，则炉具开始工作；否则，在不能正常点火成功的情况下，燃气电磁阀关闭，停止通入燃气，并且风机向炉具内部各管道通入空气，再将通入的空气排出炉具外，使得残余的燃气排出到炉具外，再重新通入空气、燃气，尝试点火；在尝试一定次数（例如3次）的点火依然未能成功点火下，整个炉具停止工作，并发出检测炉具的警告。

在对炉具点火前以及在使用炉具的过程中，都涉及到控制火焰大小的问题，在传统的方法中，控制火焰的大小是通过手动阀门或者多个电磁阀的控制，使得参与燃烧的混合气体（空气与燃气）受到控制。这样的控制难以实现火焰大小的精确控制。在本发明中，引入舵机对通入的空气与燃气进行分别的流量控制，从而实现火焰大小的精确控制。

在完成了炉具的使用后，燃气电磁阀关闭，停止向炉具通入燃气，此时启动风机向炉具内部各管道通入空气，再将通入的空气排出炉具外，使得炉具里残余的燃气降低到最低限度或完全排出到炉具外。

以下给出一个使用本发明的安全燃烧监控方法的具体例子：

设定炉具的燃烧参数：使用炉具来煲汤，可以设定在30分钟加热至120℃，并保持120℃10分钟，此后降温至70℃，保持40分钟后，在加热至100℃，保持5分钟。

初始化炉具：启动风机，向炉具内部各管道通入空气，将通入的空气排出炉具外，再关闭风机；使得残余在管道内的燃气排出；

检测炉具参数：炉具温度、炉具一氧化碳浓度、炉具空气进气量、炉具燃气进气量等等；炉具的一氧化碳浓度检测持续到燃烧完成，在整个燃烧过程中，只要出现一氧化碳浓度超出设定安全值，则熄火；

如果炉具的参数在安全范围，则按照设定的燃烧参数进行煲汤；否则炉具产生警报，并重新初始化炉具，直到检测的炉具参数在安全范围内；

在按照燃烧参数进行煲汤时，进风阀门和燃气电磁阀通过舵机控制空气与燃气进入量，控制火焰大小，使得煲汤的温度在设定的模式下进行；

完成煲汤过程后熄火：燃气电磁阀关闭，停止通入燃气，风机向炉具内部各管道通入空气，再将通入的空气排出炉具外，再关闭风机。

为实现本发明的对炉具的控制方法，本发明构造如图2所示的安全燃烧监控系统，包括：用于向炉具组件（涉电部分）供电的电源100；控制电路200，用于控制各炉具组件；，用于将炉具外的空气抽入炉具内的风机300；用于控制风机抽入炉具的空气的量的进风阀门400；用于控制进入炉具的燃气量的燃气电磁阀500；用于检测炉具一氧化碳等参数的传感器700；用于将混合充分的空气、燃气点燃的点火器600；其中，电源100与风机300、进风阀门400、燃气电磁阀500、点火器600电连接，为各组件提供正常工作所需的电能；进风阀门400、燃气电磁阀500、点火器600、传感器700还与控制电路电连接，由控制电路控制各组件的工作。

具体的，控制电路200包括主控芯片201、进风控制电路202、燃气控制电路203、点火控制电路204，进风控制电路202、燃气控制电路203、点火控制电路204与主控芯片201电连接，由主控芯片201对个电路实施协同控制。进风控制电路202、燃气控制电路203、点火控制电路204还分别与进风阀门400、燃气电磁阀500、点火器600电连接。另外，传感器700还与主控芯片201电连接，传感器700将采集到的信息发送至主控芯片201，主控芯片201分析传感器的参数后，控制各个电路的具体运行。

在本发明中，传感器700包括但不限于：一氧化碳传感器、炉具温度传感器、空气进气量传感器、燃气进气量传感器。

本发明的安全燃烧监控系统还包括一个与主控芯片201电连接的程序输入模块，用于向主控芯片输入程序与参数；程序输入模块包括控制面板，控制面板上设置有数字键、设置键、多色指示灯、8段式显示板，用于实现炉具的功能输入和状态显示；。

本发明的安全燃烧监控系统能够实现燃气进气量与空气进气量的精确控制，具体的，燃气电磁阀与进风风阀的结构如图3、图4所示。

图3为本发明安全燃烧监控系统的燃气电磁阀的结构示意图，燃气电磁阀500包括：进气管504、出气管502，进气管504与出气管502通过连接管503连接成相互连通的密闭管道结构，连接管503的轴向与进气管504、出气管502的轴向相互垂直，连接管503可沿轴向旋转，并通过沿轴线旋转改变与进气管504、出气管502的连通口的大小，燃气电磁阀500还包括第一舵机501，第一舵机501与连通管503机械连接，第一舵机501通过对连通管503的精密旋转控制，实现通入燃气量的精密控制。在进气管504上，还预留有用于安装电控开关的卡位。在燃气接入进气管504前，还需要经过3个串接的安全性开关，以保证当电控开关无法正常工作时，炉具的安全使用。使用舵机对气体流量进行控制，能够实现高精度、低成本的流量控制效果。

如图4为进风风阀400的结构示意图，进风风阀400的主体为一体成型的进风管道（如图4所示），在进风管道侧壁上预设有安装第二舵机（未在图中显示）的安装位，通过第二舵机的精密旋转控制，实现通入空气的精密控制。

本发明的安全燃烧监控系统能够实现多种对炉具的控制操作，通过程序输入模块800向主控芯片201发送控制指令。具体的，程序输入模块800包括如图5.a或图5.b所示的控制面板。

对炉具的控制操作可通过控制面板来实现：按下“设置SET”按钮，进入功能选择状态，此时“设置SET”的指示灯，转换成红色；通过数字键输入所要设置的功能代码，再按下“设置SET”按钮，完成功能选择，此时“设置SET”的指示灯，转换成黄色；此时再通过数字键输入具体的功能参数，再按下“设置SET”按钮，完成功能设置。

以设置“火焰大小”为例子：按下“设置SET”按钮，进入功能选择状态，此时“设置SET”的指示灯，转换成红色；通过数字键输入所要设置的功能代码（在图5.a中为数字“4”，在图5.b中为数字“5”），再按下“设置SET”按钮，完成功能选择，此时“设置SET”的指示灯，转换成黄色；此时再通过数字键输入具体的功能参数（例如“5”代表设置炉具温度），再按下“设置SET”按钮，完成功能设置。此处的指示灯为多色指示灯，通过不同的颜色显示就能实现炉具状态的指示，无需昂贵的液晶板来显示炉具的状态，从而降低了成本。

在本发明中，进风阀门400和燃气电磁阀500均使用了舵机进行精密的流量控制，尽管舵机本身的步进精度很高，但是不能保证在其初始启动时的位置是否准确，为此，本发明对其引入补偿电路，如图6所示。

舵机的机械轴心或步进叶片与可变电阻的变阻调节单元机械连接，该机械连接可以为皮带的传动链接、齿轮的啮合连接等，只要舵机的机械步进量与变阻调节单元的改变量相同或成比例变化即可。可变电阻、补偿电源、电表连接成闭合回路，通过电表测试的结果（例如接入电路的电阻、通过的电流、加载在可变电阻的电压等）来确定舵机的实际转动位置。在通入燃气前，补偿电路首先接通，依据电表测试结果确定舵机是否转到了预期的位置，并在舵机初始的转动位置不正确时，通过手动或者给舵机通入校正脉冲，使得舵机转动到正确的位置。

进一步的，可以通过补偿电路检测舵机是否正常工作：向舵机通入测试脉冲，通过电表的数值变化确定其是否能正常工作。

以上仅为本发明具体实施方式，不能以此来限定本发明的范围，本技术领域内的一般技术人员根据本创作所作的均等变化，以及本领域内技术人员熟知的改变，都应仍属本发明涵盖的范围。

Claims

1.一种安全燃烧监控方法，其特征在于，所述方法包括以下的步骤：

设置燃烧参数，所述燃烧参数包括燃烧时间、燃烧温度、燃烧功率；

启动风机，向炉具内部各管道通入空气，将通入的空气排出炉具外，再关闭风机；

检测炉具参数，所述炉具参数包括炉具温度、炉具一氧化碳浓度、炉具空气进气量、炉具燃气进气量；炉具的一氧化碳浓度检测持续到燃烧完成；

进风阀门和燃气电磁阀通过舵机控制空气与燃气进入量，控制火焰大小；

燃烧完成后熄火，燃气电磁阀关闭，停止通入燃气，风机向炉具内部各管道通入空气，再将通入的空气排出炉具外，再关闭风机。

2.根据权利要求1所述的安全燃烧监控方法，其特征在于，在炉具参数处于预设范围外时，炉具发出警报，提示检查炉具，并在检查炉具后重新通过传感器检测炉具参数。

3.根据权利要求1所述的安全燃烧监控方法，其特征在于，所述方法还包括：在点火失败时，燃气电磁阀关闭，停止通入燃气，风机向炉具内部各管道通入空气，再将通入的空气排出炉具外。

4.根据权利要求1所述的安全燃烧监控方法，其特征在于，通过控制面板设置燃烧参数时，通过控制面板上的控制面板上的数字键、设置键和多色指示灯完成。

5.一种安全燃烧监控系统，其特征在于，所述装置包括：

用于向炉具各组件供电的电源（100）；

控制电路（200），用于控制各炉具组件；

风机（300），用于将炉具外的空气抽入炉具内；

进风阀门（400），用于控制风机抽入炉具的空气的量；

燃气电磁阀（500），用于控制进入炉具的燃气量；

传感器（600），用于检测炉具参数；

点火器（600），用于将混合充分的空气、燃气点燃；

与主控芯片电连接的程序输入模块（800），用于向主控芯片（201）输入程序与参数；所述程序输入模块(800)包括控制面板，控制面板用于实现炉具的功能输入和状态显示；

电源（100）与风机（300）、进风阀门（400）、燃气电磁阀（500）、点火器（600）电连接，为各组件提供正常工作所需的电能；进风阀门（400）、燃气电磁阀（500）、点火器（600）、传感器（600）还与控制电路（200）电连接，由控制电路（200）控制各组件的工作。

6.根据权利要求5所述的安全燃烧监控系统，其特征在于，所述燃气电磁阀包括燃气管道与连接在燃气管道上的第一舵机，用于对通入的燃气进行流量控制。

7.根据权利要求5所述的安全燃烧监控系统，其特征在于，进风阀门包括进风管道与连接在进风管道上的第二舵机，用于对通入的空气进行流量控制。

8.根据权利要求5-7任一所述的安全燃烧监控系统，其特征在于，所述控制电路（200）包括主控芯片（201），以及与主控芯片（201）连接的进风控制电路（202）、燃气控制电路（203）、点火控制电路（204）；进风控制电路（204）、燃气控制电路（203）、点火控制电路（204）分别与进风阀门（400）、燃气电磁阀（500）、点火器（600）电连接。