CN112634589A - 一种防泄漏防爆定时开关的家用燃气智能集成系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防泄漏防爆定时开关的家用燃气智能集成系统，包括电磁阀A、电磁阀B、防泄漏防爆检测模块、定时控制模块、主控模块和电源模块，电源模块与主控模块供电相连，防泄漏防爆检测模块和定时控制模块与主控模块的输入端相连，主控模块的输出端与电磁阀A和电磁阀B相连，电磁阀A和电磁阀B依次设置在燃气管道上。主控模块根据用户设定的燃气具运行时间控制电磁阀A的动作，进而控制燃气具的运行时间，防止因厨房长时间离开人员使炊具烧干而引起火灾；厨房发生火灾后，主控模块控制电磁阀A和电磁阀B动作，切断外界燃气管道向燃气管道的输气线路，并将燃气管道中残留的燃气从燃气具中排出燃烧掉，消除燃气管道发生爆炸的隐患。

Description

一种防泄漏防爆定时开关的家用燃气智能集成系统

技术领域

本发明涉及燃气安全技术领域，尤其涉及一种防泄漏防爆定时开关的家用燃气智能集成系统。

背景技术

在我们日常在厨房做饭过程中，经常用到明火，厨房中存在可燃物体时极易发生火灾，当厨房发生火灾时，燃气管道中存在大量的燃气，当管道的煤气发生少许泄漏就会引起管道燃气爆炸，对人身安全带来极大隐患。其中厨房发生火灾的一部分原因是燃气灶在煮东西时，无人看管或忘记燃气灶上有东西在煮，导致时间过长，锅中的水煮干进而引发火灾。

例如，中国专利文献CN104881966A公开了“一种燃气泄漏无线远程监控系统”，包括：监测单元，其包括分设于各数据采集点的监测探头；无线单元，其包括设置于每个监测探头内的信号分离装置及远传发射装置；主控单元，其包括信号收发装置及数据处理装置，其中所述数据处理装置可根据监测数据及预设阈值生成是否报警的控制信号；执行单元，其依据上述控制信号进行相应决策的执行。上述专利的不足之处在于没有针对因厨房长时间离开人员使炊具烧干引起火灾的防护措施。

发明内容

本发明主要解决原有的燃气监控系统无法针对因厨房长时间离开人员使炊具烧干引起火灾这一情况提供有效的防护措施的技术问题；提供一种防泄漏防爆定时开关的家用燃气智能集成系统，用户通过定时控制模块设定燃气具运行时间，主控模块根据用户设定的燃气具运行时间控制电磁阀A的动作，进而控制燃气具的运行时间，防止因厨房长时间离开人员使炊具烧干而引起火灾。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本发明包括电磁阀A、电磁阀B、防泄漏防爆检测模块、定时控制模块、主控模块和电源模块，所述电源模块与主控模块供电相连，所述防泄漏防爆检测模块和定时控制模块与主控模块的输入端相连，所述主控模块的输出端与电磁阀A和电磁阀B相连，所述电磁阀A和电磁阀B依次设置在燃气管道上。

用户通过定时控制模块设定燃气具运行时间，主控模块根据用户设定的燃气具运行时间控制电磁阀A的动作，进而控制燃气具的运行时间，防止因厨房长时间离开人员使炊具烧干而引起火灾；防泄漏防爆检测模块将检测到的参数上传至主控模块，主控模块对参数进行分析判断是否超出阈值，若超出阈值则控制电磁阀A和电磁阀B动作，切断外界燃气管道向燃气管道的输气线路，并将燃气管道中残留的燃气从燃气具中排出燃烧掉，消除燃气管道发生爆炸的隐患。

作为优选，所述的定时控制模块包括定时参数设置模块和指令输入模块，所述定时参数设置模块和指令输入模块均与所述主控模块的输入端相连，其中：所述定时参数设置模块用于用户自行设定燃气具运行时间；所述指令输入模块用于接收用户输入的指令，所述指令包括运行指令和停止运行指令。

作为优选，所述的防泄漏防爆检测模块包括温度传感器、烟雾传感器和燃气传感器，所述温度传感器、烟雾传感器和燃气传感器均与所述主控模块的输入端相连。

以环境温度、空气中的烟雾浓度判断厨房是否发生火灾，以空气中的燃气浓度判断是否发生燃气泄漏的情况。

作为优选，所述的智能集成系统还包括备用电源模块，所述备用电源模块与主控模块供电相连。

多电源模块供电，当电源模块无法供电时，仍能保证智能集成系统的正常运转。

作为优选，所述的智能集成系统还包括显示模块，所述显示模块与主控模块的输出端相连。

显示模块用于显示设定的燃气具运行时间和燃气具运行过程中的剩余时间。

作为优选，所述的智能集成系统还包括指示模块，所述指示模块与主控模块的输出端相连。

指示模块包括指示灯，绿色运行灯和红色停止灯，用户通过观察指示灯即可了解系统的运行情况，简洁明了。

作为优选，所述的燃气传感器均匀分布在燃气管道的周边，所述燃气传感器上设置有GPS模块，所述主控模块通过以下方式判断燃气是否发生泄漏：

计算每个节点的浓度变化值是否超过阈值，若超过阈值，则判定燃气发生泄漏，反之，则燃气未发生泄漏；

所述节点为燃气传感器所在位置，每个节点的浓度变化计算公式为

式中，Δp为单位时间内浓度变化值，p_t+Δt为当前传输周期检测到的燃气浓度值，p_t为上一传输周期检测到的燃气浓度值，Δt为单位时间，∑p_kt′为单位时间其余节点传输至第i个节点的燃气浓度值之和；

∑p_kt′的计算过程如下：

通过公式l_k＝v*Δt计算每个节点的燃气在单位时间内能够扩散的距离，式中，v为燃气扩散的速度，k≠I，

筛选出扩散距离l_k大于该节点与第i个节点之间距离l_k′的节点；

通过公式p_kt′＝p_kt-Δp′*l_k′计算经筛选后的各个节点传输至第i个节点的燃气浓度值，并求和得到∑p_kt′，式中，p_kt′为每个节点输至第i个节点的燃气浓度值，p_kt为每个节点上一传输周期检测到的燃气浓度值，Δp′为单位距离内燃气消散的浓度。

保证了每个节点的燃气浓度变化值的精准性。

本发明的有益效果是：1)用户通过定时控制模块设定燃气具运行时间，主控模块根据用户设定的燃气具运行时间控制电磁阀A动作，进而控制燃气具的运行时间，防止因厨房长时间离开人员使炊具烧干而引起火灾；2)厨房发生火灾后，主控模块控制电磁阀A和电磁阀B动作，切断外界燃气管道向燃气管道的输气线路，并将燃气管道中残留的燃气从燃气具中排出燃烧掉，消除燃气管道发生爆炸的隐患；3)当燃气管道或燃气具出现故障导致燃气泄漏时，主控模块控制电磁阀B动作，切断外界燃气管道向燃气管道的输气线路，有效阻止燃气的泄漏。

附图说明

图1是本发明的一种结构框图。

图中1、电磁阀A，2、电磁阀B，3、防泄漏防爆检测模块，4、定时控制模块，5、主控模块，6、电源模块，7、备用电源模块，8、显示模块，9、指示模块，10、蜂鸣器，41、定时参数设置模块，42、指令输入模块，31、温度传感器，32、烟雾传感器，33、燃气传感器。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本实施例的一种防泄漏防爆定时开关的家用燃气智能集成系统，如图1所示，包括电磁阀A1、电磁阀B2、防泄漏防爆检测模块3、定时控制模块4、主控模块5、电源模块6、备用电源模块7、显示模块8、指示模块9和蜂鸣器10。其中，定时控制模块包括定时参数设置模块41和指令输入模块42，防泄漏防爆检测模块包括温度传感器31、烟雾传感器32和燃气传感器33。电源模块和备用电源模块与主控模块供电相连，定时参数设置模块、指令输入模块、温度传感器、烟雾传感器和燃气传感器与主控模块的输入端相连，主控模块的输出端与电磁阀A、电磁阀B、显示模块、指示模块和蜂鸣器相连，电磁阀A和电磁阀B依次设置在燃气管道上，电磁阀A为常闭电磁阀，电磁阀B为常开电磁阀。

在本实施例中，定时参数设置模块为+按键和-按键，指令输入模块为工作开关，显示模块由3位数码管组成。燃气具运行时间在主控模块中的初始存储值为120min，用户可通过+按键和-按键进行燃气具运行时间的重新设定，燃气具运行时间可在显示模块中以倒计时的形式实时显示。系统未被操作时，指示模块中的指示灯30秒段闪一下，说明系统处于待机状态，显示模块不显示，按工作开关，系统被唤醒，进入工作状态；用户可以根据自身需求进行燃气运行时间的设定，设定完成后，按工作开关，指示模块中的绿色运行灯亮，电磁阀A动作，燃气管道与燃气具之间相连通，为燃气具供气，同时开始运行倒计时，显示模块显示倒计时时间，时间到后停止电磁阀A动作，切断燃气通道，显示模块中的时间复位为设定的燃气运行时间；也可以再次按工作开关，指示模块中的红色停止灯亮，电磁阀A停止动作，切断燃气通道，显示模块中的时间复位为设定的燃气运行时间。通过设定燃气运行时间，控制燃气具的运行时间，防止因厨房长时间离开人员使炊具烧干而引起火灾。

在本实施例中，燃气传感器均匀布置在燃气管道的四周，燃气传感器上设置有GPS模块，燃气传感器将检测到的燃气浓度值和GPS定位打包发送至主控模块，主控模块通过以下方式判断燃气是否发生泄漏：

计算每个节点的浓度变化值是否超过阈值，若超过阈值，则判定燃气发生泄漏，反之，则燃气未发生泄漏；

所述节点为燃气传感器所在位置，每个节点的浓度变化计算公式为

式中，Δp为单位时间内浓度变化值，p_t+Δt为当前传输周期检测到的燃气浓度值，p_t为上一传输周期检测到的燃气浓度值，Δt为单位时间，∑p_kt′为单位时间其余节点传输至第i个节点的燃气浓度值之和；

∑p_kt′的计算过程如下：

通过公式l_k＝v*Δt计算每个节点的燃气在单位时间内能够扩散的距离，式中，v为燃气扩散的速度，k≠I，

筛选出扩散距离l_k大于该节点与第i个节点之间距离l_k′的节点；

通过公式p_kt′＝p_kt-Δp′*l_k′计算经筛选后的各个节点传输至第i个节点的燃气浓度值，并求和得到∑p_kt′，式中，p_kt′为每个节点输至第i个节点的燃气浓度值，p_kt为每个节点上一传输周期检测到的燃气浓度值，Δp′为单位距离内燃气消散的浓度。

当燃气管道或燃气具出现故障导致燃气泄漏时，主控模块控制电磁阀B动作，切断外界燃气管道向燃气管道的输气线路，有效阻止燃气的泄漏。

在本实施例中，当温度传感器和烟雾传感器检测到的参数超过阈值，则判断厨房内发生火灾，输出报警信号，指示灯1秒短闪，蜂鸣器2秒鸣叫一声，主控模块控制电磁阀A和电磁阀B动作，切断外界燃气管道向燃气管道的输气线路，并将燃气管道中残留的燃气从燃气具中排出燃烧掉，消除燃气管道发生爆炸的隐患。

Claims (7)

1.一种防泄漏防爆定时开关的家用燃气智能集成系统，其特征在于，包括电磁阀A、电磁阀B、防泄漏防爆检测模块、定时控制模块、主控模块和电源模块，所述电源模块与主控模块供电相连，所述防泄漏防爆检测模块和定时控制模块与主控模块的输入端相连，所述主控模块的输出端与电磁阀A和电磁阀B相连，所述电磁阀A和电磁阀B依次设置在燃气管道上。

2.根据权利要求1所述的一种防泄漏防爆定时开关的家用燃气智能集成系统，其特征在于，所述定时控制模块包括定时参数设置模块和指令输入模块，所述定时参数设置模块和指令输入模块均与所述主控模块的输入端相连，其中：所述定时参数设置模块用于用户自行设定燃气具运行时间；所述指令输入模块用于接收用户输入的指令，所述指令包括运行指令和停止运行指令。

3.根据权利要求1所述的一种防泄漏防爆定时开关的家用燃气智能集成系统，其特征在于，所述防泄漏防爆检测模块包括温度传感器、烟雾传感器和燃气传感器，所述温度传感器、烟雾传感器和燃气传感器均与所述主控模块的输入端相连。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种防泄漏防爆定时开关的家用燃气智能集成系统，其特征在于，还包括备用电源模块，所述备用电源模块与主控模块供电相连。

5.根据权利要求1或2所述的一种防泄漏防爆定时开关的家用燃气智能集成系统，其特征在于，还包括显示模块，所述显示模块与主控模块的输出端相连。

6.根据权利要求1或2或3所述的一种防泄漏防爆定时开关的家用燃气智能集成系统，其特征在于，还包括指示模块，所述指示模块与主控模块的输出端相连。

7.根据权利要求3所述的一种防泄漏防爆定时开关的家用燃气智能集成系统，其特征在于，所述燃气传感器均匀分布在燃气管道的周边，所述燃气传感器上设置有GPS模块，所述主控模块通过以下方式判断燃气是否发生泄漏：

计算每个节点的浓度变化值是否超过阈值，若超过阈值，则判定燃气发生泄漏，反之，则燃气未发生泄漏；

所述节点为燃气传感器所在位置，每个节点的浓度变化计算公式为

式中，Δp为单位时间内浓度变化值，p_t+Δt为当前传输周期检测到的燃气浓度值，p_t为上一传输周期检测到的燃气浓度值，Δt为单位时间，∑p_kt′为单位时间其余节点传输至第i个节点的燃气浓度值之和；

∑p_kt′的计算过程如下：

通过公式l_k＝v*Δt计算每个节点的燃气在单位时间内能够扩散的距离，式中，v为燃气扩散的速度，k≠I，

筛选出扩散距离l_k大于该节点与第i个节点之间距离l_k′的节点；

通过公式p_kt′＝p_kt-Δp′*l_k′计算经筛选后的各个节点传输至第i个节点的燃气浓度值，并求和得到∑p_kt′，式中，p_kt′为每个节点输至第i个节点的燃气浓度值，p_kt为每个节点上一传输周期检测到的燃气浓度值，Δp′为单位距离内燃气消散的浓度。

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