CN104781608A - 用于监控气阀的方法、用于气阀的控制装置和燃气烹饪装置 - Google Patents

Abstract

在用于监控带有具有线圈的磁力驱动器的安全阀的方法中执行下面的步骤。首先检测流过线圈的电流并且在用于关闭气阀的触发后监控电流曲线走向。然后进一步处理检测的电流曲线走向用于检查气阀的功能状态。为此可以形成其可以更容易地评定的一阶导数。

Description

用于监控气阀的方法、用于气阀的控制装置和燃气烹饪装置

技术领域

本发明涉及一种监控气阀的方法以及一种用于气阀的控制装置和一种燃气烹饪装置。

背景技术

对于燃气烹饪装置如燃气灶台，为每个单个的烹饪位置或者说每个单个的燃气喷燃器设置有用于控制供气系统的气阀。在此气阀设置为所谓的调整阀门，其可以产生可以调整的燃气流入，从而在燃气喷燃器处产生期望的功率。前置有通常作为所谓的安全阀的另一气阀，其仅仅当要通过上面提到的第一气阀或者说调整阀门调整流到燃气喷燃器的燃气流时打开。该安全阀在调整阀门前打开并且在调整阀门后关闭。其可以例如根据DE 10107194 C1构造而成。

虽然这样的安全阀在实践中针对至少执行1百万次关闭过程而设计，但是安全阀的失效会产生严重的后果。

发明内容

本发明的目的是，创造开头提到的方法、开头提到的控制装置以及燃气烹饪装置，利用其可以解决现有技术的问题并且尤其可以识别在气阀处的失效或者说功能故障或损坏。

通过具有权利要求1的特征的方法、具有权利要求11的特征的控制装置以及具有权利要求14的特征的燃气烹饪装置解决该目的。本发明的有利的以及优选的设计方案是另外的权利要求的主题并且接下来对其进行详细地解释。在此一些特征仅仅对于方法、仅仅对于控制装置或仅仅对于燃气烹饪装置进行了说明。然而其应该可以不依赖于此独立地不仅适用于方法而且适用于控制装置和燃气烹饪装置。权利要求的原文通过明确地引用成为说明书的内容。

在此规定，气阀具有带有线圈或者说磁线圈的、用于阀门功能的磁力驱动器。这样的带有磁力驱动器的气阀的基本的结构可以由上面提到的DE 10107194 C1中获得。

根据本发明在第一步骤或者说时间上在前的步骤中检测流过磁力驱动器的线圈的电流。监控在用于关闭气阀的触发后的该电流曲线走向。在第二步骤或者说时间上后续的步骤中进一步处理检测的电流曲线走向以检查气阀的功能状态。

由此可非常简单地实现确认气阀是否正确地工作，尤其没有机械的损坏。特别是在气阀或者磁力驱动器卡住时，这种损坏也就是说在流过磁力驱动器中的线圈的电流曲线走向中显示出。

在本发明的第一设计方案中，将检测的电流曲线走向与在气阀或者说磁力驱动器按规定起作用的情况下关闭时示范的/理论上的电流曲线走向进行比较。在最简单的情况中这可以通过直接比较曲线实现，其中该按规定起作用的气阀的这种示范的电流曲线走向可以保存在控制装置中。控制装置也可以执行比较。在此可以充分利用这一点，即在按规定起作用的气阀中，电流曲线走向在起初的上升后由于在线圈中通过活动的磁力驱动器或者说磁线圈中的活塞或者诸如此类产生的自感在所提到的第一陡峭上升后再次稍许下降，然而然后再次上升并且达到渐进的值。这可以持续例如10msec到40msec，有利地大约20msec。如果与此相反阀或者磁力驱动器卡住，则在线圈中没有部件会运动并且检测的电流曲线走向相应于示范的/理论上的电流曲线走向在起初的陡峭上升后转入到较平的带有饱和的阶段中。因此可以比较后续在图纸中仍然要示出的这两个电流曲线走向，并且从比较中然后可以推断出按规定的功能或者卡住。

在确认气阀的机械的卡住后可以有利地关闭在到燃气喷燃器的燃气路径中的其它气阀，使得不再有燃气逸出。此外可以对操作者发出警报信号。也可以然后将燃气烹饪装置由其控制装置切换到卡住模式中，其防止可以打开其它的气阀或者特别是气阀之一。

在本发明的设计方案中可以规定，当电流曲线走向没有在启动气阀或者其期望的操纵后3msec到25msec内具有向下的跃变时，识别出气阀的机械的卡住的情况。按时间的一阶导数的向下的跃变的尖峰或者说最大的负值可以处于大约8ms到15ms。

此外所提到的在电流曲线走向中的向下跃变可以为大约5%到30%。由此其本身可以清楚地检测到。

为了使得比较或者探测故障得到简化，而不必否则监控全部的电流曲线走向，可以在本发明的另一设计方案中规定，对检测的电流曲线走向按时间进行一次求导。然后上面提到的在电流曲线走向中的向下的跃变在一阶导数中也就是说在电流曲线走向的曲线的斜率中导致负值。这个仅仅在气阀按规定起作用时出现的负值然后可以由控制装置非常简单地和非常清楚地检测和评定为气阀的正确的功能。在其它的情况中，也就是当气阀卡住时，没有该向下的跃变，使得一阶导数始终是正的。因此当没有在上面提到的在启动气阀后3msec到25msec内实现向下的跃变时，这会附加地仍然在时间上受限制。这样可以同样非常简单地并且快速地识别出故障或者机械的损坏或者气阀的卡住并且采取开头提到的安全措施。

在本发明的再次另外的设计方案中可以规定，仅仅对于如下情况识别出气阀正确起作用，即在检测的电流曲线走向的一阶时间导数中的负值后又实现向上到正值的跃变。相应地可以对于电流曲线走向本身规定，在向下跃变后又必须实现上升。因此必须在一阶导数中在向上跃变后实现朝零点的缓慢的下降。

在根据本发明的用于气阀的控制装置或者提到的燃气烹饪装置中可以规定，这样构造电流检测机构，使得其检测流过气阀的线圈的电流。在此控制装置可以具有与线圈连接的微控制器，其中对于该连接特别有利地设置有运算放大器。然后有利地微控制器也可以进行上面提到的电流曲线走向的比较或者评价以及其按时间的一阶求导。特别有利的是，将微控制器构造成对检测的电流曲线走向按时间进行一次求导。

如果燃气烹饪装置具有多个燃气喷燃器或者多个气阀，则可以设置提到的方法用于提高每个气阀的安全性。

这些以及其它的特征除了来源于权利要求也来源于说明书和图纸，其中各个特征可以分别单独地或多个地以子组合的形式在本发明的实施方式中以及在其它的领域中实现并且可以是有利的以及本身能保护的实施方式，对于其在这里要求保护。将本申请分成各个部分以及中间标题并不限制在其中做出的说明的普遍性。

附图说明

本发明的实施例在附图中示意性地示出并且接下来进行详细地解释。在附图中：

图1示出了作为根据本发明的带有多个用于各个燃气喷燃器的气阀并且带有安全阀的燃气烹饪装置的燃气灶台，

图2示出了安全阀的磁力驱动器的示意性的图示，

图3示出了来自图2的安全阀的触发和监控的示意性的线路图，

图4示出了用于安全阀的磁力驱动器的代替线路图，

图5示出了在没有另外的影响的情况下通过根据图4的代替线路图的电流的曲线走向，

图6A示出了在起作用的状态中通过安全阀的磁力驱动器的电流，

图6B示出了在卡住的状态中通过安全阀的磁力驱动器的电流，

图7A示出了来自图6A的电流曲线走向的一阶导数，以及

图7B示出了来自图6B的电流曲线走向的一阶导数。

具体实施方式

在图1中示出了作为根据本发明的燃气烹饪装置的燃气灶台11的示意性的图示，该燃气灶台具有带有三个燃气喷燃器14a到14c的灶台板12。每个燃气喷燃器14a到14c具有配属于其的用于燃气流入的气阀16a到16c。为此设置有供应管道18，其从外面引导到燃气灶台11中并且首先走向到安全阀17处。其后供应管道18'进一步走向到三个单个管道19a到19c，并且然后所述单个管道19a到19c引导到气阀16a到16c。此外燃气灶台11还具有操作元件21a到21c以及控制装置22。控制装置22将操作者可以利用操作元件21给出的指令转换成用于气阀16a到16c以及可能也用于安全阀17的调整信号。此外根据本发明该控制装置监控在气阀16处和特别17处的电流曲线走向。

在图2中示意性地示出带有螺线管或者说磁力驱动器的安全阀17的结构类似于提到的DE 10107194 C1。安全阀17具有作为螺线管的磁线圈24，在其中存在可以磁化的活塞26。该活塞在端部处支承阀门关闭件28，其平放在供应管道18的阀门座29处或者说密封该阀门座。如果将磁线圈24激活或者电流流过磁线圈24，则磁线圈将活塞26向内或者说向右牵引到虚线示出的位置中并且阀门关闭件28释放阀门座29，使得燃气可以通过供应管道18流动到第二部分18'或者单个管道19。

在图3中示出用于监控安全阀17或者磁力驱动器的机械的功能的线路图。流过这里简化地示出为纯粹的线圈的磁线圈24的电流I_L通过运算放大器OP放大到从0到5V的大小并且给出到控制装置22的微控制器的输入端AD处。

在图4中示出了用于表示带有磁线圈24的磁力驱动器的简化的线路图。在此示出电感L和相应的欧姆电阻R连同用于接通的开关S，在所述电感L和欧姆电阻R处施加有电压V。

在图5中示出了如通常在电感或者说磁线圈处在没有运动的部件的情况下可以确定的标准的电流曲线走向i(t)。

但是因为在接通后电流上升并且由此磁场在磁力驱动器的磁线圈24中也变得更强，所以在图2中活塞26或者说阀门关闭件28从安全阀17的阀门座29运动离开，更确切地说运动到磁线圈24中。这以开头提到的类型和方式再次反作用于磁场并且由此反作用于电流曲线走向i(t)，直到完全打开安全阀17并且活塞再次停止。由此获得的电流曲线走向同样在图6A中示出。由于向下凹陷，在大约8msec或者9msec时到达凹陷的底点或者尖峰，因此显而易见的是，活塞26刚好已经运动并且安全阀17起作用或者至少不卡住。

在图6B中示出了当活塞26卡住时的情况，如其看上去的那样，然后其中如早已承认的那样不确定在哪个位置中该活塞卡住。但是这在任何情况中都是严重的故障或者损坏。因为活塞26没有运动，所以相应于图5得到通过电感的基本纯粹的电流曲线走向。

图6A和6B互相的比较展示了本发明的基本特征，也就是说通过比较两个电流曲线走向可以至少可靠地识别安全阀17卡住的故障情况。在此也可以检验时间上的曲线走向，也就是说是否在期望的时间点出现向下的底点或者尖峰。

然而因为电流曲线走向互相比较在技术上不是很容易，所以可以由根据图6A和6B的两个曲线走向分别形成又在图7A和7B中示出的一阶时间导数。可以清楚地看出，在图7A中由于持续的上升，按时间的一阶导数、也就是说斜率始终是正的。在图7B中这是不同的，并且曲线走向在将近6msec时的下降显示出斜率呈现负值。因此当通过磁线圈24的电流曲线走向的时间导数在任何时候为负的时，最好也仍然在确定的事先已知的上述提到的时间间隔中，则这象征磁线圈24和由此安全阀17正确地工作或者说至少不卡住。当这样的用于一阶导数的负值不出现时，则安全阀17卡住并且必须立即采取开头提到的安全措施。

此外在根据图3的线路中还可以规定，在下面在电阻处联接控制装置22的微控制器的测试引脚。在这里已知的电流可以由微控制器发送通过。其导致在微控制器处的先前说明的接头AD处确定的匹配于该电流的电压。这象征根据图3的线路本身正确地起作用。因此可以装入另一安全级。

Claims (14)

1.一种用于监控气阀、尤其安全阀的方法，其中所述气阀具有用于阀门功能的、带有线圈的磁力驱动器，其特征在于以下步骤：

- 检测流过所述线圈的电流并且在用于关闭所述气阀的触发后监控电流曲线走向，

- 进一步处理检测的电流曲线走向用于检查所述气阀的功能状态。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述检测的电流曲线走向与在气阀按规定起作用时用于关闭所述气阀的示范的电流曲线走向比较。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，当电流曲线走向没有在启动气阀后3msec到25msec内具有向下的跃变时，识别出磁力驱动器处的卡住。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当向下的跃变的尖峰处于8msec到15msec时，识别出磁力驱动器处的卡住。

5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，进行大约5%到30%的幅度的向下的跃变。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测的电流曲线走向按时间进行一次求导，其中在气阀按规定起作用而在磁力驱动器处没有机械的卡住的情况下，在电流曲线走向中向下的跃变导致在一阶导数中的负值，其中这由控制装置检测和评定为气阀的正确的起作用，其中在气阀机械地卡住的情况下，在电流曲线走向中没有向下的跃变，并且由此按时间的一阶导数始终是正的并且这被识别为气阀的故障。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在确认按时间的一阶导数始终是正的后，关闭在燃气路径中的其它气阀。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在确认后对操作者发出警报信号。

9.根据权利要求6到8中任一项所述的方法，其特征在于，仅仅对于如下情况识别出气阀的正确的起作用，即在检测的电流曲线走向的一阶时间导数中的负值后进行向上到正值的跃变。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在所述向上的跃变后，检测的电流曲线走向的一阶导数朝零点衰退。

11.一种用于气阀的控制装置，带有用于检测流过气阀的线圈的电流的电流检测机构，其中所述控制装置的微控制器与所述线圈连接。

12.根据权利要求11所述的控制装置，其特征在于，所述微控制器通过运算放大器与所述线圈连接。

13.根据权利要求11或12所述的控制装置，其特征在于，所述微控制器构造成将读入的电流曲线走向按时间进行一次求导。

14.一种用于实施根据权利要求1到10中任一项所述的方法和/或带有根据权利要求11所述的控制装置的燃气烹饪装置。