CN112728580A - 一种火焰检测方法、装置及燃气具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种火焰检测方法、装置及燃气具，所述火焰检测方法包括：在火焰检测探针和燃烧器之间加入偏置电压，设火焰检测探针与燃烧器之间的电压差为加入电压；当所述偏置电压加入的时间达到预设时间时，取消所述偏置电压；在取消所述偏置电压后获取加入电压的变化趋势信息；根据所述加入电压的变化趋势信息，确定当前燃烧工况或当前燃烧负荷。能够更准确地检测出燃烧工况和/或燃烧负荷。

Description

一种火焰检测方法、装置及燃气具

技术领域

本发明涉及火焰检测技术领域，尤其涉及一种火焰检测方法、装置及燃气具。

背景技术

现有技术中，大部分燃气具对火焰的检测只是停留在检测其有火焰或者没有火焰，对火焰的燃烧状况并不清楚，虽然现有技术中也有通过火焰电流检测技术对火焰进行连续的检测，但这种技术对检测精度要求较高，并且电路相对复杂，系统一致性不高。另外，通过火焰电流检测技术不能反映燃烧负荷。

发明内容

本发明提供一种火焰检测方法、装置及燃气具，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

第一方面，本发明实施例提供了一种火焰检测方法，包括以下步骤：

在火焰检测探针和燃烧器之间加入偏置电压，设火焰检测探针与燃烧器之间的电压差为加入电压；

当所述偏置电压加入的时间达到预设时间时，取消所述偏置电压；

在取消所述偏置电压后获取所述加入电压的变化趋势信息；

根据所述加入电压的变化趋势信息，确定当前燃烧工况或当前燃烧负荷。

进一步，所述偏置电压为正直流电压或负直流电压；当所述偏置电压为正直流电压时，确定当前燃烧工况；当所述偏置电压为负直流电压时，确定当前燃烧负荷。

进一步，在取消所述偏置电压后获取所述加入电压的变化趋势信息，包括：

在取消所述偏置电压后获取所述加入电压的变化曲线，并基于所述加入电压的变化曲线读取所述变化趋势信息。

进一步，所述获取所述加入电压的变化曲线为：

周期性读取加入电压的电压值；

根据读取的加入电压的电压值得到所述加入电压的变化曲线。

进一步，当所述偏置电压为正直流电压时，所述变化趋势信息为所述加入电压的变化曲线下降的斜率；

当所述偏置电压为正直流电压时，根据所述加入电压的变化趋势信息，确定当前燃烧工况包括：

根据所述加入电压的变化曲线，确定该变化曲线下降的第一斜率；

根据第一斜率的大小确定当前燃烧工况。

进一步，根据第一斜率的大小确定当前燃烧工况包括：

当第一斜率小于等于K1时，确定当前燃烧工况为无火焰；

当第一斜率小于K3，并且大于K1时，确定当前燃烧工况为有火焰，并且燃烧不充分；

当第一斜率大于等于K3时，确定当前燃烧工况为有火焰，并且燃烧充分；

其中，K1和K3为预先设置的值，K1<K3。

进一步，当所述偏置电压为负直流电压时，所述变化趋势信息为所述加入电压的变化曲线上升的斜率；

当所述偏置电压为负直流电压时，根据所述加入电压的变化趋势信息，确定当前燃烧负荷包括：

根据所述加入电压的变化曲线，确定该变化曲线上升的第二斜率；

根据第二斜率的大小确定当前燃烧负荷。

进一步，根据第二斜率的大小确定当前燃烧负荷包括：

当第二斜率小于等于K4时，确定当前燃烧负荷为最小燃烧负荷；

当第二斜率大于等于K5时，确定当前燃烧负荷为最大燃烧负荷；

当第二斜率小于K5并且大于K4时，通过以下公式确定当前燃烧负荷：

P＝PL+(PH-PL)*[(K-K4)/(K5-K4)]；

其中，P为当前燃烧负荷，PL为最小燃烧负荷，PH为最大燃烧负荷，K为第二斜率，K4和K5为预先设置的值，K5>K4。

第二方面，本发明实施例提供了一种火焰检测装置，包括：

加入模块，用于在火焰检测探针和燃烧器之间加入偏置电压，设火焰检测探针与燃烧器之间的电压差为加入电压；

取消模块，用于当所述偏置电压加入的时间达到预设时间时，取消所述偏置电压；

获取模块，用于在取消所述偏置电压后获取所述加入电压的变化趋势信息；

确定模块，用于根据所述加入电压的变化趋势信息，确定当前燃烧工况或当前燃烧负荷。

第三方面，本发明实施例提供了一种燃气具，包括第二方面所述的一种火焰检测装置。

本发明实施例的一种火焰检测方法、装置及燃气具，至少具有以下有益效果：在火焰检测探针和燃烧器之间加入偏置电压，并且该电压维持一定时间，然后取消偏置电压，获取火焰检测探针与燃烧器之间的电压差，获取该电压差的变化趋势，从而得出当前燃烧工况或当前燃烧负荷。如当分别加入正直流电压作为偏置电压和加入负直流电压作为偏置电压时，可以对应检测出燃烧工况和燃烧负荷。电压变化趋势可以反映燃烧负荷，并且电压变化趋势相对稳定，能够更准确地反馈燃烧工况。通过检测的燃烧工况和/或燃烧负荷，可以调节空燃比，用于实现良好的烟气排放和闭环控制。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。

图1是本发明一实施例提供了一种火焰检测方法的流程图；

图2是本发明一实施例提供的在火焰检测探针和燃烧器之间加入正直流电压的示意图；

图3是本发明一实施例提供的在火焰检测探针和燃烧器之间加入负直流电压的示意图；

图4是本发明一实施例提供的检测无火焰电压示意图；

图5是本发明一实施例提供的检测燃烧不充分电压示意图；

图6是本发明一实施例提供的检测燃烧充分电压示意图；

图7是本发明一实施例提供的检测燃烧最小负荷电压示意图；

图8是本发明一实施例提供的检测燃烧最大负荷电压示意图；

图9是本发明一实施例提供了一种火焰检测装置的结构示意图；

具体实施方式

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

需要说明的是，虽然在系统示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于系统中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

如图1所示，本发明实施例提供了一种火焰检测方法，包括以下步骤：

S101、在火焰检测探针和燃烧器之间加入偏置电压，设火焰检测探针与燃烧器之间的电压差为加入电压；

S102、当该偏置电压加入的时间达到预设时间时，取消该偏置电压；

S103、在取消该偏置电压后获取加入电压的变化趋势信息；

S104、根据该加入电压的变化趋势信息，确定当前燃烧工况或当前燃烧负荷。

其中，所述偏置电压为正直流电压或负直流电压，当所述偏置电压为正直流电压时，确定当前燃烧工况，当所述偏置电压为负直流电压时，确定当前燃烧负荷。

其中，加入电压的电压值指加入电压相对于燃烧器的地端的电压。

其中，本领域技术人员可以根据实际需要只加入正直流电压，检测当前燃烧工况，或者只加入负直流电压，检测当前燃烧负荷，或者分别加入正直流电压或负直流电压，对应检测出当前燃烧工况和当前燃烧负荷。

进一步，预设时间可以根据实际情况设置。

如图2所示，在火焰检测探针100和燃烧器200之间加入正直流电压，如图3所示，在火焰检测探针100和燃烧器200之间加入负直流电压，燃烧器200接地。正直流电压和负直流电压的电压值可以根据实际情况设置，正直流电压指大于0的直流电压，负直流电压指小于0的直流电压。在一实施例中，正直流电压的电压值可以是24V，负直流电压的电压值可以是-24V。

进一步，步骤S103中在取消所述偏置电压后获取所述加入电压的变化趋势信息，包括：

在取消该偏置电压后获取加入电压的变化曲线，并基于该加入电压的变化曲线读取加入电压的变化趋势信息。

其中获取加入电压的变化曲线包括：

周期性读取加入电压的电压值；

根据读取的加入电压的电压值得到加入电压的变化曲线。

其中，根据实际情况设置读取周期，周期越小，则读取的电压值之间的间隔越小，读取的电压值越多，越能准确地反映加入电压的变化曲线。

进一步，当所述偏置电压为正直流电压时，所述变化趋势信息为所述加入电压的变化曲线下降的斜率；当所述偏置电压为负直流电压时，所述变化趋势信息为所述加入电压的变化曲线上升的斜率。

加入偏置电压后，会对火焰中的正负电荷产生影响，而取消偏置电压后，同样会对火焰电荷的正负电荷产生影响，因此，通过加入电压的变化趋势信息可以判断当前火焰的情况。

进一步，当偏置电压为正直流电压时，根据该加入电压的变化趋势信息，确定当前燃烧工况包括：

根据该加入电压的变化曲线，确定该变化曲线下降的第一斜率；

根据第一斜率的大小确定当前燃烧工况。

当取消正直流电压后，加入电压从正值逐渐下降为0。火焰为物理中的等离子体，等离子体存在大量的正负电荷，向其施加正电压的时候，会将负电荷吸引过来，当正电压消失，负电荷与正电荷重新达到平衡，通过测试为达到平衡其电压的变化趋势可以反映火焰的燃烧工况。例如，由于燃烧器接地，在本发明实施例中，当在燃烧器和火焰检测探针之间加入正直流电压后，火焰检测探针的一端呈正极性，从而当在有火焰时，火焰中的负电荷会被吸引到火焰检测探针的一端，当正直流电压消失，火焰中的负电荷和正电荷重新达到平衡，进而可通过判断燃烧器和火焰检测探针之间的电压差趋于零的变化速率，以反映火焰当前燃烧工况。

进一步，根据第一斜率的大小确定当前燃烧工况包括：

当第一斜率小于等于K1时，确定当前燃烧工况为无火焰，如图4所示，第一斜率等于K1的情况，表示无火焰，横坐标表示时间，纵坐标表示加入电压的电压值；

当第一斜率小于K3，大于K1时，确定当前燃烧工况为有火焰，并且燃烧不充分，如图5所示，第一斜率等于K2的情况，其中,K2>K1,并且K2<K3,表示燃烧不充分，横坐标表示时间，纵坐标表示加入电压的电压值；

当第一斜率大于等于K3时，确定当前燃烧工况为有火焰，并且燃烧充分，如图6所示，第一斜率等于K3的情况，横坐标表示时间，纵坐标表示加入电压的电压值；

其中，K1和K3为预先设置的值，K1<K3。

具体地，第一斜率越大，说明火焰燃烧越充分，加入电压降到0的速率越快，重新达到平衡的时间越短，第一斜率越小，说明加入电压降到0的速率越慢，重新达到平衡的时间越长，因此，根据第一斜率的大小可以判断当前燃烧工况，并且电压变化趋势相对稳定，能够更准确地反馈燃烧工况。

进一步，当偏置电压为负直流电压时，根据该加入电压的变化趋势信息，确定当前燃烧负荷包括：

根据该加入电压的变化曲线，确定该变化曲线上升的第二斜率；

根据第二斜率的大小确定当前燃烧负荷。

当取消负直流电压后，加入电压从负值逐渐上升到0。火焰为物理中的等离子体，等离子体存在大量的正负电荷，向其施加负电压的时候，会将负电荷吸引过来，当负电压消失，正电荷与负电荷重新达到平衡，通过测试为达到平衡其电压的变化趋势可以反映火焰当前燃烧的温度，即当前燃烧负荷。例如，由于燃烧器接地，在本发明实施例中，当燃烧器和火焰检测探针之间加入负直流电压后，火焰检测探针的一端呈负极性，从而当有火焰时，火焰中的正电荷会被吸引到火焰检测探针的一端，当负直流电压消失，火焰中的负电荷和正电荷重新达到平衡，进而可通过判断燃烧器和火焰检测探针之间的电压差趋于零的变化速率，以反映火焰当前燃烧的温度，即当前燃烧负荷。

进一步，根据第二斜率的大小确定当前燃烧负荷包括：

当第二斜率小于等于K4时，确定当前燃烧负荷为最小燃烧负荷，如图7所示，第二斜率等于K4，表示最小燃烧负荷，横坐标表示时间，纵坐标表示加入电压的电压值；

当第二斜率大于等于K5时，确定当前燃烧负荷为最大燃烧负荷，如图8所示，第二斜率等于K5，表示最大燃烧负荷，横坐标表示时间，纵坐标表示加入电压的电压值；

当第二斜率小于K5并且大于K4时，通过以下公式确定当前燃烧负荷：

P＝PL+(PH-PL)*[(K-K4)/(K5-K4)]；

其中，P为当前燃烧负荷，PL为最小燃烧负荷，PH为最大燃烧负荷，K为第二斜率，K4和K5为预先设置的值，K5>K4。

具体地，当第二斜率小于K5并且大于K4时，第二斜率越大，燃烧负荷越接近最大燃烧负荷，说明加入电压上升到0的速率越快，重新达到平衡的时间越短，第二斜率越小，燃烧负荷越接近最小燃烧负荷，说明加入电压上升到0的速率越慢，重新达到平衡的时间越长，因此，根据第二斜率的大小可以判断当前燃烧负荷。

如图9所示，本发明实施例提供了一种火焰检测装置，包括：

加入模块，用于在火焰检测探针和燃烧器之间加入偏置电压，设火焰检测探针与燃烧器之间的电压差为加入电压；

取消模块，用于当偏置电压加入的时间达到预设时间时，取消该偏置电压；

获取模块，用于在取消该偏置电压后获取加入电压的变化趋势信息；

确定模块，用于根据该加入电压的变化趋势信息，确定当前燃烧工况或当前燃烧负荷。

在一实施例中，本发明实施例还提供了一种燃气具，包括图9的火焰检测装置。

在一实施例中，本发明实施例还提供了一种燃气具，包括：

处理器；

存储器，用于存储计算机可读程序；

当所述计算机可读程序被所述处理器执行时，使得所述处理器实现如图1所述的方法。

本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本发明权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种火焰检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

在火焰检测探针和燃烧器之间加入偏置电压，设火焰检测探针与燃烧器之间的电压差为加入电压；

当所述偏置电压加入的时间达到预设时间时，取消所述偏置电压；

在取消所述偏置电压后获取所述加入电压的变化趋势信息；

根据所述加入电压的变化趋势信息，确定当前燃烧工况或当前燃烧负荷。

2.根据权利要求1所述的火焰检测方法，其特征在于，所述偏置电压为正直流电压或负直流电压；当所述偏置电压为正直流电压时，确定当前燃烧工况；当所述偏置电压为负直流电压时，确定当前燃烧负荷。

3.根据权利要求2所述的火焰检测方法，其特征在于，在取消所述偏置电压后获取所述加入电压的变化趋势信息，包括：

在取消所述偏置电压后获取所述加入电压的变化曲线，并基于所述加入电压的变化曲线读取所述变化趋势信息。

4.根据权利要求3所述的火焰检测方法，其特征在于，所述获取所述加入电压的变化曲线为：

周期性读取加入电压的电压值；

根据读取的加入电压的电压值得到所述加入电压的变化曲线。

5.根据权利要求3所述的火焰检测方法，其特征在于，当所述偏置电压为正直流电压时，所述变化趋势信息为所述加入电压的变化曲线下降的斜率；

当所述偏置电压为正直流电压时，根据所述加入电压的变化趋势信息，确定当前燃烧工况包括：

根据所述加入电压的变化曲线，确定该变化曲线下降的第一斜率；

根据第一斜率的大小确定当前燃烧工况。

6.根据权利要求5所述的火焰检测方法，其特征在于，根据第一斜率的大小确定当前燃烧工况包括：

当第一斜率小于等于K1时，确定当前燃烧工况为无火焰；

当第一斜率小于K3，并且大于K1时，确定当前燃烧工况为有火焰，并且燃烧不充分；

当第一斜率大于等于K3时，确定当前燃烧工况为有火焰，并且燃烧充分；

其中，K1和K3为预先设置的值，K1<K3。

7.根据权利要求3所述的火焰检测方法，其特征在于，当所述偏置电压为负直流电压时，所述变化趋势信息为所述加入电压的变化曲线上升的斜率；

当所述偏置电压为负直流电压时，根据所述加入电压的变化趋势信息，确定当前燃烧负荷包括：

根据所述加入电压的变化曲线，确定该变化曲线上升的第二斜率；

根据第二斜率的大小确定当前燃烧负荷。

8.根据权利要求7所述的火焰检测方法，其特征在于，根据第二斜率的大小确定当前燃烧负荷包括：

当第二斜率小于等于K4时，确定当前燃烧负荷为最小燃烧负荷；

当第二斜率大于等于K5时，确定当前燃烧负荷为最大燃烧负荷；

当第二斜率小于K5并且大于K4时，通过以下公式确定当前燃烧负荷：

P＝PL+(PH-PL)*[(K-K4)/(K5-K4)]；

其中，P为当前燃烧负荷，PL为最小燃烧负荷，PH为最大燃烧负荷，K为第二斜率，K4和K5为预先设置的值，K5>K4。

9.一种火焰检测装置，其特征在于，包括：

加入模块，用于在火焰检测探针和燃烧器之间加入偏置电压，设火焰检测探针与燃烧器之间的电压差为加入电压；

取消模块，用于当所述偏置电压加入的时间达到预设时间时，取消所述偏置电压；

获取模块，用于在取消所述偏置电压后获取所述加入电压的变化趋势信息；

确定模块，用于根据所述加入电压的变化趋势信息，确定当前燃烧工况或当前燃烧负荷。

10.一种燃气具，其特征在于，包括权利要求9所述的一种火焰检测装置。

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