CN105222175B - 燃气灶智能控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了燃气灶智能控制系统，包括控制芯片、电磁阀驱动模块、比例阀控制模块和脉冲点火检测模块，电磁阀驱动模块、比例阀控制模块和脉冲点火检测模块分别与控制芯片连接。由此，通过控制芯片控制电磁阀驱动模块以控制燃气灶供气总阀阀门的开启或关闭以控制燃气灶的供气或断气，通过控制芯片控制比例阀开度可控制燃气灶供气气量的大小以控制燃气灶火力的大小，实现燃气灶的智能控制，确保燃气炉的用气安全。

Description

燃气灶智能控制系统

技术领域

本发明涉及燃气灶领域，特别涉及一种燃气灶智能控制系统。

背景技术

目前，大多数家庭使用燃气炉通常都是采用旋塞阀手动控制，手动对燃气进行开关，并手动调节使用过程中的气量大小以调节火力大小。无法跟据烹饪要求在烹饪过程中自动智能调节火力大小和控制烹饪时间，无法避免由于人为疏忽大意，造成干烧火灾，回火烧坏灶具，燃气泄漏中毒爆炸等事故。当发生这些意外情况时，大部分燃气炉不能自动关火和提醒报警，燃气炉的使用存在较大的安全隐患。

发明内容

本发明的目的是提供一种可实现燃气灶的智能控制，并能确保燃气炉的用气安全的燃气灶智能控制系统。

为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了燃气灶智能控制系统，包括控制芯片、电磁阀驱动模块、比例阀控制模块和脉冲点火检测模块，电磁阀驱动模块、比例阀控制模块和脉冲点火检测模块分别与控制芯片连接。

本发明的有益效果是：通过控制芯片控制电磁阀驱动模块以控制燃气灶供气总阀阀门的开启或关闭以控制燃气灶的供气或断气，通过控制芯片控制比例阀开度可控制燃气灶供气气量的大小以控制燃气灶火力的大小，实现燃气灶的智能控制，确保燃气炉的用气安全。

在一些实施方式中，电磁阀驱动模块包括电容和电磁驱动器，电容的一端与控制芯片连接，电容的另一端与电磁驱动器连接。由此，电容连接于电磁驱动器和控制芯片之间，控制芯片向电容输出方波信号或其它交流信号，电容将交流信号传送给电磁驱动器以开启燃气灶的控制阀，当控制芯片失灵或死机时，控制芯片无法输出向电容输出方波信号或其它交流信号，但无论控制芯片对电容的输出端是高电平还是低电平，电容都不会向电磁驱动器输出信号，电磁驱动器不工作则燃气灶的控制阀处于关闭状态。确保燃气灶不受控制器在受到外界强干扰下出现死机失灵等意外下安全使用。

在一些实施方式中，电磁阀驱动模块还包括DC/DC变换器，DC/DC变换器电压输出端与电磁驱动器连接，DC/DC变换器电压切换控制端与控制芯片连接。由此，DC/DC变换器将高压电源转换成低压电源并向电磁阀供电，通过控制芯片则可控制DC/DC变换器的输出电压，电磁阀的工作初期，需要铁芯有较大的吸附力，此时控制芯片控制DC/DC变换器输出较高电压进行工作。当吸附完成后，电磁阀则不需要太大的吸附力则可维持工作，这时控制芯片控制DC/DC变换器输出低电压维持工作状态，控制芯片对DC/DC变换器实施智能控制，可更好的节省电能和降低电磁阀的温升。

在一些实施方式中，比例阀控制模块包括运算放大器、NPN型三极管、PNP型三极管、比例阀和电阻，运算放大器的同相端与控制芯片连接，运算放大器的输出端与NPN型三极管(35)的基极连接，所述NPN型三极管的集电极与PNP型三极管的基极连接，NPN型三极管的发射极接地，PNP型三极管的集电极与比例阀的一端连接，比例阀的一端与电阻的一端和连接运算放大器的反相端连接，电阻的另一端接地。由此，控制芯片运算放大器输出连续变化的控制信号，实现比例阀的无级连续调节，可对比例阀进行无级调火控制。

在一些实施方式中，脉冲点火检测模块包括脉冲点火装置和火焰检测装置，点火针和火焰检测装置分别与控制芯片连接。由此，把脉冲点火装置和火焰检测装置合而为一并由控制芯片进行控制，当点火完成后，检测端会发送检测信号到控制芯片，控制芯片则停止向脉冲点火装置发送点火脉冲电流，否则，控制芯片则继续向脉冲点火装置发送点火脉冲电流。

在一些实施方式中，还包括防干烧检测装置，防干烧检测装置与控制芯片连接。由此，防干烧检测装置可探测锅底的温度并传送给控制芯片，当探测到的锅底温度达到预定温度时，控制芯片则控制电磁阀关闭，停止向燃气灶供气。

在一些实施方式中，还包括燃气泄漏检测装置，燃气泄漏检测装置与控制芯片连接。由此，燃气泄漏检测装置可检测到燃气是否泄漏，当检测到燃气泄漏达设定浓度时可发送信号给控制芯片，控制芯片控制电磁阀关闭，停止向燃气灶供气。

在一些实施方式中，还包括防回火检测装置，防回火检测装置与控制芯片连接。由此，防回火检测装置可检测到燃气灶使用过程中是否出现回火现象，当检测到回火时可发送信号给控制芯片，控制芯片控制电磁阀关闭，停止向燃气灶供气。

在一些实施方式中，还包括收发模块，收发模块与控制芯片连接。由此，收发模块可以是蓝牙或WIFI，通过收发模块可将燃气灶当前火力大小；开关火；燃气泄漏等信息传送与抽油烟机和其它终端(如无线控制入户总气阀；无线燃气泄漏报警器；无线控制通风设备等等)连接，当燃气灶的火力大时，抽油烟机的抽风量增大；当燃气灶的火力减小时；抽油烟机的抽风量减小，当燃气灶停止工作时，抽油烟机停止工作。将抽油烟机与燃气灶进行联动，实现智能控制。

附图说明

图1为本发明一实施方式的燃气灶智能控制系统的结构示意图；

图2为图1所示的燃气灶智能控制系统的控制面板模块的结构示意图；

图3为图2所示的控制面板模块的平面布置图；

图4为图2所示燃气灶控制面板的触控滑条的剖面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

图1～4示意性地显示了根据本发明的一种实施方式的燃气灶智能控制系统。

参照图1，燃气灶智能控制系统包括控制芯片1、电磁阀驱动模块2、比例阀控制模块3、脉冲点火检测模块4、防干烧检测装置5、燃气泄漏检测装置6、防回火检测装置7和收发模块8。电磁阀驱动模块2、比例阀控制模块3、脉冲点火检测模块4、防干烧检测装置5、燃气泄漏检测装置6、防回火检测装置7和收发模块8均与控制芯片1连接并受控制芯片1控制。控制芯片1的型号为TM57PA40。

电磁阀驱动模块2包括电容21、电磁驱动器22、DC/DC变换器23和电磁阀24。电容21的一端与控制芯片1连接，电容21的另一端与电磁驱动器22连接。DC/DC变换器23电压输出端与电磁驱动器22连接并为电磁阀提供驱动。本发明的炉头采用两级供气，一个炉头上设置内环火头和外环火头，外环火头环绕内环火头，并在内环火和外环火之间设置分段阀。燃气经进气管进入总阀，后到后述比例阀后可为内环火头供气，再分流到分段阀后可为外环火头供气。电磁阀包括安装在燃气炉输气管道上的供气总阀和分段阀，两个炉头则分别设有供气总阀和分段阀，电磁驱动器22分别对供气总阀和分段阀进行控制。当比例阀关小到一定程度，分段阀关闭防止外环火气量少引燃不好泄漏。电磁驱动器22可以采用ULN2003或三极管作为驱动器，电磁驱动器22的输入端与控制芯片1的第6～9引脚分别连接，其输出端连接电磁阀24后与DC/DC变换器23的输出端连接。通过控制芯片1向电磁驱动器22提供控制信号，电磁驱动器22可控制电磁阀24工作。电磁驱动器22与控制芯片1设有电容21，控制芯片1向电容21输出方波信号，则电容21可向电磁驱动器22输出信号控制电磁阀24开启。而在控制芯片1意外死机或出现其它异常情况时，控制芯片1无法向电容21输出方波信号，无论控制芯片1的输出端是高电平还是低电平，电容21均不会向电磁驱动器22输出信号，电磁阀24可保持关闭状态。确保在异常情况下燃气炉的安全使用。

DC/DC变换器23电压控制端与控制芯片1的第2引脚连接，当电磁阀刚开启时，电磁阀的铁芯需要有较大的吸附力，此时控制芯片控制DC/DC变换器23输出24伏电压进行工作。当吸附完成后，电磁阀不需要太大的吸引力即可维护工作，这时控制芯片1控制DC/DC变换器23输出10伏电压维持工作状态，控制芯片1对DC/DC变换器23实施智能控制，可更好在节省电能和降低电磁阀24的工作温度。

比例阀控制模块3包括运算放大器31、NPN型三极管35、PNP型三极管32、比例阀33和电阻34。比例阀33是安装在炉头前控制炉头开关和供气量大小的阀。运算放大器31的型号为LM393。运算放大器31的同相端与控制芯片1连接，运算放大器31的输出端通过电阻与NPN型三极管35的基极连接，NPN型三极管35的集电极通过电阻与PNP型三极管32的基极连接，NPN型三极管35的发射极接地，PNP型三极管32的集电极与比例阀33的一端连接，比例阀33的一端与电阻34的一端和连接运算放大器31的反相端连接，电阻34的另一端接地。控制芯片1输出PWM信号到运算放大器31，利用运算放大器31的比较器功能和采样电阻34上的电压比较控制NPN型三极管35和PNP型三极管32，实现改变比例阀驱动电流大小和恒流作用。

比例阀控制模块3可设置为两个，其中一个与控制芯片1的第12引脚连接，另一个与控制芯片1的第13引脚连接。可分别控制燃气灶的两个炉头。

脉冲点火检测模块4包括脉冲点火装置41和火焰检测装置42，脉冲点火装置41和火焰检测装置42分别与控制芯片1连接。脉冲点火装置41包括脉冲点火器411和点火针412，脉冲点火器411的输入端与控制芯片1的第10引脚和第11引脚连接，脉冲点火器411的输出端与点火针412连接。点火针412设置在炉头旁。火焰检测装置42采用热电偶或离子火焰检测器，火焰检测装置42设有探测头，探测头与点火针412设置成一体或分体结构。点火时，控制芯片1控制脉冲点火器411向点火针412发出脉冲电流，点火针412产生电火花进行点火。火焰检测装置42可采用热电偶火焰检测装置或离子火焰检测装置。在点火过程中，火焰检测装置42的探测头即可探测到火焰温度(热电偶)或火焰导电(离子)，火焰检测装置42传送信号到控制芯片1，控制芯片1根据接收到的温度信号(热电偶)或火焰导电信号(离子)，判断炉头是否点燃，当检测到的温度较低(热电偶)或火焰导电信号弱(离子)时，判断炉头未点燃，控制芯片1控制脉冲点火器411向点火针412发出脉冲电流继续点火一段时间。当点火针412将炉头点燃后烧热点火针412，火焰检测装置42检测到已点燃信号传送给控制芯片1，控制芯片1则控制脉冲点火器411停止向点火针412发出脉冲电流，停止点火。

防干烧检测装置5与控制芯片1连接。防干烧检测装置5设有伸出炉头并能接触锅底的防干烧探头，使用过程中，防干烧探头持续探测锅底温度，防干烧检测装置5则持续向控制芯片1发送温度信号，控制芯片1根据接收到的温度信号判断炉头上的锅是否处于干烧状态，当锅底温度大于预定温度时，控制芯片1控制电磁阀驱动模块2停止工作关闭电磁阀以切断炉头的供气。另外防干烧探头上设有检锅开关，当检到锅拿开的时候，自动关闭分段阀，即关闭外环火头变小火，当放锅后，重新打开外环火变大火。

燃气泄漏检测装置6与控制芯片1连接。燃气泄漏检测装置6可检测到燃气是否泄漏，当检测到燃气泄漏达到设定值时可发送信号给控制芯片1，控制芯片1控制电磁阀驱动模块2停止工作关闭电磁阀以切断炉头的供气并现场发出声光提醒和报警，和通过收发模块和显示板上的WIFI模块发出无线信号，控制无线报警器；通风设备等和上传到服务器；手机；IPAD平板电脑等。

防回火检测装置7与控制芯片1连接。防回火检测装置7则是将温度传感器的感应端设置在与燃气灶连接端的燃气管内，当发生回火时，燃气管内的温度会升高，防回火检测装置7检测燃气管内的温度并传送信号给控制芯片1，控制芯片1根据接收到的温度信号与预置温度对比，当接收到的温度信号大于预置温度时，控制芯片1控制电磁阀驱动模块2停止工作关闭电磁阀以切断炉头的供气。

收发模块8与控制芯片1连接。收发模块8可以是蓝牙或其它收发装置，通过收发模块可将燃气灶当前火力大小信息传送与抽油烟机连接，当燃气灶的火力大时，抽油烟机的抽风量增大；当燃气灶的火力减小时；抽油烟机的抽风量减小，当燃气灶停止工作时，抽油烟机停止工作。将抽油烟机与燃气灶进行联动，实现智能控制。

参照图2和图3，本发明的燃气灶智能控制系统还包括控制面板模块9。控制面板模块包括触控滑条91、解码IC92、面板控制芯片93、数码显示屏94、触控键95、WiFi模块96和烧录口9，触控滑条91与解码IC92电性连接，解码IC92与面板控制芯片93电性连接。面板控制芯片93与控制芯片1连接。触控滑条91、解码IC92、数码显示屏94和触控键95可对称设置成两组，以满足如双头燃气灶的控制需求。

使用时，使用者的手指触摸在触控滑条91的表面并来回滑动，在触控滑条91产生触控信号，触控滑条91将感应到的触控信号传送给解码IC92进行解码，解码IC92将解码后的信号传送给面板控制芯片93，面板控制芯片93根据解码IC92传送的信号生成控制信号并传送给控制芯片1，控制芯片1则向比例阀控制模块3发出控制信号，比例阀控制模块3根据控制信号控制比例阀33的开度以控制燃气灶燃气流量大小从而控制燃气灶的火力大小。

参照图4，触控滑条1包括感应电极911、LED显示灯912、面板913、底板914和隔板915，感应电极可以是电容感应板或弹簧。感应电极911和LED显示灯912均为多个并分别与解码IC92电性连接。多个感应电容911依次排列，多个LED显示灯921与多个感应电极911对应设置。面板913和底板914平行设置，隔板915连接于面板913和底板914之间。感应电极911固定于面板913下侧用于感应触控信号，LED显示灯921固定于底板914并与感应电极911对应设置并依次排列，LED显示灯921则可显示当前火力的大小。相邻两个LED显示灯921之间设有隔板915。

使用者的手指靠近感应电极911并滑动时可产生感应信号，触控滑条91将感应信号传送给解码IC2进行解码，解码IC92将解码后的信号传送给面板控制芯片93，面板控制芯片93控制燃气灶燃气流量大小从而控制燃气灶的火力大小。面板控制芯片93根据燃气灶燃气流量大小生成指示灯控制信号控制相应个数的LED显示灯912点亮，点亮的LED显示灯的个数越多表示火力越大或跟据点亮的LED显示灯位置代表火力大小。

触控键95与解码IC92电性连接。触控键95可以采用电容式也可采用按键式，触控键95可作为燃气灶控制面板的功能键，调节燃气灶的模式、参数等。

WiFi模块96与面板控制芯片93电性连接。WiFi模块96用于将燃气灶与电脑；平板；IPAD；路由器；服务器或手机进行无线连接，可将燃气灶的当前状态及参数传送给电脑或手机，也可通过电脑或手机对燃气灶进行设置或控制。

烧录口97与面板控制芯片93电性连接。烧录口97可用于对燃气灶的系统程序进行重装或升级，方便使用过程中的升级和维护。

数码显示屏94与面板控制芯片93电性连接。数码显示屏94用于显示燃气灶当前的工作状态及相关数据。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.燃气灶智能控制系统，其特征在于，包括控制芯片(1)、电磁阀驱动模块(2)、比例阀控制模块(3)和脉冲点火检测模块(4)，所述电磁阀驱动模块(2)、比例阀控制模块(3)和脉冲点火检测模块(4)分别与控制芯片(1)连接，还包括控制面板模块(9)，控制面板模块(9)包括触控滑条(91)、解码IC(92)、面板控制芯片(93)、数码显示屏(94)、触控键(95)、WiFi模块(96)和烧录口(9)，触控滑条(91)与解码IC(92)电性连接，解码IC(92)与面板控制芯片(93)电性连接，面板控制芯片(93)与控制芯片(1)连接，所述电磁阀驱动模块(2)由电容(21)、电磁驱动器(22)和DC/DC变换器(23)组成，所述电容(21)的一端与控制芯片(1)连接，所述电容(21)的另一端与电磁驱动器(22)连接，所述DC/DC变换器(23)电压输出端与电磁驱动器(22)连接，所述DC/DC变换器(23)电压切换控制端与控制芯片(1)连接，所述比例阀控制模块(3)包括运算放大器(31)、NPN型三极管(35)、PNP型三极管(32)、比例阀(33)和电阻(34)，所述运算放大器(31)的同相端与控制芯片(1)连接，所述运算放大器(31)的输出端与NPN型三极管(35)的基极连接，所述NPN型三极管(35)的集电极与PNP型三极管(32)的基极连接，所述NPN型三极管(35)的发射极接地，所述PNP型三极管(32)的集电极与比例阀(33)的一端连接，所述比例阀(33)的一端与电阻(34)的一端和连接运算放大器(31)的反相端连接，所述电阻(34)的另一端接地；

所述触控滑条(1)包括感应电极(911)、LED显示灯(912)、面板(913)、底板(914)和隔板(915)；感应电极(911)和LED显示灯(912)均为多个并分别与解码IC(92)电性连接；多个感应电容(911)依次排列，多个LED显示灯(921)与多个感应电极(911)对应设置；面板(913)和底板(914)平行设置，隔板(915)连接于面板(913)和底板(914)之间；感应电极(911)固定于面板(913)下侧用于感应触控信号，LED显示灯(921)固定于底板(914)并与感应电极(911)对应设置并依次排列，LED显示灯(921)则可显示当前火力的大小。

2.根据权利要求1所述的燃气灶智能控制系统，其特征在于，所述脉冲点火检测模块(4)包括脉冲点火装置(41)和火焰检测装置(42)，所述脉冲点火装置(41)和火焰检测装置(42)分别与控制芯片(1)连接。

3.根据权利要求1所述的燃气灶智能控制系统，其特征在于，还包括防干烧检测装置(5)，所述防干烧检测装置(5)与控制芯片(1)连接。

4.根据权利要求1所述的燃气灶智能控制系统，其特征在于，还包括燃气泄漏检测装置(6)，所述燃气泄漏检测装置(6)与控制芯片(1)连接。

5.根据权利要求1所述的燃气灶智能控制系统，其特征在于，还包括防回火检测装置(7)，所述防回火检测装置(7)与控制芯片(1)连接。

6.根据权利要求1所述的燃气灶智能控制系统，其特征在于，还包括收发模块(8)，所述收发模块(8)与控制芯片(1)连接。