一种检测空燃比的燃气电路及燃气装置的制作方法

1.本实用新型涉及燃气装置技术领域，具体涉及一种检测空燃比的燃气电路及燃气装置。


背景技术：

2.燃气装置的空燃比可以用来推算燃气装置的燃烧状况。现有技术中用于检测燃气装置空燃比的方案通常是检测气体的空燃比和燃烧后排放气体中氧气对应的空燃比。再根据气体的空燃比和排放气体中氧气对应的空燃比确定空燃比差值，当空燃比差值在预设的空燃比差值范围内就说明燃气燃烧很充分，否则就需要调整空燃比。
3.目前通常是依靠传感器检测空气中的氧气含量值，从而来测得空燃比，但是依靠传感器检测空气中的氧气含量值不准确，其误差较大。并且，用于检测空气中氧气含量值的氧气传感器在废弃环境中，容易老化，出故障。


技术实现要素：

4.因此，本实用新型通过提供一种检测空燃比的燃气电路及燃气装置来解决现有技术中存在的上述技术问题。
5.为实现上述目的，本实用新型实施例提供了一种检测空燃比的燃气电路，该燃气电路包括：充放电模块，所述充放电模块的第一端与电源模块连接，所述充放电模块的第二端通过火焰接地；空燃比检测模块，设置有第一输入端、第二输入端以及信号输出端，所述第一输入端通过第一双向触发模块与所述充放电模块的第一端连接，所述第二输入端与所述充放电模块的第二端连接，所述信号输出端与控制芯片的信号接收口连接；所述空燃比检测模块通过所述信号输出端输出所述充放电模块在单位时间内的放电脉冲个数。
6.可选地，所述空燃比检测模块包括：光耦，设置有所述第一输入端、所述第二输入端以及输出口，所述第二输入端通过保护电阻与所述充放电模块的第二端连接，所述输出口包括所述信号输出端以及接地端，所述接地端接地；所述控制芯片的信号接收口与所述信号输出端连接；信号电源，通过第一电阻与所述信号输出端连接。
7.可选地，所述充放电模块为充放电电容；所述电源模块包括：谐振电感，所述谐振电感的一端与谐振电源连接，所述谐振电感的另一端与第一二极管的阳极连接，所述第一二极管的阴极与所述充放电电容的第一端连接；第一开关管，所述第一开关管的控制端用于接收第一控制信号，所述第一开关管的第一连接端连接在所述谐振电感和所述充放电电容之间，所述第一开关管的另一端接地。
8.可选地，所述电源模块还包括：谐振电容，所述谐振电容的一端与所述第一二极管的阳极连接，所述谐振电容的另一端接地。
9.可选地，该燃气电路还包括：点火模块，所述点火模块的一端通过第二双向触发模块与所述谐振电容的一端连接，所述点火模块的另一端接地。
10.可选地，所述点火模块包括：高压包，所述高压包设置有初级侧和次级侧，所述初
级侧的一端通过第二双向触发模块与所述谐振电容的一端连接，所述初级侧的另一端接地；放电针，与所述次级侧连接。
11.可选地，该燃气电路还包括：电压检测模块，所述电压检测模块的一端连接在所述谐振电感和所述谐振电容之间，所述电压检测模块的另一端接地，所述电压检测模块的输出口用于输出电压检测信号。
12.可选地，所述电压检测模块包括：依次串联的第二电阻和第三电阻，所述第二电阻远离所述第三电阻的一端连接在所述谐振电感和所述谐振电容之间，所述第三电阻远离所述第二电阻的一端接地；所述输出口，连接在所述第二电阻和所述第三电阻之间。
13.可选地，所述电压检测模块包括：滤波电路，所述滤波电路的一端与所述输出口连接，所述滤波电路的另一端接地。
14.可选地，该燃气电路还包括：检火模块，所述检火模块的一端与所述充放电模块的第二端连接，所述检火模块的另一端通过火焰接地。
15.可选地，所述检火模块包括：第二开关管，所述第二开关管的控制端用于接收第二控制信号，所述第二开关管的第一端与所述充放电模块的第二端连接，所述第二开关管的第二端通过火焰接地。
16.本实用新型实施例还提供了一种燃气装置，该燃气装置包括：如上述任一实施例所述的燃气电路。
17.可选地，所述燃气装置为壁挂炉。
18.本实用新型技术方案与现有技术相比，具有如下优点：
19.1.本实用新型实施例提供了一种检测空燃比的燃气电路，该燃气电路包括：充放电模块，所述充放电模块的第一端与电源模块连接，所述充放电模块的第二端通过火焰接地；空燃比检测模块，设置有第一输入端、第二输入端以及信号输出端，所述第一输入端通过第一双向触发模块与所述充放电模块的第一端连接，所述第二输入端与所述充放电模块的第二端连接，所述信号输出端与控制芯片的信号接收口连接；所述空燃比检测模块通过所述信号输出端输出所述充放电模块在单位时间内的放电脉冲个数。
20.如此设置，在火焰燃烧时，由于火焰燃烧相当于一个等效电阻和单向二极管，所以，电源模块会向充放电模块进行充电，充电完成后，充放电模块的自身电压会大于第一双向触发模块的触发电压，使得第一双向触发模块导通，于是充放电模块会通过空燃比检测模块进行放电。因为充放电模块放电较快，因此控制芯片的信号接收口能够检测到充放电模块的放电脉冲。火焰在燃烧时随着空气中氧气含量的多少而呈现燃烧的充分与不充分，当氧气与燃气的比例较为合适时，燃烧刚刚好达到充分，则此时火焰的等效电阻将会达到最小。当等效电阻最小时，充放电模块充放电的速度最快，此时信号接收口在单位时间内检测到充放电模块的放电脉冲个数就最多。因此可以用来调整燃气装置的空燃比。
附图说明
21.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通工人来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为本实用新型实施例检测空燃比的燃气电路的整体结构示意图。
23.附图标记：
24.1、电源模块；2、空燃比检测模块；3、电压检测模块；4、控制芯片；5、火焰；6、检火模块；7、点火模块；
25.r1、第一电阻；r2、第二电阻；r3、第三电阻；r4、第四电阻；r5、第五电阻；r6、第六电阻；r7、第七电阻；r8、第八电阻；r9、保护电阻；
26.d1、第一双向触发模块；d2、第二双向触发模块；d3、第一二极管；d4、第二二极管；
27.t1、第一开关管；t2、第二开关管；
28.l1、谐振电感；c1、滤波电容；c2、谐振电容；c3、充放电电容；
29.hf4、高压包；u1、光耦。
具体实施方式
30.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通工人在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
31.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
32.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通工人而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
33.此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
34.燃气装置的空燃比可以用来推算燃气装置的燃烧状况。现有技术中用于检测燃气装置空燃比的方案通常是检测气体的空燃比和燃烧后排放气体中氧气对应的空燃比。再根据气体的空燃比和排放气体中氧气对应的空燃比确定空燃比差值，当空燃比差值在预设的空燃比差值范围内就说明燃气燃烧很充分，否则就需要调整空燃比。目前通常是依靠传感器检测空气中的氧气含量值，从而来测得空燃比，但是依靠传感器检测空气中的氧气含量值不准确，其误差较大。并且，用于检测空气中氧气含量值的氧气传感器在废弃环境中，容易老化，出故障。
35.因此，本实用新型通过提供一种检测空燃比的燃气电路及燃气装置来解决现有技术中存在的上述技术问题。
36.实施例1
37.如图1所示，本实用新型实施例提供了一种检测空燃比的燃气电路，该燃气电路包
括充放电模块和空燃比检测模块2。
38.具体地，在本实用新型实施例中，所述充放电模块可以为充放电电容c3，所述充放电模块的第一端与电源模块1连接，所述充放电模块的第二端通过火焰5接地。空燃比检测模块2设置有第一输入端、第二输入端以及信号输出端，所述第一输入端通过第一双向触发模块d1与所述充放电模块的第一端连接，所述第二输入端与所述充放电模块的第二端连接，所述信号输出端与控制芯片4的信号接收口连接。所述空燃比检测模块2通过所述信号输出端输出所述充放电模块在单位时间内的放电脉冲个数。在本实用新型实施例中，第一双向触发模块d1可以为触发二极管。
39.如此设置，在火焰5燃烧时，由于火焰5燃烧相当于一个等效电阻和单向二极管，所以，电源模块1会向充放电模块进行充电，充电完成后，充放电模块的自身电压会大于第一双向触发模块d1的触发电压，使得第一双向触发模块d1导通，于是充放电模块会通过空燃比检测模块2进行放电。因为充放电模块放电较快，因此控制芯片4的信号接收口能够检测到充放电模块的放电脉冲。
40.火焰5在燃烧时随着空气中氧气含量的多少而呈现燃烧的充分与不充分，当氧气与燃气的比例较为合适时，燃烧刚刚好达到充分，则此时火焰5的等效电阻将会达到最小。当等效电阻最小时，充放电模块充放电最快，因此信号接收口在单位时间内检测到充放电模块的放电脉冲个数就最多。
41.具体检测过程中，假设一开始控制芯片4的信号接收口检测到的脉冲个数为k时，此时增大空燃比，若信号接收口检测到的脉冲个数大于k，则继续增大空燃比，若信号接收口检测到的脉冲个数最大值为j，且往后信号接收口检测到的脉冲个数开始下降，则信号接收口检测到的脉冲个数最大值为j时的空燃比为最佳。
42.反之，假设增大空燃比，导致信号接收口检测到的脉冲个数小于k。因为氧气含量过多，燃气一定时，大量的氧气含量会降低燃烧温度，会使检测到的离子浓度降低，使等效电阻值变大，信号接收口检测到的脉冲个数变小。因此，此时需要减小空燃比，直到信号接收口检测到的脉冲个数达到最大时，则此时的空燃比为最佳。
43.综上，可以通过本实用新型实施例的燃气电路用来调整燃气装置的最佳空燃比。
44.进一步地，在本实用新型的一个可选实施例中，所述空燃比检测模块2包括光耦u1和信号电源。具体地，光耦u1设置有所述第一输入端、所述第二输入端以及输出口，所述第二输入端通过保护电阻r9与所述充放电模块的第二端连接，所述输出口包括所述信号输出端以及接地端，所述接地端接地。所述控制芯片4的信号接收口通过第七电阻r7与所述信号输出端连接。信号电源通过第一电阻r1与所述信号输出端连接。
45.在火焰5燃烧时，由于火焰5燃烧相当于一个等效电阻和单向二极管，所以，电源模块1会向充放电模块进行充电，充电完成后，充放电模块的自身电压会大于第一双向触发模块d1的触发电压，使得第一双向触发模块d1导通，于是充放电模块会沿着第一双向触发模块d1、第一输入端、第二输入端、充放电模块进行放电。此时，光耦u1导通，控制芯片4的信号接收口接地，所以控制芯片4的信号接收口接收到的是低电平。充放电模块在放电结束后，光耦u1断开，使得控制芯片4的信号接收口检测到的是信号电源的电压，所以控制芯片4的信号接收口接收到的是高电平。因为充放电模块放电较快，因此控制芯片4的信号接收口检测到的就是脉冲。
46.进一步地，在本实用新型的一个可选实施例中，充放电模块可以为充放电电容c3，所述电源模块1包括谐振电感l1和第一开关管t1。具体地，所述谐振电感l1的一端与谐振电源连接，所述谐振电感l1的另一端与第一二极管d3的阳极连接，所述第一二极管d3的阴极与所述充放电电容c3的第一端连接。所述第一开关管t1的控制端用于接收第一控制信号，所述第一开关管t1的第一连接端连接在所述谐振电感l1和所述充放电电容c3之间，所述第一开关管t1的另一端接地。
47.在工作过程中，谐振电感l1可以与充放电电容c3构成lc谐振电路。第一控制信号为方波信号，方波高电平时第一开关管t1导通，谐振电感l1存储能量。方波低电平时，谐振电感l1经过谐振电源、谐振电感l、第一二极管d3、充放电电容c3、火焰、地的回路给充放电电容c3充电。随充电的持续，充放电模块上的电压逐渐上升。当充放电模块上的电压大于第一双向触发模块d1的触发电压时，使得第一双向触发模块d1导通，于是充放电模块会通过空燃比检测模块2进行放电。
48.进一步地，在本实用新型的一个可选实施例中，所述电源模块1还包括谐振电容c2，所述谐振电容c2的一端与所述第一二极管d3的阳极连接，所述谐振电容c2的另一端接地。第二二极管d4设置在所述谐振电感l1和所述谐振电容c2之间，第二二极管d4的阳极朝向所述谐振电感l1。第一开关管t1的控制端连接有第四电阻r4，第四电阻r4的另一端适于接收第一控制信号。第五电阻r5的一端与所述第一开关管t1的控制端连接，第五电阻r5的另一端接地。
49.在工作过程中，谐振电感l1可以与谐振电容c2构成lc谐振电路。第一控制信号为方波信号，方波高电平时第一开关管t1导通，谐振电感l1存储能量。方波低电平时，谐振电感l1给谐振电容c2充电。谐振电容c2可以为充放电模块进行充电。随充电的持续，充放电模块上的电压逐渐上升。当充放电模块上的电压大于第一双向触发模块d1的触发电压时，使得第一双向触发模块d1导通，于是充放电模块会通过空燃比检测模块2进行放电。
50.进一步地，在本实用新型的一个可选实施例中，该燃气电路还包括点火模块6，所述点火模块6的一端通过第二双向触发模块d2与所述谐振电容c2的一端连接，所述点火模块6的另一端接地。具体地，所述点火模块6包括高压包hf4和放电针，所述高压包hf4设置有初级侧和次级侧，所述初级侧的一端通过第二双向触发模块d2与所述谐振电容c2的一端连接，所述初级侧的另一端接地。放电针与所述次级侧连接。在本实用新型实施例中，第二双向触发模块d2可以为触发二极管。
51.进一步地，在本实用新型的一个可选实施例中，该燃气电路还包括电压检测模块3，所述电压检测模块3的一端连接在所述谐振电感l1和所述谐振电容c2之间，所述电压检测模块3的另一端接地，所述电压检测模块3的输出口用于输出电压检测信号。具体地，所述电压检测模块3包括依次串联的第二电阻r2和第三电阻r3，所述第二电阻r2远离所述第三电阻r3的一端连接在所述谐振电感l1和所述谐振电容c2之间，所述第三电阻r3远离所述第二电阻r2的一端接地。所述输出口通过第六电阻r6连接在所述第二电阻r2和所述第三电阻r3之间。
52.进一步地，在本实用新型的一个可选实施例中，所述电压检测模块3还包括滤波电路，所述滤波电路的一端与所述输出口连接，所述滤波电路的另一端接地。所述滤波电路为滤波电容c1。
53.进一步地，在本实用新型的一个可选实施例中，该燃气电路还包括检火模块6，所述检火模块6的一端与所述充放电模块的第二端连接，所述检火模块6的另一端通过火焰5接地。具体地，所述检火模块6包括第二开关管t2，所述第二开关管t2的控制端用于接收第二控制信号，所述第二开关管t2的控制端连接有第八电阻r8，第八电阻r8的另一端用于接收第二控制信号。所述第二开关管t2的第一端与所述充放电模块的第二端连接，所述第二开关管t2的第二端通过火焰5接地。
54.通过点火模块6点火开始一段时间后，第二控制信号输出高电平，第二开关管t2导通，如果此时点火成功，则火焰5已经开始燃烧，所述第二开关管t2的第一端与所述第二开关管t2的第二端通过火焰5接地。谐振电容c2就可以为充放电模块进行充电。如果点火不成功，则第二控制信号输出低电平或无信号，第二开关管t2关断，谐振电容c2无法为充放电模块进行充电。如果点火失败，则通过电源模块1和点火模块6重新开始点火。点火成功后，所述第二开关管t2的第一端与所述第二开关管t2的第二端通过火焰5接地，此时，谐振电容c2经过第一二极管d3、保护电阻r9、所述第二开关管t2的第一端与所述第二开关管t2的第二端、地形成回路进行放电，控制芯片4的信号接收口检测到低电平，所以能够检测到点火成功。此时，控制芯片4降低第一控制信号的频率，将电压降低到第二双向触发模块d2的触发电压以下。谐振电容c2上的电压可以通过电压检测模块3来监控，调整第一控制信号的频率可以调整c2上的电压值。
55.本实用新型实施例还提供了一种燃气装置，该燃气装置包括：如上述任一实施例所述的燃气电路。该燃气装置可以为燃气装置、壁挂炉等燃气设备。
56.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通工人来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。