CN111189078A - 一种燃气泄漏保护系统及保护方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了燃气泄漏保护系统及保护方法，包括燃气表和灶具，所述燃气表包括燃气表本体，在燃气表本体内部设有控制装置、电磁切断阀、无线通讯模块，控制装置与电磁切断阀和燃气表无线通讯模块信号连接；控制装置包括燃气表主控制芯片、数模转换电路、电磁切断阀控制电路、比较电路、延时电路，灶具包括燃气灶具本体，在燃气灶具本体内部设有灶具熄火保护电路、灶具无线通讯模块、灶具主控芯片；燃气表控制装置、燃气表通讯模块、电磁切断阀、灶具主控芯片、灶具通讯模块与电源连接。本发明灵敏度高，使用寿命长、具备故障自检功能等优点，解决了现有技术中燃气泄漏报警探头结构存在的使用不方便、使用及更换成本高、容易造成安全隐患的问题。

Description

一种燃气泄漏保护系统及保护方法

技术领域

本发明涉及燃气泄漏保护技术领域，尤其涉及一种燃气泄漏保护系统及保护方法。

背景技术

目前市面上现有的产品及相关专利中，对燃气泄漏报警、切断的处理大都依赖于燃气报警探头探测到燃气泄漏进而报警或切断，这种方法的核心部件即燃气报警探头有以下几方面的缺点：一、安装位置有严格要求，很多用户安装不当起不到报警作用。二、价格较贵，导致燃气经营企业和用户安装积极性不高。三、需要额外接电，使用不方便，很多用户在相应的位置没有预留电源或者嫌弃电线影响美观导致无法正常通电甚至放弃使用。四，探头需要每年校验、而且年检费用不菲，且2年左右就会失效需重新购置，使用更换成本高，导致绝大多数用户在两年后就失去泄漏报警的保护。五、由于探头数量有限，会导致燃气泄漏到相当大的量才能触发报警，容易造成安全隐患。六、无故障提醒功能，设备故障后用户不知道反而继续使用，失去了报警的作用。

发明内容

本发明就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提出一种燃气表和燃气灶能够联动、报警切断的系统装置，利用用户燃气表后只要有燃气灶使用或者漏气燃气表就会发生读数的特性，能够及时检测到用户燃气系统的泄漏情况并作出报警切断。本发明具有结构简单、成本低、灵敏度高，可靠性强、使用寿命长(与燃气表和灶具寿命一样)、免维护、具备故障自检功能等优点。解决了现有技术中燃气泄漏报警探头结构存在的使用不方便、使用及更换成本高、容易造成安全隐患的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种燃气泄漏保护系统，包括燃气表和灶具，所述燃气表包括燃气表本体，在燃气表本体内部设有燃气表控制装置、电磁切断阀、无线通讯模块，所述燃气表控制装置分别与电磁切断阀和燃气表无线通讯模块信号连接；

所述燃气表控制装置包括燃气表主控制芯片、数模转换电路、电磁切断阀控制电路、比较电路、延时电路，其中数模转换电路、电磁切断阀控制电路、比较电路、延时电路均与燃气表主控制芯片信号连接，电磁切断阀与电磁切断阀控制电路电信号连接；

所述灶具包括燃气灶具本体，在燃气灶具本体内部设有灶具熄火保护电路、灶具无线通讯模块、灶具主控芯片；其中灶具主控芯片分别与灶具熄火保护电路和灶具无线通讯模块信号连接；

燃气表控制装置、无线通讯模块、电磁切断阀采用内置电源或外接电源供电；灶具主控芯片、灶具熄火保护电路、灶具无线通讯模块采用内置电源供电。

所述数模转换电路、比较电路、燃气表主控制芯片、延时电路依次串联，燃气表机械读数通过数模转换电路转化为电信号，再通过比较电路转换出具体的数值。

所述燃气表控制装置还包括声光报警电路，声光报警电路与燃气表主控制芯片信号连接。

所述燃气表采用自带电磁切断阀的IC卡表和物联网表，其中，当采用物联网燃气表时，燃气用户的用气情况通过无线远传至燃气公司调度中心端口。

一种燃气泄漏保护方法，包括以下步骤：

1)燃气表主控制芯片接收来自比较电路的信号；

2)燃气表主控制芯片在接到比较电路信号后，经过延时电路延时，然后向燃气表无线通讯模块传达指令；

3)燃气表无线通讯模块向灶具无线通讯模块发送指令；

4)灶具无线通讯模块将指令传递给灶具主控芯片，灶具主控芯片向灶具熄火保护电路发出指令；

5)灶具熄火保护电路将火焰燃烧信号传递给灶具主控芯片，灶具主控芯片通过灶具无线通讯模块、燃气表无线通讯模块向燃气表主控制芯片回传火焰燃烧信号；

6)燃气表主控制芯片对回传火焰燃烧信号的处理，判断系统是否正常运行

a.燃气表主控制芯片未接受到燃气表无线通讯模块的回传火焰燃烧信号，说明燃气表无线通讯模块离线，燃气表主控制芯片控制声光报警电路提醒设备离线，用户根据提醒确定是否安全或者是否需要进行检修，用户在确认安全的情况下可以继续使用；

b.燃气表主控制芯片接收到灶具火焰燃烧信号后，判断系统正常运行还是系统非正常运行；

7)如果系统非正常运行，燃气表主控制芯片立即控制电磁切断阀电路将电磁切断阀关闭，整个燃气系统切断，声光报警电路发出声光报警信号；

如果系统正常运行，有火焰燃烧信号，且当前燃气表读数小于等于预设在燃气表中的灶具标准流量值，燃气系统正常，保持电磁切断阀正常开启，维持当前运行状态。

所述步骤6)b系统非正常运行包括以下两种情况：

一是无火焰燃烧信号，说明燃气管路有泄漏风险；

二是有火焰燃烧信号但当前燃气表读数大于预设在燃气表中的灶具标准流量值，说明灶具在使用时燃气系统其他部位有泄漏风险。

所述步骤7)系统非正常运行时，声光报警电路发出声光报警信号。

本发明相对于现有技术的有益效果：

1.本发明采用管道泄漏会导致管道内气体流动进而燃气表发生读数的原理，通过燃气表与灶具之间的通信判断管道内气体流动属于正常使用还是泄漏，从而进行判断及切断，本发明具有结构简单、成本低、灵敏度高，可靠性强、使用寿命长(与燃气表和灶具寿命一样)、免维护、具备故障自检功能等优点。本发明在原理和结构上摒弃了具有前述诸多缺点的燃气泄漏报警探头，解决了现有技术中燃气泄漏报警探头结构存在的使用不方便、使用及更换成本高、容易造成安全隐患的问题。

2.本发明操作简单，当电磁切断阀关闭后，用户封闭地对燃气系统进行检查维修，排除故障后手动打开电磁切断阀以恢复系统正常运行。

3.本发明通过设置延时电路，发生读数后在预先设置好的时间内燃气灶未发生火焰燃烧(如经过延时电路设置延时时间为3秒-300秒可选的范围)时或有火焰燃烧信号但燃气表读数与预留的灶具标准值不匹配时，燃气表能够及时判断此时燃气表后管道系统有非正常泄漏，若发现有非正常泄漏燃气表控制内置的电磁切断阀将管道切断并报警，通过延时电路给灶具预留点火时间、防止误报，杜绝燃气非正常泄漏引起的安全隐患。

4.本发明使用范围广，本发明不仅应用于燃气表与灶具一对一的场景，同时由于本发明的燃气表主控制芯片具备流量识别对比功能，通过无线通讯模块的配对、燃气表可以识别出多种用气设备，因此也适用于同时拥有热水器、燃气灶等多台用气设备同时使用的场景。通过预设好用气设备的标准参数，并将各用气设备在燃气表芯片中注册，当燃气表发生读数后，燃气表主控制芯片读取到各个用气设备火焰均为无，则认定有燃气泄漏进行切断；若燃气表主控制芯片读取到某个或某几个用气设备发生流量，会将流量相加，与预设值进行对比，分析出是否有燃气泄漏，进而进行切断或者维持系统正常运行，保证用气安全，杜绝燃气非正常泄漏引起的安全隐患。

5.本发明用途广泛，可以应用于多种燃气表，比如自带电磁切断阀但不具备本发明功能的IC卡表和物联网表等。当应用于物联网燃气表时，用户的用气情况(例如安全报警事件)也可以通过无线远传至燃气公司调度中心端口，方便燃气公司远程判断、排除故障及隐患。本发明可以应用于不限于灶具的多种燃气设备，比如燃气热水器、壁挂炉、燃气干衣机、燃气烤炉等。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的控制流程结构示意图。

具体实施方案

下面结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

结合图1，图2，一种燃气泄漏保护系统，包括具有燃气泄漏保护报警切断功能的燃气表和灶具；

所述燃气表包括燃气表本体，集中布置在燃气表本体内部的燃气表控制装置、电磁切断阀、无线通讯模块，所述燃气表控制装置分别与电磁切断阀和燃气表无线通讯模块信号连接；

所述燃气表控制装置包括燃气表主控制芯片、数模转换电路、电磁切断阀控制电路、声光报警电路、比较电路、延时电路，其中数模转换电路、电磁切断阀控制电路、声光报警电路、比较电路、延时电路均与燃气表主控制芯片信号连接，电磁切断阀与电磁切断阀控制电路电信号连接。

所述灶具包括燃气灶具本体，集中布置在燃气灶具本体内部的灶具熄火保护电路、灶具无线通讯模块、灶具主控芯片；其中灶具主控芯片分别与灶具熄火保护电路和灶具无线通讯模块信号连接；

燃气表控制装置、无线通讯模块、电磁切断阀采用内置电源或外接电源供电；灶具主控芯片、灶具熄火保护电路、灶具无线通讯模块采用内置电源供电。

所述数模转换电路、比较电路、燃气表主控制芯片、延时电路依次串联，燃气表机械读数通过数模转换电路转化为电信号，再通过比较电路转换出具体的数值。

所述燃气表采用自带电磁切断阀但不具备本发明功能的IC卡表和物联网表等。当应用于物联网燃气表时，用户的用气情况(例如安全报警事件)可以通过无线远传至燃气公司调度中心端口，方便燃气公司远程判断、排除故障及隐患。

一种燃气泄漏保护方法，包括以下步骤：

1)燃气表主控制芯片接收来自比较电路的信号；

2)燃气表主控制芯片在接到比较电路信号后，经过延时电路延时(可设置延时时间为3秒-300秒的范围)，通过延时电路给灶具预留点火时间、防止误报，然后向燃气表无线通讯模块传达指令；

3)燃气表无线通讯模块向灶具无线通讯模块发送指令；

4)灶具无线通讯模块将指令传递给灶具主控芯片，灶具主控芯片向灶具熄火保护电路发出指令；

5)灶具熄火保护电路将火焰燃烧信号传递给灶具主控芯片，灶具主控芯片通过灶具无线通讯模块、燃气表无线通讯模块向燃气表主控制芯片回传火焰燃烧信号；

6)燃气表主控制芯片对回传火焰燃烧信号的处理，

a.燃气表主控制芯片未接受到燃气表无线通讯模块的回传火焰燃烧信号，说明燃气表无线通讯模块离线，燃气表主控制芯片控制声光报警电路提醒设备离线，用户根据提醒确定是否安全或者是否需要进行检修，用户在确认安全的情况下可以继续使用；

b.燃气表主控制芯片接收到灶具火焰燃烧信号后，判断系统正常运行还是系统非正常运行；

7)如果系统非正常运行，燃气表主控制芯片立即控制电磁切断阀电路将电磁切断阀关闭，整个燃气系统切断，并控制声光报警电路发出声光报警；

如果系统正常运行，有火焰燃烧信号，且当前燃气表读数小于等于预设在燃气表中的灶具标准流量值，此时说明燃气系统正常，保持电磁切断阀正常开启，以维持当前运行状态。

所述步骤6)b系统非正常运行包括以下两种情况：

一是无火焰燃烧信号，此时说明燃气管路有泄漏风险；

二是有火焰燃烧信号但当前燃气表读数大于预设在燃气表中的灶具标准流量值，此时说明灶具在使用时燃气系统其他部位有泄漏风险；

本发明中，当燃气管道内气体发生流动时，燃气表产生读数，燃气表通过燃气表无线通讯模块与燃气灶无线通讯模块通讯，读取燃气灶的火焰燃烧信息。如果发生读数后在预先设置好的时间内燃气灶未发生火焰燃烧(如经过延时电路设置延时时间为3秒-300秒的范围)或有火焰燃烧信号但燃气表读数与预留的灶具标准值不匹配，燃气表判断此时燃气表后管道系统有非正常泄漏，燃气表控制内置的电磁切断阀将管道切断并报警，通过延时电路给灶具预留点火时间、防止误报。

本发明的系统和方法所公开的燃气泄漏切断保护方案，不仅应用于燃气表与灶具一对一的场景，同时由于本发明的燃气表主控制芯片具备流量识别对比功能，通过无线通讯模块的配对、燃气表可以识别出多种通用气设备，因此也适用于同时拥有热水器、燃气灶等多台用气设备同时使用的场景。通过预设好用气设备的标准参数，并将各用气设备在燃气表注册，当燃气表发生读数后，燃气表主控制芯片读取到各个用气设备火焰均为无，则认定有燃气泄漏进行切断；若燃气表主控制芯片读取到某一个或某几个用气设备发生流量，会将流量相加，与预设值进行对比，分析出是否有燃气泄漏，进而进行切断或者维持系统正常运行。

当电磁切断阀关闭后，用户需对燃气系统进行检查维修，排除故障后手动打开电磁切断阀以恢复系统正常运行。

本发明可以应用于多种燃气表，比如自带电磁切断阀但不具备本发明功能的IC卡表和物联网表等。当应用于物联网燃气表时，用户的用气情况(例如安全报警事件)也可以通过无线远传至燃气公司调度中心端口，方便燃气公司远程判断、排除故障及隐患。

本发明可以应用于不限于灶具的多种燃气设备，比如燃气热水器、壁挂炉、燃气干衣机、燃气烤炉等。

以上内容仅仅是对本发明的结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种燃气泄漏保护系统，包括燃气表和灶具，其特征是：

所述燃气表包括燃气表本体，在燃气表本体内部设有燃气表控制装置、电磁切断阀、无线通讯模块，所述燃气表控制装置分别与电磁切断阀和燃气表无线通讯模块信号连接；

所述燃气表控制装置包括燃气表主控制芯片、数模转换电路、电磁切断阀控制电路、比较电路、延时电路，其中数模转换电路、电磁切断阀控制电路、比较电路、延时电路均与燃气表主控制芯片信号连接，电磁切断阀与电磁切断阀控制电路电信号连接；

所述灶具包括燃气灶具本体，在燃气灶具本体内部设有灶具熄火保护电路、灶具无线通讯模块、灶具主控芯片；其中灶具主控芯片分别与灶具熄火保护电路和灶具无线通讯模块信号连接；

燃气表控制装置、无线通讯模块、电磁切断阀、采用内置电源或外接电源供电；灶具主控芯片、灶具熄火保护电路、灶具无线通讯模块采用内置电源供电。

2.如权利要求1所述的一种燃气泄漏保护系统，其特征是，所述数模转换电路、比较电路、燃气表主控制芯片、延时电路依次串联，燃气表机械读数通过数模转换电路转化为电信号，再通过比较电路转换出具体的数值。

3.如权利要求1所述的一种燃气泄漏保护系统，其特征是：所述燃气表控制装置还包括声光报警电路，声光报警电路与燃气表主控制芯片信号连接。

4.如权利要求1所述的一种燃气泄漏保护系统，其特征是：所述燃气表采用自带电磁切断阀的IC卡表和物联网表，其中，当采用物联网燃气表时，燃气用户的用气情况通过无线远传至燃气公司调度中心端口。

5.利用权利要求1至4所述的燃气泄漏保护系统的燃气泄漏保护方法，其特征是，包括以下步骤：

1)燃气表主控制芯片接收来自比较电路的信号；

2)燃气表主控制芯片在接到比较电路信号后，经过延时电路延时，然后向燃气表无线通讯模块传达指令；

3)燃气表无线通讯模块向灶具无线通讯模块发送指令；

4)灶具无线通讯模块将指令传递给灶具主控芯片，灶具主控芯片向灶具熄火保护电路发出指令；

5)灶具熄火保护电路将火焰燃烧信号传递给灶具主控芯片，灶具主控芯片通过灶具无线通讯模块、燃气表无线通讯模块向燃气表主控制芯片回传火焰燃烧信号；

6)燃气表主控制芯片对回传火焰燃烧信号的处理，判断系统是否正常运行

a.燃气表主控制芯片未接受到燃气表无线通讯模块的回传火焰燃烧信号，说明燃气表无线通讯模块离线，燃气表主控制芯片控制声光报警电路提醒设备离线，用户根据提醒确定是否安全或者是否需要进行检修，用户在确认安全的情况下可以继续使用；

b.燃气表主控制芯片接收到灶具火焰燃烧信号后，判断系统正常运行还是系统非正常运行；

7)如果系统非正常运行，燃气表主控制芯片立即控制电磁切断阀电路将电磁切断阀关闭，整个燃气系统切断；

如果系统正常运行，有火焰燃烧信号，且当前燃气表读数小于等于预设在燃气表中的灶具标准流量值，燃气系统正常，保持电磁切断阀正常开启，维持当前运行状态。

6.如权利要求5所述的燃气泄漏保护方法，其特征是，所述步骤6)b系统非正常运行包括以下两种情况：

一是无火焰燃烧信号，说明燃气管路有泄漏风险；

二是有火焰燃烧信号但当前燃气表读数大于预设在燃气表中的灶具标准流量值，说明灶具在使用时燃气系统其他部位有泄漏风险。

7.如权利要求5所述的燃气泄漏保护方法，其特征是，所述步骤7)系统非正常运行时，声光报警电路发出声光报警信号。

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