专利名称：燃气灶过热空烧防止装置及防止方法
技术领域：
本发明涉及一种基于单片机微处理器智能控制的燃气灶过热防空烧装置及其控 制方法。
背景技术：
燃气灶在家庭使用中非常普及，目前市面上生产的燃气灶以机械方式来控制燃气 的居多，且以克服中途熄火关闭为主，暂无以单片机微处理器智能防止过热空烧的装置及 方法，较难保障使用者的安全。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明提供了一种燃气灶过热空烧防止装置及防止方法，该 装置及方法除了具备传统的低温熄火保护功能外，又增加了智能高温保护，通过过热侦测 及过热曲线判别双重防止空烧，以符合大多数锅具达到防止空烧之功效，且精度高、系统简 单稳定。本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是一种燃气灶过热空烧防止装置，包括用于检测锅具底部温度的温度传感器、温度 传感器控制电路、单片机微处理器、安装于瓦斯主管道上的主电磁阀和主电磁阀控制电路， 所述单片机微处理器控制所述温度传感器控制电路控制所述温度传感器检测锅具底部的 温度，所述温度传感器控制电路将采集到的温度数据传递给所述单片机微处理器进行程式 分析及处理，所述单片机微处理器对处理后的数据进行过热辨别，所述单片机微处理器通 过主电磁阀控制电路控制所述主电磁阀的启闭。设有熄火保护装置，所述熄火保护装置主要由热电偶、安装于瓦斯分管道上的自 吸阀和热电偶控制电路组成，所述热电偶检测燃气灶着火并将检测数据传递给所述单片机 微处理器进行分析及处理，所述单片机微处理器通过所述热电偶控制电路控制自吸阀的启 闭。热电偶是一个可将温度转换成电压的组件，其利用热起电力的变化来探测燃气灶着火， 将检测结果送至单片机微处理器，开启自吸阀与主电磁阀，使燃气流通，当出现异常情况时 及时关闭主电磁阀，以确保安全。设有报警器，所述报警器可发出警示声，所述报警器由所述单片机微处理器控制。设有升压单元，所述升压单元由若干干电池和将干电池电压升压并供单片机微处 理器及相关装置工作的升压电路构成。具体实施时升压单元将2节1. 5V干电池升压为5V 供单片机微处理器及相关装置使用。所述单片机微处理器设有供其提取资料的资料库。所述单片机微处理器设有给其计时的计时器。一种燃气灶过热空烧防止方法，包括下述步骤①、温度适时采集单片机微处理器控制温度传感器控制电路控制温度传感器每 隔固定时间(ΔΤ)检测锅具底部的温度，温度传感器控制电路将采集到的温度数据传递给单片机微处理器；②、程式分析及处理单片机微处理器将当前采集的温度(tn)与上次采集的温度 (tn_i)相减得到温度差(At)，将温度差(At)除以固定时间(ΔΤ)得到采集温度上升斜率 (ΔΥΥ)；③、过热曲线判别单片机微处理器将固定时间的采集温度上升斜率(ΔΥΥ)与设 定好的标准温度上升斜率(ΔΥ)进行比较，标准温度上升斜率ΔΥ为试验综合测试数据暂 设为1. 11 1. 16，此步骤至少进行一次。在步骤③过热曲线判别之前和之后至少之一进行过热侦测单片机微处理器设定 有过热温度点(tm)，过热温度点可设定为272°C，单片机微处理器将当前采集的温度(tn)与 过热温度点(tm)进行比较，此步骤至少进行一次。当单片机微处理器判定燃气灶过热空烧时，单片机微处理器通过主电磁阀控制电 路关闭主电磁阀。本发明的有益效果是本发明除了具备传统的低温熄火保护功能外，又增加了智 能高温保护，对锅具温度具有灵敏的感知，通过过热侦测及过热曲线判别双重防止空烧，以 符合大多数锅具达到防止空烧之功效，从而可以有效防止因锅具空烧等异常高温而导致的 火灾事故的发生，全程保护家庭财产及人生安全，且精度高、系统简单稳定、相对成本不高， 满足人们对燃气灶使用安全的需求。
图1为本发明所述燃气灶过热空烧防止装置的原理框图；图2为本发明所述燃气灶过热空烧防止方法的流程图；图3为本发明所述燃气灶过热空烧防止装置的部分电路原理图(包括热电偶控制 电路、温度传感器控制电路、主电磁阀控制电路和开关信号电路)。
具体实施例方式实施例一种燃气灶过热空烧防止装置，包括用于检测锅具底部温度的温度传感 器、温度传感器控制电路、单片机微处理器、安装于瓦斯主管道上的主电磁阀和主电磁阀控 制电路，所述单片机微处理器控制所述温度传感器控制电路控制所述温度传感器检测锅具 底部的温度，所述温度传感器控制电路将采集到的温度数据传递给所述单片机微处理器进 行程式分析及处理，所述单片机微处理器对处理后的数据进行过热辨别，所述单片机微处 理器通过主电磁阀控制电路控制所述主电磁阀的启闭。设有熄火保护装置，所述熄火保护装置主要由热电偶、安装于瓦斯分管道上的自 吸阀和热电偶控制电路组成，所述热电偶检测燃气灶着火并将检测数据传递给所述单片机 微处理器进行分析及处理，所述单片机微处理器通过所述热电偶控制电路控制自吸阀的启 闭。热电偶是一个可将温度转换成电压的组件，其利用热起电力的变化来探测燃气灶着火， 将检测结果送至单片机微处理器，开启自吸阀与主电磁阀，使燃气流通，当出现异常情况时 及时关闭主电磁阀，以确保安全。设有报警器，所述报警器可发出警示声，所述报警器由所述单片机微处理器控制。设有升压单元，所述升压单元由若干干电池和将干电池电压升压并供单片机微处理器及相关装置工作的升压电路构成。升压单元将2节1. 5V干电池升压为5V供单片机微 处理器及相关装置使用。所述单片机微处理器设有供其提取资料的资料库。所述单片机微处理器设有给其计时的计时器。—种燃气灶过热空烧防止方法，包括下述步骤①、温度适时采集单片机微处理器控制温度传感器控制电路控制温度传感器每 隔固定时间(ΔΤ)检测锅具底部的温度，温度传感器控制电路将采集到的温度数据传递给 单片机微处理器；②、程式分析及处理单片机微处理器将当前采集的温度(tn)与上次采集的温度 (tn_i)相减得到温度差(At)，将温度差(At)除以固定时间(ΔΤ)得到采集温度上升斜率 (ΔΥΥ)；③、过热曲线判别单片机微处理器将固定时间的采集温度上升斜率(ΔΥΥ)与设 定好的标准温度上升斜率(ΔΥ)进行比较，标准温度上升斜率ΔΥ为试验综合测试数据暂 设为1. 11 1. 16，此步骤至少进行一次。在步骤③过热曲线判别之前和之后至少之一进行过热侦测单片机微处理器设定 有过热温度点(tm)(可设定为272°C)，单片机微处理器将当前采集的温度(tn)与过热温度 点(tm)进行比较，此步骤至少进行一次。当单片机微处理器判定燃气灶过热空烧时，单片机微处理器通过主电磁阀控制电 路关闭主电磁阀。本发明所述燃气灶过热空烧防止方法的具体流程如图2所示每次开机时先初始 化等待，然后故障检测，有故障则报警器蜂鸣器报警，关闭主电磁阀；若无则进行平衡时间 计算，待平衡时间结束后进行温度适时采集，并传送单片机微处理器进行程式分析及处理； 处理完毕后进行过热侦测，若高于过热温度点等待1分钟再次判断，若还高于过热温度点 则关闭主电磁阀；若低于则进行过热曲线判别，固定时间的采集温度上升斜率(ΔΥΥ)与设 定好的标准温度上升斜率(Δ Y)进行比较，若ΔΥΥ高于ΔΥ则等待1分钟再次判断，若ΔΥΥ 还高于ΔΥ则关闭主电磁阀，若ΔΥΥ低于ΔΥ则返回故障检测。本发明所述燃气灶过热空烧防止装置的热电偶控制电路、温度传感器控制电路、 主电磁阀控制电路和开关信号电路的原理图如图3所示热电偶控制电路由运放U2和一系列元器件组成，热电偶将温度转换成电压，并将 微弱电压放大送至单片机微处理器进行处理，开启自吸阀与主电磁阀，使燃气流通，当出现 异常情况时及时关闭主电磁阀，以确保安全。温度传感器感知锅具底部温度，一端连接单片机微处理器AD 口，可将采集的温度 量转换为数字量供单片机微处理器进行处理分析。该部分由R16上拉，R17、R18下拉及C4 组成(R17阻值较R18要小很多)。在过热侦测时，当高于过热温度点时，1分钟等待时会作 部分修变，高于过热温度点将R18作为下拉调整，防止误判。主电磁阀控制电路(注3V为电源电压，3V1为升压芯片输入电压，5V为升压后输 出电压)，当下压灶具机械旋钮开关时，电源经开关分两路其中一路向E5充电，使Q5导通 Q7基极电压经R13、Q5对地形成负偏置使Q7导通，3V经Q7向升压单元供电，电压升至5V 后，给单片机微处理器(Ul)供电；Ul初始化完成后立即在18脚发出连续的脉冲信号，该脉冲信号经E2、Q2、R6、QU E4给Q4基极提供高电平，使Q4导通从而维持Q7基极的负偏置， 使Q7处于长通状态，实现开机供电维持。E5因充电完成而使Q5截止停止工作；电路中E3 的作用其一是利用对电容E3的充电延长Ql的导通时间；其二是与E2配合为防止因干 扰而产生误动作。另一路送至Q6基极，使Q6导通将Ul的9脚置低电平，作为开关复位控 制(低电平为开机状态；高电平为关机)。开机完成后Ul的7脚输出高电平打开主电磁阀 点火，点火成功后Ul的17脚输出低电平将Q3导通维持主电磁阀开启，检测到故障时，Ul的 17脚置高电平使Q3截止，关闭主电磁阀，切断气源。该回路能有效地防止因雷击等瞬间放 电对系统产生干扰。
权利要求
一种燃气灶过热空烧防止装置，其特征在于包括用于检测锅具底部温度的温度传感器、温度传感器控制电路、单片机微处理器、安装于瓦斯主管道上的主电磁阀和主电磁阀控制电路，所述单片机微处理器控制所述温度传感器控制电路控制所述温度传感器检测锅具底部的温度，所述温度传感器控制电路将采集到的温度数据传递给所述单片机微处理器进行程式分析及处理，所述单片机微处理器对处理后的数据进行过热辨别，所述单片机微处理器通过主电磁阀控制电路控制所述主电磁阀的启闭。
2.根据权利要求1所述的燃气灶过热空烧防止装置，其特征在于设有熄火保护装置， 所述熄火保护装置主要由热电偶、安装于瓦斯分管道上的自吸阀和热电偶控制电路组成， 所述热电偶检测燃气灶着火并将检测数据传递给所述单片机微处理器进行分析及处理，所 述单片机微处理器通过所述热电偶控制电路控制自吸阀的启闭。
3.根据权利要求1所述的燃气灶过热空烧防止装置，其特征在于设有报警器，所述报 警器可发出警示声，所述报警器由所述单片机微处理器控制。
4.根据权利要求1所述的燃气灶过热空烧防止装置，其特征在于设有升压单元，所述 升压单元由若干干电池和将干电池电压升压并供单片机微处理器及相关装置工作的升压 电路构成。
5.根据权利要求1所述的燃气灶过热空烧防止装置，其特征在于所述单片机微处理 器设有供其提取资料的资料库。
6.根据权利要求1所述的燃气灶过热空烧防止装置，其特征在于所述单片机微处理 器设有给其计时的计时器。
7.一种燃气灶过热空烧防止方法，其特征在于包括下述步骤①、温度适时采集单片机微处理器控制温度传感器控制电路控制温度传感器每隔固 定时间检测锅具底部的温度，温度传感器控制电路将采集到的温度数据传递给单片机微处 理器；②、程式分析及处理单片机微处理器将当前采集的温度与上次采集的温度相减得到 温度差，将温度差除以固定时间得到采集温度上升斜率；③、过热曲线判别单片机微处理器将固定时间的采集温度上升斜率与设定好的标准 温度上升斜率进行比较，此步骤至少进行一次。
8.根据权利要求7所述的燃气灶过热空烧防止方法，其特征在于在步骤③过热曲线 判别之前和之后至少之一进行过热侦测单片机微处理器设定有过热温度点，单片机微处 理器将当前采集的温度与过热温度点进行比较，此步骤至少进行一次。
9.根据权利要求7或8所述的燃气灶过热空烧防止方法，其特征在于当单片机微处 理器判定燃气灶过热空烧时，单片机微处理器通过主电磁阀控制电路关闭主电磁阀。全文摘要
本发明公开了一种燃气灶过热空烧防止装置及防止方法，该燃气灶过热空烧防止装置包括用于检测锅具底部温度的温度传感器、温度传感器控制电路、单片机微处理器、安装于瓦斯主管道上的主电磁阀和主电磁阀控制电路，除了具备传统的低温熄火保护功能外，又增加了智能高温保护，对锅具温度具有灵敏的感知，通过过热侦测及过热曲线判别双重防止空烧，以符合大多数锅具达到防止空烧之功效，从而可以有效防止因锅具空烧等异常高温而导致的火灾事故的发生，全程保护家庭财产及人生安全，且精度高、系统简单稳定、相对成本不高，满足人们对燃气灶使用安全的需求。
文档编号F24C3/12GK101881469SQ200910027470
公开日2010年11月10日 申请日期2009年5月7日 优先权日2009年5月7日
发明者廖金柱 申请人:樱花卫厨(中国)股份有限公司