CN107702139A - 一种弧光点火系统及点火方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种弧光点火系统，包括弧光点火器、炉灶、燃气储存设备；所述弧光点火器包括主控单元、高压驱动单元和检测识别单元；高压驱动单元还包括一点火针，用于进行放电产生电弧；检测识别单元包括点火识别电路和火焰识别电路，点火识别电路用于识别点火针电弧状态，所述火焰识别电路用于识别所述炉灶内的火焰信号。本发明采用谐振试隔离弧光点火，点火速度快,所产生的电弧最大程度可以点燃纸，适用面广；具有识别点火针工作功能和识别火焰功能，有效节省燃气，减少能源浪费，保障用气安全；具有点火针水、油物清理功能；可智能化,内部采用MCU软件管理可与外界通讯,可搭建智能管理如定时开关及火力控制；可通过网络云端远程控制等。
Description
技术领域
本发明涉及点火设备技术领域，尤其是涉及一种弧光点火系统及点火方法。
背景技术
燃气系统是现在人们日常生活中常常用到的系统，其主要由三大部分组成，燃炉部分、燃料存储部分和点火结构部分，如家用煤气灶包括炉头、煤气罐和点火器。燃气系统是能源燃烧系统，其应用主要考虑安全问题和节能环保问题，目前市点火系统基本上是采用电子触发放电点火，着火速度慢；无点火针放电识别功能；点火与开启送气阀是同时进行的之间无关联，一旦点火引线出现故障或点火针出现不稳定因素时不但浪费天然气而且还不安全，尤其是在封闭式燃烧设备中使用,一但出现点火不稳定还会造成燃气爆炸。本专利技术主要应用于天然气、燃油、燃蜡等可燃物点火系统，能自动识别到点火针是否有放电拉弧及着火后是否有火焰,实现点火与送燃气之关联功能，让点火系统更加智能及安全。
发明内容
本实发明针对现有点火结构着火速度慢；无点火针放电识别功能，点火不稳定时容易造成燃气浪费甚至引发安全事故等缺点，提供一种安全智能的弧光点火系统。本发明的技术方案为：
一种弧光点火器，包括主控单元、高压驱动单元和检测识别单元，所述主控单元用于产生点火信号及控制其他模块单元的工作；所述高压驱动单元用于接收所述点火信号并产生高压输出，高压驱动单元还包括一点火针，用于进行放电产生电弧；所述检测识别单元包括点火识别电路，所述点火识别电路用于识别点火针电弧状态。
作为本发明优选的技术方案，所述检测识别单元还包括火焰识别电路，所述火焰识别电路用于识别火焰信号。
更进一步地，所述主控单元采用MCU中央处理器。
一种弧光点火系统，包括弧光点火器、炉灶、燃气储存设备；所述弧光点火器包括主控单元、高压驱动单元和检测识别单元，所述主控单元采用MCU中央处理器，用于产生点火信号及控制其他模块单元的工作；所述高压驱动单元用于接收所述点火信号并产生高压输出，高压驱动单元还包括一点火针，所述点火针设置在炉灶的炉头上，用于进行放电产生电弧；所述检测识别单元包括点火识别电路和火焰识别电路，所述点火识别电路用于识别点火针电弧状态，所述火焰识别电路用于识别所述炉灶内的火焰信号；所述燃气储存设备与炉灶之间的送气阀由所述MCU中央处理器控制动作。
更进一步地，所述弧光点火器设置一指示灯，点火成功时所述指示灯点亮。
更进一步地，所述主控单元设置有拓展接口、通信接口等，通过MCU中央处理器与其他设备连接，搭建智能控制系统，如实现定时开关，火力控制或通过手机APP进行远端控制等。
本发明还提供一种应用上述弧光点火燃炉系统的点火方法，包括以下步骤：
1)启动弧光点火器，所述MCU中央处理器发出高频点火脉冲送入高压驱动单元；
2)通过高压驱动单元的功率放大器放大，经半桥谐振由高压包变器产生高压输出到点火针进行放电产生电弧；
3)通过所述点火识别电路识别点火针电弧信号，识别信号反馈到所述MCU中央处理器；
4)所述MCU中央处理器根据所述识别信号控制是否执行燃气储存设备开启送气阀；
5)燃气送到炉灶炉头通过点火针电弧引燃，火焰识别电路识别炉灶的火焰信号，识别炉灶的火焰信号反馈MCU中央处理器；
6)点火成功，MCU中央处理器关闭点火信号并锁定送气阀放气，点火失败返回步骤1)。
针对点火针上有水蒸气、油脂等漏电物时不能放电拉弧的问题，所述步骤1)中启动弧光点火器后可执行另一操作，MCU中央处理器只发出高频脉冲不开启送气阀，用于点火针水、油脂物清理，此时高压会击穿水或油脂物产生高温燃烧，达到清理效果。
与现在技术相比，本发明如下列优点:
1、采用谐振试隔离弧光点火，点火速度快,所产生的电弧最大程度可以点燃纸，适用面广，可应用到多种燃炉系统，如天然气炉灶、燃油设备、燃蜡设备等可燃物上均可使用；
2、具有识别点火针工作功能，当识别到点火针有电弧后才开启送气阀送气，有效节省燃气，减少能源浪费；
3、具有识别火焰功能，在燃烧过程中一但出现火熄灭系统会在1秒钟内自动关闭送气阀，保障用气安全；
4、具有点火针水、油物清理功能，当点火针上有水蒸气、油脂等漏电物时不能放电拉弧，可以通过高压高温燃烧而不开送气阀；
6、可智能化,内部采用MCU软件管理可与外界通讯,可搭建智能管理如定时开关及火力控制；可通过网络云端远程控制等。
附图说明
图1为本发明实施例2的MCU中央处理器电路图；
图2为本发明实施例2的高压驱动单元电路图；
图3为本发明实施例2的检测识别单元电路图。
具体实施方式
实施例1：
一种弧光点火器，包括主控单元、高压驱动单元和检测识别单元，所述主控单元采用MCU中央处理器，用于产生点火信号及控制其他模块单元的工作；所述高压驱动单元用于接收所述点火信号并产生高压输出，高压驱动单元还包括一点火针，用于进行放电产生电弧；所述检测识别单元包括点火识别电路和火焰识别电路，所述点火识别电路用于识别点火针电弧状态，所述火焰识别电路用于识别火焰信号。本实施例弧光点火器可应用于天然气、燃油、燃蜡等可燃物点火系统，其原理为MCU中央处理器发出高频点火脉冲送入高压驱动单元，高压驱动单元经过电路处理产生高压后送入点火针进行放电产生电弧，所述点火识别电路识别到点火针电弧后反馈信号到MCU中央处理器，此时MCU中央处理器可控制相关燃料供给机构执行供给动作，通过点火针电弧引火，引火成功后火焰识别电路反馈信号到MCU中央处理器，MCU中央处理器进行相关关闭点火信号和锁定动作，即实现点火成功。
实施例2：
一种弧光点火燃炉系统，包括弧光点火器、炉灶、燃气储存设备；弧光点火器包括主控单元、高压驱动单元和检测识别单元，所述主控单元采用MCU中央处理器，用于产生点火信号及控制其他模块单元的工作；所述高压驱动单元用于接收所述点火信号并产生高压输出，高压驱动单元还包括一点火针，所述点火针设置在炉灶的炉头上，用于进行放电产生电弧；所述检测识别单元包括点火识别电路和火焰识别电路，所述点火识别电路用于识别点火针电弧状态，所述火焰识别电路用于识别所述炉灶内的火焰信号。所述燃气储存设备与炉灶之间的送气阀由所述MCU中央处理器控制动作。
如图2、图3所示，高压驱动单元包括半桥驱动放大器、谐振网络、高压包、S1取出点火针信号、S2取出火焰信号；点火识别电路，从高压包的输出高压端口到点火针的引线端取出高压点火信号，经过高压电阻降压、检波然后通过比较器进行比较，得出三种状态：状态1点火针或点火引线开路，当点火针或点火引线出现开路此时高压包的输出口呈现空载状态，此时电压会很高，所检测出来的值同样偏高，判断为输出开路MCU中央处理器不开启送气阀；状态2点火针或引线短路，当点火针或点火引线出现短路此时高压包输出口呈现过载状态，此时电压会很低，所检测出来的值同样偏低，判断为输出短路MCU中央处理器不开启送气阀；状态3点火针正常放电拉弧时，些时所检测出来的值为正常点火范围电压,判断为正常点火拉弧MCU中央处理器开启送气阀送气
如图2、图3所示，检测识别单元包括正弦波发生器，S1送入点火针信号识别、S2送入火焰信号识别分别进行信号比较处理，火焰识别电路,采用正弦波信号发生器产生交流波，通过点火针的低压端口送入到火焰中，利用火焰中的火离子单向导电效应与炉具外壳或炉头(炉具外壳与炉头连接点火系统低压直流供电地)地产生负电压整流，得到一个负电压值，通过比较器进行比较得出三种状态：状态1点火针或点火引线开路时不能产生负电压，判断无火焰MCU中央处理器在1秒内关闭送气阀停止送气；状态2点火针或点火引线对炉具外壳或炉头短路时不能产生负电压，判断无火焰MCU中央处理器在1秒内关闭送气阀停止送气；状态3点火针上有负压，判断有火焰MCU中央处理器锁定送气阀停送气。
作为本实施例进一步的说明，所述弧光点火器设置有开机按键，如图1-图3所示，上述弧光点火燃炉系统的点火过程为：按下开机按键→MCU中央处理器发出高频点火脉冲送入功率放大器放大→通过半桥谐振由高压包变器产生高压→送入点火针进行放电产生电弧→点火识别电路发出信号送入MCU中央处理器→MCU中央处理器控制燃气储存设备开启送气阀→燃气送到炉灶炉头通过电弧引燃然后关闭点火信号→火焰识别电路发出信号送入MCU中央处理器→MCU中央处理器锁定送气阀放气→点火成功。
作为本实施例进一步说明，所述火焰识别电路在识别到火焰熄灭一定时间(如1s)后会反馈信号到MCU中央处理器，MCU中央处理器自动控制送气阀关闭，以保障设备安全。
作为本实施例优选的技术方案，所述弧光点火器设置一指示灯，点火成功时所述指示灯点亮。
作为本实施例优选的技术方案，所述弧光点火器设置一点火针水、油脂物清理按键，按下该清理按键时MCU中央处理器只发出高频脉冲不开启送气阀→此时高压会击穿水或油脂物产生高温燃烧，达到清理效果，也可以通过开机键实现，过程为：按长按开机按键→MCU中央处理器只发出高频脉冲不开启送气阀→此时高压会击穿水或油脂物产生高温燃烧→松开按键时，自动进入开机流程。
作为本实施例优选的技术方案，主控单元可设置拓展接口、通信接口等，通过MCU中央处理器与其他设备连接，搭建智能控制系统，如实现定时开关，火力控制或通过手机APP进行远端控制等。
尽管已经对本发明的技术方案做了较为详细的阐述和列举，应当理解，对于本领域技术人员来说，对上述实施例做出修改或者采用等同的替代方案，这对本领域的技术人员而言是显而易见，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (8)
1.一种弧光点火器，其特征在于：包括主控单元、高压驱动单元和检测识别单元，所述主控单元用于产生点火信号及控制其他模块单元的工作；所述高压驱动单元用于接收所述点火信号并产生高压输出，高压驱动单元还包括一点火针，用于进行放电产生电弧；所述检测识别单元包括点火识别电路，所述点火识别电路用于识别点火针电弧状态。
2.根据权利要求1所述的弧光点火器，其特征在于：所述检测识别单元还包括火焰识别电路，所述火焰识别电路用于识别火焰信号。
3.根据权利要求1所述的弧光点火器，其特征在于：所述主控单元采用MCU中央处理器。
4.一种弧光点火燃炉系统，其特征在于：包括弧光点火器、炉灶、燃气储存设备；所述弧光点火器包括主控单元、高压驱动单元和检测识别单元，所述主控单元采用MCU中央处理器，用于产生点火信号及控制其他模块单元的工作；所述高压驱动单元用于接收所述点火信号并产生高压输出，高压驱动单元还包括一点火针，所述点火针设置在炉灶的炉头上，用于进行放电产生电弧；所述检测识别单元包括点火识别电路和火焰识别电路，所述点火识别电路用于识别点火针电弧状态，所述火焰识别电路用于识别所述炉灶内的火焰信号；所述燃气储存设备与炉灶之间的送气阀由所述MCU中央处理器控制动作。
5.根据权利要求4所述的弧光点火燃炉系统，其特征在于：所述弧光点火器设置一指示灯，点火成功时所述指示灯点亮。
6.根据权利要求4所述的弧光点火燃炉系统，其特征在于：所述主控单元设置有拓展接口、通信接口等，通过MCU中央处理器与其他设备连接，搭建智能控制系统，如实现定时开关，火力控制或通过手机APP进行远端控制等。
7.一种如权利要求4所述弧光点火燃炉系统的点火方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)启动弧光点火器，所述MCU中央处理器发出高频点火脉冲送入高压驱动单元；
2)通过高压驱动单元的功率放大器放大，经半桥谐振由高压包变器产生高压输出到点火针进行放电产生电弧；
3)通过所述点火识别电路识别点火针电弧信号，识别信号反馈到所述MCU中央处理器；
4)所述MCU中央处理器根据所述识别信号控制是否执行燃气储存设备开启送气阀；
5)燃气送到炉灶炉头通过点火针电弧引燃，火焰识别电路识别炉灶的火焰信号，识别炉灶的火焰信号反馈MCU中央处理器；
6)点火成功，MCU中央处理器关闭点火信号并锁定送气阀放气，点火失败返回步骤1)。
8.根据权利要求7所述的点火方法，其特征在于：所述步骤1)中启动弧光点火器后可执行另一操作，MCU中央处理器只发出高频脉冲不开启送气阀，用于点火针水、油脂物清理。
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