CN113983233B - 一种具有检测电磁阀连接和开合状态的家用报警器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及燃气报警技术领域，且公开了一种具有检测电磁阀连接和开合状态的家用报警器，包括处理器，所述处理器包括处理器控制端A和处理器采集端B；所述处理器控制端A通过电磁阀控制电路与电磁阀接口P电连接，本发明通过处理器控制端A、处理器采集端B、电磁阀第二接口端P2、电磁阀控制电路、电磁阀状态采集电路等之间的相互配合，一方面，通过控制处理器采集端B采集电阻R4输出端的电平的高低，从而判断电磁阀的连接状态，另一方面，通过控制处理器采集端B采集电阻R4输出端的电压的高低，从而判断电磁阀的吸合状态，从而不仅仅能够检测电磁阀电路状态，还能够检测电磁阀的吸合状态。

Description

一种具有检测电磁阀连接和开合状态的家用报警器

技术领域

本发明属于燃气报警技术领域，具体为一种具有检测电磁阀连接和开合状态的家用报警器。

背景技术

家用燃气报警器作为民用燃气安全防范产品。它能有效地避免因燃气泄漏而引发的爆炸、火灾、中毒等恶性事故。当燃气报警器检测到环境中燃气的浓度超过仪器设定的浓度值时，仪器发出声光报警，同时控制与其连接的电磁阀吸合，电磁阀吸合后切断燃气管道，有效地避免燃气的继续泄漏而引发爆炸等恶性事件的发生。

申请号为CN201920847982.6的中国专利公开了一种带有电磁阀状态监控及远程传输功能的燃气报警器，包括：外壳、按键、控制输出接口、LED显示屏、单片机、远程传输模块、语音芯片、扬声器、传感器模块和电磁阀检测电路。该种带有电磁阀状态监控及远程传输功能的燃气报警器，可对电磁阀进行实时状态监控，阀门出现的任何故障及不动作情况时，报警器将会立即发出故障提醒并远程将故障信息传输至用户客户端APP软件，解决目前的家用燃气报警器只能简单地发出控制脉冲信号来控制关闭电磁阀和没有同时具有数据显示、语音报警及远程传输的功能的问题；上述燃气报警器仅仅能够检测电磁阀状态，不具备检测电磁阀连接和开合状态，当仪器报警时只能够采用单向开环的方式发送脉冲信号，关闭与其连接的电磁阀，却不能无法检测电磁阀的状态是吸合还是打开状态；家用报警器产品在长期的使用过程中，由于连接线的线路老化或其他原因，导致电磁阀与报警器断开连接后，报警器无法获取到和指示此故障信息，在这种情况下，若电磁阀由于机械故障原因没有正常吸合，但是报警器无法获取电磁阀的开关状态，造成远程用户误以为燃气电磁阀已关闭，而此时燃气依然在继续泄漏，容易引起较大的安全事故；且目前市场上若要实现检测电磁阀开合状态的产品只能够采用三线制电磁阀，并且只能够检测电磁阀的开合状态，无法检测电磁阀的连接状态，此外三线制电磁阀与两线制电磁阀相比，存在产品成本高的缺点，无法实现大范围推广和使用的要求。

发明内容

针对上述情况，本发明提供一种具有检测电磁阀连接和开合状态的家用报警器，有效地解决了上述背景技术中提出的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种具有检测电磁阀连接和开合状态的家用报警器，包括处理器，所述处理器包括处理器控制端A和处理器采集端B；所述处理器控制端A通过电磁阀控制电路与电磁阀接口P电连接，所述处理器控制端A用于输出控制驱动电磁阀吸合的脉冲信号和用于输出进行电磁阀开合状态检测的脉冲信号；所述处理器采集端B通过电磁阀状态采集电路与电磁阀接口P电连接；所述处理器采集端B用于检测电磁阀连接和开合状态；所述处理器通过无线通信系统将电磁阀的连接和开合状态传输至用户端，用户端通过无线通信系统控制电磁阀开合状态；

所述电磁阀接口P包括电磁阀第一接口端P1和电磁阀第二接口端P2；所述电磁阀第一接口端P1和电磁阀第二接口端P2与电磁阀线圈L两端电连接；

所述电磁阀控制电路包括电阻R1，所述电阻R1的输入端与处理器控制端A连接，所述电阻R1的输出端与三极管Q1基极电连接，所述三极管Q1集电极与电磁阀第二接口端P2电连接，三极管Q1发射级与电路负极电连接，所述电磁阀第一接口端P1与供电电路电连接；所述供电电路包括供电电源，所述电源与电阻R3输入端连接，所述电阻R3输出端与电磁阀第一接口端P1电连接；

所述电磁阀状态采集电路包括电容C1和电阻R4，所述电容C1输入端与电磁阀第一接口端P1电连接，所述电容C1输出端与电路负极电连接，所述电阻R4输入端与电磁阀第二接口端P2电连接，所述电阻R4输出端与处理器采集端B电连接，且所述电阻R4输出端与下拉电阻R5电连接，所述下拉电阻R5与电路负极电连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明通过处理器控制端A、处理器采集端B、电磁阀第二接口端P2、电磁阀控制电路、电磁阀状态采集电路等之间的相互配合，一方面，通过控制处理器采集端B采集电阻R4输出端的电平的高低，从而判断电磁阀的连接状态，另一方面，通过控制处理器采集端B采集电阻R4输出端的电压的高低，从而判断电磁阀的吸合状态，从而不仅仅能够检测电磁阀电路状态，还能够检测电磁阀的吸合状态。

2、本发明通过处理器控制端A、处理器采集端B、电磁阀第二接口端P2、电磁阀控制电路、电磁阀状态采集电路等之间的相互配合，通过根据处理器采集端B采集电阻R4输出端的电平的高低以及根据处理器采集端B采集电阻R4输出端的电压的高低，从而能够及时告知用户电磁阀故障原因以及处理方案，进而便于维修人员根据故障提醒对电磁阀或燃气管道等故障原因快速维修，提高维修效率，避免因维修时间长导致燃气泄露过多引发重大安全事故。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，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，并不构成对本发明的限制。

图1为本发明系统模块图；

图2为本发明电路图。

具体实施方式

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。

如图1-2所示，本发明提供一种具有检测电磁阀连接和开合状态的家用报警器，包括处理器，处理器包括处理器控制端A和处理器采集端B；处理器控制端A通过电磁阀控制电路与电磁阀接口P电连接，处理器控制端A用于输出控制驱动电磁阀吸合的脉冲信号和用于输出进行电磁阀开合状态检测的脉冲信号；处理器采集端B通过电磁阀状态采集电路与电磁阀接口P电连接；处理器采集端B用于检测电磁阀连接和开合状态；处理器通过无线通信系统将电磁阀的连接和开合状态传输至用户端，用户端通过无线通信系统控制电磁阀开合状态。

电磁阀接口P包括电磁阀第一接口端P1和电磁阀第二接口端P2；电磁阀第一接口端P1和电磁阀第二接口端P2与电磁阀线圈L两端电连接。

电磁阀控制电路包括电阻R1，电阻R1的输入端与处理器控制端A连接，电阻R1的输出端与三极管Q1基极电连接，三极管Q1集电极与电磁阀第二接口端P2电连接，三极管Q1发射级与电路负极电连接，电磁阀第一接口端P1与供电电路电连接；供电电路包括供电电源，电源与电阻R3输入端连接，电阻R3输出端与电磁阀第一接口端P1电连接。

电磁阀状态采集电路包括电容C1和电阻R4，电容C1输入端与电磁阀第一接口端P1电连接，电容C1输出端与电路负极电连接，电阻R4输入端与电磁阀第二接口端P2电连接，电阻R4输出端与处理器采集端B电连接，且电阻R4输出端与下拉电阻R5电连接，下拉电阻R5与电路负极电连接。

电阻R1的输出端还连接有电阻R2，电阻R2输出端直接与电路负极连接。进一步的，无线通信系统包括家用报警器内设置的无线收发模块和设置于用户端的无线收发模块。

进一步的，还包括声光报警系统，声光报警系统包括LED灯和蜂鸣器，LED灯和蜂鸣器均与电源电连接；通过设置LED灯和蜂鸣器，用于提醒近距离人员，燃气泄露，及时处理。

进一步的，还包括燃气表电源切断组件，燃气表电源切断组件通过无线通信系统与处理器控制端A无线连接；当燃气电磁阀处于故障时，燃气服务服务公司可通过紧急切断燃气表电源，使燃气表内置的常闭燃气阀门自动关闭，从而避免因燃气电磁阀处于故障时，导致燃气大量泄露引发重大安全事故的情况发生。

进一步的，还包括排风模块，排风模块包括油烟排风机，当家用报警器报警时，处理器通过无线通信系统控制油烟排风机启动并排风；从而能够将燃气及时排放外界，避免燃气处于密闭环境引起爆炸。

进一步的，还包括地震波传感器，当地震波传感器检测到地震波时，处理器通过处理器控制端A发送控制驱动电磁阀吸合的脉冲信号，使电磁阀吸合，在地震前，提前关闭燃气管道，避免因地震造成燃气报警器失灵，导致无法自动关闭燃气管道的现象发生。

使用时，若电磁阀接口P与电源正常电连接时，相当于对电磁阀线圈L两端加入一个电源电压，电磁阀接口P的两端通过电磁阀线圈L导通，此时电源电路经电阻R3、电阻R4以及下拉电阻R5与电路负极电连接，此时处理器采集端B采集到的电平属于高电平；若电磁阀接口P与电源断开时，相当于电源电路经电阻R3、电阻R4以及下拉电阻R5构成的电路处于断路，此时处理器采集端B采集到的电平属于低电平；因此当处理器采集端B采集到的电阻R4输出端的电平属于高电平时，说明电磁阀电路处于正常连接状态；当处理器采集端B采集到的电阻R4输出端的电平属于低电平时，说明电磁阀电路处于断开状态，处理器通过无线通信系统将电磁阀连接状态传输至用户端以告知用户电磁阀的连接处于正常连接或断开状态，用户端可采用如微信小程序和短信、电话的方式，用户通过远程提醒维修人员及时处理和维修，避免发生燃气大量泄漏的情况发生。

当需要检测电磁阀吸合状态时，处理器通过处理器控制端A发送100ms的窄脉冲信号，上述100ms的窄脉冲信号不足以驱动电磁阀吸合；该信号通过电磁阀线圈L、电阻R3和电阻R4以及电容C1构成的LRC电路后，会产生一个放电和充电的曲线过程，但是由于电磁阀处于打开和关闭的不同状态产生电感量不同，其充电曲线的上升速率也不同，在处理器发出100ms的窄脉冲信号后的一个固定间隔时间点后处理器采集端B的电压值不同；由于电磁阀阀芯的开合，影响了电磁阀线圈L的电感量，在电磁阀打开时，电磁阀线圈L的电感量比较大，在电磁阀吸合时，电磁阀线圈L的电感量比较小，当处理器采集端B的电压值为高电压时，说明电磁阀处于开启状态，当处理器采集端B的电压值为低电压时，说明电磁阀处于吸合状态，通过处理器采集端B的电压值判断电磁阀吸合状态；从而实现检测电磁阀的吸合状态，同时将电磁阀吸合状态通过无线通信系统将电磁阀吸合状态传输至用户端以告知用户电磁阀此时状态，用户端可采用如微信小程序和短信、电话的方式，进而可以使用户实时监测到电磁阀的吸合状态，用户通过远程提醒维修人员及时处理和维修；极大地提高了家用报警器产品控制电磁阀的可靠性和稳定性，避免因电磁阀由于机械故障原因无法吸合，不及时处理造成发生燃气大量泄漏的情况发生。

当需要控制电磁阀吸合时，控制处理器通过处理器控制端A发送控制驱动电磁阀吸合的脉冲信号，由于三极管Q1基极与三极管Q1发射极流入小电流，从而使电源正极经电磁阀第一接口端P1、电磁阀线圈L、电磁阀第二接口端P2与三极管Q1集电级至电路负极电路导通且流通大电流，进而使电磁阀线圈L流经大电流，电磁阀线圈L产生一定的磁场效应，推动电磁阀的机械结构进行动作，使电磁阀吸合。

当家用报警器检测到燃气泄露后，开始启动报警并将报警信息发送给处理器，当处理器接收到报警信息后，处理器控制处理器采集端B采集电阻R4输出点的电平，然后控制处理器控制端A向电磁阀状态采集电路发射用于检测电磁阀开合状态的窄脉冲信号，在处理器控制端A发出窄脉冲信号后的一个固定间隔时间点后，控制处理器采集端B采集电阻R4输出点的电压值。

当处理器接收到报警信息且在电阻R4输出点的电平和电压采集后，若处理器采集端B采集到的电阻R4输出点的电平为高电平，且处理器采集端B采集到的电阻R4输出点的电压值为高电压时，处理器控制处理器控制端A发出控制驱动电磁阀吸合的脉冲信号，由于三极管Q1基极与三极管Q1发射极流入小电流，从而使电源正极经电磁阀第一接口端P1、电磁阀线圈L、电磁阀第二接口端P2与三极管Q1集电级至电路负极电路导通且流通大电流，进而使电磁阀线圈L流经大电流，电磁阀线圈L产生一定的磁场效应，推动电磁阀的机械结构进行动作，使电磁阀吸合，然后控制处理器控制端A向电磁阀状态采集电路发射用于检测电磁阀开合状态的窄脉冲信号，在处理器控制端A发出窄脉冲信号后的一个固定间隔时间点后，控制处理器采集端B采集电阻R4输出点的电压值，若处理器采集端B采集到的电阻R4输出点的电压为高电压时，处理器通过无线通信系统向用户传输“燃气报警器已报警，电磁阀处于正常连接状态，且由于电磁阀内部机械故障原因无法通过燃气报警自动切断程序将电磁阀关闭，需要燃气公司维修人员紧急检修电磁阀”，从而提醒用户电磁阀故障原因，以及处理方案，方便维修人员快速维修，提高维修效率；若处理器采集端B采集到的电阻R4输出点的电压为低电压时，处理器通过无线通信系统向用户传输“燃气报警器已报警，电磁阀处于正常连接状态，且已通过燃气报警自动切断程序将电磁阀关闭”，从而提醒用户燃气泄露，已通过燃气报警自动切断程序已将电磁阀关闭，无需用户担心，从而极大地提高了家用报警器产品控制电磁阀的可靠性和稳定性。

当处理器接收到报警信息且在电阻R4输出点的电平和电压采集后，若处理器采集端B采集到的电阻R4输出点的电平为高电平，且处理器采集端B采集到的电阻R4输出点的电压值为低电压时，处理器通过无线通信系统向用户传输“燃气报警器已报警，电磁阀处于正常连接且吸合状态，燃气泄露原因属于燃气管道故障，无法通过关闭电磁阀解决泄露，需要燃气公司维修人员紧急检修燃气管道”，从而提醒用户故障原因，以及处理方案，维修人员根据故障提醒对燃气管道快速检查，提高维修效率，避免因燃气泄露过多引发重大安全事故。

当处理器接收到报警信息且在电阻R4输出点的电平和电压采集后，若处理器采集端B采集到的电阻R4输出点的电平为低电平，处理器通过无线通信系统向用户传输“燃气报警器已报警，电磁阀处于断路状态且吸合状态未知，由于电磁阀接口P的连接电路故障无法通过燃气报警自动切断程序将电磁阀关闭，需要燃气公司维修人员紧急检修”，从而提醒用户故障原因，以及处理方案，维修人员根据故障提醒对电磁阀接口P的连接电路检测与维修，提高维修效率，避免因燃气泄露过多引发重大安全事故。

本发明还提供一种具有检测电磁阀连接和开合状态的家用报警器的故障检测方法，包括以下步骤：

S1、当家用报警器检测到燃气发生泄露时，开始启动报警，将报警信息发送给处理器；

S2、当处理器接收到报警信息后，处理器控制处理器采集端B采集电阻R4输出点的电平，然后控制处理器控制端A向电磁阀状态采集电路发射用于检测电磁阀开合状态的窄脉冲信号，在处理器控制端A发出窄脉冲信号后的一个固定间隔时间点后，控制处理器采集端B采集电阻R4输出点的电压值；

S3、当处理器采集端B采集到的电阻R4输出点的电平为高电平，且处理器采集端B采集到的电阻R4输出点的电压值为高电压时，执行步骤S4；

当处理器采集端B采集到的电阻R4输出点的电平为高电平，且处理器采集端B采集到的电阻R4输出点的电压值为低电压时，处理器通过无线通信系统向用户传输“燃气报警器已报警，电磁阀处于正常连接且吸合状态，燃气泄露原因属于燃气管道故障，无法通过关闭电磁阀解决泄露，需要燃气公司维修人员紧急检修燃气管道”；

当处理器采集端B采集到的电阻R4输出点的电平为低电平，处理器通过无线通信系统向用户传输“燃气报警器已报警，电磁阀处于断路状态且吸合状态未知，由于电磁阀接口P的连接电路故障无法通过燃气报警自动切断程序将电磁阀关闭，需要燃气公司维修人员紧急检修”；

S4、处理器控制处理器控制端A发出控制驱动电磁阀吸合的脉冲信号，使电磁阀吸合，然后控制处理器控制端A向电磁阀状态采集电路发射用于检测电磁阀开合状态的窄脉冲信号，在处理器控制端A发出窄脉冲信号后的一个固定间隔时间点后，控制处理器采集端B采集电阻R4输出点的电压值；

S5、当处理器采集端B采集到的电阻R4输出点的电压为高电压时，处理器通过无线通信系统向用户传输“燃气报警器已报警，电磁阀处于正常连接状态，且由于电磁阀内部机械故障原因无法通过燃气报警自动切断程序将电磁阀关闭，需要燃气公司维修人员紧急检修电磁阀”；

当处理器采集端B采集到的电阻R4输出点的电压为低电压时，处理器通过无线通信系统向用户传输“燃气报警器已报警，电磁阀处于正常连接状态，且已通过燃气报警自动切断程序将电磁阀关闭”。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种具有检测电磁阀连接和开合状态的家用报警器的故障检测方法，所述家用报警器包括处理器，所述处理器包括处理器控制端A和处理器采集端B；所述处理器控制端A通过电磁阀控制电路与电磁阀接口P电连接，所述处理器控制端A用于输出控制驱动电磁阀吸合的脉冲信号和用于输出进行电磁阀开合状态检测的脉冲信号；所述处理器采集端B通过电磁阀状态采集电路与电磁阀接口P电连接；所述处理器采集端B用于检测电磁阀连接和开合状态；所述处理器通过无线通信系统将电磁阀的连接和开合状态传输至用户端，用户端通过无线通信系统控制电磁阀开合状态；

所述电磁阀接口P包括电磁阀第一接口端P1和电磁阀第二接口端P2；所述电磁阀第一接口端P1和电磁阀第二接口端P2与电磁阀线圈L两端电连接；

所述电磁阀控制电路包括电阻R1，所述电阻R1的输入端与处理器控制端A连接，所述电阻R1的输出端与三极管Q1基极电连接，所述三极管Q1集电极与电磁阀第二接口端P2电连接，三极管Q1发射级与电路负极电连接，所述电磁阀第一接口端P1与供电电路电连接；所述供电电路包括供电电源，所述电源与电阻R3输入端连接，所述电阻R3输出端与电磁阀第一接口端P1电连接；

所述电磁阀状态采集电路包括电容C1和电阻R4，所述电容C1输入端与电磁阀第一接口端P1电连接，所述电容C1输出端与电路负极电连接，所述电阻R4输入端与电磁阀第二接口端P2电连接，所述电阻R4输出端与处理器采集端B电连接，且所述电阻R4输出端与下拉电阻R5电连接，所述下拉电阻R5与电路负极电连接；

其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1、当家用报警器检测到燃气发生泄露时，开始启动报警，将报警信息发送给处理器；

S2、当所述处理器接收到报警信息后，所述处理器控制处理器采集端B采集电阻R4输出点的电平，然后控制所述处理器控制端A向电磁阀状态采集电路发射用于检测电磁阀开合状态的窄脉冲信号，在所述处理器控制端A发出窄脉冲信号后的一个固定间隔时间点后，控制所述处理器采集端B采集电阻R4输出点的电压值；

S3、当所述处理器采集端B采集到的电阻R4输出点的电平为高电平，且所述处理器采集端B采集到的电阻R4输出点的电压值为高电压时，执行步骤S4；

当所述处理器采集端B采集到的电阻R4输出点的电平为高电平，且所述处理器采集端B采集到的电阻R4输出点的电压值为低电压时，所述处理器通过无线通信系统向用户传输“燃气报警器已报警，电磁阀处于正常连接且吸合状态，燃气泄露原因属于燃气管道故障，无法通过关闭电磁阀解决泄露，需要燃气公司维修人员紧急检修燃气管道”；

当所述处理器采集端B采集到的电阻R4输出点的电平为低电平，所述处理器通过无线通信系统向用户传输“燃气报警器已报警，电磁阀处于断路状态且吸合状态未知，由于电磁阀接口P的连接电路故障无法通过燃气报警自动切断程序将电磁阀关闭，需要燃气公司维修人员紧急检修”；

S4、所述处理器控制处理器控制端A发出控制驱动电磁阀吸合的脉冲信号，使电磁阀吸合，然后控制所述处理器控制端A向电磁阀状态采集电路发射用于检测电磁阀开合状态的窄脉冲信号，在所述处理器控制端A发出窄脉冲信号后的一个固定间隔时间点后，控制所述处理器采集端B采集电阻R4输出点的电压值；

S5、当所述处理器采集端B采集到的电阻R4输出点的电压为高电压时，所述处理器通过无线通信系统向用户传输“燃气报警器已报警，电磁阀处于正常连接状态，且由于电磁阀内部机械故障原因无法通过燃气报警自动切断程序将电磁阀关闭，需要燃气公司维修人员紧急检修电磁阀”；

当所述处理器采集端B采集到的电阻R4输出点的电压为低电压时，所述处理器通过无线通信系统向用户传输“燃气报警器已报警，电磁阀处于正常连接状态，且已通过燃气报警自动切断程序将电磁阀关闭”。

2.根据权利要求1所述的故障检测方法，其特征在于：无线通信系统包括家用报警器内设置的无线收发模块和设置于用户端的无线收发模块。

3.根据权利要求1所述的故障检测方法，其特征在于：所述电阻R1的输出端还连接有电阻R2，所述电阻R2输出端直接与电路负极连接。

4.根据权利要求1所述的故障检测方法，其特征在于：还包括声光报警系统，所述声光报警系统包括LED灯和蜂鸣器，所述LED灯和蜂鸣器均与电源电连接。

5.根据权利要求1所述的故障检测方法，其特征在于：还包括燃气表电源切断组件，所述燃气表电源切断组件通过无线通信系统与处理器控制端A无线连接。

6.根据权利要求1所述的故障检测方法，其特征在于：还包括排风模块，所述排风模块包括油烟排风机，当家用报警器报警时，所述处理器通过无线通信系统控制油烟排风机启动并排风。

7.根据权利要求1所述的故障检测方法，其特征在于：还包括地震波传感器，当地震波传感器检测到地震波时，所述处理器通过处理器控制端A发送控制驱动电磁阀吸合的脉冲信号，使电磁阀吸合。

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