燃气灶的十等级恒定火候的数控气阀系统和方法与流程

本发明涉及机电技术，尤其涉及燃气灶的十等级恒定火候的数控气阀系统和方法。

背景技术

在数字信息化时代，对于燃气灶的火候、也需要用数字来制定火候的标准。发明数控气阀，分成十个等级控制燃气灶的火候。并且在燃气压力有波动时，保持恒定的火候。还必须解决数控燃气灶特有的安全问题。

技术实现要素：

本发明目的是：发明燃气灶的十等级恒定火候的数控气阀系统和方法；有十等级火候的功能，有恒定火候的功能，还有智能识别电池、确保数控燃气灶安全的功能；创建各种智能燃气灶必不可少的高科技。

本发明所述的系统，包括：气阀壳体、阀芯、丝杆滑块、步进电机、电子气压探头、燃气数码显示装置、主控盒、若干开关。

所说的气阀壳体，是指数控气阀的外壳体，其中有进气口、出气口、阀芯口，内部加工有阀线，并且采用金属制成的壳体。

所说的阀线，是指在气阀壳体内，或者在气阀壳体的内衬中，有一个加工平整的闭合线。

所说的阀芯，是指串过阀芯口、在丝杆滑块带动下，在气阀壳体内来回的移动，并且与阀线相配合、决定气流窗口的大小，由金属制成的活动芯。

阀芯与阀线相配合、决定气流窗口的大小。当数控气阀关闭时，阀芯完全密封盖住阀线，从而切断气体的流通。

所说的丝杆滑块，是指丝杆表面有螺纹、与滑块内部的螺纹相配套，步进电机带动丝杆转动，在丝杆上的滑块做直线移动的机械装置。丝杆用金属材料制造，滑块用金属或者用尼龙材料制造。

滑块与阀芯相连接，当滑块直线移动时，阀芯也作相应的直线移动。

所说的步进电机，是指接收脉冲、进行正转或者反转，转动达到指定圈数的微型电动机。在步进电机中、有时还可以有减速齿轮。

所说的减速齿轮，是指将步进电机的高速经过若干齿轮、降为低速转动的装置。由低速带动丝杆、带动滑块的直线移动。有减速齿轮，可提高步进电机控制阀芯的位移精度，继而提高控制气体流量的精度。

所说的电子气压探头，是指探测燃气管道中的气压，并且经过主控盒、可以将气体压力转化为数字信号的探头。

所说的燃气数码显示装置，是指显示燃气灶的十等级火候数字的液晶屏电路、或者数码管外加若干led灯的显示电路。还可显示工作状态。

所说的燃气数码显示装置，还可以根据电子气压探头探测管道中燃气的压力，显示最大火候等级的数字；或者显示燃气压力：正常、超压、欠压。

所说的主控盒，是指包含有电脑芯片组成的硬件电路、加上软件程序，可以发出脉冲、计算脉冲的数量，控制数控气阀各项工作的装置。

所说的脉冲，也可以称为脉冲电压，是指驱动步进电机工作的脉冲信号和工作电压，需要与步进电机的性能要求相匹配。

所说的主控盒，主要有：电脑芯片电路、存贮电路、软件程序、电源电路、电池、电源检测电路、电池检测及安全电路。

主控盒可以安装在燃气灶中，或者安装在燃气灶的周边。主控盒外表有金属壳体，或者塑料壳体。

所说的电脑芯片电路，是指电脑芯片及其外围电路，执行软件程序的电路。

所说的存贮电路，是指存贮芯片及外围电路；并且保存若干软件程序，还保存十等级火候与脉冲数量的对应表。从而记录数控气阀、在燃气灶每级火候时的步进电机转动的圈数、脉冲数量。

所说的十等级火候与脉冲数量的对应表，是指针对燃气灶有十等级的火候、每一级火候、计算设定步进电机转动圈数的脉冲数量，所形成的对应表。

例如：脉冲数量为：60个、80个、110个、150个……，分别是十等级火候的1级、2级、3级、4级……。并且不是等比例的关系。

所说的软件程序，是指主控盒中的若干工作软件、控制步进电机转动软件、电源及电池的检测软件、显示十等级火候数码的软件。

所说的电源电路，是指将民用交流电、转变为主控盒工作的电源电路，还有电池电路。如采用充电电池、则还有给电池自动充电的电路。

所说的电池，是指高性能充电电池，或者采用长期耐用的高性能电池。

所说的电源检测电路，是指检测民用交流电的电路；当民用交流电停电时，则触发自动启用电池作为主控盒的备用电源的电路。

所说的电池检测及安全电路，是指检测电池、确保燃气灶安全的电路。当电池电量不足时，可通过燃气数码显示装置显示提醒内容；当电池电量严重不足时，设计软件程序自动关闭数控气阀。有效地确保数控燃气灶的安全。

电池检测及安全电路非常重要。否则数控气阀一直开通，导致燃气灶一直在燃烧。这是数控燃气灶特有的安全问题，必须给予解决。

主控盒发出脉冲，决定步进电机的转动圈数。由步进电机的转动圈数，决定丝杆上的滑块的移动位置，并且带动阀芯的移动位置。由阀芯的移动位置，决定数控气阀气流窗口的大小，也就是控制数控气阀的流量。

显然，主控盒内部的芯片及其外围电路、以及软件程序，可以有许多等效方案，无需在此详细说明。

所说的燃气灶火候，是根据数控气阀流量的大小、并参考火候最小的情况来设置；火候从最小开始、至火候最大。

所说的火候最小，是指燃气灶点上火之后，减小火候至最小、且不会轻易熄灭的火候。显然，火候最小、不是数控气阀的流量最小。

所说的十等级火候，是指燃气灶从火候最小、至火候最大，设计分成十个等级。显然具体每一级火候，也可以根据流量数值，或者根据燃烧值设定。

所说的若干开关，是指控制电源的开关、控制燃气灶十级火候的逐级增大、或者逐级减小的开关，并且安装在燃气灶台面上或者安装在主控盒上的开关。具体开关可采用多种式样。例如：薄膜开关、感应开关等。

另外，在数控气阀中，还可以增加一个杠杆、增加风门装置。

所说的风门装置，是指用于燃气灶中的混合空气的装置。随着数控气阀流量的增大或者减小，杠杆被丝杆滑块带动、继而带动进气风门的增大或者减小。从而控制燃气与空气按一定比例混合，让燃气得到充分地燃烧。

进一步，在本系统中，增加检测火苗的探头、增加电子点火器。

所说的检测火苗的探头，是指安装在燃气灶上，检测燃气灶喷出火苗的电子探头。例如：电子光敏管，或者电子热电偶探头等。

所说的电子点火器，是指点燃燃气灶的高压电子打火器。

如果燃气灶熄灭，检测火苗的探头、检测不到火苗时，则主控盒收到信号、自动关闭数控气阀、或者自动重新点燃燃气灶。

再进一步，在本系统中增加语音拾音头，在主控盒中增加语音交流的软件和数据库、增加扬声器电路。

所说的语音拾音头，是指接收用户的语音指令的探头，并且语音拾音头还需要有抗干扰声音的电路。语音拾音头与主控盒，用有线相连接。

语音拾音头可安装在燃气灶周边、或者安装在排烟机的周边、或者安装在主控盒上。

所说的语音交流的软件和数据库，是指与用户语音交流、识别判断语音内容的软件，还有保存电子语音的数据库。

所说的扬声器电路，是指发出电子语音的扬声器及其电路。

用户可以发出语音指令、控制数控气阀的各项工作，继而可以控制燃气灶火候十等级的逐级变化，还可以接收语音指令自动点火、自动关火。主控盒从数据库中得到语音文件，还可以控制扬声器电路用电子语音回答用户。

所说的逐级变化，又称逐级增大和逐级减小，是指燃气灶火候、按照级别增大、或者按照级别减小。例如：燃气灶火候从1级增大至2级；或者从3.5级增大至3.8级；或者从7.6级减小至7.2级。

为达到所述的目的，本发明所采用技术方案是：燃气灶的十等级恒定火候的数控气阀系统和方法，所述方法、包括以下步骤：

步骤1，用户按动开关打开系统电源，按动开关或者用语音指令、控制主控盒发出脉冲、控制数控气阀的流量，继而控制燃气灶火候从小到大、为十个等级；主控盒控制燃气数码显示装置、显示燃气灶十等级火候的数字；

步骤2，燃气灶火候从小到大，设置为十个等级；其中1级火候最小或者0级火候最小，10级火候最大；还可以在其中0级至9级中、每级再有下一级的十个等级；还可以在其中1级至9级中、每级再有下一级的十个等级；

步骤3，对燃气灶十等级火候，每一级火候，计算设定步进电机的脉冲数量，形成十等级火候与脉冲数量的对应表；从而主控盒发出脉冲数量，控制数控气阀，继而控制燃气灶十等级火候的逐级变化；

步骤4，当燃气管道中的压力有波动，经过电子气压探头的探测、主控盒自动根据燃气压力波动，调整数控气阀的流量、继而调整燃气灶火候的恒定；从而确保烹饪用火的准确性；

步骤5，当电池电量不足时，电池检测及安全电路和软件程序、可通过燃气数码显示装置显示提醒内容；当电池电量严重不足时，软件程序自动关闭数控气阀；有效地确保数控燃气灶的安全。

本发明的主要优点：创新发明各种智能燃气灶中的数控气阀系统，主控盒可接收若干开关的控制、或者根据用户的语音指令、或者根据软件程序，分极控制数控气阀的流量。让燃气灶烹饪的火候有十等级的逐级变化，确保火候的精准，便于制定燃气灶的火候标准。并且还有恒定火候的功能，还有确保燃气灶具安全的功能。用户点击开关或者用语音指令、控制数控气阀的各项工作，继而可以控制燃气灶火候十等级的逐级变化，还有自动点火、自动关火的功能。创建各种智能燃气灶必不可少的高科技，具有广阔的市场。

附图说明

图1是本发明所述数控气阀系统的一种结构示意图。

图2是本发明所述十等级火候与脉冲数量的对应表的一种示意图。

图3是本发明所述方法步骤的一种示意图。

图中，10.气阀壳体；11.阀线；20.阀芯；30.滑块；40.丝杆；50.步进电机。60.电子气压探头；70.燃气数码显示装置；80.主控盒；90.若干开关。

具体实施方式

参见图1。步进电机50接收主控盒80的脉冲，进行步进式正转或者反转。步进电机50带动丝杆40的正转或者反转。

丝杆40上面有滑块30，滑块30内部有螺纹与丝杆40的螺丝相配合。丝杆40的正转或者反转，则带动滑块30如图中箭头所示、左右移动。

气阀壳体10中间有气流的通道，气阀壳体10上面有阀线11。在气阀壳体10中，有阀芯20。阀芯20可以如图中箭头所示、左右移动。

阀芯20左右来回移动，与阀线11形成气流窗口的大小变化。

滑块30与阀芯20，采用机械上的硬连接、或者铰链式连接。滑块30左右移动，带动阀芯20左右移动。图中，在滑块30的上下二条深色条，表示将滑块30与阀芯20相连接。

步进电机50正转，设定滑块30向右移动，带动阀芯20向右移动，则气流窗口逐步变小。也就是控制燃气灶的火候逐级减小。

步进电机50反转，设定滑块30向左移动，带动阀芯20向左移动，则气流窗口逐步变大。也就是控制燃气灶的火候逐级增大。

所说的步进电机50正转，设定滑块30向右移动，是由丝杆40的螺纹，滑块30内部的螺纹，决定滑块30移动的方向。

如果有减速齿轮时，则减速齿轮可以制造在步进电机50中，造成丝杆40的转速比较慢。可以提高步进电机50转动的圈数，从而适合精确地控制阀芯20左右移动，精确地控制燃气灶的火候。

图中有主控盒80，与步进电机50、电子气压探头60、燃气数码显示装置70、若干开关90相连接。主控盒80可以安装在燃气灶的内部。

电子气压探头60，安装在燃气管路中，可探测燃气的压力。

燃气数码显示装置70，可显示燃气灶的十级火候，例如2.3级火候、5.6级火候。燃气数码显示装置70还可以显示燃气的压力。

若干开关90中，有向上开关，调整燃气灶十级火候、逐级增大。有向下开关，调整燃气灶十级火候、逐级减小。还有一个电源开关。

燃气数码显示装置70、若干开关90，可以并排安装在燃气灶的台面上。

在烹饪食品过程中，对食材有大火爆炒、中火翻炒、小火慢炖等。因此，数控燃气灶需要使用数控气阀，要用数码显示燃气灶十等级的火候。从而有益于对烹饪食品、有数字化的火候标准。

参见图2。从图示的表格中，可以看出，脉冲数量、步进电机转动数量、阀芯移动位置、流量窗口的流量、燃气灶的火候，存在非等比的关系。

存贮电路记录脉冲数量，相等于记录步进电机转动的数量，也相等于记录阀芯移动的位置；也等于记录数控燃气灶当前的火候。

控制燃气灶火候十等级逐级增大、或者逐级减小，只需在原来火候的级数，计算增量、或者计算减量的脉冲数量即可。

例如：2级火候时，脉冲数量是80个；3级火候时，脉冲数量是110个。如果要将火候从2级增大到3级时，则在3级脉冲数量是110个减去80个，等于30。即：再发送脉冲数量30个，就可以增大到3级火候。

由于流量窗口的几何图形决定流量的大小，阀芯移动的位置、与燃气流量存在非等比的关系。所以脉冲数量与燃气灶十级火候，也是非等比的关系。

因此需要根据流量窗口的几何图形、根据流量大小、燃气灶火候的大小，计算出每一级的步进电机转动的数量，也就是计算出脉冲的数量。

图2显然还可以细分。制定更细的十等级火候与脉冲数量的对应表。其中有小数点的燃气灶十等级火候。即：有1.2级、1.3级、1.4级等，相对应的脉冲数量，所形成的对应表。

参见图3。本发明所采用技术方法，包括以下步骤的说明。

关于步骤1的说明。用户首先要按动开关，打开电源。然后点击开关或者用语音，让主控盒发出脉冲分等级控制数控气阀的流量。主控盒控制燃气数码显示装置、显示燃气灶当前火候等级的数字。

如果燃气管道中的压力、低于燃气灶的使用值。也就是达不到最高的10.0级火候。则主控盒在电子气压探头的探测下，控制燃气数码显示装置，也可以显示最大的火候。例如：显示8.3级。

关于步骤2的说明，分别展开说明如下。

所说的十等级，是指燃气灶火候从小到大，设置为十个等级；其中1级火候最小、或者0级火候最小，10级火候最大。例如：有3级火候、8级火候等。属于整数的十等级火候。

所说的十等级，还可以指燃气灶火候从小到大，设置为十个等级；并且在其中0级至9级中、每级再有下一级的十个等级；即：0级火候最小，10.0级火候最大。例如：有0.6级火候、2.6级火候、7.8级火候等。属于从0级火候开始，带有小数点的十等级火候。

所说的十等级，还可以指燃气灶火候从小到大，设置为十个等级；并且在其中的1级至9级中、每级再有下一级的十个等级；即：1.0级火候最小，10.0级火候最大。例如：有1.3级火候、2.6级火候、7.8级火候等。属于从1级火候开始，带有小数点的十等级火候。

显然，1.0级火候可以简称为1级火候，10.0级火候可以简称为10级火候。

关于步骤3的说明。关于十等级火候与脉冲数量的对应表，见图2。主控盒控制数控气阀、控制燃气灶，只需要从表中查出脉冲数量即可。

关于步骤4的说明。例如：燃气管道中的压力超过规定气压值，此时7级火候，可能相等于标准的8级火候，因此需要主控盒根据压力自动修正、减小至7级火候。同理，燃气管道中的压力低于规定气压值，则此时7级火候，可能相等于标准的6级火候，需要主控盒根据压力自动修正、增大为7级火候。从而保持燃气灶火候的恒定。

关于步骤5的说明。显然数控燃气灶不能断电。如果断电、则容易停留在断电前、燃气灶燃烧的工作状态。这种状态比较危险。

不能断电，因此采用电池作为主控盒的备用电源。而且当电池电量严重不足时，软件程序自动关闭数控气阀；从而有效地确保数控燃气灶的安全。

上述是本发明的说明，基于本发明的基本思想，显然数控气阀的气阀壳体、阀线、阀芯、步进电机、丝杆滑块的结构布局有多种变化，设计大小和设计的式样也可以有多种变化，均在本发明的技术特征范围之内。