CN112782450A - 火焰离子电流检测电路及方法、燃气设备 - Google Patents
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Abstract
本发明属于燃气设备技术领域,具体涉及一种火焰离子电流检测电路及方法、燃气设备。本发明旨在解决现有技术中仅能检测火焰的有无,无法对火焰离子电流的大小进行准确的检测的问题。本发明的火焰离子电流检测电路包括:正弦波信号源、火焰信号采集单元和火焰信号检测单元;所述正弦波信号源,用于产生正弦波电信号,并输出给所述火焰信号检测单元;所述火焰信号采集单元,用于采集火焰电信号,并输出给所述火焰信号检测单元;所述火焰信号检测单元,用于接收所述正弦波电信号和所述火焰电信号的叠加信号;根据检测的所述叠加信号的电压幅值和所述正弦波电信号的电压幅值,确定所述火焰电信号的电流。本发明可以实现对火焰离子电流的准确检测。
Description
技术领域
本发明涉及燃气设备技术领域,尤其涉及一种火焰离子电流检测电路及方法、燃气设备。
背景技术
在燃气热水器、燃气壁挂炉、燃气热风炉、燃气锅炉等燃气设备领域,燃气燃烧过程中效率的高低及废气排放的高低与燃烧工况的好坏相关,而燃烧工况的好坏与燃气和空气的混合比例相关,直接反映在火焰的变化。通过对火焰离子电流大小的精确监测,调节燃气和空气的混合比例,从而提高燃气产品的热效率及废气排放标准。
在现有技术中,可以通过工频变压器将220V交流电变压为110V交流电,将该110V交流电施加在火焰针与机壳之间,检测火焰电信号。
然而,电网提供的220伏交流电变化较大,直接影响火焰离子电流大小的变化,使得仅能检测火焰的有无,无法对火焰离子电流的大小进行准确的检测。
发明内容
为了解决现有技术中的上述问题,即为了解决现有技术中仅能检测火焰的有无,无法对火焰离子电流的大小进行准确检测的问题。
第一方面,本发明提供一种火焰离子电流检测电路包括:正弦波信号源、火焰信号采集单元和火焰信号检测单元;
所述正弦波信号源,用于产生正弦波电信号,并输出给所述火焰信号检测单元;
所述火焰信号采集单元,用于采集火焰电信号,并输出给所述火焰信号检测单元;
所述火焰信号检测单元,用于接收所述正弦波电信号和所述火焰电信号的叠加信号;根据检测的所述叠加信号的电压幅值和所述正弦波电信号的电压幅值,确定所述火焰电信号的电流。
在一种可能的设计中,所述正弦波信号源包括:低压直流电源、振荡电路和耦合电路;
所述振荡电路,用于基于所述低压直流电源提供的直流电压信号产生正弦波信号,并输出至所述耦合电路;
所述耦合电路,用于将所述正弦波信号耦合至所述火焰信号采集单元。
在一种可能的设计中,所述振荡电路包括:
第一电阻、第二电阻、第一电容、第二电容、第三电容、二极管、第一晶体管和变压器;
所述第一晶体管的第一端通过所述第一电容与所述直流电压信号连接,第二端通过所述第一电阻与电源连接,第三端通过第二电阻接地;
所述变压器的初级线圈与所述第一电容并联连接;
所述变压器的次级线圈的一端与所述第一晶体管的第二端连接,另一端通过所述第三电容接地且用于输出交流信号;
所述第二电容的一端与所述第一晶体管的第二端连接,另一端接地;所述二极管与所述第二电容并联连接。
在一种可能的设计中,所述振荡电路还包括:第三电阻和开关器件;
所述第三电阻的一端与所述第一晶体管的第二端连接,另一端通过与所述开关器件的第一端连接;所述开关器件的第二端接地;
所述开关器件,用于接收开关控制信号,并在所述开关控制信号的控制下将所述开关器件的所述第一端与所述第二端导通或关断。
在一种可能的设计中,所述火焰信号检测单元包括:采样电路、开关电路和电压调制电路;
所述采样电路,用于对所述叠加信号进行采样,得到所述叠加信号的电压采样值,并输出给所述开关电路;
所述开关电路,用于接收所述电压采样值,并在所述电压采样值大于所述开关电路的导通阈值时,将所述电压采样值输出给所述电压调制电路;
所述电压调制电路,用于对所述电压采样值进行电压调制,得到检测电压,以根据所述检测电压确定所述火焰电信号的电流值。
在一种可能的设计中,所述采样电路包括:第四电阻、第五电阻和第四电容;
所述第四电阻的一端与所述正弦波信号源连接,另一端与所述开关电路和所述第五电阻的一端连接;所述第五电阻的另一端接地;所述第四电容与所述第五电阻并联连接。
在一种可能的设计中,所述开关电路包括:第二晶体管;
所述第二晶体管的第一端与所述采样电路连接,第二端与所述调制电路连接,第三端接地。
在一种可能的设计中,所述电压调制电路包括:第六电阻和第七电阻;
所述第六电阻的一端连接电源,另一端与输出端和所述第七电阻的一端连接;所述第七电阻的另一端与所述开关电路的第二端连接。
在一种可能的设计中,所述信号检测单元还包括:滤波电路;
所述滤波电路的一端与所述调制电路连接,另一端与所述输出端连接。
在一种可能的设计中,所述信号检测单元还包括:稳压电路;
所述稳压电路,连接于所述采样电路与所述开关电路之间,用于对所述开关电路的输入电压进行限压。
第二方面,本发明提供一种燃气设备包括:如上第一方面以及第一方面各种可能的设计所述的电路。
第三方面,本发明提供一种火焰离子电流检测方法,包括:
产生正弦波电信号;
采集火焰电信号,并将所述火焰电信号叠加至所述正弦波电信号得到叠加信号;
检测所述叠加信号的电压幅值,并根据所述叠加信号的电压幅值和所述正弦波电信号的电压幅值,确定所述火焰电信号的电流。
本领域技术人员能够理解的是,本发明提供的火焰离子电流检测电路及方法、燃气设备,该火焰离子电流检测电路包括:正弦波信号源、火焰信号采集单元和火焰信号检测单元;所述正弦波信号源,用于产生正弦波电信号,并输出给所述火焰信号检测单元;所述火焰信号采集单元,用于采集火焰电信号,并输出给所述火焰信号检测单元;所述火焰信号检测单元,用于接收所述正弦波电信号和所述火焰电信号的叠加信号;根据检测的所述叠加信号的电压幅值和所述正弦波电信号的电压幅值,确定所述火焰电信号的电流。通过将正弦波信号源产生的正弦波电信号与火焰信号采集单元采集的火焰电信号叠加,得到的叠加信号的电压幅值相对于正弦波信号的电压幅值的变化值与火焰电信号的电流值成线性关系,进而通过对叠加信号的幅值变化进行检测,即可得到准确的火焰离子电流值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例提供的火焰离子电流检测电路的结构示意图;
图2为本发明又一实施例提供的正弦波信号源产生的正弦波电信号的波形示意图;
图3为本发明又一实施例提供的在有火焰时叠加信号的波形示意图;
图4为本发明又一实施例提供的火焰离子电流检测电路的结构示意图;
图5为本发明又一实施例提供的火焰离子电流检测电路的结构示意图;
图6为本发明又一实施例提供的火焰离子电流检测电路的结构示意图;
图7为本发明又一实施例提供的火焰离子电流检测电路的结构示意图。
附图标记:
10:正弦波信号源;20:火焰信号采集单元;30:火焰信号检测单元;11:低压直流电源;12:振荡电路;13:耦合电路;31:采样电路;32开关电路;33:电压调制电路;34:滤波电路;35:稳压电路;R1:第一电阻;R2:第二电阻;R3:第三电阻;R4:第四电阻;R5:第五电阻;R6:第六电阻;R7:第七电阻;R8:第八电阻;C1:第一电容;C2:第二电容;C3:第三电容;C4:第四电容;C5:第五电容;C6:第六电容;D1:二极管;D2:稳压管;T1:变压器;Q1:第一晶体管;Q2:第二晶体管;VCC:直流电压信号;VDD:电源;SW:开关器件。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,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作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。
在燃气热水器、燃气壁挂炉、燃气热风炉、燃气锅炉等燃气设备领域,燃气燃烧过程中效率的高低及废气排放的高低与燃烧工况的好坏相关,而燃烧工况的好坏与燃气和空气的混合比例相关,直接反映在火焰的变化。通过对火焰离子电流大小的精确监测,调节燃气和空气的混合比例,从而提高燃气产品的热效率及废气排放标准。
在现有技术中,可以通过工频变压器将220V交流电变压为110V交流电,将该110V交流电施加在火焰针与机壳之间,检测火焰电信号,然而,电网提供的220V交流电变化较大,直接影响火焰离子电流大小的变化,使得仅能检测火焰的有无,无法对火焰离子电流的大小进行准确的检测。基于此,本发明实施例提供一种火焰离子电流检测电路,能够实现对火焰离子电流的大小的准确检测。
本实施例提供的火焰离子电流检测电路,通过正弦波信号源产生标准正弦波电信号,并将正弦波信号与火焰电信号叠加,得到的叠加信号相对于正弦波电信号的偏移量与火焰离子电流的大小成线性关系。通过对该偏移量进行检测,即可得到与火焰离子电流大小线性相关的检测电压,从而实现对火焰离子电流的大小的准确检测。
下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合,对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
图1为本发明一实施例提供的火焰离子电流检测电路的结构示意图。如图1所示,该电路包括:正弦波信号源10、火焰信号采集单元20和火焰信号检测单元30。
所述正弦波信号源10,用于产生正弦波电信号,并输出给所述火焰信号检测单元30。
所述火焰信号采集单元20,用于采集火焰电信号,并输出给所述火焰信号检测单元30。
所述火焰信号检测单元30,用于接收所述正弦波电信号和所述火焰电信号的叠加信号;根据检测的所述叠加信号的电压幅值和所述正弦波电信号的电压幅值,确定所述火焰电信号的电流。
本实施例中,如图2所示,正弦波信号源10产生的正弦波电信号为高压高频正弦波电信号,可选地,该正弦波电信号的中心值为0V,峰值可以为150V,频率可以为25kHz。
火焰信号采集单元20是指可以对火焰信号进行采集的器件,例如火焰针。
本实施例提供的火焰离子电流检测电路的工作过程为:正弦波信号源10,产生正弦波电信号,并输出给所述火焰信号检测单元30。火焰信号采集单元20,采集火焰电信号,并输出给所述火焰信号检测单元30。火焰信号检测单元30,接收所述正弦波电信号和所述火焰电信号的叠加信号;根据检测的所述叠加信号的电压幅值和所述正弦波电信号的电压幅值,确定所述火焰电信号的电流。具体的,如图2所示,当火焰针处没有火焰时,火焰信号检测单元30获得的叠加信号的波形与正弦波信号源10产生的正弦波电信号相同。当火焰针处有火焰时,由于火焰电流的单向导电特征,如图3所示,火焰针处的信号被拉低,叠加信号的波形向下偏移,根据正弦波信号的电压幅值和叠加信号的电压幅值即可确定该偏移量,该偏移量的大小与火焰电流的大小成线性关系,通过火焰信号检测单元30对该偏移量进行检测即可得到火焰电信号的电流。
火焰信号检测单元30根据所述叠加信号的电压幅值和所述正弦波电信号的电压幅值确定火焰电信号的电流的方式有多种,例如,可以通过电容的充放电原理,根据地接信号的电压幅值和正弦波电信号的电压幅值得到叠加信号的偏移量,进而得到火焰电信号的电流,还可以通过电阻分压以及电容整形的原理根据地接信号的电压幅值和正弦波电信号的电压幅值得到叠加信号的偏移量,进而得到火焰电信号的电流,本实施例对此不做限定。
本实施例提供的火焰离子电流检测电路,通过将正弦波信号源10产生的正弦波电信号与火焰信号采集单元20采集的火焰电信号叠加,得到的叠加信号的电压幅值相对于正弦波信号的电压幅值的变化值与火焰电信号的电流值成线性关系,进而通过对叠加信号的幅值变化进行检测,即可得到准确的火焰离子电流值。
图4为本发明又一实施例提供的火焰离子电流检测电路的结构示意图,在上述实施例的基础上,本实施例对正弦波信号源10进行了详细说明,所述正弦波信号源10包括:低压直流电源11、振荡电路12和耦合电路13;
所述振荡电路12,用于基于所述低压直流电源11提供的直流电压信号VCC产生正弦波信号,并输出至所述耦合电路13;
所述耦合电路13,用于将所述正弦波信号耦合至所述火焰信号采集单元20。
本实施例中,低压直流电源11产生直流电压信号VCC有多种方式。例如,可以输入交流电,通过整形、变压、稳压后输出直流电压信号VCC,还可以输入直流电,通过电压转换后输出相应的直流电压信号VCC。
可选地,振荡电路12的形式可以有多种,例如可以为变压器反馈式振荡电路12、电感反馈式振荡电路12、电容反馈式振荡电路12或RC桥式振荡电路12。
本实施例提供的正弦波信号源10,通过采用低压直流电能够产生高频高压的标准的正弦波。且振荡电路12的成本较低,电路结构简单且稳定性较高。
图5为本发明又一实施例提供的火焰离子电流检测电路的结构示意图,在上述实施例的基础上,例如在图4所示电路基础上,本实施例中对正弦波信号源10的振荡电路12进行了示例说明。如图5所示,所述振荡电路12包括:第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、二极管D1、第一晶体管Q1和变压器T1。
所述第一晶体管Q1的第一端通过所述第一电容C1与所述直流电压信号VCC连接,第二端通过所述第一电阻R1与电源VDD连接,第三端通过第二电阻R2接地。
所述变压器T1的初级线圈与所述第一电容C1并联连接。
所述变压器T1的次级线圈的一端与所述第一晶体管Q1的第二端连接,另一端通过所述第三电容C3接地且用于输出交流信号。
所述第二电容C2的一端与所述第一晶体管Q1的第二端连接,另一端接地;所述二极管D1与所述第二电容C2并联连接。
具体的,通过变压器T1与第一晶体管Q1形成的正反馈,能够实现电路的振荡,进而产生正弦波信号。
本实施例提供的火焰离子电流检测电路通过采用变压器反馈式振荡电路12,能够产生更加标准的高频高压的正弦波信号,且成本较低,易于实现,并且在本电路中通过设置第二电阻R2,能够对产生的正弦波信号的幅值进行调整,便于进行电路调试,以及满足正弦波信号幅值的多样的需求。
可选地,如图5所示,所述振荡电路12还包括:第三电阻R3和开关器件SW;
所述第三电阻R3的一端与所述第一晶体管Q1的第二端连接,另一端通过与所述开关器件SW的第一端连接;所述开关器件SW的第二端接地。
所述开关器件SW,用于接收开关控制信号,并在所述开关控制信号的控制下将所述开关器件SW的所述第一端与所述第二端导通或关断。
本实施例中,通过设置开关器件SW,能够实现对振荡电路12的关断,避免振荡电路12一直处于工作状态,造成能耗过大,以及电路损毁的情况。
图6为本发明又一实施例提供的火焰离子电流检测电路的结构示意图,如图6所示,在上述实施例的基础上,例如在图1所示的实施例的基础上,本实施例对火焰信号检测单元30进行了详细说明,所述火焰信号检测单元30包括:采样电路31、开关电路32和电压调制电路33。
所述采样电路31,用于对所述叠加信号进行采样,得到所述叠加信号的电压采样值,并输出给所述开关电路32。
所述开关电路32,用于接收所述电压采样值,并在所述电压采样值大于所述开关电路32的导通阈值时,将所述电压采样值输出给所述电压调制电路33;
所述电压调制电路33,用于对所述电压采样值进行电压调制,得到检测电压,以根据所述检测电压确定所述火焰电信号的电流值。
在具体实现过程中,正弦波信号源10产生正弦波电信号输出给火焰信号检测单元30,火焰信号采集单元20,采集火焰电信号,输出给火焰信号检测单元30,火焰信号检测单元30的采样电路31对正弦波电信号和火焰电信号的叠加信号进行采样,得到叠加信号的电压采样值,在没有火焰时该采样值为零,在有火焰时该采样值与叠加信号相对于正弦波电信号的偏移量相关,将该电压采样值发送开关电路32,开关电路32根据该电压采样值用于在有火焰时导通,没有火焰时截止,导通时,将该采样值输出给电压调制电路33进行调制,得到目标范围内的检测电压,可选地,可以将该检测电压输出至微控制器MCU进行相关处理。由于所述偏移量即电压采样值与火焰电流的大小成线性关系,因此该检测电压与火焰电流的大小也成线性关系,从而实现了对火焰离子电流的大小的准确检测。
本实施例中,通过在有火焰时,通过采样电路31对叠加信号相对于正弦波信号的偏移量进行采样,得到与火焰离子电流线性相关的采样电压值,根据该采样电压值使开关管导通,并通过电压调制电路33将采样电压值调整到合适的范围,得到表征火焰离子电流大小的检测电压,整个检测电路,结构简单,且成本较低。
图7为本发明又一实施例提供的火焰离子电流检测电路的结构示意图,在上述实施例的基础上,本实施例对采样电路31进行了详细说明,如图7所示,所述采样电路31可以包括:第四电阻R4、第五电阻R5和第四电容C4。
所述第四电阻R4的一端与所述正弦波信号源连接,另一端与所述开关电路32和所述第五电阻R5的一端连接;所述第五电阻R5的另一端接地;所述第四电容C4与所述第五电阻R5并联连接。
可选地,如图7所示,所述开关电路32可以包括:第二晶体管Q2。
所述第二晶体管Q2的第一端与所述采样电路31连接,第二端与所述调制电路连接,第三端接地。
本实施例中,第二晶体管Q2可以为场效应管,还可以为双极性晶体管。
可选地,如图7所示,所述电压调制电路33包括:第六电阻R6和第七电阻R7。
所述第六电阻R6的一端连接电源VDD,另一端与所述输出端和所述第七电阻R7的一端连接;所述第七电阻R7的另一端与所述开关电路32的第二端连接。
可选地,如图7所示,所述信号检测单元还包括:滤波电路34。
所述滤波电路34的一端与所述调制电路连接,另一端与所述输出端连接。通过设置滤波电路34可以对电压调制电路33输出的检测电压进行滤波与整形,基于此,滤波整形后的检测电压输入微控制器MCU进行模数采样时,可以避免由于干扰信号的存在而损毁MCU。
可选地,滤波电路34可以包括第五电容C5、第六电容C6和第八电阻R8。其中,第八电阻R8的一端通过第六电容C6接地,且与电压调制电路33的输出端连接,另一端通过第五电容C5接地,且与OUT端连接。
可选地,如图7所示,所述信号检测单元还包括:稳压电路35。
所述稳压电路35,连接于所述采样电路31与所述开关电路32之间,用于对所述开关电路32的输入电压进行限压。通过设置稳压电路35,能够限定采样电路31的输出电压,从而保证开关电路32的晶体管不受损坏。例如,当第二晶体管Q2为场效应管时,可以将采样电路31的输出电压限定在40V以下。
可选地,稳压电路35可以包括稳压管D2。
以下以图7所示电路为例对火焰离子电流的检测过程进行示例说明,在具体实现过程中,由于火焰离子电流的单向流动特性,在没有火焰时,火焰信号采集单元20即火焰针对地处于断开状态,采样电路31R4、R5和C4采样到的电流信号,通过R4和R5分压,在C4上极板与正弦波电信号的中心值相等,为0V,即开关电路32Q2的源端为0V,由于Q2的栅端接地,电压值也为0V,因此Q2的源端与栅端之间的电压没有达到Q2的导通限值,因此Q2为截止状态,即开关电路32关闭,因此输出端OUT通过R6上拉至VDD。也即在没有火焰,火焰电流为零时,输出端OUT的电压值为VDD。在有火焰时,正弦波信号源10产生的正弦波电信号,施加在火焰信号采集单元20即火焰针与地之间,得到正弦波电信号与火焰电信号的叠加信号,该叠加信号的波形与正弦波电信号的波形相同,但是由于火焰离子电流的存在,叠加信号的波形中心值相对于正弦波电信号的波形中心值向下偏移,偏移量的大小与当前火焰离子电流的大小成线性关系。通过采样电路31R4、R5和C4对该叠加信号进行采样后,得到偏移幅值,该偏移幅值加载到Q2的源端,在源端与栅端的压差大于导通阈值时,Q2导通,并将该偏移幅值输出至由R6和R7构成的电压调制电路33,通过电压调制电路33将该偏移幅值调制为0V到VDD之间的数值,作为检测电压通过OUT端输出至微控制器MCU进行相关处理,该检测电压与偏移幅值为线性关系,因此,该检测电压的大小即代表了火焰离子电流的大小。
具体的,检测电压可通过以下公式(1)和公式(2)计算得到:
其中,V1为检测电压,V2为采样电路31的输出电压,V为叠加信号的中心值电压,R4为第四电阻,R5为第五电阻,R6为第六电阻,R7为第七电阻。
本实施例提供的火焰离子电流检测电路,通过正弦波信号源10产生标准正弦信号,并通过对标准正弦信号与火焰电信号的叠加信号进行中心值偏移量的采样与调制,能够得到与火焰离子电流线性相关的检测电压。
本发明又一实施例还提供一种燃气设备,包括上述实施例所述的火焰离子电流检测电路。
本实施例提供的燃气设备,通过采用上述实施例所述的火焰离子电流检测电路,能够将正弦波信号源10产生的正弦波电信号与火焰信号采集单元20采集的火焰电信号叠加,得到的叠加信号的电压幅值相对于正弦波信号的电压幅值的变化值与火焰电信号的电流值成线性关系,进而通过对叠加信号的幅值变化进行检测,即可得到准确的火焰离子电流值。
本发明又一实施例还提供一种火焰离子电流检测方法,该方法包括:
101、产生正弦波电信号;
102、采集火焰电信号,并将所述火焰电信号叠加至所述正弦波电信号得到叠加信号;
103、检测所述叠加信号的电压幅值,并根据所述叠加信号的电压幅值和所述正弦波电信号的电压幅值,确定所述火焰电信号的电流。
本实施例的实现原理与上述实施例相类似,此处不再赘述。
本实施例提供的火焰离子电流检测方法,通过将正弦波信号源10产生的正弦波电信号与火焰信号采集单元20采集的火焰电信号叠加,得到的叠加信号的电压幅值相对于正弦波信号的电压幅值的变化值与火焰电信号的电流值成线性关系,进而通过对叠加信号的幅值变化进行检测,即可得到准确的火焰离子电流值。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种火焰离子电流检测电路,其特征在于,包括:正弦波信号源、火焰信号采集单元和火焰信号检测单元;
所述正弦波信号源,用于产生正弦波电信号,并输出给所述火焰信号检测单元;
所述火焰信号采集单元,用于采集火焰电信号,并输出给所述火焰信号检测单元;
所述火焰信号检测单元,用于接收所述正弦波电信号和所述火焰电信号的叠加信号;根据检测的所述叠加信号的电压幅值和所述正弦波电信号的电压幅值,确定所述火焰电信号的电流。
2.根据权利要求1所述的电路,其特征在于,所述正弦波信号源包括:低压直流电源、振荡电路和耦合电路;
所述振荡电路,用于基于所述低压直流电源提供的直流电压信号产生正弦波信号,并输出至所述耦合电路;
所述耦合电路,用于将所述正弦波信号耦合至所述火焰信号采集单元。
3.根据权利要求2所述的电路,其特征在于,所述振荡电路包括:
第一电阻、第二电阻、第一电容、第二电容、第三电容、二极管、第一晶体管和变压器;
所述第一晶体管的第一端通过所述第一电容与所述直流电压信号连接,第二端通过所述第一电阻与电源连接,第三端通过第二电阻接地;
所述变压器的初级线圈与所述第一电容并联连接;
所述变压器的次级线圈的一端与所述第一晶体管的第二端连接,另一端通过所述第三电容接地且用于输出交流信号;
所述第二电容的一端与所述第一晶体管的第二端连接,另一端接地;所述二极管与所述第二电容并联连接。
4.根据权利要求3所述的电路,其特征在于,所述振荡电路还包括:第三电阻和开关器件;
所述第三电阻的一端与所述第一晶体管的第二端连接,另一端通过与所述开关器件的第一端连接;所述开关器件的第二端接地;
所述开关器件,用于接收开关控制信号,并在所述开关控制信号的控制下将所述开关器件的所述第一端与所述第二端导通或关断。
5.根据权利要求1-4任一项所述的电路,其特征在于,所述火焰信号检测单元包括:采样电路、开关电路和电压调制电路;
所述采样电路,用于对所述叠加信号进行采样,得到所述叠加信号的电压采样值,并输出给所述开关电路;
所述开关电路,用于接收所述电压采样值,并在所述电压采样值大于所述开关电路的导通阈值时,将所述电压采样值输出给所述电压调制电路;
所述电压调制电路,用于对所述电压采样值进行电压调制,得到检测电压,以根据所述检测电压确定所述火焰电信号的电流值。
6.根据权利要求5所述的电路,其特征在于,所述采样电路包括:第四电阻、第五电阻和第四电容;
所述第四电阻的一端与所述正弦波信号源连接,另一端与所述开关电路和所述第五电阻的一端连接;所述第五电阻的另一端接地;所述第四电容与所述第五电阻并联连接。
7.根据权利要求5所述的电路,其特征在于,所述开关电路包括:第二晶体管;
所述第二晶体管的第一端与所述采样电路连接,第二端与所述调制电路连接,第三端接地。
8.根据权利要求5所述的电路,其特征在于,所述电压调制电路包括:第六电阻和第七电阻;
所述第六电阻的一端连接电源,另一端与输出端和所述第七电阻的一端连接;所述第七电阻的另一端与所述开关电路的第二端连接。
9.一种燃气设备,其特征在于,包括根据权利要求1-8任一项所述的火焰离子电流检测电路。
10.一种火焰离子电流检测方法,其特征在于,包括:
产生正弦波电信号;
采集火焰电信号,并将所述火焰电信号叠加至所述正弦波电信号得到叠加信号;
检测所述叠加信号的电压幅值,并根据所述叠加信号的电压幅值和所述正弦波电信号的电压幅值,确定所述火焰电信号的电流。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113447706A (zh) * | 2021-06-29 | 2021-09-28 | 华帝股份有限公司 | 一种直流电压的火焰离子检测方法及电路 |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1805269A (zh) * | 2006-01-23 | 2006-07-19 | 艾默生网络能源有限公司 | 一种正弦基准电路 |
CN201327506Y (zh) * | 2008-12-17 | 2009-10-14 | 广东万和新电气有限公司 | 燃气具火焰离子电流检测电路 |
CN102345878A (zh) * | 2010-08-03 | 2012-02-08 | 深圳市合信达控制系统有限公司 | 火焰离子电流大小检测及脉冲点火电路 |
CN102721842A (zh) * | 2012-07-01 | 2012-10-10 | 刘昭利 | 方波三角波正弦波信号源 |
CN103336164A (zh) * | 2013-06-24 | 2013-10-02 | 佛山市顺德区澳骏电子科技有限公司 | 一种可精确检测交流源火焰离子电流大小的电路 |
CN104596773A (zh) * | 2015-01-07 | 2015-05-06 | 同济大学 | 一种基于双通道离子电流的发动机燃烧诊断设备和方法 |
CN105388338A (zh) * | 2015-12-08 | 2016-03-09 | 青岛盛嘉信息科技有限公司 | 一种正弦频率信号源 |
CN205505078U (zh) * | 2016-03-28 | 2016-08-24 | 广东巴特利热能科技有限公司 | 燃气壁挂炉新型点火装置 |
CN206650633U (zh) * | 2017-03-29 | 2017-11-17 | 陕西尚品信息科技有限公司 | 一种频率任意设定的高精度正弦信号发生器 |
CN109682076A (zh) * | 2019-01-25 | 2019-04-26 | 珠海格力电器股份有限公司 | 基于Buck原理的点火检火电路和燃气壁挂炉 |
-
2020
- 2020-04-15 CN CN202010293853.4A patent/CN112782450A/zh active Pending
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1805269A (zh) * | 2006-01-23 | 2006-07-19 | 艾默生网络能源有限公司 | 一种正弦基准电路 |
CN201327506Y (zh) * | 2008-12-17 | 2009-10-14 | 广东万和新电气有限公司 | 燃气具火焰离子电流检测电路 |
CN102345878A (zh) * | 2010-08-03 | 2012-02-08 | 深圳市合信达控制系统有限公司 | 火焰离子电流大小检测及脉冲点火电路 |
CN102721842A (zh) * | 2012-07-01 | 2012-10-10 | 刘昭利 | 方波三角波正弦波信号源 |
CN103336164A (zh) * | 2013-06-24 | 2013-10-02 | 佛山市顺德区澳骏电子科技有限公司 | 一种可精确检测交流源火焰离子电流大小的电路 |
CN104596773A (zh) * | 2015-01-07 | 2015-05-06 | 同济大学 | 一种基于双通道离子电流的发动机燃烧诊断设备和方法 |
CN105388338A (zh) * | 2015-12-08 | 2016-03-09 | 青岛盛嘉信息科技有限公司 | 一种正弦频率信号源 |
CN205505078U (zh) * | 2016-03-28 | 2016-08-24 | 广东巴特利热能科技有限公司 | 燃气壁挂炉新型点火装置 |
CN206650633U (zh) * | 2017-03-29 | 2017-11-17 | 陕西尚品信息科技有限公司 | 一种频率任意设定的高精度正弦信号发生器 |
CN109682076A (zh) * | 2019-01-25 | 2019-04-26 | 珠海格力电器股份有限公司 | 基于Buck原理的点火检火电路和燃气壁挂炉 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113447706A (zh) * | 2021-06-29 | 2021-09-28 | 华帝股份有限公司 | 一种直流电压的火焰离子检测方法及电路 |
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