CN203478359U - 燃气灶定时熄火控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种燃气灶定时熄火控制装置，包括:电磁阀，用于控制气源开闭；热电偶，用于控制电磁阀开关的；定时电路，设定定时时间；熄火电路，关闭电磁阀；检测电路，采集燃气灶的工作状态信号；单片机控制电路，根据定时信号，通过熄火电路关闭电磁阀，还根据工作状态信号，发出报警指令；报警电路，接收报警指令，并发出相应报警信号；电源电路，为定时电路、熄火电路、单片机控制电路、检测电路和报警电路供电。本实用新型通过设定检测电路，判定燃气灶的工作状态：正常、熄火、意外熄火、热电偶异常，并根据不同工作状态发出报警信号，大大提高了系统的安全性和可靠性。

Description

燃气灶定时熄火控制装置

技术领域

本实用新型涉及燃气灶技术领域，尤其涉及一种燃气灶的熄火保护装置。

背景技术

燃气灶在使用过程当中，火焰遇到风吹或者沸水溢出等意外情况而熄灭时，会引起燃气外泄，因此，在使用实用过程中需要在燃气灶旁边操作和监护。在日常生活中，如煲汤，煎药之类需较长时间，人一直守在燃气灶旁会浪费时间。如果因忙别的工作短暂离开使用中的燃气灶，会很容易忘记，而燃气灶一直开着，浪费大量煤气的同时甚至会引发安全事故。燃气灶具意外熄火造成的室内燃气事故约占室内事故总数的30%。因此，燃气灶具的安全性一直以来都是人们关注的热点。自2009年起，我国家用燃气灶具国标规定，所有的燃气灶具必须具备自动熄火保护装置。随着电子技术在灶具领域的应用，众多厂商还推出了具有定时自动熄火保护功能的燃气灶。该燃气灶能够在燃气灶意外熄火后自动关闭气源，降低燃气泄漏引发的安全隐患，同时还可以根据烹饪需要设定烹饪时间，达到预设时间后自动熄火并切断气源。

公开号为CN201569022 U的专利文献公开的一种燃气灶具数字式定时熄火装置主要包括热电偶、电磁阀、定时电路、熄火电路和讯响电路，其中，热电偶安装于灶头附近，电磁阀安装于燃气管道上，与热电偶相连。该装置主是利用热电偶的热电效应，通过热电偶上的热电势的大小来控制电磁阀的启闭完成自动熄火，同时采用定时电路控制熄火电路的开关来控制电磁阀启闭，实现定时功能。点火时，人力开启电磁阀；着火后，热电偶受热产生热电势，该热电势施加在电磁阀线圈的两端，使电磁阀处于吸合状态，电磁阀开启，燃气继续流通；意外熄火后，热电偶冷却，电动势消失，流过电磁阀线圈中的电流随之中断，电磁阀线圈失去吸合力，电磁阀关闭，气源自动切断；若启动定时功能，当定时结束后，熄火电路开启，直接关闭电磁阀，切断气源使燃气灶熄火，同时发出讯响。

该装置能够实现定时自动熄火功能，但意外熄火后，温度下降后，由于热电偶或热电偶失效，导致电磁阀不能正常自动闭合，从而无法切断气源，无法实现定时熄火和意外熄火保护的功能。因此，这种熄火保护装置可靠性比较有限，有待进一步提高。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的不足，提供了一种安全性和可靠性较高的燃气灶定时熄火保护装置。

一种燃气灶定时熄火控制装置，包括:

电磁阀，安装于燃气管道上，用于控制气源的通断；

热电偶，安装于灶头处，与电磁阀连接，用于控制电磁阀的开关；

检测电路，检测燃气灶的工作状态信号；

定时电路，用于预设定时时间并发出定时信号；

单片机主控电路，用于接收工作状态信号以发出相应的报警指令，还用于接收定时信号后发送熄火指令；

熄火电路，接收熄火指令后关闭电磁阀；

报警电路，接收报警指令并发出相应的报警信号；

电源电路，为定时电路、熄火电路、单片机控制电路、检测电路和报警电路供电。

本实用新型的燃气灶定时熄火保护装置通过设置检测电路，可以实时检测燃气灶的工作状态。采用单片机控制电路，硬件结构简单，且功能可扩展性强大。

所述电磁阀安装于燃气管道上应理解为可以安装在燃气输送管路上或安装在管路上的机械阀或其他管路元件上。

本实用新型燃气灶定时熄火保护装置具体工程过程如下：

检测电路不断检测燃气灶的工作状态信号，将采集到的工作状态信号反馈给单片机控制电路，单片机控制电路根据接收到的工作状态信号向报警电路发出报警指令，报警电路接收报警指令发出相应报警信号。若定时功能开启，定时时间结束时，定时电路向单片机控制电路发出定时信号，单片机控制电路根据定时信号向报警电路发出报警指令，控制报警电路发出报警信号；同时单片机控制电路向熄火电路发送熄火指令，通过熄火电路关闭电磁阀，切断气源使燃气灶熄火，实现定时熄火功能。

所述熄火电路包括用于接收熄火指令并关闭电磁阀的电磁阀控制电路以及为该电磁阀控制电路供电的熄火升压电路。

所述熄火升压电路为震荡升压电路，该震荡升压电路的脉宽调制信号来自于所述的单片机控制电路，输出端连接电磁阀控制电路。

所述的定时电路为基于单片机控制电路的数显可调定时电路，包括用于设定、调节和显示定时时间的键盘输入电路和数字显示电路。与一般的机械式旋钮比较，能够精确设定定时时间，且操作方便。

作为优选，所述的键盘输入电路为电容式感应按键电路。可以放置到任何绝缘层后面，容易制成与周围环境相密封的键盘，可有效防水，且不需要人体直接接触金属，彻底消除安全隐患。没有任何机械部件，不会磨损，无限寿命，减少后期维护成本。

所述的电源电路包括外接电源、备用电源和电源切换电路。外接电源通过电源适配器接市电。当外电路断电时，电源切换电路自动切换采用备用电源供电，确保断电时正常工作，具有断电保护功能，能够提高装置的可靠性。

所述电磁阀控制电路包括：限流电阻、三极管、上拉电阻、MOS管和储能电容；

所述三极管的发射极接地，基极通过限流电阻连接单片机控制电路的熄火指令输出端，集电极通过上拉电阻与震荡升压电路的工作电压输出端相连；

所述MOS管的漏极和栅极分别与上拉电阻的两端相连，且漏极与震荡升压电路的工作电压输出端相连，源极与电磁阀连接，且该源极与热电偶向电磁阀施加反向电压；

所述储能电容的正极与MOS管的漏极相连，负极接地。

采用MOS管控制储能电容放电关闭电池阀，实现定时熄火功能，结构简单，可靠性高，成本低。接收到熄火指令后，MOS管的源极和漏极导通，储能电容对电磁阀放电，方向与热电偶提供的热电势反向，从而抵消热电偶产生的电能，使电磁阀关闭。

作为优选，所述检测电路为热电偶电压采样电路。通过采集到的电压信号，判断燃气灶的工作状态。目前普遍采用的根据灶头温度判定燃气灶工作状态，需要另接温度传感器，且采集到的温度信号不可以直接被单片机控制电路识别。

所述的报警电路为声光报警电路。通过声光报警电路能够引起听觉和视觉上的双重警觉。

本实用新型提供的燃气灶定时熄火保护装置，通过设定检测电路，在燃气灶工作过程中不断检测燃气灶工作状态，在工作状态异常的情况下，能够发出警报，提高了熄火保护装置的可靠性和安全性。另外，通过检测电路采集的是热电偶两端的电压信号，能够用于检测热电偶是否损坏，并可在热电偶损坏时报警。

附图说明：

图1为本实用新型燃气灶定时熄火控制装置的结构框图；

图2为电磁阀控制电路原理图。

具体实施方式：

参见图1，本实施例燃气灶定时熄火控制装置，包括:

电磁阀，安装于燃气管道上，用于控制气源的通断；

热电偶，安装于灶头处，与电磁阀连接，用于控制电磁阀的开关；

检测电路，检测燃气灶的工作状态信号，可以为热电偶电压采集电路，采集热电偶两端的电压信号；

定时电路，用于预设定时时间并在定时结束时发送定时信号，包括键盘输入电路和数码显示电路。键盘输入电路可以为电容式感应按键电路，通过电容式感应按键电路调节定时时间，通过数显示电路观察定时时间；

单片机控制电路，接收定时信号后发送熄火指令，还用于接收的检测电路反馈的电压信号，并根据热电偶的型号，判断出燃气灶的工作状态以发出相应的报警指令；

熄火电路，接收熄火指令后关闭电磁阀，包括用于接收熄火指令关闭电磁阀的电磁阀控制电路和为电磁阀熄火电路供电的熄火升压电路，熄火升压电路为主控单片机控制的震荡升压电路，由单片机提供脉调制信号，输出端与电池阀控制电路连接；

报警电路，接收报警指令并发出相应的报警信号，可以为声光报警电路；

电源电路，为定时电路、熄火电路、单片机控制电路、检测电路和报警电路供电，包括外接电源、备用电源和电源切换电路。外接电源通过电源适配器接市电，备用电源为内置电池，还连接有DCDC升压电路，通过DCDC升压将电池升压到5V。当外电路断电时，电源切换电路自动切换采用备用电源供电。

本实施例中电磁阀控制电路如图2所示，包括限流电阻R1、三极管Q1、上拉电阻R2、MOS管Q2和储能电容C，三极管Q1的发射极接地，

三极管Q1的发射极接地，基极通过限流电阻R1连接单片机控制电路的熄火指令MCU-FIRE-OUT输出端，集电极通过上拉电阻R2与震荡升压电路的工作电压输出端Vcc相连；MOS管Q2的漏极和栅极分别于上拉电阻R2的两端相连，源极与电磁阀连接，且源极与热电偶向电磁阀施加的电压方向相反；储能电容C的正极与MOS管的漏极相连，负极接地。

如果仅仅靠单片机控制电路或电源电路直接供电（工作电压一般仅在5V左右），难以驱动储能电容C以及MOS管，因此本实用新型通过熄火升压电路将电源电路提供的电压升高（10～15V左右）后为电磁阀控制电路供电。

本实施例中燃气灶定时自动熄火控制装置的具体工作过程如下：

通过电源切换电路，选择内外供电模式，DCDC升压电路将电池电压升高至3～5V，为单片机控制电路、检测电路、定时电路、熄火电路和声光报警电路供电。检测电路不断采集热电偶两端的电压，并将采集到的电压信号反馈给单片机控制电路，单片机控制电路根据接收到的电压信号判断出燃气灶的工作状态，然后根据该工作状态控制报警电路做出相应的响应。若定时功能开启，单片机控制电路根据定时电路发出的定时信号，发送报警指令和熄火指令。报警电路接收报警指令，发出报警信号，提示定时时间到；熄火电路接收熄火指令并关闭电磁阀，实现定时熄火功能。其中电磁阀控制电路由主控单片机电路提供脉宽调制信号的震荡升压电路供电。

具体工作状态如下：

（1）未开启定时功能或在定时时间内

若热电偶两端电压正常，则单片机主控电路判定燃气灶正常工作，不发送报警指令，报警电路无动作；

若热电偶两端电压为零，则单片机主控电路判定意外熄火，发送报警指令，报警电路发出警报，提示燃气灶意外熄火，同时由于意外熄火，热电偶两端电压下降，电磁阀失电自动关闭，切断气源，防止燃气泄漏，实现熄火保护；

若热电偶电压过大，则单片机主控电路判定热电偶异常，发送报警指令，控制报警电路发出警报，提示热电偶异常。

（2）定时时间结束时

热电偶两端电压正常，则单片机主控电路判定燃气灶正常工作，单片机控制电路发出报警指令，控制报警电路发出警报，提示定时时间到，同时，单片机主控电路向熄火电路发送熄火指令，关闭电磁阀，切断气源，实现定时熄火；

热电偶两端电压为零，单片机控制电路判定意外熄火，发送报警指令，控制报警电路发出警报，提示燃气灶意外熄火，同时电磁阀失电关闭，气源切断，防止燃气泄漏，实现熄火保护；

热电偶电压过大，则单片机主控电路判定热电偶异常，发送报警指令，控制报警电路发出警报，提示燃气灶热电偶异常。

（3）定时时间结束后

热电偶两端电压为零，单片机控制电路判定正常熄火，不发送报警指令，控制报警电路无响应；

热电偶两端电压不为零，单片机控制电路判定燃气灶工作状态异常，发送警报指令，报警电路发出报警信号，提示工作状态异常。

Claims (9)

1.一种燃气灶定时熄火控制装置，其特征在于，包括:

电磁阀，安装于燃气管道上，用于控制气源的通断；

热电偶，安装于灶头处，与电磁阀连接，用于控制电磁阀的开关；

定时电路，用于预设定时时间并发出定时信号；

检测电路，检测燃气灶的工作状态信号；

单片机控制电路，根据所述的工作状态信号发出相应的报警指令，还用于接收所述的定时信号后发送熄火指令；

熄火电路，根据所述的熄火指令关闭所述电磁阀；

报警电路，接收所述的报警指令并发出相应的报警信号；

电源电路，为所述的定时电路、熄火电路、单片机控制电路、检测电路和报警电路供电。

2.如权利要求1所述的燃气灶定时熄火控制装置，其特征在于：所述熄火电路包括用于接收熄火指令并关闭电磁阀的电磁阀控制电路以及为该电磁阀控制电路供电的熄火升压电路。

3.如权利要求2所述的燃气灶定时熄火控制装置，其特征在于：所述熄火升压电路为震荡升压电路，该震荡升压电路的脉宽调制信号来自于所述的单片机控制电路，输出端连接电磁阀控制电路。

4.如权利要求3所述的燃气灶定时熄火控制装置，其特征在于：所述的定时电路为基于单片机控制电路的数显可调定时电路，包括用于设定、调节和显示定时时间的键盘输入电路和数字显示电路。

5.如权利要求4所述的燃气灶定时熄火控制装置，其特征在于：所述的键盘输入电路为电容式感应按键电路。

6.如权利要求1～5中任一权利要求所述的燃气灶定时熄火控制装置，其特征在于：所述的电源电路外接电源、备用电源和电源切换电路。

7.如权利要求6所述的燃气灶定时熄火控制装置，其特征在于：所述电磁阀控制电路包括：限流电阻、三极管、上拉电阻、MOS管和储能电容；

所述三极管的发射极接地，基极通过限流电阻连接单片机控制电路的熄火指令输出端，集电极通过上拉电阻与震荡升压电路的工作电压输出端相连；

所述MOS管的漏极和栅极分别与上拉电阻的两端相连，源极与电磁阀连接，且该源极与热电偶向电磁阀施加的电压方向相反；

所述储能电容的正极与MOS管的漏极相连，负极接地。

8.如权利要求7所述的燃气灶定时熄火控制装置，其特征在于：所述检测电路为热电偶电压采样电路。

9.如权利要求8所述的燃气灶定时熄火控制装置，其特征在于：所述的报警电路为声光报警电路。

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