CN109118724A - 一种可调阈值的燃气探测器及其阈值生成调节方法 - Google Patents

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刘金香
魏阳东
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Abstract

本发明公开了一种可调阈值的燃气探测器，包括主IC单元、燃气传感器单元、报警单元、按键单元、阈值设置及计算单元；所述燃气传感器单元、报警单元、按键单元、阈值设置及计算单元分别与主IC单元相连。本发明的燃气探测器，可解决不同用户在不同环境对燃气探测器报警阈值的不同需求，且该可调阈值的燃气探测器可由用户在允许范围内自行调整报警阈值，使其在灵敏度和误报之间取得平衡，解决燃气探测器在实际应用中因误报造成用户烦恼的问题，有利于提高产品的使用率，及提高产品的市场竞争力。

Description

一种可调阈值的燃气探测器及其阈值生成调节方法
技术领域
本发明涉及燃气探测器技术领域，特别涉及一种可调阈值的燃气探测器及其阈值生成调节方法。
背景技术
随着智能家居的发展和推广，目前智能安防领域的产品正在逐渐被消费者广泛接受，同时燃气在日常生活中非常常见，几乎家家都用，但又非常危险，因此对燃气的安全防范显得尤为重要，这也使得广大居民对智能燃气探测器的需求较大。但目前市场上的燃气探测器通常只有一个固定出厂阈值，为提高报警及时性，通常又将阈值设得较低或较灵敏，当人们将燃气探测器设置在厨房时，平时炒菜时产生的残余燃气很有可能会触发报警，形成误报，久而久之，会让用户失去警觉，同时感到燃气探测器经常误报，造成烦扰，于是就拆掉了燃气探测器，不再使用，降低了产品利用率。
发明内容
本发明的目的是克服上述背景技术中不足，提供一种可调阈值的燃气探测器及其阈值生成调节方法，可解决不同用户在不同环境对燃气探测器报警阈值的不同需求，且该可调阈值的燃气探测器可由用户在允许范围内自行调整报警阈值，使其在灵敏度和误报之间取得平衡，解决燃气探测器在实际应用中因误报造成用户烦恼的问题，有利于提高产品的使用率，及提高产品的市场竞争力。
为了达到上述的技术效果，本发明采取以下技术方案：
一种可调阈值的燃气探测器，包括主IC单元、燃气传感器单元、报警单元、按键单元、阈值设置及计算单元；所述燃气传感器单元、报警单元、按键单元、阈值设置及计算单元分别与主IC单元相连；
所述燃气传感器单元用于探测环境燃气浓度并在不同环境燃气浓度时向主IC单元输出不同的电压；主IC单元用于采集在不同环境燃气浓度条件下燃气传感器单元输出的电压值并存储，且在主IC单元内至少存储有环境燃气浓度在国标允许的报警下限时燃气传感器单元输出的电压值VL，及环境燃气浓度在国标允许的报警上限时燃气传感器单元输出的电压值VH；
所述阈值设置及计算单元用于获取主IC单元内存储的VL及VH值，并参照阈值运算公式将VL至VH之间的电压值拆分为n-1等份得出共计n个电压阈值分别作为不同等级的报警阈值；其中，所述最低报警电压阈值为VL，最高报警电压阈值为VH；
所述按键单元用于在所述n个电压阈值中选择一个电压阈值作为触发报警电压阈值，主IC单元保存用户设定的触发报警电压阈值并在检测到燃气传感器单元输出的电压值超过所述触发报警电压阈值时触发报警单元进行报警；
使用本发明的可调阈值的燃气探测器，用户可根据实际需求选择需要的报警阈值等级，在产品出厂时可默认将报警阈值等级设定为能符合大部分用户使用要求的最灵敏也就是最低报警电压阈值，然后用户在实际使用中如若发现在正常烹饪时燃气探测器出现了误报，即可由用户自行将报警阈值等级提高，使燃气探测器在灵敏度和误报之间取得平衡，从而使得燃气探测器可更加符合用户的具体使用需求。
进一步地，所述阈值运算公式为：X＝(VH-VL)/n；Vi＝VL+X*(i-1)，(i＝1、2、…n)；其中，X为逐级增加电压值，n根据用户需求设定，实际中可采取n由用户设定的方式同时在阈值设置及计算单元也预设一个n值，如设为4，则在用户未进行n值设定时采用预设n值来进行相关计算。
进一步地，所述可调阈值的燃气探测器还包括指示灯单元，所述指示灯单元与主IC单元相连，通过设置指示灯单元可便于用户直截了当的知道当前选取的报警阈值等级，在用户按下按键单元时，主IC单元控制指示灯单元根据用户当前选定的报警阈值的等级进行对应次数的闪烁，如当用户按下按键单元时，指示灯单元只闪烁了1下，则表明当前设定的报警阈值等级为最低报警电压阈值，指示灯单元的闪烁次数在1～n之间循环，当设定在第几个报警阈值等级时指示灯单元对应闪烁几次，从而提示用户。
进一步地，所述可调阈值的燃气探测器还包括通讯单元，所述通讯单元与主IC单元相连，通讯单元可与云端服务器通讯连接，从而在主IC单元检测到燃气传感器单元输出的电压值超过触发报警电压阈值时触发报警单元进行报警的同时通过通讯单元向云端服务器发出报警信号，实现联动报警和施救设备动作。
同时本发明还公开了上述可调阈值的燃气探测器的阈值生成调节方法，包括以下步骤：
A.将所述可调阈值的燃气探测器置于环境燃气浓度为L％LEL的密闭环境中，其中，L％LEL为国标允许的报警下限的环境燃气浓度；
B.控制主IC单元采集当前条件下燃气传感器单元输出的电压值VL并存储；
C.将所述可调阈值的燃气探测器置于环境燃气浓度为H％LEL的密闭环境中，其中，H％LEL为国标允许的报警上限的环境燃气浓度；
D.控制主IC单元采集当前条件下燃气传感器单元输出的电压值VH并存储；
E.确定用户需要的报警阈值的等级数量n的值；
F.阈值设置及计算单元获取主IC单元内存储的VL及VH值，参照阈值运算公式将VL至VH之间的电压值拆分为n-1等份得出共计n个电压阈值分别作为不同等级的报警阈值；其中，所述最低报警电压阈值为VL，最高报警电压阈值为VH；
G.用户通过按键单元选择需要的报警阈值的等级；
H.主IC单元将用户选择的报警阈值的等级对应的电压阈值作为触发报警电压阈值并保存；
I.主IC单元在检测到燃气传感器单元输出的电压值超过所述触发报警电压阈值时触发报警单元进行报警。
进一步地，所述步骤F中阈值运算公式为：
X＝(VH-VL)/n；Vi＝VL+X*(i-1)，(i＝1、2、…n)；
其中，X为逐级增加电压值，且V1为最低报警电压阈值，Vn为最高报警电压阈值。
进一步地，所述可调阈值的燃气探测器还包括指示灯单元，所述指示灯单元与主IC单元相连；在用户按下按键单元时，主IC单元控制指示灯单元根据用户当前选定的报警阈值的等级进行对应次数的闪烁；指示灯单元闪烁的次数至少为1次且不超过n次。
进一步地，所述可调阈值的燃气探测器还包括通讯单元，所述通讯单元与主IC单元相连，所述可调阈值的燃气探测器的阈值生成调节方法中步骤I具体为：主IC单元在检测到燃气传感器单元输出的电压值超过所述触发报警电压阈值时即触发报警单元进行报警并同时通过通讯单元向云端服务器发出报警信号。
本发明与现有技术相比，具有以下的有益效果：
通过本发明的可调阈值的燃气探测器，用户可根据实际需求选择需要的报警阈值等级，在产品出厂时可默认将报警阈值等级设定为能符合大部分用户使用要求的最灵敏也就是最低报警电压阈值，然后用户在实际使用中如若发现在正常烹饪时燃气探测器出现了误报，即可由用户自行将报警阈值等级提高，使燃气探测器在灵敏度和误报之间取得平衡，从而使得燃气探测器可更加符合用户的具体使用需求。
同时，通过本发明的可调阈值的燃气探测器的阈值生成调节方法，可对燃气探测器进行阈值校准，且只需首尾两次校准(即报警上限、报警下限的校准)即可实现多级阈值设定，实现了对多阈值多次校准的简化，且经过大量测试得到验证经本发明调节的燃气探测器的准确度非常高，完全可满足家庭用户使用。
附图说明
图1是本发明的一个实施例中使用的样本校准装置的示意图。
1-气箱，2-加气装置，3-可燃气体浓度检测仪，4-校准控制装置，5-可调阈值的燃气探测器，11-气体搅拌风扇。
具体实施方式
下面结合本发明的实施例对本发明作进一步的阐述和说明。
实施例：
实施例一：
一种可调阈值的燃气探测器，包括主IC单元、燃气传感器单元、报警单元、按键单元、阈值设置及计算单元；燃气传感器单元、报警单元、按键单元、阈值设置及计算单元分别与主IC单元相连。
燃气传感器单元用于探测环境燃气浓度并在不同环境燃气浓度时向主IC单元输出不同的电压；主IC单元用于采集在不同环境燃气浓度条件下燃气传感器单元输出的电压值并存储，且在主IC单元内至少存储有环境燃气浓度在国标允许的报警下限时燃气传感器单元输出的电压值VL，及环境燃气浓度在国标允许的报警上限时燃气传感器单元输出的电压值VH。
其中，国标允许的环境燃气浓度报警下限为L％LEL，即一般在环境燃气浓度低于L％LEL时，不进行报警，国标允许的环境燃气浓度报警上限为H％LEL，即一般在环境燃气浓度高于H％LEL时就必须进行报警，当环境燃气浓度在L％LEL～H％LEL范围内时，可根据具体需求设定具体的报警阈值进行报警。
阈值设置及计算单元用于获取主IC单元内存储的VL及VH值，并参照阈值运算公式将VL至VH之间的电压值拆分为n-1等份得出共计n个电压阈值分别作为不同等级的报警阈值；其中，最低报警电压阈值为VL，最高报警电压阈值为VH。
具体的，阈值运算公式为：X＝(VH-VL)/n；Vi＝VL+X*(i-1)，(i＝1、2、…n)；其中，X为逐级增加电压值，n根据用户需求设定，实际中可采取n由用户设定的方式同时在阈值设置及计算单元也预设一个n值，如设为4，则在用户未进行n值设定时采用预设n值来进行相关计算。
按键单元用于在n个电压阈值中选择一个电压阈值作为触发报警电压阈值，主IC单元保存用户设定的触发报警电压阈值并在检测到燃气传感器单元输出的电压值超过触发报警电压阈值时触发报警单元进行报警。
使用本发明的可调阈值的燃气探测器，用户可根据实际需求选择需要的报警阈值等级，在产品出厂时可默认将报警阈值等级设定为能符合大部分用户使用要求的最灵敏也就是最低报警电压阈值，然后用户在实际使用中如若发现在正常烹饪时燃气探测器出现了误报，即可由用户自行将报警阈值等级提高，使燃气探测器在灵敏度和误报之间取得平衡，从而使得燃气探测器可更加符合用户的具体使用需求。
作为优选，本实施例中可调阈值的燃气探测器还包括指示灯单元，指示灯单元与主IC单元相连，通过设置指示灯单元可便于用户直截了当的知道当前选取的报警阈值等级，在用户按下按键单元时，主IC单元控制指示灯单元根据用户当前选定的报警阈值的等级进行对应次数的闪烁，如当用户按下按键单元时，指示灯单元只闪烁了1下，则表明当前设定的报警阈值等级为最低报警电压阈值，指示灯单元的闪烁次数在1～n之间循环，当设定在第几个报警阈值等级时指示灯单元对应闪烁几次，从而提示用户。
为了进一步提升本发明的可调阈值的燃气探测器的报警性能，本实施例中的可调阈值的燃气探测器还包括通讯单元，通讯单元与主IC单元相连，通讯单元可与云端服务器通讯连接，从而在主IC单元检测到燃气传感器单元输出的电压值超过触发报警电压阈值时触发报警单元进行报警的同时通过通讯单元向云端服务器发出报警信号，实现联动报警和施救设备动作。
实施例二
上述可调阈值的燃气探测器的阈值生成调节方法，包括以下步骤：
A.将可调阈值的燃气探测器置于环境燃气浓度为L％LEL的密闭环境中，其中，L％LEL为国标允许的报警下限的环境燃气浓度；
B.控制主IC单元采集当前条件下燃气传感器单元输出的电压值VL并存储；
C.将可调阈值的燃气探测器置于环境燃气浓度为H％LEL的密闭环境中，其中，H％LEL为国标允许的报警上限的环境燃气浓度；
D.控制主IC单元采集当前条件下燃气传感器单元输出的电压值VH并存储；
E.确定用户需要的报警阈值的等级数量n的值；
F.阈值设置及计算单元获取主IC单元内存储的VL及VH值，参照阈值运算公式将VL至VH之间的电压值拆分为n-1等份得出共计n个电压阈值分别作为不同等级的报警阈值；其中，最低报警电压阈值为VL，最高报警电压阈值为VH；
具体的，阈值运算公式为：
X＝(VH-VL)/n；Vi＝VL+X*(i-1)，(i＝1、2、…n)；
其中，X为逐级增加电压值，且V1为最低报警电压阈值，Vn为最高报警电压阈值。
G.用户通过按键单元选择需要的报警阈值的等级；
H.主IC单元将用户选择的报警阈值的等级对应的电压阈值作为触发报警电压阈值并保存；
I.主IC单元在检测到燃气传感器单元输出的电压值超过触发报警电压阈值时触发报警单元进行报警。
具体的，本实施例中的可调阈值的燃气探测器还包括指示灯单元，指示灯单元与主IC单元相连；在用户按下按键单元设置需要的报警阈值的等级时，主IC单元控制指示灯单元根据用户当前选定的报警阈值的等级进行对应次数的闪烁；指示灯单元闪烁的次数至少为1次且不超过n次，如若当用户按下按键单元时，指示灯单元只闪烁了1下，则表明当前设定的报警阈值等级为最低报警电压阈值，指示灯单元的闪烁次数在1～n之间循环，当设定在第几个报警阈值等级时指示灯单元对应闪烁几次，从而提示用户。
作为优选，实际应用中还可在可调阈值的燃气探测器中设置通讯单元，通讯单元与主IC单元相连，则可调阈值的燃气探测器的阈值生成调节方法中步骤I具体为：主IC单元在检测到燃气传感器单元输出的电压值超过触发报警电压阈值时即触发报警单元进行报警并同时通过通讯单元向云端服务器发出报警信号。
实施例三
本实施例中具体公开了在目前已有的一种样本校准装置中利用上述可调阈值的燃气探测器5的阈值生成调节方法对燃气探测器的阈值进行校准调节及阈值等级生成的过程。
如图1所示，本实施例中使用的样本校准装置包括气箱1、加气装置2、可燃气体浓度检测仪3、校准控制装置4，其中，气箱1是一个有盖的密闭装置且在气箱1侧壁安装有气体搅拌风扇11。
具体的，加气装置2内含有气体储存罐，通过直径约5mm的管道与气箱1连接，用于往气箱1内缓慢加高浓度可燃气体。
可燃气体浓度检测仪3通过输入管道和输出管道与气箱1连接，并从输入管道取得气箱1内的燃气浓度，从输出管道将气体返回气箱1，并在此过程中测得气箱1内的可燃气体浓度，以便于操作人员确认气箱1内的可燃气体浓度是否达到要求的浓度范围。
作为优选，还可将可燃气体浓度检测仪3与加气装置2连接，并通过在可燃气体浓度检测仪3上设定需要的可燃气体浓度后自动控制加气装置2进行加气和停止加气。
进行校准调节时，将可调阈值的燃气探测器5放置于气箱1内，并将可调阈值的燃气探测器5的主IC单元通过控制线与校准控制装置4相连，然后由加气装置2往气箱1内注入可燃气体，当可燃气体浓度检测仪3检测到气箱1内的可燃气体浓度稳定在国标允许的报警下限的环境燃气浓度本实施例中设定为6％LEL时，校准控制装置4则触发主IC单元采集并存储当前燃气传感器单元输出的电压值VL；
然后加气装置2再继续往气箱1内注入可燃气体，当可燃气体浓度检测仪3检测到气箱1内的可燃气体浓度稳定在国标允许的报警上限的环境燃气浓度本实施例中设定为25％LEL时，校准控制装置4则触发主IC单元采集并存储当前燃气传感器单元输出的电压值VH。
此时，主IC单元内已记录环境燃气浓度在6％LEL和25％LEL两个界限的报警阈值对应的电压值，则在产品可调阈值的燃气探测器5正常工作时，通过对按键的点击实现在高阈值和低阈值之间切换。
在进一步实现设定多级阈值时，则具体在阈值设置及计算单元实现，实际中，该部分计算过程可在软件上进行运算。
本实施例中具体将VL至VH之间的电压值拆分为默认的5个等级，实际中该等级的划分数量也可根据用户的具体需求进行设定，则具体的运算公式如下：
X＝(VH-VL)/n；Vi＝VL+X*(i-1)，(i＝1、2、…5)
其中，X为逐级增加电压值；
进一步计算每个等级的电压阈值得出：
V1＝VL、V2＝VL+X*1、V3＝VL+X*2、V4＝VL+X*3、V5＝VL+X*4＝VH。
上述得出的5个等级的电压阈值仅在主IC单元内进行保存，同时设定调节机制为：当用户点击按键单元时，选定的电压阈值对应在V1到V5之间循环设定，当设定在第几个阈值时，指示灯对应闪烁几次，如设定在V3时指示灯单元对应闪3次，以提示用户当前阈值在第三档。
通过上述方法进行校准的产品，可以有效地解决用户对误报的痛点，提高了产品使用率，也提高了产品的市场竞争力，同时，在上述方法中，采取将多阈值多次校准进行了简化，只需首尾两次校准即可实现多级阈值设定，且经过大量测试准确度非常高，完全满足家庭用户使用。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种可调阈值的燃气探测器，其特征在于，包括主IC单元、燃气传感器单元、报警单元、按键单元、阈值设置及计算单元；
所述燃气传感器单元、报警单元、按键单元、阈值设置及计算单元分别与主IC单元相连；
所述燃气传感器单元用于探测环境燃气浓度并在不同环境燃气浓度时向主IC单元输出不同的电压；主IC单元用于采集在不同环境燃气浓度条件下燃气传感器单元输出的电压值并存储，且在主IC单元内至少存储有环境燃气浓度在国标允许的报警下限时燃气传感器单元输出的电压值VL，及环境燃气浓度在国标允许的报警上限时燃气传感器单元输出的电压值VH；
所述阈值设置及计算单元用于获取主IC单元内存储的VL及VH值，并参照阈值运算公式将VL至VH之间的电压值拆分为n-1等份得出共计n个电压阈值分别作为不同等级的报警阈值；其中，所述最低报警电压阈值为VL，最高报警电压阈值为VH；
所述按键单元用于在所述n个电压阈值中选择一个电压阈值作为触发报警电压阈值，主IC单元保存用户设定的触发报警电压阈值并在检测到燃气传感器单元输出的电压值超过所述触发报警电压阈值时触发报警单元进行报警。
2.根据权利要求1所述的一种可调阈值的燃气探测器，其特征在于，所述阈值运算公式为：X＝(VH-VL)/n；Vi＝VL+X*(i-1)，(i＝1、2、…n)
其中，X为逐级增加电压值，n根据用户需求设定。
3.根据权利要求1所述的一种可调阈值的燃气探测器，其特征在于，所述可调阈值的燃气探测器还包括指示灯单元，所述指示灯单元与主IC单元相连。
4.根据权利要求1所述的一种可调阈值的燃气探测器，其特征在于，所述可调阈值的燃气探测器还包括通讯单元，所述通讯单元与主IC单元相连。
5.如权利要求1所述的一种可调阈值的燃气探测器的阈值生成调节方法，其特征在于，包括以下步骤：
A.将所述可调阈值的燃气探测器置于环境燃气浓度为L％LEL的密闭环境中，其中，L％LEL为国标允许的报警下限的环境燃气浓度；
B.控制主IC单元采集当前条件下燃气传感器单元输出的电压值VL并存储；
C.将所述可调阈值的燃气探测器置于环境燃气浓度为H％LEL的密闭环境中，其中，H％LEL为国标允许的报警上限的环境燃气浓度；
D.控制主IC单元采集当前条件下燃气传感器单元输出的电压值VH并存储；
E.确定用户需要的报警阈值的等级数量n的值；
F.阈值设置及计算单元获取主IC单元内存储的VL及VH值，参照阈值运算公式将VL至VH之间的电压值拆分为n-1等份得出共计n个电压阈值分别作为不同等级的报警阈值；其中，所述最低报警电压阈值为VL，最高报警电压阈值为VH；
G.用户通过按键单元选择需要的报警阈值的等级；
H.主IC单元将用户选择的报警阈值的等级对应的电压阈值作为触发报警电压阈值并保存；
I.主IC单元在检测到燃气传感器单元输出的电压值超过所述触发报警电压阈值时触发报警单元进行报警。
6.根据权利要求5所述的一种可调阈值的燃气探测器的阈值生成调节方法，其特征在于，所述步骤F中阈值运算公式为：
X＝(VH-VL)/n；Vi＝VL+X*(i-1)，(i＝1、2、…n)；
其中，X为逐级增加电压值，且V1为最低报警电压阈值，Vn为最高报警电压阈值。
7.根据权利要求5所述的一种可调阈值的燃气探测器的阈值生成调节方法，其特征在于，所述可调阈值的燃气探测器还包括指示灯单元，所述指示灯单元与主IC单元相连；在用户按下按键单元时，主IC单元控制指示灯单元根据用户当前选定的报警阈值的等级进行对应次数的闪烁；指示灯单元闪烁的次数至少为1次且不超过n次。
8.根据权利要求5所述的一种可调阈值的燃气探测器的阈值生成调节方法，其特征在于，所述可调阈值的燃气探测器还包括通讯单元，所述通讯单元与主IC单元相连，所述可调阈值的燃气探测器的阈值生成调节方法中步骤I具体为：主IC单元在检测到燃气传感器单元输出的电压值超过所述触发报警电压阈值时即触发报警单元进行报警并同时通过通讯单元向云端服务器发出报警信号。
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