CN112696717A

CN112696717A - 一种炉灶的火焰检测方法

Info

Publication number: CN112696717A
Application number: CN202110109330.4A
Authority: CN
Inventors: 徐清东
Original assignee: Shandong Kingbetter Commercial Kitchenware Co ltd
Current assignee: Shandong Kingbetter Commercial Kitchenware Co ltd
Priority date: 2021-01-27
Filing date: 2021-01-27
Publication date: 2021-04-23

Abstract

本申请涉及一种炉灶的火焰检测方法，包括火焰感应针检测电路，所述火焰感应针检测电路用于检测火焰中离子在交流电压源激励下产生的电压变化信号；信号放大电路，所述信号放大电路用于将所述火焰感应针检测电路检测到的电压变化信号放大为放大后电压信号并输出；干扰抑制电路，所述干扰抑制电路用于将所述信号放大电路输出的放大后电压信号滤波后并输出；单片机主控电路，所述单片机主控电路用于根据所述干扰抑制电路输出的滤波后的放大后电压信号判断是否有火焰。本发明实现了火焰的高效精准检测。

Description

一种炉灶的火焰检测方法

技术领域

本申请涉及检测电路技术领域，特别是涉及一种炉灶的火焰检测方法。

背景技术

火焰检测是生产生活中重要的环节，其作用是根据火焰的燃烧特性对燃烧工况进行实时检测，一旦火焰燃烧状态不满足正常条件或熄火时，按一定方式给出信号，保证灭火时停止燃料供应。

目前，火焰检测电路多种多样，如申请号为CN201620013857.1公开的一种用于钢包烘烤器的离子火焰检测与燃气控制电路，包括第一电源电路、第二电源电路、点火及离子火焰检测电路、离子火焰处理电路、中央控制电路和电磁燃气切断阀，第一电源电路的输入端输入市电，第一电源电路的输出端分别与第二电源电路、点火及离子火焰检测电路及离子火焰处理电路电性连接，第二电源电路进一步与电磁燃气切断阀电性连接，点火及离子火焰检测电路与离子火焰处理电路电性连接，离子火焰处理电路与中央控制电路电性连接。

虽然上述文件中能实现离子火焰处理电路控制电磁燃气切断阀打开或关闭，但是显然，其和市面上的大多数火焰检测技术方案相同，存在检测不准确及影响使用的问题。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够实现精准高效火焰检测的炉灶的火焰检测方法。

本发明技术方案如下：

一种炉灶的火焰检测方法，包括火焰检测电路，其特征在于，所述火焰检测电路包括火焰感应针检测电路、信号放大电路、干扰抑制电路和单片机主控电路，火焰检测方法为：

① 设置电压阈值E；

②单片机主控电路记录开机特定时间内的火焰感应针检测电路的输出电压V0；

③单片机主控电路持续读取火焰感应针检测电路的输出电压V，当V-V0＞E，则说明此时有火焰；反之则判断无火焰。

具体地，所述信号放大电路包括小信号放大器，所述小信号放大器的输入端与所述火焰感应针检测电路的输出端连接，所述小信号放大器的输出端与所述干扰抑制电路连接。

具体地，所述干扰抑制电路包括负压滤除电路和低通滤波电路，所述负压滤除电路与所述小信号放大器的输出端连接，所述低通滤波电路的一端与所述负压滤除电路连接，所述低通滤波电路的另一端与所述单片机主控电路连接。

具体地，所述负压滤除电路包括加法器，所述加法器的输入端与所述小信号放大器的输出端连接，所述加法器的输出端与所述低通滤波电路的一端连接。

具体地，所述低通滤波电路包括有源二阶低通滤波器，所述有源二阶低通滤波器的一端与所述加法器的输出端连接，所述有源二阶低通滤波器的另一端与所述单片机主控电路连接。

具体地，所述单片机主控电路包括主控芯片，所述主控芯片与所述有源二阶低通滤波器连接。

具体地，所述火焰感应针检测电路包括感应针电路和整流滤波电路，所述感应针电路与一交流激励端连接，所述整流滤波电路与所述交流激励端连接。

具体地，所述特定时间为100ms。

本发明的炉灶的火焰检测方法的技术效果如下；

本发明通过设置火焰感应针检测电路检测火焰中离子在交流电压源激励下产生的电压变化信号，设置所述信号放大电路将所述火焰感应针检测电路检测到的电压变化信号放大为放大后电压信号并输出；并通过所述干扰抑制电路将所述信号放大电路输出的放大后电压信号滤波后并输出；最后通过所述单片机主控电路根据所述干扰抑制电路输出的滤波后的放大后电压信号判断是否有火焰，进而实现火焰的高效精准检测。

附图说明

图1为一个实施例中炉灶的火焰检测方法的电路原理图；

图2为一个实施例中炉灶的火焰检测方法中A、B和C点处的信号图；

图3为一个实施例中炉灶的火焰检测流程图。

附图标记：

100、火焰感应针检测电路；110、感应针电路；120、整流滤波电路；200、信号放大电路；300、干扰抑制电路；310、负压滤除电路；320、低通滤波电路；400、单片机主控电路。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在一个实施例中，如图1所示，提供了一种炉灶的火焰检测方法，包括火焰感应针检测电路100、信号放大电路200、干扰抑制电路300和单片机主控电路400。

其中，所述火焰感应针检测电路100用于检测火焰中离子在交流电压源激励下产生的电压变化信号；所述信号放大电路200用于将所述火焰感应针检测电路100检测到的电压变化信号放大为放大后电压信号并输出；所述干扰抑制电路300用于将所述信号放大电路200输出的放大后电压信号滤波后并输出；所述单片机主控电路400用于根据所述干扰抑制电路300输出的滤波后的放大后电压信号判断是否有火焰。

本发明通过设置火焰感应针检测电路100检测火焰中离子在交流电压源激励下产生的电压变化信号，设置所述信号放大电路200将所述火焰感应针检测电路100检测到的电压变化信号放大为放大后电压信号并输出；并通过所述干扰抑制电路300将所述信号放大电路200输出的放大后电压信号滤波后并输出；最后通过所述单片机主控电路400根据所述干扰抑制电路300输出的滤波后的放大后电压信号判断是否有火焰，进而实现火焰的高效精准检测。

在一个实施例中，如图1所示，所述信号放大电路200包括小信号放大器A1，所述小信号放大器A1的输入端与所述火焰感应针检测电路100的输出端连接，所述小信号放大器A1的输出端与所述干扰抑制电路300连接。具体地，所述小信号放大器A1是正、负电源供电的小信号放大器，将火焰感应针检测电路100检测的微弱信号放大数倍，放大的作用是保证信号识别更可靠。

在一个实施例中，如图1所示，所述干扰抑制电路300包括负压滤除电路310和低通滤波电路320，所述负压滤除电路310与所述小信号放大器A1的输出端连接，所述低通滤波电路320的一端与所述负压滤除电路310连接，所述低通滤波电路320的另一端与所述单片机主控电路400连接。具体地，所述干扰抑制电路300用于对信号进行干扰滤除，提升火焰检测精度。

在一个实施例中，如图1所示，所述负压滤除电路310包括加法器A2，所述加法器A2的输入端与所述小信号放大器A1的输出端连接，所述加法器A2的输出端与所述低通滤波电路320的一端连接。具体地，所述加法器A2将所述小信号放大器A1输出的信号，增加一个直流基准VREF，这个直流基准可以保证所述加法器A2输出的电压，都是高0V，避免负电压的情况出现，提升判断准确度。

在一个实施例中，如图1所示，所述低通滤波电路320包括有源二阶低通滤波器A3，所述有源二阶低通滤波器A3的一端与所述加法器A2的输出端连接，所述有源二阶低通滤波器A3的另一端与所述单片机主控电路400连接。具体地，所述有源二阶低通滤波器A3是一个有源低通滤波器，过滤掉各种中、高频干扰信号。

在一个实施例中，如图1所示，所述单片机主控电路400包括主控芯片IC1，所述主控芯片IC1与所述有源二阶低通滤波器A3连接。所述主控芯片IC1是火焰检测的控制器单片机，其ADC端口，将输入的模拟信号，全部转换为数字信号，并根据数字信号来判断是否有火焰。

在一个实施例中，如图1所示，所述火焰感应针检测电路100包括感应针电路110和整流滤波电路120，所述感应针电路110与一交流激励端连接，所述整流滤波电路120与所述交流激励端连接。具体地，所述交流激励端连接通过现有技术中的一激励器件M1来实现。

在一个实施例中，如图1所示，所述感应针电路110包括火焰感应针和等效电阻R0，所述等效电阻R0与所述火焰感应针连接，所述等效电阻R0与交流激励端连接。具体地，所述所述等效电阻R0与所述激励器件M1连接。

在一个实施例中，如图1所示，所述整流滤波电路120包括整流电容C1、第一二极管D1和第二二极管D2，所述整流电容C1、所述第一二极管D1和所述第二二极管D2的一端均与所述交流激励端和所述小信号放大器A1连接，所述整流电容C1、所述第一二极管D1和所述第二二极管D2的另一端还接地。具体地，第一二极管D1和第二二极管D2亦可以作为限幅电路，防止输出信号过大造成电路损坏。

在一个实施例中，如图1所示，所述等效电阻R0与交流激励端还设置有一保护电阻R1。

基于以上电路，炉灶的火焰检测方法为：

① 设置电压阈值E；

例如设定阈值E=0.2V，只要在电压出现0.2V的变化时，就认为有火焰变化。通过调节判断阈值E，可以调节火焰判断的灵敏度。

② 主控芯片IC1记录开机100ms内的火焰感应针输出电压V0；

因为火焰感应针或元器件的参数变化，大多数情况是一个缓慢的过程，为了适应这种情况，每次设备开启时的最初时间，即开机的100ms左右，用户是不可能点火的，因此可以认为此时是没有火焰的。由于主控芯片IC1记录的是每次开机时的火焰感应针输出电压V0，能够自动适应各种器件的参数变化，保证火焰判断的准确性。

③ 主控芯片IC1持续读取火焰感应针输出电压V，当V-V0=ΔV超过电压阈值E，则说明此时有火焰；反之则判断无火焰。

具体地，从图2中可以看出，对于火焰感应针来说，最终送到主控芯片IC1的ADC端口的电压，在火焰没有和火焰有的变化，都有一个变化的电压ΔV。主控芯片IC1可以非常容易以这个变化的电压，判断火焰是否存在。判断火焰的可靠性大大提高。

以上控制原理中设计控制部分均为本领域技术人员应用现有技术中的编程实现，本申请不再赘述。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种炉灶的火焰检测方法，包括火焰检测电路，其特征在于，所述火焰检测电路包括火焰感应针检测电路、信号放大电路、干扰抑制电路和单片机主控电路，火焰检测方法为：

设置电压阈值E；

单片机主控电路记录开机特定时间内的火焰感应针检测电路的输出电压V0；

单片机主控电路持续读取火焰感应针检测电路的输出电压V，当V-V0＞E，则说明此时有火焰；反之则判断无火焰。

2.根据权利要求1所述的炉灶的火焰检测方法，其特征在于，所述信号放大电路包括小信号放大器，所述小信号放大器的输入端与所述火焰感应针检测电路的输出端连接，所述小信号放大器的输出端与所述干扰抑制电路连接。

3.根据权利要求2所述的炉灶的火焰检测方法，其特征在于，所述干扰抑制电路包括负压滤除电路和低通滤波电路，所述负压滤除电路与所述小信号放大器的输出端连接，所述低通滤波电路的一端与所述负压滤除电路连接，所述低通滤波电路的另一端与所述单片机主控电路连接。

4.根据权利要求3所述的炉灶的火焰检测方法，其特征在于，所述负压滤除电路包括加法器，所述加法器的输入端与所述小信号放大器的输出端连接，所述加法器的输出端与所述低通滤波电路的一端连接。

5.根据权利要求3所述的炉灶的火焰检测方法，其特征在于，所述低通滤波电路包括有源二阶低通滤波器，所述有源二阶低通滤波器的一端与所述加法器的输出端连接，所述有源二阶低通滤波器的另一端与所述单片机主控电路连接。

6.根据权利要求3所述的炉灶的火焰检测方法，其特征在于，所述单片机主控电路包括主控芯片，所述主控芯片与所述有源二阶低通滤波器连接。

7.根据权利要求2-6任一项所述的炉灶的火焰检测方法，其特征在于，所述火焰感应针检测电路包括感应针电路和整流滤波电路，所述感应针电路与一交流激励端连接，所述整流滤波电路与所述交流激励端连接。

8.根据权利要求1所述的炉灶的火焰检测方法，其特征在于，所述特定时间为100ms。