专利名称：一种风压检测装置和检测方法
技术领域：
本发明涉及一种风压检测装置和检测方法，特别是指一种应用于燃气热水器或采暖炉的风压检测装置和检测方法。
背景技术：
对外界风压的检测是燃气热水器和采暖炉的必要过程，这将直接关系到燃气热水器和采暖炉的燃烧是否正常以及一氧化碳是否超标。目前，燃气热水器和采暖炉通常采用风压开关即利用气的压力推动微动开关来实现检测燃烧室压强的风压检测方法风机没工作时，压差盘两侧压力处于平衡状态，弹簧推杆在弹簧力的作用下压迫微动开关，使其处于断开状态；当风机正常工作时，由于风机抽风的作用，使压差盘的上侧成负压状态，下侧压力腔内的正压推动阀膜使弹簧推杆向上运动，释放微动开关的触点，是微动开关接通，输出信号给控制器，达到风压检测的目的。由于风压开关只能在某个压强点闭合或断开，因此在需要对风机调速时，风压开关便会出现适应性差甚至无法使用的缺点。中国专利说明书200510036240. 8公开了一种风压智能检测装置及其检测方法， 该发明通过检测风机的转速与风机电压电流之间的关系判断出外界风压，在风机全部的转速范围内，实现了热水器燃气对风压检测及风压保护的需要。该发明虽然解决了使用风压开关进行风压检测的不足，但并没有考虑到环境温度对风机电流产生的影响，因此会产生风压检测误差。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种风压检测装置和检测方法，以实现降低环境温度对风机电流影响带来的风压检测误差。本发明提供的一种风压检测装置，包括温度采集模块10，用于采集风压检测装置所处环境温度；风机模块20，用于排出燃气热水器燃烧产生的废气及控制风机转速；电流检测模块30，用于检测风机电流；存储模块50，用于存储在无风压下风机不同转速对应的经温度补偿的不同风机电流和对应的不同风压电流额定量；控制模块40，用于根据温度采集模块10反馈的环境温度、对电流检测模块30检测的风机电流进行温度补偿；并据此及存储模块50中存储的风机当前转速对应的风机电流与对应的风压电流额定量检测当前外界风压是否产生风堵。由上可以看出，本发明装置充分考虑到环境温度对风机电流的影响，实现降低环境温度对风机电流影响带来的风压检测误差。上述装置，其特征在于，所述风机模块20包括风机22，用于排出燃气热水器燃烧产生的废气；风机控制电路21，用于启动和关闭风机22，并控制风机22以其转速范围内不同的转速工作。由上可以看出，本发明装置可以控制风机以不同的转速排出燃气热水器燃烧产生的废气。本发明提供的一种风压检测方法，其特征在于，预先存储在无风压下风机不同转速对应的经温度补偿的不同风机电流和对应的不同风压电流额定量，还包括步骤A、检测风压检测装置所处环境温度、风机当前转速及风机电流；B、根据所述环境温度对所述风机电流进行温度补偿；C、根据温度补偿后的风机电流的值、及预先存储的风机当前转速对应的经温度补偿的风机电流的值与风机当前转速对应的风压电流额定量判断当前外界风压是否产生风堵。由上可以看出，本发明方法采用对风机电流进行温度补偿的方式实现降低环境温度对风机电流影响带来的风压检测误差。上述方法，其特征在于，对风机电流进行温度补偿采用下述公式进行CT = C-CA(T)；C为无风压下当前风机转速对应的风机电流；T为风压检测装置当前环境温度； Ca(T)为在当前环境温度T下风机电流需要补偿的电流值；CT为经温度补偿后的风机电流。由上可以看出，本发明方法使用上述公式可以消除因环境温度变化产生的风机电流变化对风压检测的影响。上述方法，其特征在于，所述Ca(T)采用最小二乘法确定。上述方法，其特征在于，所述Ca(T)为下述函数T 彡 30 °C 时，Ca(T) = 80mA ；10°C彡 T < 30°C时，Ca(T) = 8X (T_20)mA ；T < 10 °C 时，Ca(T) = -80mA。由上可以看出，本发明使用最小二乘法确SCa(T),可以避免正负误差相抵。上述的方法，其特征在于，所述步骤C包括子步骤Cl、将风机当前转速对应的经温度补偿的风机电流的值与预先存储的风机当前转速对应的经温度补偿的风机电流的值作差值运算；C2、判断所述差值运算的结果是否小于风机当前转速对应的风压电流额定量；若是，则产生所述风堵；否则未产生风堵。由上可以看出，本发明方法简单高效，利于风压检测的实施。上述方法，其特征在于，所述风压电流额定量按如下方式确定M、检测在能够产生风堵的风压下不同风机转速对应的不同风机电流；N、依次将在所述风压下的不同风机转速对应的不同风机电流与预先存储的无风压下不同风机转速对应的不同风机电流作差值运算作为风压电流额定量。由上可以看出，本发明方法使用风压电流额定量可以消除不同种类风机差异带来的风压检测误差。上述方法，其特征在于，判断当前外界风压产生风堵时还包括发出风堵报警和/或关闭燃气热水器进气阀。由上可以看出，本发明方法可以产生有效处理风堵的措施。
图1为本发明风压检测的装置模块图；图2为本发明风压检测装置的电路图；图3为本发明风压检测装置在出厂前设置的自学习流程图；图4为本发明风压检测方法的流程图。
具体实施例方式下面结合图1、图2详细介绍应用于燃气热水器的本发明风压检测装置。如图1所示的一种风压检测装置，主要包括温度采集模块10，风机模块20，电流检测模块30，控制模块40和存储模块50。其中温度采集模块10用于采集风压检测装置所处环境温度。风机模块20用于排出燃气热水器燃烧产生的废气，主要由风机控制电路21和风机22组成。其中，风机控制电路21用于控制风机22工作，如启动、关闭风机22，调整风机 22转速等。风机22用于排出燃气热水器燃烧产生的废气。电流检测模块30用于检测不同风机转速下对应的风机电流。存储模块50与控制模块40相连，用于存储风压检测装置在无风压环境下，不同风机转速对应的经过温度补偿后的不同风机电流值；还存储有不同风机转速下的不同风压电流额定量。其中，本发明将生成不同风机转速对应的经过温度补偿后的不同风机电流值和不同风压电流额定量的过程称为自学习过程，将在后文进行描述。其中，风压电流额定量的定义为在当前环境的风压为IOOPa(该值为产生风堵的风压，可根据风扇实际情况修改)下检测出某一风机转速对应的风机电流；接着在当前环境为无风压下检测出达到上述风机转速对应的风机电流；将上述两种风压状态下的风机电流作差值运算，所述运算的结果即为在所述风机转速下的风压电流额定量。上述风压电流额定量的设定过程在相同的环境温度下完成，因此在两种风压环境下检测获得的风机电流没有受到环境温度变化的影响，故在检测风机电流时不需要进行温度补偿。重复上述过程， 可获得在风机22的转速范围内不同风机转速下的不同的风压电流额定量。控制模块40与上述各个模块连接，用于控制所述风压检测装置各个模块的工作， 并根据温度采集模块10的环境温度反馈，电流检测模块30的风机电流反馈获得当前环境温度和风机电流，并根据存储模块50存储的相关信息和获得的风机电流判断出外界风压的大小(下文将介绍具体执行方法)。如图2所示，本实施例采用MCU组成控制模块40。图2示出了图1的一个具体电路图，在本实施例中，温度采集模块10采用负温度系数热敏电阻(NTC)构成的温度传感器，当环境温度发生变化时，对应的电阻值也发生变化，通过电阻的分压作用产生电压变化以由MCU40检测到，再经过查表的方式获得不同电压对应的稳定从而得以检测出不同的温度。风机22发出的风机反馈(风机转速)由风机控制电路22采用霍尔传感器输出风机反馈脉冲信号给MCU40，由MCU40将该脉冲信号转成数字信号后进行处理。风机控制电路22采用BULK电路控制风机22。风机电流检测电路 30采用串联电阻，并加入放大电路输出风机电流，由MCU40将该电流信号转成数字信号后进行处理。本实施例中的BULK电路及放大电路均为常用电路，在此不再赘述。
下面结合图1 4详细介绍本发明应用于燃气热水器时的风压检测方法。本发明风压检测方法中的自学习过程可以在安装该风压检测装置的燃气热水器出厂时，置入测试箱环境中完成。具体包括下述三部分第一部分将所述风压检测装置放入测试箱，测试箱设为无风压(风压小于一定范围均可视作无风压)和恒温条件，由风机控制电路21启动风机22并使风机22依次以其转速范围内的不同转速工作，由风机电流检测电路30检测出不同风机转速对应的风机电流，同时记录下由温度采集模块10采集到的测试箱的温度(或读取测试箱所设置的温度)，由控制模块40根据所述温度对不同风机转速对应的不同风机电流值进行温度补偿运算(下文介绍)并存储于存储模块50中。第二部分再设定测试箱产生风压为lOOPa，如上方式检测出该风压下不同风机转速对应的不同风机电流(未经温度补偿)；再分别将各个风机转速下无风压测得的风机电流(未经温度补偿)与IOOPa的风机电流(未经温度补偿)计算差值，获得各个风机转速下的风压电流额定量。第三部分通过实验获得温度补偿函数，即环境温度与风机电流变化值之间的关系。具体为将测试箱设置为无风压(风压小于一定范围均可视作无风压)条件下，通过调节安装于该测试箱的具有能够控制安装于该箱体的发热电阻丝和制冷压缩机以实现调节箱内温度的温控器，将箱内温度设置为某值，然后控制风机控制电路21启动风机22并使风机22以其转速范围内的某转速工作，由风机电流检测电路30检测出在该温度下对应的风机电流；将箱内温度调节为另一定值，然后控制风机控制电路21启动风机22并使风机 22达到上述转速工作，由风机电流检测电路30检测出在该温度下达到所述风机转速对应的风机电流。重复上述过程，获得同一转速在各个环境温度下对应的电流值；然后通过最小二乘法获得相对于20°C环境温度变化与电流变化值的对应关系函数。经多次实验，相对于20°C下，不同转速下获得的不同环境温度的变化与电流变化值之间的关系基本相同，即温度补偿函数与转速基本无关，本实施例中的温度补偿函数如下表1所示
权利要求
1.一种风压检测装置，其特征在于，包括温度采集模块(10)，用于采集风压检测装置所处环境温度； 风机模块(20)，用于排出燃气热水器燃烧产生的废气及控制风机转速； 电流检测模块(30)，用于检测风机电流；存储模块(50)，用于存储在无风压下风机不同转速对应的经温度补偿的不同风机电流和对应的不同风压电流额定量；控制模块(40)，用于根据温度采集模块(10)反馈的环境温度、对电流检测模块(30)检测的风机电流进行温度补偿；并据此及存储模块(50)中存储的风机当前转速对应的风机电流与对应的风压电流额定量检测当前外界风压是否产生风堵。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述风机模块00)包括 风机(22)，用于排出燃气热水器燃烧产生的废气；风机控制电路(21)，用于启动和关闭风机(22)，并控制风机02)以其转速范围内不同的转速工作。
3.—种风压检测方法，其特征在于，预先存储在无风压下风机不同转速对应的经温度补偿的不同风机电流和对应的不同风压电流额定量，还包括步骤A、检测风压检测装置所处环境温度、风机当前转速及风机电流；B、根据所述环境温度对所述风机电流进行温度补偿；C、根据温度补偿后的风机电流的值、及预先存储的风机当前转速对应的经温度补偿的风机电流的值与风机当前转速对应的风压电流额定量判断当前外界风压是否产生风堵。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，对风机电流进行温度补偿采用下述公式进行Ct = C-Ca(T)；C为无风压下当前风机转速对应的风机电流；T为风压检测装置当前环境温度；CA(T) 为在当前环境温度T下风机电流需要补偿的电流值；CT为经温度补偿后的风机电流。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述Ca(T)采用最小二乘法确定。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述Ca(T)为下述函数 T 彡 30°C时，Ca(T) = 80mA ；IO0C^ T < 30°C时，Ca(T) = 8X (T_20)mA ； T < 10°C时，Ca(T) = -80mA。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤C包括子步骤Cl、将风机当前转速对应的经温度补偿的风机电流的值与预先存储的风机当前转速对应的经温度补偿的风机电流的值作差值运算；C2、判断所述差值运算的结果是否小于风机当前转速对应的风压电流额定量；若是，则产生所述风堵；否则未产生风堵。
8.根据权利要求3或7所述的方法，其特征在于，所述风压电流额定量按如下方式确定M、检测在能够产生风堵的风压下不同风机转速对应的不同风机电流； N、依次将在所述风压下的不同风机转速对应的不同风机电流与预先存储的无风压下不同风机转速对应的不同风机电流作差值运算作为风压电流额定量。
9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，判断当前外界风压产生风堵时还包括 发出风堵报警和/或关闭燃气热水器进气阀。
全文摘要
本发明提供了一种风压检测装置，包括温度采集模块(10)，风机模块(20)，电流检测模块(30)，控制模块(40)和存储模块(50)；本发明提供了一种风压检测方法，包括步骤检测风压检测装置所处环境温度、风机当前转速及风机电流；根据所述环境温度对所述风机电流进行温度补偿；根据温度补偿后的风机电流的值、及预先存储的风机当前转速对应的经温度补偿的风机电流的值与风机当前转速对应的风压电流额定量判断当前外界风压是否产生风堵。应用本发明可以实现降低环境温度对风机电流影响带来的风压检测误差。
文档编号G01L9/00GK102192808SQ20101012794
公开日2011年9月21日 申请日期2010年3月19日 优先权日2010年3月19日
发明者付成先, 全永兵, 陈艳丽 申请人:海尔集团公司, 青岛海尔科技有限公司