专利名称：可切断气源的燃气泄漏报警控制器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种储能式可切断气源的燃气泄漏报警控制器，适用于煤气、液化石油气的家庭居室及类似场合，属于燃气保护装置。
煤气及液化石油气等燃气的使用，早已从单一的工业用途扩展到城镇居民家庭及宾馆等场合。在使用上述燃气时，由于使用不当或燃气灶具的质量差，燃气泄漏时有发生，如不及时发现并切断气源，将会酿成煤气中毒、爆炸、火灾等严重灾害事故。为了防止上述事故的发生，长期以来，国内外都在研究、开发燃气报警控制器。
迄今为止，燃气泄漏控制器的开发，主要从两个方面着手，一是电子燃气泄漏报警装置，提醒人们燃气泄漏了，需要人为及时关闭气源；另一种类型是在燃气泄漏达到一定值时报警并自动切断气源。后一种装置显然优于前一种类型的装置。如中国专利号为91214972.8的《燃气管道检测、报警、关闭器》(公告日92.12.9)。这种可燃性气体的泄漏报警控制装置，它包括检测电路、比较放大电路、延时电路、外驱动电路、为驱动电路、声光报警电路、电源电路、电磁阀和现有的煤气表的保安阀组成。它的工作原理是检测信号经延时比较放大后使保安阀动作，从而关闭供气源。同时驱动声、光报警电路发出声、光报警，并驱动外驱动电路中的电子开关启动排气机。另一种有类似功能的《煤气泄漏自动报警切断器》(中国专利号92.215638.7)，它的可切断气源的执行元件是电磁阀。这种阀门装在煤气管道上，使煤气通道弯曲、变小，增加了煤气通过阻力，仅能接配煤气灶，不适宜安装使用燃气热水器及煤气取暖器等用气量大的对象。还有中国专利号为92.215638.7上海建兴五金电器厂生产类似的煤气泄漏报警切断器，也采用了电磁阀。
以上燃气泄漏报警关闭装置，虽然均有燃气报警和关闭气源的功能，但是关闭气源部分采用的是电动机驱动的阀门，因而价格昂贵，又或因为可靠性差，无法推广使用。即或采用，又因电磁阀将使燃气管道变细，增加燃气阻力、无法带动家用燃气灶、热水器、取暖器等多种燃气器同时使用。而且在检测电路方面功能少，也比较复杂。
本发明的目的是提供一种新的燃气泄漏报警切断气源的控制器，该控制器在燃气泄漏时发出声与光并记忆事故，同时自动切断气源。
本发明的任务是按下述要求完成的。从整体构思上，本发明的控制器为机电一体化结构。在电气线路方面，其技术方案以单片集成电路为核心，用单电源供电，以桥式电路及差分放大电路作为泄漏气体检测电路，其输出控制可控振荡电路，使之在报警时发出声、光信号，同时输出控制切断气源的动作信号。在机械结构方面，其技术方案的关键在于采用扭转弹簧作为储能元件。在气源正常使用的情况下由定位圆柱销定位而使弹簧处于储能状态。一旦发生气体泄漏，电气线路输出动作信号，配有的电磁铁吸合，而使定位圆柱销离开定位位置，弹簧便释放储能，产生扭力矩，带动阀杆旋转90°，切断气源。该报警控制器的最大优点是功能齐全、性能可靠、结构简单、制作方便。由于利用了原燃气的阀门，燃气在管道里的压力、流量不受影响，因此该控制器能同时对多种燃气器具进行监控。
以下结合本发明附图及实施例对技术方案作进一步说明。
图1为本发明实际装置构成的框图。
图2为本发明装置总体原理图。
参照图1，本发明实际装置由以下几部分功能块构成。即煤气或液化石油气敏感检测桥路[1]、差分放大电路[2]、可控振荡电路[3]、声音报警电路[4]、光报警电路[5]、报警记忆电路[6]、光指示电路[7]、无触点开关电路[8]、电源电路[9]、电控储能煤气或液化石油气阀门[10]。(以下简称功能[1]、[2]……[10])。它的工作按下述情况进行。当发生燃气泄漏时，功能块[1]将检测到煤气或液化石油气等燃气泄漏的信号送到功能块[2]，功能块[2]处理后的信号分别送到功能块[3]和功能块[6]，再经过功能块[3]、[6]处理分送给功能块[4]、[5]和功能块[7]、[8]，功能块[4]发出断续的报警声音，功能块[5]发出闪烁的报警红灯，同时显示安全的绿灯熄灭。功能块[7]把煤气或液化气等燃气泄漏引起报警这件事记忆下来，(即使因自动清除泄漏煤气或液化气等燃气使之恢复正常后，仍能把故障记忆住)。且控制驱动无触点开关导通，使功能块[10]动作切断气源。若室内有排气风扇或脱排油烟机与该装置通联，便可自动打开进行抽风。
以上是本发明装置的最佳实施方式。
参照图2，这是本发明装置的各部分功能块的内部构成和它们之间的联接关系。功能块[1]为燃气敏感检桥式电路，由燃气敏感探头(SENSOR)、电阻R1～R3、热敏电阻Rt、电容C3组成。功能块[2]为差分放大器，由集成运算放大器IC1和电阻R4、R2、R3及电容C3组成。功能块[3]为可控振荡器，由运算放大器IC2和电阻R5～R8、R19和电容C4组成。功能块[4]为声音报警电路由电阻R9、三极管T和蜂鸣器SP组成。功能块[5]为光报警电路，由电阻R10、R11、稳压管D6和发光二极管D5D7组成。功能块[6]为报警记忆电路，由电阻R12～R15、集成运算放大器IC3、二极管D8、稳压管D9、电阻R20～R23、电容C5、二极管D11以及集成运放IC4组成。功能块[7]为光指示电路，由电阻R16和发光二极管D10组成。功能块[8]为无触点开关电路，由电阻R17、R18、电位器W1、W2、晶闸管SCR1、SCR2组成。功能块[10]为电控燃气储能阀门，由位于两端的左右阀体组成，在阀体的中部是球体，与球体相连的是一根阀杆，其上端是放置有扭簧的扭簧盒，扭簧盒的上部是手柄，与阀杆的伸出部分相连接；手柄另一端装有一个圆柱销成垂直状，圆柱销与电磁铁的衔铁固定在一起。
对于各功能块的特点和电路之间的关系，再作进一步的说明。
敏感检测电路中，采用多温度系数的热敏电阻Rt来补偿气敏元件(SENSOR)的温度变化，使之在二作环境内工作比较稳定。
差分放大器，从线路上看它的结构简单，利用桥路元件作放大器中的功能元件，采用C3的充电特性达到起动予热及自检功能。
可控振荡器，同样以简单的结构实现以输入控制信号的大小控制振荡器的起振及振荡频率的变化。
报警记忆电路，它的特点是在起动预热过程中，报警记忆不工作，而在起动结束后在检测出煤气泄漏发出报警后，可把报警状态记忆下来。
电控储能阀门，它的特点是与传统的电磁阀、电动机驱动阀、液压阀的工作方式不同，它是利用扭转弹簧在阀门开通位置处于扭紧(即储能)状态。当燃气泄漏时线路工作，扭紧弹簧处于释放状态，便可将阀门关断。其阀门的手柄上开一个定位孔，平时与电磁铁的衔铁固定在一起的定位销，依靠弹簧的弹力销在定位孔内；当电磁铁接近电源产生吸力，使衔铁及定位销运动脱离定位孔，扭转弹簧释放出储能，使阀门旋转而关断气源。由此该电磁铁只需较小的吸力和较短的行程。这里所述的阀门的主体是普通的DN型球阀(即家庭煤气表前的总阀门)，比一般的球阀多一个按装扭簧的弹簧盒。
电路之间的接配关系，电源电路[9]分别与功能电路块[1]～[7]相接，燃气敏感检测电路[1]的输出端与差分放大器[2]的输入端相连；差分放大器[2]的输出端与可控振荡器[3]及通过一个电阻与报警记忆电路[4]的输入端相连；可控振荡器[3]的输出端与声音报警电路[4]、光报警电路[5]相连；报警记忆电路[6]的输出端与光指示电路[7]、无触点开关电路[8]相连；无触点开关电路[8]的输出端与电控储能阀机构[9]的电磁铁线圈连接。
为了更详尽地说明各功能电路内的电路接配关系，再叙述它们的接配关系。
敏感检测电路的接配关系是(SENSOR)的一端和R2一端并联接至Vcc，另一端和R1、Rt的各一端共接在一起，R1、Rt的另一端接地，R2的另一端与R3、C3的正端互联，R3和C3的负端互联接地。
差分放大器的接配关系是R4并接在IC1的输出端和同相的输入端，其同相输入端与敏感检测电路的输出信号〃＋〃端相接，其反相输入端与敏感检测电路的输出信号〃-〃端并接。
可控振荡器电路的接配关系是IC2的同相输入端与输出端间并接R8，同相输入端再接R5、R6的一端，R5的另一端接差分放大器的输出端，R6的另一端接地，IC2的反相输入端与输出端之间并接R7，反相输入端再接R19和C4的正端，R19的另一端接电源Vcc，C4的负端接地。
报警记忆电路的接配关系是R20的一端与C5的正端并联，并连到IC4的同相输入端，R21一端与R22一端并联，并连至IC4的反相输入端；R20、R21的另一端相联接Vcc，C5的负端与R22另一端相联接地，IC4的输出端接D11的负极，其正极分别通过R23与IC1输出端相联，通过R12与IC3的同相输入端相联，D8正极接D9正极，D8负极接IC3的同相输入端，D9负极接IC3输出端，IC3反相输入端接R13，R13的另一端接R14、R15，R14的另一端接Vcc，R15的另一端接地。
本发明之可切断气源的燃气泄漏报警控制器，结构新颖，机械与电子结合，功能齐全，性能可靠，制作精良，操作方便，是家庭宾馆等燃气用户的安全保护的理想装置。
权利要求
1. 可切断气源的燃气泄漏报警控制器，包括检测电路、比较放大电路、驱动电路、报警电路、电源电路以及电磁阀、保安阀，其特征在于所述的检测电路、比较放大电路是一种单片集成电路所构成的敏感检测电路，该电路由桥式电路和差分放大器所构成，所述的驱动电路是一种可控振荡器，所述的报警电路分为声音报警与光报警两个电路，并设有报警记忆电路、无触点开关电路，所述的关气阀门是一个电控储能阀门，其电路的接配关系为电源电路分别与敏感检测电路、可控振荡器、声与光报警电路、报警记忆电路、无触点开关电路连接，敏感检测电路的输出端与差分放大器的输入端相连，差分放大器的输出端与可控振荡器及通过一个电阻与报警记忆电路的输入端相连，可控振荡器的输出端与声音报警电路、光报警电路相连，报警记忆电路的输出端与光指示电路、无触点开关电路相连，无触点开关电路的输出端与电控储能阀门的电磁铁线圈连接。
2. 根据权利要求(1)所述的控制器，其特征在于所述的电控储能阀门包含球阀、球阀阀杆上装有的扭簧，在扭簧盒上方与阀杆的末端装有长臂式的手柄，手柄的另一端开一个定位销孔，与电磁铁的衔铁固定在一起的定位销，销在定位孔内。
3. 根据权利要求(1)所述的控制器，其特征在于所述的敏感检测电路由敏感探头和电阻R1～R3、热敏电阻Rt、电容C3组成，它的接配关系是敏感探头(SENSOR)的一端和电阻R2一端并联接电源Vcc，另一端和电阻R1、Rt的各一端共接在一起，R1、Rt的另一端接地，R2的另一端与R3、C3的正端互联，R3和C3的负端互联后接地。
4. 根据权利要求(1)所述的控制器，其特征在于所述的差分放大器由集成运算放大器IC1、电阻R4、R2、R3、电容C3组成，其电路接配关系是R4并接在IC1的输出端和反相输入端，其同相输入端与敏感检测电路的输出信号“+”端相接，其反相输入端与敏感检测电路的输出信号“-”端相并接。
5. 根据权利要求(1)所述的控制器，其特征在于所述的可控振荡器由集成运算放大器IC2、电阻R5～R8、R19、电容C4组成，其电路的接配关系是IC2的同相输入端与输出端之间并接R8，同相输入端再接R5、R6的一端，R5的另一端接至差分放大器的输出端，R6的另一端接地， IC2的反相输入端与输出端之间并接R7，其反相输入端再接R19和C4的正端，R19的另一端接电源Vcc，C4的负端接地。
6. 根据权利要求(1)所述的控制器，其特征在于所述的报警记忆电路由电阻R12～R15、集成运算放大器IC3、二极管D8、稳压管D9、电阻R20～R23、电容C5、二极管D11、集成运算放大器IC4组成，其电路的接配关系为R20一端与C5正端相联，并连至IC4的同相输入端，R22一端与R22相联，并连至IC4的反相输入端，R20、R21的另一端相联接电源Vcc，C5的负端与R22另一端相联接地，IC4的输出端接二极管D11的负极，其正极分别通过R23与IC1输出端相联，通过R12与IC3同相输入端相联，D8正极接D9正极，D8负极接IC3同相输入端，D9负极接IC3输出端，IC3反相输入端接R13，R13的另一端接R14、R15，R14的另一端接Vcc，R15另一端接地。
全文摘要
本发明是一种储能式可切断气源的燃气报警控制器。它的特征是以单片集成电路为控制核心，配有独特的储能式电控阀门为切断气源的执行元件，使得整个装置报警及时且切断气源可靠。整个装置由气敏检测电路、差分放大电路、可控振荡电路、声、光报警电路、报警记忆电路、光指示电路、无触点开关电路、电控储能阀门以及电源组成。整个装置构思新颖、制作方便、成本低，具有很高的实用性。
文档编号G08B7/06GK1114764SQ94112218
公开日1996年1月10日 申请日期1994年7月6日 优先权日1994年7月6日
发明者朱建真 申请人:朱建真