CN114360216B - 一种燃气报警装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃气报警装置，包括中央主板，燃气检测模块、火焰检测模块、电磁阀模块及声光报警模块均与中央主板相连，电磁阀模块设置在燃气管道上；燃气检测模块，用于采集燃气管道中的燃气流动状态，输出并发送第一电信号；火焰检测模块，用于采集燃气灶的灶头火焰信息，输出并发送第二电信号；中央主板，用于根据接收的第一电信号和第二电信号，输出并发送电磁阀启闭指令及报警指令；电磁阀模块，用于响应接收的电磁阀启闭指令，执行开启动作或关闭动作；声光报警模块，用于响应接收的报警指令，执行声光报警动作；本发明具有检测精度较高，使用寿命长，且无需重复校准的特点。

Description

一种燃气报警装置

技术领域

本发明属于燃气泄漏报警装置技术领域，特别涉及一种燃气报警装置。

背景技术

目前，在管道燃气使用过程中，往往存在泄漏的可能；当燃气泄漏在室内空气中，若未及时发现并且使燃气扩散到室外的话，很容易发生燃气爆炸等危险情况，严重危害人们的生命财产安全。

传统的燃气报警器大多采用将燃气报警器周围气体吸入报警器内部，利用吸入气体与报警器内的传感器表面产生化学或电化学反应，使传感器的电物理特性改变，从而发出声光报警；因此，当报警器发出报警时，室内空气中的燃气已经达到了较高浓度，报警存在严重的滞后性；同时，由于厨房环境气体复杂，报警器吸附周围气体有甲烷、丙烷或丁烷时，易产生误报；并且使用年限很短，每年都要重新校准检测。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种燃气报警装置，以解决现有的燃气报警器，存在报警滞后，易产生误报，使用寿命较短且需要重复校准检测的技术问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明提供了一种燃气报警装置，包括中央主板、燃气检测模块、火焰检测模块、电磁阀模块及声光报警模块；燃气检测模块、火焰检测模块、电磁阀模块及声光报警模块均与中央主板相连，电磁阀模块设置在燃气管道上；

燃气检测模块，用于采集燃气管道中的燃气流动状态，输出第一电信号，并将第一电信号传输至中央主板；

火焰检测模块，用于采集燃气灶的灶头火焰信息，输出第二电信号，并将第二电信号传输至中央主板；

中央主板，用于根据接收的第一电信号和第二电信号，输出电磁阀启闭指令及报警指令；并发送电磁阀启闭指令至电磁阀模块，发送报警指令至声光报警模块；

电磁阀模块，用于响应接收的电磁阀启闭指令，执行开启动作或关闭动作；

声光报警模块，用于响应接收报警指令，执行声光报警动作。

进一步的，中央主板包括第一单片机、第二单片机、第一无线通讯模块及第二无线通讯模块；第一单片机的输入端分别与燃气检测模块及火焰检测模块的输出端相连，第一单片机的输出端与第一无线通讯模块的输入端连接，第一无线通讯模块的输出端与第二无线通讯模块的输入端相连，第二无线通讯模块的输出端与第二单片机的输入端连接，第二单片机的输出端分布与电磁阀模块及声光报警模块的输入端连接；

第一单片机，用于接收所述第一电信号及所述第二电信号，输出IO信号，并将所述IO信号通过第一无线通讯模块及第二无线通讯模块传输至第二单片机；

第二单片机，用于对接收的IO信息进行逻辑判断，输出电磁阀启闭指令及报警指令；并发送电磁阀启闭指令至电磁阀模块，发送报警指令至声光报警模块。

进一步的，第一单片机及第二单片机均采用STC15W204S-SOP08型单片机；第一无线通讯模块采用JK24A-TXL/N型无线通讯模块，第二无线通讯模块均采用JK24A-RXM型无线通讯模块。

进一步的，燃气检测模块包括磁性流量开关；所述磁性流量开关设置在燃气管道的入户段中，磁性流量开关的输出端与中央主板的输入端连接。

进一步的，燃气检测模块还包括第一电阻和第二电阻；磁性流量开关的输出端与第一电阻的一端连接，第一电阻的另一端与第二电阻的一端连接，第二电阻的另一端与中央主板(1)的输入端连接；其中，磁性流量开关采用W11C-1/2NPT-VH型磁性流量开关。

进一步的，火焰检测模块包括火焰离子探针及火焰检测电路；火焰离子探针安装在燃气灶的灶头上，并伸入灶头火焰内部；火焰离子探针的输出端与火焰监测电路的输入端相连，火焰监测电路的输出端与中央主板相连；火焰离子探针，用于采集灶头火焰的燃烧电离子信号流，并将采集灶头火焰的燃烧电离子信号流发送至火焰监测电路；火焰监测电路，用于对接收的灶头火焰的燃烧电离子信号流进行放大及比较处理，得到第一电信号，并发送第一电信号至中央主板。

进一步的，火焰检测电路包括第一级放大器、第二级放大器及比较器；火焰离子探针的输出端与第一级放大器的输入端连接，第一级放大器的输出端与第二级放大器的输入端连接，第二级放大器的输出端与比较器的输入端连接，比较器的输出端与中央主板的输入端连接；其中，第一级放大器及第二级放大器均采用LM358型双运算放大器；比较器采用LM393型比较器。

进一步的，电磁阀模块包括电磁阀驱动电路及电磁阀本体；电磁阀驱动电路的输入端与中央主板的输出端连接，电磁阀驱动电路的输出端与电磁阀本体的输入端连接；电磁阀本体安装在燃气管道的入户段前段。

进一步的，电磁阀驱动电路包括光隔离器、驱动三极管及驱动继电器；光隔离器的输入端与中央主板的输出端连接，光隔离器的输出端与驱动三极管的基极相连，驱动三极管的发射极与驱动继电器的输入端连接，驱动三极管的集电极连接地GND；驱动继电器的输出端与电磁阀本体的输入端连接。

进一步的，声光报警模块包括光敏二极管及蜂鸣器；光敏二极管及蜂鸣器的输入端均与中央主板的输出端连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供了一种燃气报警装置，通过燃气检测模块对燃气管道中的燃气流动状态进行监测，通过火焰检测模块对灶头火焰信息进行监测；根据燃气流动状态信息及灶头火焰信息，对电磁阀模块及声光报警模块进行控制，实现燃气泄漏时发出报警信息并切断燃气管道内的燃气供应，能够有效避免燃气安全事故发生；同时将燃气流动状态及灶头火焰作为报警及关阀依据，避免产生误报或报警滞后的现象，使用寿命长，检测精度较高且无需重复校准。

进一步的，中央主板采用两个单片机组合而成，两个单片机之间通过无线通讯模块进行数据交换，数据传输速度高，布线方式简单，成本低。

进一步的，燃气检测模块采用磁性流量开关，磁性流量开关能够准确获取管道内燃气流动状态，监测结果准确度较高，安全性好。

进一步的，在磁性流量开关与中央主板设置第一电阻及第二电阻，形成限流串阻，起到防静电的作用，避免了瞬时高压击穿中央主板，提高了装置的安全性和可靠性。

进一步的，将火焰离子探针设置在灶头火焰处对火焰的燃烧电离子信号流进行采集，并利用火焰检测电路进行放大、比较处理，确保了输出的电信号与火焰的同步性，避免了报警滞后。

本发明所述的一种燃气报警装置，由于燃气的唯一作用就是燃烧，燃气管道内燃气有流量经过但在灶头处没有火焰形成，此时燃气将泄漏在空气中，需要立即关阀检测，以避免可能产生的燃气安全事故；本发明中，通过同时采集燃气流动状态及灶头火焰信息，作为报警及关阀的依据，区别于现有的气体吸入至报警器内发生化学反应的报警方式，实现了物理式的燃气报警，有效解决了现有燃气报警装置存在的滞后误报现象、使用年限较短以及需要重复校准检测；具有检测精度较高，使用寿命长，且无需重复校准的特点。

附图说明

图1为本实施例所述的燃气报警装置的结构框图；

图2为实施例所述的燃气报警装置中的电源模块的电路图；

图3为实施例所述的燃气报警装置中的燃气检测及火焰检测电路图；

图4为实施例所述的燃气报警装置中的第一无线通讯模块的电路图；

图5为实施例所述的燃气报警装置中的第二无线通讯模块的电路图；

图6为实施例所述的燃气报警装置中的电磁阀驱动电路图；

图7为实施例所述的燃气报警装置中的声光报警模块的电路图；

图8为实施例所述的燃气报警装置的工作原理流程图。

其中，1中央主板，2燃气检测模块，3火焰检测模块，4电磁阀模块，5声光报警模块。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题，技术方案及有益效果更加清楚明白，以下具体实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种燃气报警装置，包括中央主板1、燃气检测模块2、火焰检测模块3、电磁阀模块4及声光报警模块5；燃气检测模块2、火焰检测模块3、电磁阀模块4及声光报警模块5均与中央主板1相连；其中，电磁阀模块4设置在燃气管道上。

中央主板1，用于根据接收的第一电信号和第二电信号，输出电磁阀启闭指令及报警指令；并发送电磁阀启闭指令至电磁阀模块4，发送报警指令至声光报警模块5；燃气检测模块2，用于采集燃气管道中的燃气流动状态，输出第一电信号，并将第一电信号传输至中央主板1；火焰检测模块3，用于采集燃气灶的灶头火焰信息，输出第二电信号，并将第二电信号传输至中央主板1；电磁阀模块4，用于响应接收的电磁阀启闭指令，执行开启动作或关闭动作；声光报警模块5，用于响应接收的报警指令，执行声光报警动作。

中央主板1包括第一单片机、第二单片机、第一无线通讯模块及第二无线通讯模块；第一单片机的输入端分别与燃气检测模块2及火焰检测模块3的输出端相连，第一单片机的输出端与第一无线通讯模块的输入端连接，第一无线通讯模块的输出端与第二无线通讯模块的输入端相连，第二无线通讯模块的输出端与第二单片机的输入端连接，第二单片机的输出端分布与电磁阀模块4及声光报警模块5的输入端连接；中央主板1采用两个单片机组合而成，两个单片机之间通过无线通讯模块进行数据交换，数据传输速度高，布线方式简单，成本低。

其中，第一单片机，用于接收所述第一电信号及所述第二电信号，输出IO信号，并将所述IO信号通过第一无线通讯模块及第二无线通讯模块传输至第二单片机；第二单片机，用于对接收的IO信息进行逻辑判断，输出电磁阀启闭指令及报警指令；并发送电磁阀启闭指令至电磁阀模块4，发送报警指令至声光报警模块5；优选的，第一单片机采用STC15W204S-SOP08型单片机，第二单片机均采用STC15W204S-SOP08型单片机；第一无线通讯模块采用JK24A-TXL/N型无线通讯模块，第二无线通讯模块均采用JK24A-RXM型无线通讯模块。

燃气检测模块2包括磁性流量开关、第一电阻及第二电阻，所述磁性流量开关设置在燃气管道的入户段中；磁性流量开关的输出端与第一电阻的一端连接，第一电阻的另一端与第二电阻的一端连接，第二电阻的另一端与所述第一单片机的输入端连接；其中，磁性流量开关采用W11C-1/2NPT-VH型磁性流量开关；燃气检测模块2采用磁性流量开关，磁性流量开关能够准确获取管道内燃气流动状态，监测结果准确度较高，安全性好；同时，在磁性流量开关与中央主板设置第一电阻及第二电阻，形成限流串阻，起到防静电的作用，避免了瞬时高压击穿中央主板，提高了装置的安全性和可靠性。

火焰检测模块3包括火焰离子探针及火焰检测电路；火焰离子探针安装在燃气灶的灶头上，并伸入灶头火焰内部；火焰离子探针的输出端与火焰监测电路的输入端相连，火焰监测电路的输出端与所述第一单片机的输入端连接；将火焰离子探针设置在灶头火焰处对火焰的燃烧电离子信号流进行采集，并利用火焰检测电路进行放大、比较处理，确保了输出的电信号与火焰的同步性，避免了报警滞后。

火焰离子探针，用于采集灶头火焰的燃烧电离子信号流，并将采集灶头火焰的燃烧电离子信号流发送至火焰监测电路；火焰监测电路，用于对接收的灶头火焰的燃烧电离子信号流进行放大及比较处理，得到第一电信号，并发送第一电信号至第一单片机。

本发明中，火焰检测电路包括第一级放大器、第二级放大器及比较器；火焰离子探针的输出端与第一级放大器的输入端连接，第一级放大器的输出端与第二级放大器的输入端连接，第二级放大器的输出端与比较器的输入端连接，比较器的输出端与所述第一单片机的输入端连接；优选的，第一级放大器及第二级放大器均采用LM358型双运算放大器；比较器采用LM393型比较器。

电磁阀模块4包括电磁阀驱动电路及电磁阀本体；电磁阀驱动电路的输入端与所述第二单片机的输出端连接，电磁阀驱动电路的输出端与电磁阀本体的输入端连接；电磁阀本体安装在燃气管道的入户段前段。

本发明中，电磁阀驱动电路包括光隔离器、驱动三极管及驱动继电器；光隔离器的输入端与所述第二单片机的输出端连接，光隔离器的输出端与驱动三极管的基极相连，驱动三极管的发射极与驱动继电器的输入端连接，驱动三极管的集电极连接地GND；驱动继电器的输出端与电磁阀本体的输入端连接。

声光报警模块5包括光敏二极管及蜂鸣器；光敏二极管及蜂鸣器的输入端均与所述第二单片机的输出端连接。

工作原理：

本发明所述的燃气报警装置，不同于以往依靠化学或电化学反应的传感器为原理的燃气报警器；通过设置燃气检测模块2采集燃气管道内的燃气流动状态，通过火焰检测模块3采集灶头火焰信息，并分别输出电信号至中央主板1；当燃气正常使用时，火焰检测模块中的火焰离子探针能够采集到火焰的燃烧电离子信号流，当火焰消失时，火焰检测模块将发送电信号至中央主板；当中央主板同时接收到流量检测模块发送的电信号以及火焰消失时火焰检测模块发送的电信号时，将输出报警指令及电磁阀启闭指令，激活声光报警模块报警，同时切断电磁阀模块。

本发明所述的燃气报警装置，通过燃气检测模块对燃气管道中的燃气流动状态进行监测，通过火焰检测模块对灶头火焰信息进行监测；根据燃气流动状态信息及灶头火焰信息，对电磁阀模块及声光报警模块进行控制，实现燃气泄漏时发出报警信息并切断燃气管道内的燃气供应，能够有效避免燃气安全事故发生；本发明中，同时将燃气流动状态及灶头火焰作为报警及关阀依据，检测精度较高，避免产生误报或报警滞后的现象，检测精度较高，使用寿命长，且无需重复校准。

实施例

以市售双灶头燃气灶的燃气报警过程为例，如附图1-7所示，本实施例提供了一种燃气报警装置，包括电源模块、中央主板1、燃气检测模块2、火焰检测模块3、电磁阀模块4及声光报警模块5。

电源模块，用于为中央主板1、燃气检测模块2、火焰检测模块3、电磁阀模块4及圣光报警模块5提供电源；燃气检测模块2、火焰检测模块3、电磁阀模块4及声光报警模块5均与中央主板1相连；其中，燃气检测模块2设置在燃气管道的入户段中，火焰检测模块3安装在燃气灶的灶头处，电磁阀模块4设置在燃气管道的入户段前段。

中央主板1，用于根据接收的第一电信号和第二电信号，输出电磁阀启闭指令及报警指令；并发送电磁阀启闭指令至电磁阀模块4，发送报警指令至声光报警模块5；燃气检测模块2，用于采集燃气管道中的燃气流动状态，输出第一电信号，并将第一电信号传输至中央主板1；火焰检测模块3，用于采集燃气灶的灶头火焰信息，输出第二电信号，并将第二电信号传输至中央主板1；电磁阀模块4，用于响应接收的电磁阀启闭指令，执行开启动作或关闭动作；声光报警模块5，用于响应接收的报警指令，执行声光报警动作。

本实施例中，电源模块包括隔离开关电源模块U1、接线端子U2、稳压芯片U3、电容C1、电容C2、电容C3及电容C4；隔离开关电源模块U1的引脚1通过接线端子U2的引脚1接入市电火线，隔离开关电源模块U1的引脚2通过接线端子U2的引脚2接入市电零线；隔离开关电源模块U1的引脚4、电容C1的一端、电容C2的一端及稳压芯片U3的引脚3并联引出，作为电源正极VCC5V；稳压芯片U3的引脚2、稳压芯片U3的引脚4、电容C3的一端及电容C4的一端并联引出，作为电源正极VCC33；隔离开关电源模块U1的引脚3、电容C1的另一端、电容C2的另一端、稳压芯片U3的引脚1、电容C3的另一端及电容C4的另一端均连接地GND；其中，隔离开关电源模块U1的型号为HLK-PM01_C917667，接线端子U2的型号为KF396-3.96-2P，稳压芯片U3的型号为LM1117-3.3。

中央主板1包括第一单片机U5、第二单片机U6、第一无线通讯模块U1及第二无线通讯模块U4；第一单片机U5的输入端分别与燃气检测模块2及火焰检测模块3的输出端相连，第一单片机U5的输出端与第一无线通讯模块U1的输入端连接，第一无线通讯模块U1的输出端与第二无线通讯模块U4的输入端相连，第二无线通讯模块U4的输出端与第二单片机U6的输入端连接，第二单片机U6的输出端分布与电磁阀模块4及声光报警模块5的输入端连接；其中，第一单片机U5，用于接收所述第一电信号及所述第二电信号，输出IO信号，并将所述IO信号通过第一无线通讯模块U1及第二无线通讯模块U4传输至第二单片机U6；第二单片机U6，用于对接收的IO信息进行逻辑判断，输出电磁阀启闭指令及报警指令；并发送电磁阀启闭指令至电磁阀模块4，发送报警指令至声光报警模块5；其中，第一单片机U5的型号为STC15W204S-SOP08，第二单片机U6的型号为STC15W204S-SOP08；第一无线通讯模块U1的型号为JK24A-TXL/N，第二无线通讯模块U4的型号为JK24A-RXM。

本实施例中，第一无线通讯模块U1的引脚1与电源正极VCC33相连，第一无线通讯模块U1的引脚2与电阻R3的一端连接，第一无线通讯模块U1的引脚3与电阻R4的一端连接，第一无线通讯模块U1的引脚4与电阻R5的一端连接，第一无线通讯模块U1的引脚5与电阻R6的一端连接，第一无线通讯模块U1的引脚6与电阻R7的一端连接，第一无线通讯模块U1的引脚7与电阻R8的一端连接，第一无线通讯模块U1的引脚8与电阻R9的一端连接，第一无线通讯模块U1的引脚9与电阻R10的一端连接；电阻R3的另一端、电阻R4的另一端、电阻R5的另一端、电阻R6的另一端、电阻R7的另一端、电阻R8的另一端、电阻R9的另一端及电阻R10的另一端均与第一单片机U5的引脚6相连；其中，第一单片机U5的引脚6为第一单片机U5的P3.1口；第一无线通讯模块U1的引脚10分两路，其中一路与开关S1的一端连接，开关S1的另一端连接地GND；另一路与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端与电源正极VCC33相连；第一无线通讯模块U1的引脚11与电阻R1的一端连接，另一端与光敏二极管D1的正极相连；第一无线通讯模块U1的引脚11及光敏二极管D1的负极均连接地GND。

本实施例中，第二无线通讯模块U4的引脚1与电源正极VCC33相连，第二无线通讯模块U4的引脚2与电阻R43的一端连接，第二无线通讯模块U4的引脚3与电阻R44的一端连接，第二无线通讯模块U4的引脚4与电阻R45的一端连接，第二无线通讯模块U4的引脚5与电阻R46的一端连接，第二无线通讯模块U4的引脚6与电阻R47的一端连接，第二无线通讯模块U4的引脚7与电阻R48的一端连接，第二无线通讯模块U4的引脚8与电阻R49的一端连接，第二无线通讯模块U4的引脚9与电阻R50的一端连接；电阻R43的另一端、电阻R44的另一端、电阻R45的另一端、电阻R46的另一端、电阻R47的另一端、电阻R48的另一端、电阻R49的另一端及电阻R50的另一端均与第二单片机U6的引脚5、引脚7及引脚8相连；第二无线通讯模块U4的引脚10分两路，其中一路与开关S2的一端连接，开关S2的另一端连接地GND；另一路与电阻R51的一端连接，电阻R51的另一端与电源正极VCC33相连；第二无线通讯模块U4的引脚11与电阻R52的一端连接，另一端与光敏二极管D2的正极相连；第二无线通讯模块U4的引脚12及光敏二极管D2的负极均连接地GND。

本实施例中，第一单片机U5的引脚2与电源正极VCC33连接，第一单片机U5的引脚4连接地GND；第二单片机U6的引脚2与电源正极VCC33连接，第二单片机U6的引脚4连接地GND。

本实施例中，第一单片机U5和第二单片机U6均采用STC15W204S-SOP08单片机；STC15W204S-SOP08单片机的供电电压2.5V-5.5V，基于8051内核；其上设置有14个I/O引脚，2个定时器/计数器；内置的晶振最高可以达到35Mhz，4Kbytes字节的Flash ROM(程序存储器)，256bytes字节的数据存储区(变量使用)的EEPROM，具有串口UARTs、看门狗、ISP/IAP及CMP等资源；具有体积小巧的特点，适合小型化集成度高的产品使用。

本实施例中，燃气检测模块2包括磁性流量开关；所述磁性流量开关设置在燃气管道的入户段中；磁性流量开关的输出端与所述第一单片机的输入端连接；火焰检测模块3包括火焰离子探针及火焰检测电路；火焰离子探针安装在燃气灶的灶头上，并伸入灶头火焰内部；火焰离子探针的输出端与火焰监测电路的输入端相连，火焰监测电路的输出端与所述第一单片机的输入端连接；火焰离子探针，用于采集灶头火焰的燃烧电离子信号流，并将采集灶头火焰的燃烧电离子信号流发送至火焰监测电路；火焰监测电路，用于对接收的灶头火焰的燃烧电离子信号流进行放大及比较处理，得到第一电信号，并发送第一电信号至第一单片机。

本实施例中，燃气检测模块2与火焰检测模块3的电路部分采用共板设计；电路结构具体如下：

(1)针对左灶头进行的燃气及火焰检测电路包括接头J2、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、放大器U3A、放大器U3B及比较器U4B。

磁性流量开关以及设置在左灶头的火焰离子探针通过接头J2接入电路；接头J2的引脚1分两路，其中一路连接地GND，另一路与电阻R16的一端连接；电阻R16的另一端分两路，其中一路与放大器U3A的引脚2连接，另一路与电阻R21的一端连接。

接头J2的引脚2分两路，其中一路与放大器U3A的引脚3连接，另一路与电阻R11的一端连接；放大器U3A的引脚8与电源正极VCC33连接，放大器U3A的引脚4连接地GND；放大器U3A的引脚1及电阻R21的另一端均与放大器U3B的引脚5连接。

放大器U3B的引脚8与电源正极VCC33连接，放大器U3B的引脚4连接地GND；放大器U3B的引脚6分两路，其中一路与电阻R17的一端连接，另一路与电阻R22的一端连接；电阻R17的另一端连接地GND；

电阻R11的另一端分三路，其中第一路与电阻R15的一端连接，第二路与电阻R18的一端连接，第三路与电阻R23的一端连接；放大器U3B的引脚7分三路，其中第一路与电阻R15的一端连接，第二路与电阻R18的一端连接，第三路与电阻R23的一端连接；电阻R22的另一端分三路，其中第一路与电阻R15的一端连接，第二路与电阻R18的一端连接，第三路与电阻R23的一端连接。

电阻R15的另一端分三路，其中第一路与电阻R12的一端连接，第二路与电阻R13的一端连接，第三路与比较器U4B的引脚5连接；电阻R12的另一端连接地GND；电阻R13的另一端、比较器U4B的引脚8及电阻R14的一端均匀电源正极VCC33连接。

电阻R18的另一端分三路，其中第一路与电阻R19的一端连接，第二路与电阻R20的一端连接，第三路与比较器U4B的引脚6连接；电阻R19的另一端连接地GND；电阻R20的另一端及比较器U4B的引脚4均连接地GND。

电阻R23的另一端、电阻R14的另一端及比较器U4B的引脚7均与第一单片机U5的引脚8连接；其中，第一单片机U5的引脚8即为第一单片机U5的P3.3口。

本实施例中，放大器U3A的型号为LM358，放大器U3B的型号为LM358，比较器U4B的型号为LM393。

(2)针对右灶头进行的燃气及火焰检测电路包括接头J4、电阻R24、电阻R25、电阻R26、电阻R27、电阻R28、电阻R29、电阻R30、电阻R31、电阻R32、电阻R33、电阻R34、电阻R35、电阻R36、放大器U6A、放大器U6B及比较器U4A；

磁性流量开关以及设置在右灶头的火焰离子探针通过接头J4接入电路；接头J4的引脚1分两路，其中一路连接地GND，另一路与电阻R29的一端连接；电阻R29的另一端分两路，其中一路与放大器U6A的引脚2连接，另一路与电阻R34的一端连接。

接头J4的引脚2分两路，其中一路与放大器U6A的引脚3连接，另一路与电阻R24的一端连接；放大器U6A的引脚8与电源正极VCC33连接，放大器U6A的引脚4连接地GND；放大器U6A的引脚1及电阻R34的另一端均与放大器U6B的引脚5连接。

放大器U6B的引脚8与电源正极VCC33连接，放大器U6B的引脚4连接地GND；放大器U6B的引脚6分两路，其中一路与电阻R30的一端连接，另一路与电阻R35的一端连接；电阻R30的另一端连接地GND；

电阻R34的另一端分三路，其中第一路与电阻R28的一端连接，第二路与电阻R31的一端连接，第三路与电阻R36的一端连接；放大器U6B的引脚7分三路，其中第一路与电阻R28的一端连接，第二路与电阻R31的一端连接，第三路与电阻R36的一端连接；电阻R35的另一端分三路，其中第一路与电阻R28的一端连接，第二路与电阻R31的一端连接，第三路与电阻R36的一端连接。

电阻R28的另一端分三路，其中第一路与电阻R25的一端连接，第二路与电阻R26的一端连接，第三路与比较器U4A的引脚3连接；电阻R25的另一端连接地GND；电阻R26的另一端、比较器U4A的引脚8及电阻R27的一端均匀电源正极VCC33连接。

电阻R31的另一端分三路，其中第一路与电阻R32的一端连接，第二路与电阻R33的一端连接，第三路与比较器U4A的引脚2连接；电阻R32的另一端连接地GND；电阻R33的另一端及比较器U4A的引脚4均连接地GND。

电阻R36的另一端、电阻R27的另一端及比较器U4B的引脚1均与第一单片机U5的引脚7连接；其中，第一单片机U5的引脚7即为第一单片机U5的P3.1口。

本实施例中，放大器U6A的型号为LM358，放大器U6B的型号为LM358，比较器U4A的型号为LM393。

本实施例中，所述磁性流量开关能够监测燃气管道中燃气的流动状态，并输出开关量；磁性流量开关包括压力拨片、磁性芯阀、干簧管及复位磁体；当燃气管道中的燃气流量大于磁性流量开关的启动流量时，磁性阀芯在燃气流量压力作用下向流动方向移动，触发干簧管的触点动作；当燃气流量降低至启动流量以下时，磁性阀芯在复位磁体斥力作用下回复原位，干簧管的触点恢复初始状态；当有燃气通过，前后气压差推动压力拨片动作，触发干簧管闭合，干簧管开关状态从常开到常闭。

本实施例中，考虑归一化，将燃气检测模块与火焰检测模块的电路部分共板设计；通过接头J2及接头J4分别接入左右两个灶头，实现对双灶头的监测目的；灶头火焰的燃烧电离子信号流经两级放大后送入比较器，经比较电路后将状态信息送入第一单片机的IO口，两路检测电路分别占用第一单片机的P3.2和P3.3口；第一单片机监测到信号后，通过无线发送至第二单片机等待逻辑判断。

电磁阀模块4包括电磁阀驱动电路及电磁阀本体；电磁阀驱动电路的输入端与所述第二单片机的输出端连接，电磁阀驱动电路的输出端与电磁阀本体的输入端连接；电磁阀本体安装在燃气管道的入户段前段。

本实施例中，电磁阀驱动电路包括光隔离器U7、电阻R37、电阻R38、电阻R39、驱动三极管Q2及继电器RLY1；光隔离器U7的引脚1与电阻R37的一端连接，电阻R37的另一端与电源正极VCC33连接；光隔离器U7的引脚2与第二单片机U6的引脚1连接；光隔离器U7的引脚3连接地GND；光隔离器U7的引脚4分两路，其中一路与电阻R38的一端连接，另一路与电阻R39的一端连接；电阻R38的另一端与电源正极VCC5V连接；电阻R39的另一端与驱动三极管Q2的基极连接；驱动三极管Q2的集电极连接地GND；驱动三极管Q2的发射极与继电器RLY1的引脚4连接；继电器RLY1的引脚1与电源正极VCC5V连接，继电器RLY1的引脚2、引脚3及引脚5均与电磁阀本体相连。

本实施例中，光隔离器U7的型号为PS2701-1-F3-A_C40831，驱动三极管Q2的型号为S8550_C 545533，继电器RLY1的型号为SRD-05VDC-SL-C。

本实施例中，电磁阀本体采用常闭型阀门；工作原理是接通电源，电磁阀本体的阀门打开，断电关闭；实现弱电控制强电，利用继电器RLY1控制电磁阀本体工作，电路采用光耦进行隔离，光耦控制信号接第二单片机的P5.4口，当IO输出低电平时，光隔离器U7导通，驱动三极管Q2导通，继电器RLY1线包供电，继电器RLY1常开触点闭合，接通电磁阀本体电源，电磁阀本体接通，反之电磁阀本体断开。

声光报警模块5包括电阻R40、电阻R41、驱动三极管Q1、电阻R42、光敏二极管D3及蜂鸣器BUZZER1；电阻R40的一端与第二单片机U6的引脚3连接，电阻R40的另一端分两路，其中一路与电阻R41的一端连接，另一路与驱动三极管Q1的基极连接；驱动三极管Q1的发射极与蜂鸣器BUZZER1的引脚2连接，驱动三极管Q1的集电极连接地GND；蜂鸣器BUZZER1的引脚1分两路，其中一路与电源正极VCC5V连接，另一路与光敏二极管D3的负极连接；光敏二极管D3的正极与电阻R42的一端连接，电阻R42的另一端与电源正极VCC5V连接。

本实施例中，驱动三极管Q1的型号为S8550_C 545533，蜂鸣器BUZZER1的型号为FMB1275-05。

工作原理：

如附图8所示，本实施例所述的燃气报警装置，使用时，通过设置燃气检测模块2采集燃气管道内的燃气流动状态，通过火焰检测模块3采集灶头火焰信息，并分别输出电信号至中央主板1；当燃气正常使用时，火焰检测模块中的火焰离子探针能够采集到火焰的燃烧电离子信号流，当火焰消失时，火焰检测模块将发送电信号第一单片机；当第二单片机同时接收到流量检测模块发送的电信号以及火焰消失时火焰检测模块发送的电信号时，将输出报警指令及电磁阀启闭指令，激活声光报警模块报警，同时切断电磁阀模块。

本发明所述的燃气报警装置，同时将燃气流动状态及灶头火焰作为报警及关阀依据，检测精度较高，避免产生误报或报警滞后的现象；具有检测精度较高，使用寿命长，且无需重复校准的特点。

上述实施例仅仅是能够实现本发明技术方案的实施方式之一，本发明所要求保护的范围并不仅仅受本实施例的限制，还包括在本发明所公开的技术范围内，任何熟悉本技术领域的技术人员所容易想到的变化、替换及其他实施方式。

Claims (2)

1.一种燃气报警装置，其特征在于，包括中央主板（1）、燃气检测模块（2）、火焰检测模块（3）、电磁阀模块（4）及声光报警模块（5）；燃气检测模块（2）、火焰检测模块（3）、电磁阀模块（4）及声光报警模块（5）均与中央主板（1）相连；电磁阀模块（4）设置在燃气管道上；

燃气检测模块（2），用于采集燃气管道中的燃气流动状态，输出第一电信号，并将第一电信号传输至中央主板（1）；

火焰检测模块（3），用于采集燃气灶的灶头火焰信息，输出第二电信号，并将第二电信号传输至中央主板（1）；

中央主板（1），用于根据接收的第一电信号和第二电信号，输出电磁阀启闭指令及报警指令；并发送电磁阀启闭指令至电磁阀模块（4），发送报警指令至声光报警模块（5）；

电磁阀模块（4），用于响应接收的电磁阀启闭指令，执行开启动作或关闭动作；

声光报警模块（5），用于响应接收的报警指令，执行声光报警动作；

中央主板（1）包括第一单片机U5、第二单片机U6、第一无线通讯模块U1及第二无线通讯模块U4；第一单片机U5的输入端分别与燃气检测模块（2）及火焰检测模块（3）的输出端相连，第一单片机U5的输出端与第一无线通讯模块U1的输入端连接，第一无线通讯模块U1的输出端与第二无线通讯模块U4的输入端相连，第二无线通讯模块U4的输出端与第二单片机U6的输入端连接，第二单片机U6的输出端分布与电磁阀模块（4）及声光报警模块（5）的输入端连接；其中，第一单片机U5，用于接收所述第一电信号及所述第二电信号，输出IO信号，并将所述IO信号通过第一无线通讯模块U1及第二无线通讯模块U4传输至第二单片机U6；第二单片机U6，用于对接收的IO信息进行逻辑判断，输出电磁阀启闭指令及报警指令；并发送电磁阀启闭指令至电磁阀模块（4），发送报警指令至声光报警模块（5）；其中，第一单片机U5的型号为STC15W204S-SOP08，第二单片机U6的型号为STC15W204S-SOP08；第一无线通讯模块U1的型号为JK24A-TXL/N，第二无线通讯模块U4的型号为JK24A-RXM；

第一无线通讯模块U1的引脚1与电源正极VCC33相连，第一无线通讯模块U1的引脚2与电阻R3的一端连接，第一无线通讯模块U1的引脚3与电阻R4的一端连接，第一无线通讯模块U1的引脚4与电阻R5的一端连接，第一无线通讯模块U1的引脚5与电阻R6的一端连接，第一无线通讯模块U1的引脚6与电阻R7的一端连接，第一无线通讯模块U1的引脚7与电阻R8的一端连接，第一无线通讯模块U1的引脚8与电阻R9的一端连接，第一无线通讯模块U1的引脚9与电阻R10的一端连接；电阻R3的另一端、电阻R4的另一端、电阻R5的另一端、电阻R6的另一端、电阻R7的另一端、电阻R8的另一端、电阻R9的另一端及电阻R10的另一端均与第一单片机U5的引脚6相连；其中，第一单片机U5的引脚6为第一单片机U5的P3.1口；第一无线通讯模块U1的引脚10分两路，其中一路与开关S1的一端连接，开关S1的另一端连接地GND；另一路与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端与电源正极VCC33相连；第一无线通讯模块U1的引脚11与电阻R1的一端连接，另一端与光敏二极管D1的正极相连；第一无线通讯模块U1的引脚11及光敏二极管D1的负极均连接地GND；

第二无线通讯模块U4的引脚1与电源正极VCC33相连，第二无线通讯模块U4的引脚2与电阻R43的一端连接，第二无线通讯模块U4的引脚3与电阻R44的一端连接，第二无线通讯模块U4的引脚4与电阻R45的一端连接，第二无线通讯模块U4的引脚5与电阻R46的一端连接，第二无线通讯模块U4的引脚6与电阻R47的一端连接，第二无线通讯模块U4的引脚7与电阻R48的一端连接，第二无线通讯模块U4的引脚8与电阻R49的一端连接，第二无线通讯模块U4的引脚9与电阻R50的一端连接；电阻R43的另一端、电阻R44的另一端、电阻R45的另一端、电阻R46的另一端、电阻R47的另一端、电阻R48的另一端、电阻R49的另一端及电阻R50的另一端均与第二单片机U6的引脚5、引脚7及引脚8相连；第二无线通讯模块U4的引脚10分两路，其中一路与开关S2的一端连接，开关S2的另一端连接地GND；另一路与电阻R51的一端连接，电阻R51的另一端与电源正极VCC33相连；第二无线通讯模块U4的引脚11与电阻R52的一端连接，另一端与光敏二极管D2的正极相连；第二无线通讯模块U4的引脚12及光敏二极管D2的负极均连接地GND；

第一单片机U5的引脚2与电源正极VCC33连接，第一单片机U5的引脚4连接地GND；第二单片机U6的引脚2与电源正极VCC33连接，第二单片机U6的引脚4连接地GND；

燃气检测模块（2）包括磁性流量开关；所述磁性流量开关设置在燃气管道的入户段中；磁性流量开关的输出端与所述第一单片机的输入端连接；火焰检测模块（3）包括火焰离子探针及火焰检测电路；火焰离子探针安装在燃气灶的灶头上，并伸入灶头火焰内部；火焰离子探针的输出端与火焰监测电路的输入端相连，火焰监测电路的输出端与所述第一单片机的输入端连接；火焰离子探针，用于采集灶头火焰的燃烧电离子信号流，并将采集灶头火焰的燃烧电离子信号流发送至火焰监测电路；火焰监测电路，用于对接收的灶头火焰的燃烧电离子信号流进行放大及比较处理，得到第一电信号，并发送第一电信号至第一单片机；

燃气检测模块（2）与火焰检测模块（3）的电路部分采用共板设计，电路结构具体如下：

针对左灶头进行的燃气及火焰检测电路包括接头J2、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、放大器U3A、放大器U3B及比较器U4B；

磁性流量开关以及设置在左灶头的火焰离子探针通过接头J2接入电路；接头J2的引脚1分两路，其中一路连接地GND，另一路与电阻R16的一端连接；电阻R16的另一端分两路，其中一路与放大器U3A的引脚2连接，另一路与电阻R21的一端连接；

接头J2的引脚2分两路，其中一路与放大器U3A的引脚3连接，另一路与电阻R11的一端连接；放大器U3A的引脚8与电源正极VCC33连接，放大器U3A的引脚4连接地GND；放大器U3A的引脚1及电阻R21的另一端均与放大器U3B的引脚5连接；

放大器U3B的引脚8与电源正极VCC33连接，放大器U3B的引脚4连接地GND；放大器U3B的引脚6分两路，其中一路与电阻R17的一端连接，另一路与电阻R22的一端连接；电阻R17的另一端连接地GND；

电阻R11的另一端分三路，其中第一路与电阻R15的一端连接，第二路与电阻R18的一端连接，第三路与电阻R23的一端连接；放大器U3B的引脚7分三路，其中第一路与电阻R15的一端连接，第二路与电阻R18的一端连接，第三路与电阻R23的一端连接；电阻R22的另一端分三路，其中第一路与电阻R15的一端连接，第二路与电阻R18的一端连接，第三路与电阻R23的一端连接；

电阻R15的另一端分三路，其中第一路与电阻R12的一端连接，第二路与电阻R13的一端连接，第三路与比较器U4B的引脚5连接；电阻R12的另一端连接地GND；电阻R13的另一端、比较器U4B的引脚8及电阻R14的一端均匀电源正极VCC33连接；

电阻R18的另一端分三路，其中第一路与电阻R19的一端连接，第二路与电阻R20的一端连接，第三路与比较器U4B的引脚6连接；电阻R19的另一端连接地GND；电阻R20的另一端及比较器U4B的引脚4均连接地GND；

电阻R23的另一端、电阻R14的另一端及比较器U4B的引脚7均与第一单片机U5的引脚8连接；其中，第一单片机U5的引脚8即为第一单片机U5的P3.3口；

放大器U3A的型号为LM358，放大器U3B的型号为LM358，比较器U4B的型号为LM393；

针对右灶头进行的燃气及火焰检测电路包括接头J4、电阻R24、电阻R25、电阻R26、电阻R27、电阻R28、电阻R29、电阻R30、电阻R31、电阻R32、电阻R33、电阻R34、电阻R35、电阻R36、放大器U6A、放大器U6B及比较器U4A；

磁性流量开关以及设置在右灶头的火焰离子探针通过接头J4接入电路；接头J4的引脚1分两路，其中一路连接地GND，另一路与电阻R29的一端连接；电阻R29的另一端分两路，其中一路与放大器U6A的引脚2连接，另一路与电阻R34的一端连接；

接头J4的引脚2分两路，其中一路与放大器U6A的引脚3连接，另一路与电阻R24的一端连接；放大器U6A的引脚8与电源正极VCC33连接，放大器U6A的引脚4连接地GND；放大器U6A的引脚1及电阻R34的另一端均与放大器U6B的引脚5连接；

放大器U6B的引脚8与电源正极VCC33连接，放大器U6B的引脚4连接地GND；放大器U6B的引脚6分两路，其中一路与电阻R30的一端连接，另一路与电阻R35的一端连接；电阻R30的另一端连接地GND；

电阻R34的另一端分三路，其中第一路与电阻R28的一端连接，第二路与电阻R31的一端连接，第三路与电阻R36的一端连接；放大器U6B的引脚7分三路，其中第一路与电阻R28的一端连接，第二路与电阻R31的一端连接，第三路与电阻R36的一端连接；电阻R35的另一端分三路，其中第一路与电阻R28的一端连接，第二路与电阻R31的一端连接，第三路与电阻R36的一端连接；

电阻R28的另一端分三路，其中第一路与电阻R25的一端连接，第二路与电阻R26的一端连接，第三路与比较器U4A的引脚3连接；电阻R25的另一端连接地GND；电阻R26的另一端、比较器U4A的引脚8及电阻R27的一端均匀电源正极VCC33连接；

电阻R31的另一端分三路，其中第一路与电阻R32的一端连接，第二路与电阻R33的一端连接，第三路与比较器U4A的引脚2连接；电阻R32的另一端连接地GND；电阻R33的另一端及比较器U4A的引脚4均连接地GND；

电阻R36的另一端、电阻R27的另一端及比较器U4B的引脚1均与第一单片机U5的引脚7连接；其中，第一单片机U5的引脚7即为第一单片机U5的P3.1口；

放大器U6A的型号为LM358，放大器U6B的型号为LM358，比较器U4A的型号为LM393；

所述磁性流量开关，用于监测燃气管道中燃气的流动状态，并输出开关量；磁性流量开关包括压力拨片、磁性芯阀、干簧管及复位磁体；当燃气管道中的燃气流量大于磁性流量开关的启动流量时，磁性阀芯在燃气流量压力作用下向流动方向移动，触发干簧管的触点动作；当燃气流量降低至启动流量以下时，磁性阀芯在复位磁体斥力作用下回复原位，干簧管的触点恢复初始状态；当有燃气通过，前后气压差推动压力拨片动作，触发干簧管闭合，干簧管开关状态从常开到常闭；

电磁阀模块（4）包括电磁阀驱动电路及电磁阀本体；电磁阀驱动电路的输入端与所述第二单片机的输出端连接，电磁阀驱动电路的输出端与电磁阀本体的输入端连接；电磁阀本体安装在燃气管道的入户段前段；

电磁阀驱动电路包括光隔离器U7、电阻R37、电阻R38、电阻R39、驱动三极管Q2及继电器RLY1；光隔离器U7的引脚1与电阻R37的一端连接，电阻R37的另一端与电源正极VCC33连接；光隔离器U7的引脚2与第二单片机U6的引脚1连接；光隔离器U7的引脚3连接地GND；光隔离器U7的引脚4分两路，其中一路与电阻R38的一端连接，另一路与电阻R39的一端连接；电阻R38的另一端与电源正极VCC5V连接；电阻R39的另一端与驱动三极管Q2的基极连接；驱动三极管Q2的集电极连接地GND；驱动三极管Q2的发射极与继电器RLY1的引脚4连接；继电器RLY1的引脚1与电源正极VCC5V连接，继电器RLY1的引脚2、引脚3及引脚5均与电磁阀本体相连；

光隔离器U7的型号为PS2701-1-F3-A_C40831，驱动三极管Q2的型号为S8550_C545533，继电器RLY1的型号为SRD-05VDC-SL-C；

电磁阀本体采用常闭型阀门。

2.根据权利要求1所述的一种燃气报警装置，其特征在于，声光报警模块（5）包括光敏二极管及蜂鸣器；光敏二极管及蜂鸣器的输入端均与中央主板（1）的输出端连接。