專利名稱：多點(diǎn)溫度控制燃?xì)馄骶咭馔庀ɑ鸬陌踩Ｗo(hù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于自動(dòng)控制領(lǐng)域。涉及一種多點(diǎn)溫度控制燃?xì)馄骶咭馔庀ɑ鸬陌踩Ｗo(hù)方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)今社會(huì)，家用燃?xì)庥捎谄渚哂腥紵矢?、環(huán)保無污染等特點(diǎn)，已被越來越的家庭所使用。尤其是城鎮(zhèn)居民，家用燃?xì)饩咭呀?jīng)成為他們必不可少的廚房用具之一。但由于燃?xì)獗旧淼囊兹夹院陀卸拘?，使燃?xì)庠谑褂弥写嬖谝欢ㄎｋU(xiǎn)性。每年全國各地都有大量由于燃?xì)馄骶呤褂眠^程中燃?xì)庑孤┒l(fā)重大事故的報(bào)道，從對(duì)這些事故的分析中可以看到，大部分事故的發(fā)生都是由于燃?xì)馄骶呤褂眠^程中意外熄火而周圍無人看護(hù)，無法及時(shí)關(guān)掉燃?xì)忾y門造成的。因此，為了提高燃?xì)馐褂眠^程中的安全性，一種行之有效的解決方法是給居民使用的燃?xì)馄骶呱习惭b一種能夠靈敏的檢測(cè)到燃?xì)馄骶咭馔庀ɑ鸩⒛芗皶r(shí)關(guān)掉燃?xì)忾y門的裝置。
然而，目前的市場(chǎng)上所銷售的燃?xì)庠罹咧?包括天然氣、液化石油氣和煤氣灶具)，大部分產(chǎn)品沒有安全保護(hù)裝置，部分高檔產(chǎn)品中雖配備具有類似功能的裝置，但由于其本身的控制策略性能低下，且價(jià)格高高昂，從而降低了安全保護(hù)裝置的可靠性能和市場(chǎng)普及率。
發(fā)明人對(duì)傳統(tǒng)燃?xì)饩弑Ｗo(hù)裝置的性能進(jìn)行了分析，主要存在以下缺陷1、市場(chǎng)目前已有的燃?xì)饩弑Ｗo(hù)裝置的控制方式主要采用單溫度式，保護(hù)時(shí)間延遲(從灶具熄火到保護(hù)裝置實(shí)施關(guān)閉氣源動(dòng)作的時(shí)間間隔)在30s左右，這種裝置的時(shí)間延遲較長，使保護(hù)的性能降低；2、帶有上述安全保護(hù)裝置主要與燃?xì)饩吲涮咨a(chǎn)，市場(chǎng)占有量有限，而對(duì)于市場(chǎng)上占據(jù)總數(shù)80％以上的無保護(hù)裝置燃?xì)饩邅碚f，加裝安全保護(hù)裝置，一是需要具有專業(yè)知識(shí)的人員，二是目前沒有成熟的配套產(chǎn)品，加裝后的維修服務(wù)成本太高，無論是產(chǎn)品生產(chǎn)廠還是銷售商都很難接受；3、市場(chǎng)上含有保護(hù)裝置的燃?xì)饩邇r(jià)格高昂，對(duì)于普通民眾很難接受。

發(fā)明內(nèi)容
基于上述背景技術(shù)中對(duì)目前已有燃?xì)馄骶甙踩Ｗo(hù)裝置的技術(shù)特點(diǎn)和應(yīng)用情況的分析，本發(fā)明的目的是，提出一種全新的多點(diǎn)溫度控制燃?xì)馄骶咭馔庀ɑ鸬陌踩Ｗo(hù)方法。依據(jù)該方法設(shè)計(jì)的保護(hù)裝置能夠靈敏的檢測(cè)到燃?xì)馄骶咭馔庀ɑ鸩⒛芗皶r(shí)關(guān)掉燃?xì)忾y門。并依據(jù)此設(shè)計(jì)方法給出一種結(jié)構(gòu)簡單、不僅可以給低檔燃?xì)饩甙采弦粋€(gè)小巧的裝置，使其實(shí)現(xiàn)漏氣自動(dòng)關(guān)火和燃燒時(shí)間限制功能。還可以大大提升高檔燃?xì)馄骶咴诎踩Ｗo(hù)方面的性能。
實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)的技術(shù)解決方案是多點(diǎn)溫度控制燃?xì)馄骶咭馔庀ɑ鸬陌踩Ｗo(hù)方法，其特征在于，該方法在燃?xì)馄骶呱显O(shè)置一個(gè)溫度傳感器、電路控制系統(tǒng)和關(guān)閉氣源的執(zhí)行部件，由溫度傳感器將燃?xì)馄骶呷紵闹行臏囟绒D(zhuǎn)換為電信號(hào)送入電路控制系統(tǒng)中，該電路控制系統(tǒng)中設(shè)定有按照時(shí)間間隔依次產(chǎn)生一個(gè)遞增的多點(diǎn)溫度對(duì)比值，將灶具中心溫度值與該多點(diǎn)溫度對(duì)比值進(jìn)行比對(duì)，根據(jù)多點(diǎn)溫度對(duì)比值的高低，判斷燃?xì)馄骶呤钦９ぷ鬟€是意外熄火，當(dāng)燃?xì)馄骶甙l(fā)生意外熄火，控制系統(tǒng)將及時(shí)啟動(dòng)關(guān)閉氣源的執(zhí)行部件關(guān)閉燃?xì)馄骶叩臍庠础?br> 本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)安全保護(hù)功能的有效實(shí)行，采用了全新的多點(diǎn)溫度控制策略。首先將溫度傳感器輸入的信號(hào)，進(jìn)行換算處理還原成灶具中心溫度信號(hào)值。與此同時(shí)，處理系統(tǒng)產(chǎn)生一個(gè)多點(diǎn)的對(duì)比溫度信號(hào)值，并且此多點(diǎn)的對(duì)比溫度值是隨時(shí)間變化的。在點(diǎn)火階段系統(tǒng)按照設(shè)定的時(shí)間間隔依次產(chǎn)生一個(gè)遞增的多點(diǎn)對(duì)比溫度值，據(jù)此稱這種控制策略為多點(diǎn)溫度控制，直到燃?xì)饩哒９ぷ骱蟊３忠粋€(gè)最大對(duì)比溫度值。需要說明的是，一定的時(shí)間間隔、遞增的對(duì)比溫度值以及最大對(duì)比溫度值都是由控制系統(tǒng)根據(jù)具體燃?xì)庠罹叩膶?shí)際運(yùn)行情況預(yù)先設(shè)定的。在系統(tǒng)運(yùn)行的整個(gè)過程中，控制系統(tǒng)將會(huì)對(duì)灶具中心溫度值與對(duì)比溫度值進(jìn)行比對(duì)，如果對(duì)比溫度低時(shí)，表示燃?xì)庠罹吖ぷ髡?，而?dāng)對(duì)比溫度值高時(shí)，表示灶具意外熄火，控制系統(tǒng)將啟動(dòng)熄火控制部分關(guān)閉燃?xì)饩邭庠?。其中爐具中心溫度和對(duì)比溫度可以通過顯示屏顯示，方便監(jiān)控和設(shè)置。
以上電路控制中多點(diǎn)對(duì)比溫度值的設(shè)計(jì)打破了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，這種設(shè)計(jì)縮短了保護(hù)時(shí)間延遲，有效的防止事故的發(fā)生。同時(shí)在這種設(shè)計(jì)中能夠提供定時(shí)器功能，可以提升燃?xì)庠罹叩男阅?，方便用戶的使用?br>

圖1是整個(gè)系統(tǒng)的工作流程圖；圖2是試驗(yàn)用燃?xì)庠罹咴诟魅紵A段爐心溫度走勢(shì)圖；圖3是具體實(shí)施方案裝置圖(不包含熱電偶)；圖4是具體實(shí)施方案立體視圖(不包含熱電偶)；在圖2中I區(qū)為點(diǎn)火階段。溫度從零上升至最高溫度，實(shí)驗(yàn)測(cè)定整個(gè)階段所用時(shí)間為60s；II區(qū)為正常使用階段。溫度在這一階段保持(840±20)℃，圖中所示的本階段時(shí)間只是一個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)間，在燃?xì)饩呤褂玫倪^程中這段時(shí)間為正常使用時(shí)間。可長可短，但溫度基本保持不變；III區(qū)為熄火階段。本階段的溫度從穩(wěn)定的正常使用溫度逐漸降到環(huán)境溫度，本階段所需時(shí)間較長，但在開始熄火時(shí)，溫度變化很快。
在圖3中1、控制電路板、2、工作指示燈、3、LED時(shí)間顯示器、4、渦輪渦桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、5、觸點(diǎn)式電源開關(guān)、6、直流減速電機(jī)、7、電池組、8、機(jī)架以下結(jié)合附圖和發(fā)明人給出的具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
具體實(shí)施例方式
按照?qǐng)D1所示系統(tǒng)工作流程圖所搭建的試驗(yàn)裝置由三部分組成1.溫度采集部分，由一個(gè)K極熱電偶、導(dǎo)線、安裝支架組成；2.控制電路部分，由一個(gè)單片機(jī)芯片、一個(gè)計(jì)數(shù)器、兩個(gè)LED顯示器等部件組成；3.關(guān)閉氣源執(zhí)行部件，由一個(gè)減速電機(jī)、一個(gè)渦輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、一個(gè)觸點(diǎn)關(guān)閉開關(guān)等部件組成。
參見圖3具體實(shí)施方案裝置圖，控制電路板1、渦輪渦桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4、觸點(diǎn)式電源開關(guān)5、直流減速電機(jī)6、電池組7都安裝在機(jī)架8上，渦輪渦桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4的渦輪與燃?xì)庠罹叩男D(zhuǎn)開關(guān)同軸安裝，渦桿與直流減速電機(jī)6連接。直流減速電機(jī)6通過渦輪渦桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4帶動(dòng)燃?xì)庠罹咝D(zhuǎn)開關(guān)軸實(shí)施氣源關(guān)閉，在渦輪外緣安裝觸點(diǎn)式電源開關(guān)5，預(yù)先設(shè)定好點(diǎn)火的角度，通過渦輪的旋轉(zhuǎn)控制整個(gè)裝置電源的開閉。
以下是對(duì)裝置工作過程的說明由安裝在灶頭附近的K極熱電偶采集火焰溫度并把這一溫度信號(hào)輸入到控制系統(tǒng)中，將這一溫度值與對(duì)比溫度進(jìn)行比對(duì)(需要指出的是這里所說的控制系統(tǒng)中的溫度值均為對(duì)應(yīng)的電壓值)。如圖2所示，本試驗(yàn)裝置設(shè)定了三2個(gè)對(duì)比溫度，在點(diǎn)火階段(即I區(qū))爐心溫度隨時(shí)間逐漸升高。當(dāng)對(duì)燃?xì)庠罹唿c(diǎn)火后，保護(hù)系統(tǒng)隨即啟動(dòng)，對(duì)比溫度為低于環(huán)境溫度，經(jīng)過點(diǎn)火階段時(shí)間的1/4之后，對(duì)比溫度變?yōu)門31，再經(jīng)過相同時(shí)間后，對(duì)比溫度變?yōu)門32，再經(jīng)過相同時(shí)間后，對(duì)比溫度變?yōu)門33，并一直保持對(duì)比溫度為T33(II、III區(qū)分別為正常使用階段和熄火階段)。無論是在哪一個(gè)階段，只要爐心溫度低于對(duì)比溫度，保護(hù)系統(tǒng)都將啟動(dòng)機(jī)械控制，關(guān)閉灶具氣源。通過以上步驟可得出當(dāng)燃?xì)庠罹咭馔庀ɑ鸷?，從熄火開始到關(guān)閉氣源的時(shí)間(即保護(hù)時(shí)間延遲)為1/4的點(diǎn)火階段總時(shí)間。
同時(shí)，利用電路控制系統(tǒng)中的單片機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)定時(shí)器，此定時(shí)器可通過用戶設(shè)定長短，以秒為單位進(jìn)行倒計(jì)時(shí)，并將時(shí)間顯示在顯示器上，此例用LED顯示器顯示。一旦定時(shí)器歸零就驅(qū)動(dòng)機(jī)械控制帶動(dòng)電機(jī)關(guān)閉燃?xì)饩邭庠础?br> 以上兩部分的對(duì)比溫度設(shè)定顯示、對(duì)比溫度變化的時(shí)間長短設(shè)定顯示和倒計(jì)時(shí)時(shí)間顯示都通過單片機(jī)驅(qū)動(dòng)的LED顯示器顯示。
權(quán)利要求
1.多點(diǎn)溫度控制燃?xì)馄骶咭馔庀ɑ鸬陌踩Ｗo(hù)方法，其特征在于，該方法在燃?xì)馄骶呱显O(shè)置一個(gè)溫度傳感器、電路控制系統(tǒng)和關(guān)閉氣源的執(zhí)行部件，由溫度傳感器將燃?xì)馄骶呷紵闹行臏囟绒D(zhuǎn)換為電信號(hào)送入電路控制系統(tǒng)中，該電路控制系統(tǒng)中設(shè)定有按照時(shí)間間隔依次產(chǎn)生一個(gè)遞增的多點(diǎn)溫度對(duì)比值，將灶具中心溫度值與該多點(diǎn)溫度對(duì)比值進(jìn)行比對(duì)，根據(jù)多點(diǎn)溫度對(duì)比值的高低，判斷燃?xì)馄骶呤钦９ぷ鬟€是意外熄火，當(dāng)燃?xì)馄骶甙l(fā)生意外熄火，控制系統(tǒng)將及時(shí)啟動(dòng)關(guān)閉氣源的執(zhí)行部件關(guān)閉燃?xì)馄骶叩臍庠础?br> 2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的電路控制系統(tǒng)包括有一個(gè)單片機(jī)芯片、一個(gè)計(jì)數(shù)器、兩個(gè)LED顯示器部件，其控制執(zhí)行下列步驟1)單片機(jī)芯片首先將溫度傳感器輸入的信號(hào)，進(jìn)行換算處理還原成灶具中心溫度信號(hào)值；2)與此同時(shí)，電路控制系統(tǒng)產(chǎn)生一個(gè)對(duì)比溫度值，并且此對(duì)比溫度值是隨時(shí)間變化的，在點(diǎn)火階段系統(tǒng)按照所設(shè)定的時(shí)間間隔依次產(chǎn)生一個(gè)遞增的多點(diǎn)溫度對(duì)比值，直到燃?xì)馄骶哒９ぷ骱蟊３忠粋€(gè)最大對(duì)比溫度值；3)燃?xì)馄骶呷紵恼麄€(gè)過程中，單片機(jī)芯片對(duì)灶具中心溫度值與對(duì)比溫度值實(shí)時(shí)進(jìn)行比對(duì)，如果對(duì)比溫度低時(shí)，表示燃?xì)庠罹吖ぷ髡＃?)當(dāng)對(duì)比溫度值高時(shí)，表示灶具意外熄火，此時(shí)控制系統(tǒng)將啟動(dòng)熄火執(zhí)行部件關(guān)閉燃?xì)饩邭庠础?br> 3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述的兩個(gè)LED顯示器部件用于顯示爐具中心溫度和對(duì)比溫度。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的溫度傳感器為K極熱電偶。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的關(guān)閉氣源執(zhí)行部件包括一個(gè)減速電機(jī)、一個(gè)渦輪渦桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、一個(gè)觸點(diǎn)關(guān)閉開關(guān)，渦輪渦桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的渦輪與燃?xì)馄骶叩男D(zhuǎn)開關(guān)同軸安裝，渦桿與減速電機(jī)連接，減速電機(jī)通過渦輪渦桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與燃?xì)馄骶叩男D(zhuǎn)開關(guān)軸連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多點(diǎn)溫度控制燃?xì)馄骶咭馔庀ɑ鸬陌踩Ｗo(hù)方法，該方法在燃?xì)馄骶呱显O(shè)置一個(gè)溫度傳感器、電路控制系統(tǒng)和關(guān)閉氣源的執(zhí)行部件，由溫度傳感器將燃?xì)馄骶呷紵闹行臏囟绒D(zhuǎn)換為電信號(hào)送入電路控制系統(tǒng)中，該電路控制系統(tǒng)中設(shè)定有按照時(shí)間間隔依次產(chǎn)生一個(gè)遞增的多點(diǎn)溫度對(duì)比值，將灶具中心溫度值與該多點(diǎn)溫度對(duì)比值進(jìn)行比對(duì)，根據(jù)多點(diǎn)溫度對(duì)比值的高低，判斷燃?xì)馄骶呤钦９ぷ鬟€是意外熄火，當(dāng)燃?xì)馄骶甙l(fā)生意外熄火，控制系統(tǒng)將及時(shí)啟動(dòng)關(guān)閉氣源的執(zhí)行部件關(guān)閉燃?xì)馄骶叩臍庠?。該方法能夠縮短保護(hù)時(shí)間延遲，有效的防止事故的發(fā)生。提升燃?xì)庠罹叩男阅?，方便用戶的使用?br> 文檔編號(hào)F24C3/12GK1667320SQ20051004187
公開日2005年9月14日 申請(qǐng)日期2005年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月29日
發(fā)明者付羲, 何茂剛, 張穎 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)