專利名稱：具有有害氣體監(jiān)測報(bào)警功能的燃?xì)鉄崴骷氨O(jiān)測報(bào)警方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有有害氣體監(jiān)測報(bào)警功能的燃?xì)鉄崴鳎绕涫且环N具有燃?xì)庑孤┖?或CO氣體監(jiān)測報(bào)警功能的燃?xì)鉄崴?，同時還涉及這種熱水器的監(jiān)測報(bào)警方法，屬于家用燃燒器具技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
據(jù)統(tǒng)計(jì)，因燃?xì)庑孤?dǎo)致的事故傷亡人數(shù)已上升至道路交通、工傷事故后的非正常傷亡人數(shù)的第3位。而其中因不正當(dāng)使用燃?xì)鉄崴鲗?dǎo)致的燃?xì)庑孤?、CO廢氣中毒事故又占據(jù)首位。目前，燃?xì)鉄崴魇鹿室呀?jīng)成為社會用氣事故的“第一殺手”。燃?xì)庑孤?、CO中毒以及可能發(fā)生火災(zāi)等是當(dāng)今許多家庭不敢使用燃?xì)鉄崴鞯闹饕?，也是燃?xì)鉄崴鞯氖袌稣加新蕪脑鹊囊恢Κ?dú)秀演變成當(dāng)今不敵電熱水器(只有40％的市場占有率)狀況的直接緣由。
檢索發(fā)現(xiàn)，中國實(shí)用新型專利00237346.7《燃?xì)鉄崴髀?lián)動報(bào)警器》公開了一種燃?xì)鉄崴鳌⑼L(fēng)設(shè)備、燃?xì)庑孤﹫?bào)警及廢氣超標(biāo)報(bào)警整體聯(lián)動自控的電路，實(shí)現(xiàn)了泄漏傳感器由定時循環(huán)電路控制間歇工作，廢氣超標(biāo)報(bào)警后關(guān)閉熱水器，燃?xì)庑孤﹫?bào)警后通風(fēng)設(shè)備運(yùn)行等功能。此外，中國發(fā)明專利申請200510049317.5《外置A/D轉(zhuǎn)換器的燃?xì)鉄崴魅細(xì)庑孤┍Ｗo(hù)裝置》提供了一種外置A/D轉(zhuǎn)換器的燃?xì)鉄崴魅細(xì)庑孤┍Ｗo(hù)裝置，燃?xì)鈧鞲衅鬏敵鼋?jīng)外置A/D轉(zhuǎn)換器后與熱水器控制裝置中單片機(jī)的I/O輸入端連接，由熱水器控制裝置與閥電路及報(bào)警電路連接，實(shí)現(xiàn)了燃?xì)獬瑯?biāo)時，單片機(jī)控制切斷氣源并發(fā)出報(bào)警的功能。
本專利申請人根據(jù)深入細(xì)致的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，上述現(xiàn)有技術(shù)并未能徹底解決燃?xì)夂虲O氣體泄漏的問題。因?yàn)樵跓崴鞯膶?shí)際應(yīng)用中，除了本身的泄漏外，還存在輸送管路等其它環(huán)節(jié)的泄漏，以及其它燃?xì)庥镁呤褂脮r廢氣的排放(例如灶具)。上述現(xiàn)有技術(shù)顯然不能直接探測室內(nèi)環(huán)境空氣中燃?xì)夂虲O氣體的濃度，從而不能有效防止使用燃?xì)鉄崴鲿r因室內(nèi)燃?xì)庑孤┗駽O氣體濃度超標(biāo)而導(dǎo)致的事故。此外，探測單元是否始終處于正常工作狀態(tài)是確保燃?xì)鉄崴魇褂冒踩谋匾ＷC，而上述現(xiàn)有技術(shù)無法檢測報(bào)警單元是否失效，也沒有考慮報(bào)警單元失效后系統(tǒng)的運(yùn)行方式，因此在實(shí)際使用中存在較大的局限性。
對國外相關(guān)專利進(jìn)行檢索發(fā)現(xiàn)，美國專利US 5797358公開的《燃?xì)鉄崴鞯目刂葡到y(tǒng)》雖然也提供了一種燃?xì)鈧鞲衅?、CO傳感器與熱水器處理器電氣連接的控制系統(tǒng)，但該技術(shù)同樣存在上述問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的首要目的在于針對以上現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，提出一種具有有害氣體監(jiān)測報(bào)警功能、尤其是具有燃?xì)庑孤┖?或CO氣體監(jiān)測報(bào)警功能的燃?xì)鉄崴?，同時給出相應(yīng)的監(jiān)測報(bào)警方法，從而有效防止使用燃?xì)鉄崴鲿r因室內(nèi)燃?xì)庑孤┗駽O氣體濃度超標(biāo)而導(dǎo)致的事故。
本發(fā)明進(jìn)一步的目的在于提出一種可以檢測報(bào)警功能是否失效的燃?xì)鉄崴?，進(jìn)一步確保燃?xì)鉄崴鞯墓ぷ骺煽亢褪褂冒踩?br> 為了達(dá)到以上首要目的，本發(fā)明的燃?xì)鉄崴鞑捎梅煮w設(shè)置的燃?xì)鉄崴髦黧w與氣體探測單元；所述氣體探測單元含有氣體傳感器，安置在室內(nèi)需監(jiān)測處，與燃?xì)鉄崴髦黧w內(nèi)的處理控制單元通訊連接；所述氣體探測單元與處理控制單元之一接報(bào)警單元。
本發(fā)明燃?xì)鉄崴鞯谋O(jiān)測報(bào)警步驟為氣體探測單元將感受到的氣體濃度信號轉(zhuǎn)化為電信號，通過通訊傳送到熱水器主體的處理控制單元；熱水器主體內(nèi)的處理控制單元將傳送信號與預(yù)定閾值進(jìn)行比較，當(dāng)超過閾值時，發(fā)出報(bào)警指令；報(bào)警單元接受報(bào)警指令后發(fā)出報(bào)警信號。
當(dāng)氣體探測單元本身含有數(shù)據(jù)處理單元時，本發(fā)明的監(jiān)測報(bào)警步驟為氣體探測單元將感受到的氣體濃度信號轉(zhuǎn)化為電信號，傳送給數(shù)據(jù)處理單元；數(shù)據(jù)處理單元將信號與預(yù)定閾值進(jìn)行比較，同時通過通訊將信號傳送到熱水器主體的處理控制單元；或者數(shù)據(jù)處理單元將傳送信號通過通訊直接傳送到熱水器主體的處理控制單元，熱水器主體內(nèi)的處理控制單元將接收到的信號與預(yù)定閾值進(jìn)行比較；當(dāng)信號超過預(yù)定閾值時，數(shù)據(jù)處理單元與處理控制單元之一發(fā)出報(bào)警指令；報(bào)警單元接受報(bào)警指令后發(fā)出報(bào)警信號。
為了達(dá)到進(jìn)一步的目的，本發(fā)明的燃?xì)鉄崴髦黧w內(nèi)的處理控制單元與氣體探測單元之間為雙向有線或無線通訊連接。工作時，處理控制單元發(fā)出測試信號，傳送給氣體探測單元；當(dāng)氣體探測單元未能正常響應(yīng)時，處理控制單元發(fā)出通報(bào)信號。
本發(fā)明的進(jìn)一步完善是，熱水器主體內(nèi)的處理控制單元的控制輸出端與燃?xì)廨斔凸苈烽y的受控端連接，當(dāng)接收到探測信號超過閾值時，在發(fā)出報(bào)警指令的同時，還發(fā)出控制信號，切斷燃?xì)廨斔凸苈烽y。
這樣，氣體探測單元可以按需靈活安裝在燃?xì)夂虲O濃度容易聚集的房內(nèi)位置，熱水器則安裝在安全和方便操作的位置。用戶如不需要?dú)怏w探測功能或者氣體探測單元失效檢修時，熱水器主體內(nèi)處理控制單元按無報(bào)警功能的工況進(jìn)行工作，同時主機(jī)顯示氣體探測單元失效的通報(bào)信息。當(dāng)熱水器主控制器檢測到氣體探測單元工作正常后，接受并實(shí)時響應(yīng)氣體探測單元發(fā)來的信號，通過處理，控制報(bào)警、切斷氣源等。
容易理解，本發(fā)明的有益效果是各種型號的燃?xì)鉄崴?尤其是燃?xì)饪焖贌崴?與氣體探測單元可靈活分體安裝，從而克服現(xiàn)有技術(shù)無法監(jiān)測輸送管路等其它環(huán)節(jié)泄漏、以及其它燃?xì)庥镁呤褂脮r廢氣排放的缺陷，能有效防止因室內(nèi)燃?xì)庑孤┗駽O氣體濃度超標(biāo)而導(dǎo)致的事故，給用戶和社會帶來更多的使用價值。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例一的電路原理圖。
圖2是對應(yīng)圖1實(shí)施例的原理框圖。
圖3是本發(fā)明實(shí)施例二的電路原理圖。
圖4是對應(yīng)圖3實(shí)施例的原理框圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖優(yōu)選實(shí)施例對本專利作進(jìn)一步的說明。
實(shí)施例一本實(shí)施例帶燃?xì)庑孤﹫?bào)警和/或CO氣體報(bào)警功能的燃?xì)鉄崴魅鐖D1所示，氣體探測單元1與燃?xì)鉄崴髦黧w2為可拆卸式分體安裝，相互之間通過串口通訊芯片U1(型號MAX202)、U2(型號MAX202)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，并由熱水器提供電源。
燃?xì)鉄崴髦黧w2內(nèi)含作為處理控制單元的數(shù)據(jù)處理芯片IC2(型號H83694)、顯示模塊9、通訊芯片U2、蜂鳴器F1及氣閥體Vav1，IC2內(nèi)包含記憶單元EEPROM8。
氣體探測單元1內(nèi)包含CO傳感器5(型號TGS2442)、數(shù)據(jù)處理芯片IC1(型號Mega8)、IC1接串口通訊芯片U1(型號MAX202)，與熱水器主體進(jìn)行串口通訊。IC1的I/O口PB1、PB2輸出脈沖信號，經(jīng)開關(guān)管T3、T4控制CO傳感器5。CO傳感器5通過敏感材料感受環(huán)境中的氣體濃度，輸出變化電壓傳遞給IC1的I/O口PC0。PC0接收到電壓變化后，通過內(nèi)部A/D轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，并換算成實(shí)際濃度數(shù)值，同時檢測CO氣體濃度是否超過報(bào)警設(shè)定濃度。然后，IC1將此濃度值信息通過串口數(shù)據(jù)通訊芯片U1、U2傳送給熱水器主體內(nèi)的數(shù)據(jù)處理芯片IC2。該處理芯片IC2通過串口通訊芯片U2接收到來自氣體探測單元1的數(shù)據(jù)信息，通過顯示模塊9實(shí)時顯示，同時將數(shù)據(jù)按程序設(shè)定存放的時間，保存到EEPROM 8中，以方便需要時調(diào)用讀出。IC2同時還根據(jù)從串口通訊芯片U2接收到的數(shù)據(jù)信息的情況，由PB1、PB2口通過開關(guān)管T1、T2和繼電器Re1來控制蜂鳴器F1、氣閥開關(guān)Vav1的工作。
此外，IC1可以實(shí)時檢測CO傳感器5是否失效，并通過通訊芯片U1、U2將此信息傳遞給IC2。如果檢測失效，IC2根據(jù)此信息控制熱水器運(yùn)行并給出提示信息。
當(dāng)室內(nèi)CO氣體的濃度值小于報(bào)警設(shè)定值時，IC2將從串口通訊芯片U2接收到的信息輸出到顯示模塊9，熱水器正常工作；當(dāng)室內(nèi)CO氣體的濃度值上升到超過報(bào)警設(shè)定濃度時，IC2輸出控制信號給開關(guān)管T2，通過繼電器Re1，切斷氣閥體Vav1的電源；同時輸出信號給開關(guān)管T1，控制蜂鳴器F1發(fā)出警報(bào)；IC2同時還給出數(shù)據(jù)信號，通過顯示模塊9輸出報(bào)警代碼。
當(dāng)用戶沒有使用燃?xì)鉄崴?但此時熱水器處于通電狀態(tài))而使用其它燃?xì)庥镁邥r，如果室內(nèi)CO氣體濃度未達(dá)到報(bào)警設(shè)定濃度，氣體探測單元1反饋濃度信號給IC2，主控制器IC2接受到信號后將信號在顯示模塊9進(jìn)行濃度顯示；如果室內(nèi)CO氣體濃度增加并達(dá)到設(shè)定濃度，主控IC2接受到信號后啟動蜂鳴器F1，控制顯示模塊9進(jìn)行閃爍報(bào)警，并發(fā)出相關(guān)控制信號，禁止氣閥體Vav1開啟。當(dāng)室內(nèi)氣體濃度恢復(fù)到正常水平之后，氣體探測單元1反饋信號給IC2，IC2接受到信號后停止蜂鳴器F1、顯示模塊9的聲光報(bào)警，并解除禁止氣閥體Vav1開啟的信號。
參見圖2，本實(shí)施例的工作過程可以簡述為當(dāng)房間內(nèi)存在可燃?xì)怏w和/或CO氣體時，氣體傳感器5檢測到可燃?xì)怏w和/或CO氣體濃度后，輸出相關(guān)信號到數(shù)據(jù)處理芯片IC1，數(shù)據(jù)處理芯片IC1檢測到來自傳感器5的信號后，經(jīng)過處理轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的濃度數(shù)值，并判斷該濃度值是否超過報(bào)警設(shè)定濃度，然后通過數(shù)據(jù)通訊模塊U1、U2將相關(guān)數(shù)據(jù)傳遞給熱水器數(shù)據(jù)處理芯片IC2，IC2根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)控制顯示模塊9進(jìn)行濃度顯示，同時，將該數(shù)據(jù)存儲到記憶模塊8。如果該濃度值超過報(bào)警設(shè)定濃度，IC2同時控制報(bào)警模塊6進(jìn)行聲光報(bào)警，并通過氣閥控制模塊7切斷氣閥。
數(shù)據(jù)處理芯片IC1檢測到來自傳感器5的信號后，也可以通過數(shù)據(jù)通訊模塊U1、U2將信號直接傳遞給熱水器數(shù)據(jù)處理芯片IC2，經(jīng)IC2處理轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的濃度數(shù)值，并判斷該濃度值是否超過報(bào)警設(shè)定濃度，然后進(jìn)行相應(yīng)的控制。數(shù)據(jù)處理芯片IC1也可以將檢測到的來自傳感器5的信號處理成相應(yīng)的濃度數(shù)值信號后，再通過數(shù)據(jù)通訊模塊U1、U2傳送給IC2，由IC2進(jìn)行判斷后進(jìn)行相應(yīng)控制。
圖中6’表示報(bào)警模塊也可以位于探測單元內(nèi)，而8‘表示存儲模塊可以外置。
實(shí)施例2本實(shí)施例的電路原理如圖3所示，基本情況與上述實(shí)施例相同。氣體探測單元1也與燃?xì)鉄崴髦黧w2分體安裝，兩者之間通過信號線進(jìn)行連接。不同之處在于燃?xì)鉄崴髦黧w2內(nèi)含的數(shù)據(jù)處理芯片IC(型號H83694)的I/O口P20、P21輸出脈沖信號，經(jīng)開關(guān)管T3、T4、T5、T6、T7控制氣體探測單元1的傳感器5，CO傳感器5通過敏感材料感受環(huán)境中的氣體濃度，輸出變化電壓傳遞給IC的I/O口PB0。PB0接收到電壓變化后，通過內(nèi)部A/D轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，并換算成實(shí)際濃度數(shù)值，同時檢測CO氣體濃度是否超過報(bào)警設(shè)定濃度。其工作原理等可以參見上述事實(shí)例，不另贅述。
其工作過程參見圖4，當(dāng)房間內(nèi)存在可燃?xì)怏w和/或CO氣體時，氣體傳感器5檢測到可燃?xì)怏w和/或CO氣體濃度后，傳遞給熱水器數(shù)據(jù)處理芯片IC，數(shù)據(jù)處理芯片IC檢測到來自傳感器5的信號后，處理轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的濃度數(shù)值，并判斷該濃度值是否超過報(bào)警設(shè)定濃度。然后，IC根據(jù)此濃度數(shù)值控制顯示模塊9進(jìn)行濃度顯示，同時，將該數(shù)據(jù)存儲到記憶模塊8。如果該濃度值超過報(bào)警設(shè)定濃度，IC控制報(bào)警模塊6進(jìn)行聲光報(bào)警，并通過氣閥控制模塊7切斷氣閥。
本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，還可以有許多變化設(shè)計(jì)。例如，通訊方式既包括有線、也包括無線，既包括雙向、也包括單向；報(bào)警單元既可以由熱水器主體內(nèi)的處理控制單元控制，也可以由探測單元內(nèi)的數(shù)據(jù)處理單元直接控制；報(bào)警單元中的顯示報(bào)警既可以與燃?xì)鉄崴鞯娘@示屏兼用，也可以單獨(dú)設(shè)置；電路中的各分離器件可進(jìn)一步集成或集成器件進(jìn)一步分離；等等。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種帶燃?xì)庑孤﹫?bào)警和/或CO氣體報(bào)警功能的燃?xì)鉄崴?，其特征在于采用分體設(shè)置的燃?xì)鉄崴髦黧w與氣體探測單元；所述氣體探測單元含有氣體傳感器，安置在室內(nèi)需監(jiān)測處，與燃?xì)鉄崴髦黧w內(nèi)的處理控制單元通訊連接；所述氣體探測單元與處理控制單元之一接報(bào)警單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃?xì)鉄崴鳎涮卣髟谟谒鋈細(xì)鉄崴髦黧w內(nèi)的處理控制單元與氣體探測單元雙向通訊連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃?xì)鉄崴鳎涮卣髟谟谒鰺崴髦黧w內(nèi)處理控制單元的控制輸出端與燃?xì)廨斔凸苈烽y的受控端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃?xì)鉄崴?，其特征在于所述熱水器主體含有與處理控制單元連接的顯示模塊，用以顯示CO氣體濃度及光報(bào)警信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃?xì)鉄崴鳎涮卣髟谟谒鰺崴髦黧w含有與處理控制單元連接的存儲單元，用以保存探測數(shù)據(jù)供需要時調(diào)用讀出。存儲單元也可位于探測單元內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述帶燃?xì)庑孤﹫?bào)警和/或CO氣體報(bào)警功能燃?xì)鉄崴鞯谋O(jiān)測報(bào)警方法，其特征在于包括以下步驟氣體探測單元將感受到的氣體濃度信號轉(zhuǎn)化為電信號，通過通訊傳送到熱水器主體的處理控制單元；熱水器主體內(nèi)的處理控制單元將傳送信號與預(yù)定閾值進(jìn)行比較，當(dāng)超過閾值時，發(fā)出報(bào)警指令；報(bào)警單元接受報(bào)警指令后發(fā)出報(bào)警信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述帶燃?xì)庑孤﹫?bào)警和/或CO氣體報(bào)警功能燃?xì)鉄崴鞯谋O(jiān)測報(bào)警方法，其特征在于所述氣體探測單元含有數(shù)據(jù)處理單元時，監(jiān)測報(bào)警步驟為氣體探測單元將感受到的氣體濃度信號轉(zhuǎn)化為電信號，傳送給數(shù)據(jù)處理單元；數(shù)據(jù)處理單元將傳送信號與預(yù)定閾值進(jìn)行比較，同時通過通訊將信號傳送到熱水器主體的處理控制單元；或者數(shù)據(jù)處理單元將傳送信號通過通訊直接傳送到熱水器主體的處理控制單元，熱水器主體內(nèi)的處理控制單元將接收到的信號與預(yù)定閾值進(jìn)行比較；當(dāng)超過閾值時，數(shù)據(jù)處理單元與處理控制單元之一發(fā)出報(bào)警指令；報(bào)警單元接受報(bào)警指令后發(fā)出報(bào)警信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述燃?xì)鉄崴鞯谋O(jiān)測報(bào)警方法，其特征在于所述燃?xì)鉄崴髦黧w內(nèi)的處理控制單元與氣體探測單元雙向通訊連接，工作時，處理控制單元發(fā)出測試信號，傳送給氣體探測單元；當(dāng)氣體探測單元未能正常響應(yīng)時，處理控制單元發(fā)出通報(bào)信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述燃?xì)鉄崴鞯谋O(jiān)測報(bào)警方法，其特征在于所述熱水器主體內(nèi)的處理控制單元的控制輸出端與燃?xì)廨斔凸苈烽y的受控端連接，當(dāng)接收到探測信號超過閾值時，在發(fā)出報(bào)警指令的同時，還發(fā)出控制信號，切斷燃?xì)廨斔凸苈烽y。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有有害氣體監(jiān)測報(bào)警功能的燃?xì)鉄崴骷氨O(jiān)測報(bào)警方法，屬于家用燃燒器具技術(shù)領(lǐng)域。該燃?xì)鉄崴鞑捎梅煮w設(shè)置的燃?xì)鉄崴髦黧w與氣體探測單元；氣體探測單元含有氣體傳感器，安置在室內(nèi)需監(jiān)測處，與燃?xì)鉄崴髦黧w內(nèi)的處理控制單元通訊連接；氣體探測單元與處理控制單元之一接報(bào)警單元。當(dāng)室內(nèi)有害氣體濃度上升時，處理控制單元或數(shù)據(jù)處理單元將傳送信號與預(yù)定閾值進(jìn)行比較，當(dāng)超過閾值時，控制報(bào)警。本發(fā)明的燃?xì)鉄崴骱蜌怏w探測單元可靈活分體安裝，從而克服現(xiàn)有技術(shù)無法監(jiān)測輸送管路等其它環(huán)節(jié)泄漏、以及其它燃?xì)庥镁呤褂脮r廢氣排放的缺陷，能有效防止因室內(nèi)燃?xì)庑孤┗駽O氣體濃度超標(biāo)而導(dǎo)致的事故，給用戶和社會帶來更多的使用價值。
文檔編號F24H9/20GK1963329SQ200610097939
公開日2007年5月16日 申請日期2006年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月22日
發(fā)明者邱步, 田剛, 鞠平, 朱高濤 申請人:艾歐史密斯(中國)熱水器有限公司