一种燃气热水器及其火焰检测方法和装置与流程

1.本发明属于燃气热水器技术领域，具体地说，涉及一种燃气热水器及其火焰检测方法和装置。


背景技术：

2.燃气热水器使用过程中火焰检测不仅与安全息息相关，更与燃气热水器控制逻辑存在紧密联系。一个简单可靠的火焰检测电路，是智能燃气热水器必须存在的一个环节。
3.公开号为cn 201742316 u的实用新型专利公开了一种燃气热水器火焰感应电路,包括火焰感知模块、比较器模块和振荡升压模块，火焰感应针电性连接火焰感知模块并传信于火焰感知模块,火焰感知模块传信于比较器模块，比较器模块传信于主控电路,火焰感应电路集成于独立的感应电路板上并通过接口电性连接燃气热水器的主控基板_上的主控电路,比较器模块和振荡升压模块分别通过所述接口从主控基板的主控电路上获取直流电源,该振荡升压模块将获取直流电源升压并振荡形成交流电供电给火焰感知模块。上述文献介绍了一种利用比较器检测火焰的方案，成本较高。
4.公开号cn 107991713 a的专利申请公开了一种用于燃气快速热水器和壁挂炉的火焰感应系统，包括火焰感应针、火焰感应振荡电路、电源电路和微处理器，该系统还包括火焰感应电路和ad采集电路，所述电源电路为系统提供电源，所述火焰感应振荡电路的输出端向火焰感应电路的能量输入端输送交流电压，所述火焰感应电路通过火焰感应针将火焰信息转换为火焰信号，所述ad采集电路的信号输入端与火焰感应电路的信号输出端连接，且ad采集电路的输出端与微处理器的信号输入端连接，微处理器进行信号识别。上述文献介绍了一种火焰ad值检测判断燃烧状态电路，但对于火焰存在与否界限不明确，检测火焰容差较小，在燃烧状态切换时容易造成火焰误判。
5.有鉴于此特提出本发明。


技术实现要素：

6.本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种燃气热水器的火焰检测方法，在确定当前时刻的火焰状态时，通过上一时刻的火焰状态确定用于判断当前时刻火焰状态时所需的对照阈值，提高火焰检测的精确性。
7.本发明的另一目的是提供一种燃气热水器的火焰检测装置，在确定当前时刻的火焰状态时，通过确定模块根据上一时刻的火焰状态确定用于判断当前时刻火焰状态时所需的对照阈值，提高火焰检测的精确性。
8.本发明的另一目的是提供一种燃气热水器，采用如上所述的火焰检测方法或者包括如上所述的火焰检测装置。
9.为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：
10.一种燃气热水器的火焰检测方法，包括以下步骤：
11.接收当前时刻的火焰检测参数的检测值；
12.获取上一时刻的火焰状态，根据所述上一时刻的火焰状态确定用于判断当前时刻火焰检测结果所需的阈值；
13.根据当前时刻的火焰检测参数的检测值与所述阈值的关系确定当前时刻的火焰检测结果。
14.进一步的，所述获取上一时刻的火焰状态，根据所述上一时刻的火焰状态确定用于判断当前时刻火焰检测结果所需的阈值，包括：
15.获取上一时刻的火焰状态，若所述上一时刻的火焰状态为无火焰，则确定第一阈值k1作为判断火焰检测结果所需的阈值，若所述上一时刻的火焰状态为有火焰，则确定第二阈值k2作为判断火焰检测结果所需的阈值；
16.其中，所述第二阈值k2》所述第一阈值k1。
17.进一步的，所述根据当前时刻的火焰检测参数的检测值与所述阈值的关系确定当前时刻的火焰检测结果，包括：
18.若所述上一时刻的火焰状态为无火焰，则当所述当前时刻的火焰检测参数的检测值小于所述第一阈值k1时，输出有火焰的信号，当所述当前时刻的火焰检测参数的检测值大于或等于所述第一阈值k1时，输出无火焰的信号；
19.若所述上一时刻的火焰状态为有火焰，则当所述当前时刻的火焰检测参数的检测值小于所述第二阈值k2时，输出有火焰的信号，当所述当前时刻的火焰检测参数的检测值大于或等于所述第二阈值k2时，输出无火焰的信号。
20.进一步的，所述火焰检测参数包括火焰的ad值。
21.进一步的，所述获取上一时刻的火焰状态，包括：
22.若火焰检测电路中上一时刻的单片机mcu端口电压为低电平，则上一时刻的火焰状态为无火焰；
23.若火焰检测电路中上一时刻的单片机mcu端口电压为高电平，则上一时刻的火焰状态为有火焰；
24.所述火焰检测电路中，交流高压源ac的一端与参考地连接，另一端通过电阻r2与电容器c1的一端连接，电容器c1的另一端与电阻r5连接，r5的另一端与火焰感探针连接，电阻r6连接参考地和外壳地，电阻r3的一端连接于电容c1与电阻r5的交汇处a，电阻r3另一端接二极管d2的阴极，二极管d2的阳极接参考地，二极管d1和电阻r1并联且两端分别接于电源vcc及电阻r3与二极管d2的交汇处，电阻r4的一端接于电阻r3与二极管d2的交汇处，电阻r4的另一端接电容c2的一端，电容c2的另一端接参考地，电阻r4与电容c2交汇处连接到所述单片机mcu。
25.一种燃气热水器的火焰检测装置，包括
26.第一检测模块，用于检测当前时刻的火焰检测参数的检测值；
27.第二检测模块，用于检测上一时刻的火焰状态；
28.确定模块，用于根据所述第二检测模块检测的上一时刻的火焰状态确定判断当前时刻火焰检测结果所需的阈值；
29.逻辑判断模块，用于根据当前时刻的火焰检测参数的检测值与所述阈值的关系确定当前时刻的火焰检测结果。
30.进一步的，所述逻辑判断模块包括：
31.第一判断单元，用于在所述上一时刻的火焰状态为无火焰时确定当前时刻的火焰检测结果；
32.若所述上一时刻的火焰状态为无火焰，则当所述当前时刻的火焰检测参数的检测值小于所述第一阈值k1时，输出有火焰的信号，当所述当前时刻的火焰检测参数的检测值大于或等于所述第一阈值k1时，输出无火焰的信号。
33.进一步的，所述逻辑判断模块包括：
34.第二判断单元，用于在所述上一时刻的火焰状态为有火焰时确定当前时刻的火焰检测结果；
35.若所述上一时刻的火焰状态为有火焰，则当所述当前时刻的火焰检测参数的检测值小于所述第二阈值k2时，输出有火焰的信号，当所述当前时刻的火焰检测参数的检测值大于或等于所述第二阈值k2时，输出无火焰的信号。
36.进一步的，还包括火焰检测电路；
37.所述火焰检测电路中，交流高压源ac的一端与参考地连接，另一端通过电阻r2与电容器c1的一端连接，电容器c1的另一端与电阻r5连接，r5的另一端与火焰感探针连接，电阻r6连接参考地和外壳地，电阻r3的一端连接于电容c1与电阻r5的交汇处a，电阻r3另一端接二极管d2的阴极，二极管d2的阳极接参考地，二极管d1和电阻r1并联且两端分别接于电源vcc及电阻r3与二极管d2的交汇处，电阻r4的一端接于电阻r3与二极管d2的交汇处，电阻r4的另一端接电容c2的一端，电容c2的另一端接参考地，电阻r4与电容c2交汇处连接到所述单片机mcu。
38.一种燃气热水器，采用如上所述的火焰检测方法或者包括如上所述的火焰检测装置。
39.采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果。
40.1、本发明在确定当前时刻的火焰状态时，通过上一时刻的火焰状态确定用于判断当前时刻火焰状态时所需的对照阈值，提高火焰检测的精确性。
41.2、本发明使检测火焰容差加大，当火焰检测电路中的火焰感应针随时间氧化导致部分感应不良，或者火焰感应检测火焰范围存在偏差时，因为火焰容差范围的存在，能够很好检测火焰状态。
42.3、本发明使第一阈值与第二阈值之间具有滞回区间，采用滞回区间的判断方法，可以有效避免现有技术中只依靠一个固定值判断有无火焰所带来的导致火焰判断失效的问题。
43.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
附图说明
44.附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，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附图。在附图中：
45.图1是本发明燃气热水器的火焰检测方法的流程示意图；
46.图2是本发明实施例中火焰检测方法的流程示意图；
47.图3是本发明燃气热水器的火焰检测装置的示意图；
48.图4是本发明火焰检测电路的示意图。
49.需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。
具体实施方式
50.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
51.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“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发明和简化描述，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发明的限制。
52.在本发明的描述中，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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
53.如图1至图4所示，本发明提供一种燃气热水器及其火焰检测方法和装置。
54.其中，火焰检测方法包括以下步骤：接收当前时刻的火焰检测参数的检测值；获取上一时刻的火焰状态，根据所述上一时刻的火焰状态确定用于判断当前时刻火焰检测结果所需的阈值；根据当前时刻的火焰检测参数的检测值与所述阈值的关系确定当前时刻的火焰检测结果。
55.上述方案中，在确定当前时刻的火焰状态时，首先获取当前时刻的火焰检测参数的检测值，然后再获取上一时刻的火焰状态，通过上一时刻的火焰状态确定用于判断当前时刻火焰状态时所需的对照阈值，再将当前时刻的火焰检测参数的检测值与对照的阈值做比较，根据比较结果进行逻辑判断，得到当前时刻最终的火焰检测加测结果，这样，通过不同的对照阈值就可以精确判断出当前时刻的火焰状态，提高火焰检测的精确性。
56.以上是本发明的核心思想，为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
57.在本发明的一些实施例中，如图1所示燃气热水器的火焰检测方法包括：
58.s1，接收当前时刻的火焰检测参数的检测值。
59.检测得到的火焰检测参数的检测值可以为数字信号，是由火焰检测电路采集到燃烧器的火焰的离子电流后，经过放大、滤波处理后，传送到模拟电路，由模拟电路传送过来后，转换成数字信号。
60.因此，本发明的火焰检测参数包括火焰的ad值。
61.s2，获取上一时刻的火焰状态，根据所述上一时刻的火焰状态确定用于判断当前时刻火焰检测结果所需的阈值。
62.在实际使用中，检测的间隔可以为0.5s或1s一次，上一时刻检测完成后，当前时刻检测会获取上一时刻的火焰状态，也就是上一时刻火焰检测结果得到的火焰状态，需要说
明的是，在初次上电时，上一时刻即为燃气热水器的待机状态，其火焰状态默认为无火焰状态。
63.在获得上一时刻的火焰状态后，根据上一时刻的火焰状态确定判断当前时刻的火焰状态时所需的阈值，即上一时刻的火焰有无状态决定了当前时刻判断的阈值，火焰有无状态对应的阈值是不同的。
64.s3，根据当前时刻的火焰检测参数的检测值与所述阈值的关系确定当前时刻的火焰检测结果。
65.在获取到阈值后，即可与当前的火焰检测参数的检测值进行对比，确定当前时刻的火焰状态，并输出火焰状态对应的信号，以使燃气热水器的控制器依据该信号进行下一步的控制。
66.上述方案中，所述获取上一时刻的火焰状态，根据所述上一时刻的火焰状态确定用于判断当前时刻火焰检测结果所需的阈值，包括：获取上一时刻的火焰状态，若所述上一时刻的火焰状态为无火焰，则确定第一阈值k1作为判断火焰检测结果所需的阈值，若所述上一时刻的火焰状态为有火焰，则确定第二阈值k2作为判断火焰检测结果所需的阈值。其中，所述第二阈值k2》所述第一阈值k1。
67.详细的，上一时刻火焰有无状态分别对应不同的阈值，上一时刻为有火焰所对应的第二阈值k2应大于上一时刻为无火焰所对应的第一阈值k1。
68.上述方案使检测火焰容差加大，当火焰检测电路中的火焰感应针随时间氧化导致部分感应不良，或者火焰感应检测火焰范围存在偏差时，因为火焰容差范围的存在，能够很好检测火焰状态。即本发明使第一阈值与第二阈值之间具有滞回区间，采用滞回区间的判断方法，可以有效避免现有技术中只依靠一个固定值判断有无火焰所带来的导致火焰判断失效的问题。
69.在本发明的一些实施方式中，所述根据当前时刻的火焰检测参数的检测值与所述阈值的关系确定当前时刻的火焰检测结果，包括：
70.若所述上一时刻的火焰状态为无火焰，则当所述当前时刻的火焰检测参数的检测值小于所述第一阈值k1时，输出有火焰的信号，当所述当前时刻的火焰检测参数的检测值大于或等于所述第一阈值k1时，输出无火焰的信号。
71.若所述上一时刻的火焰状态为有火焰，则当所述当前时刻的火焰检测参数的检测值小于所述第二阈值k2时，输出有火焰的信号，当所述当前时刻的火焰检测参数的检测值大于或等于所述第二阈值k2时，输出无火焰的信号。
72.在实际使用的场景中，当燃气热水器的燃烧器由待机状态到点火成功的状态转换时就需要判断是否点火成功。
73.此时，当点火器放电、燃气阀开阀后，获取当前时刻的火焰检测参数的检测值，而由于上一时刻为待机状态，因此，上一时刻的火焰状态即为无火焰状态，判断当前火焰状态所采用的阈值确定为第一阈值k1，如图2所示。
74.当所述当前时刻的火焰检测参数的检测值小于所述第一阈值k1时，输出有火焰的信号，说明点火成功，可调节燃气阀的比例调节火焰的大小。当所述当前时刻的火焰检测参数的检测值大于或等于所述第一阈值k1时，输出无火焰的信号，说明点火失败，控制点火器再次放电或者控制燃气阀关闭等。
75.在另外实际使用的场景中，当风从导烟管倒灌时使燃烧器熄灭，如果不能及时检测到火焰熄灭的信号从而不能及时控制燃气阀关闭，有可能引起燃气泄漏，引起事故。因此，当燃气热水器的燃烧器由燃烧状态到熄火状态转换时就需要判断是否熄火成功。
76.此时，获取当前时刻的火焰检测参数的检测值，而由于上一时刻为燃烧状态，因此，上一时刻的火焰状态即为有火焰状态，判断当前火焰状态所采用的阈值确定为第二阈值k2，如图2所示。
77.当所述当前时刻的火焰检测参数的检测值小于所述第二阈值k2时，输出有火焰的信号，说明火焰正常燃烧，可调节燃气阀的比例调节火焰的大小。当所述当前时刻的火焰检测参数的检测值大于或等于所述第二阈值k2时，输出无火焰的信号，说明火焰熄灭，应控制点火器再次放电或者控制燃气阀关闭等。
78.在本发明的一些实施例中，所述获取上一时刻的火焰状态，包括：若火焰检测电路中上一时刻的单片机mcu端口电压为低电平，则上一时刻的火焰状态为无火焰；若火焰检测电路中上一时刻的单片机mcu端口电压为高电平，则上一时刻的火焰状态为有火焰。
79.如图4所示，所述火焰检测电路中，交流高压源ac的一端与参考地连接，另一端通过电阻r2与电容器c1的一端连接，电容器c1的另一端与电阻r5连接，r5的另一端与火焰感探针连接，电阻r6连接参考地和外壳地，电阻r3的一端连接于电容c1与电阻r5的交汇处a，电阻r3另一端接二极管d2的阴极，二极管d2的阳极接参考地，二极管d1和电阻r1并联且两端分别接于电源vcc及电阻r3与二极管d2的交汇处，电阻r4的一端接于电阻r3与二极管d2的交汇处，电阻r4的另一端接电容c2的一端，电容c2的另一端接参考地，电阻r4与电容c2交汇处连接到所述单片机mcu。
80.上述方案中，交流高压电源ac通过电阻r2、c1、r5、r6将高压施加于感应针上，当感应针检测到火焰时，受电离效应影响，使得包含感应针的电路上形成单向电流，由a经r5方向，假设此时电源为正半周期，此时，a点相对于参考地将存在一个电势差ua，使得电源vcc在r1上形成电流，使得r1与r4交汇点的电压降低。
81.交流高压电源ac电流方向由c1流向r2时，即负周期时，由于二极管d2的存在，将r1r4交汇点的电压钳位于低压。
82.当没有火焰时，正半周期主要电流通道为r2 c1 r3 r4 c2，此时电容c2r4交汇点应为高电平。
83.本发明采用的火焰检测电路简单可靠，且检测火焰容差加大；当火焰感应针随时间氧化导致部分感应不良，或者火焰感应检测火焰范围存在偏差时，因为火焰容差范围存在能够很好检测火焰值。
84.如图3所示，本发明提供的一种燃气热水器的火焰检测装置包括：
85.第一检测模块，用于检测当前时刻的火焰检测参数的检测值；
86.第二检测模块，用于检测上一时刻的火焰状态；
87.确定模块，用于根据所述第二检测模块检测的上一时刻的火焰状态确定判断当前时刻火焰检测结果所需的阈值；
88.逻辑判断模块，用于根据当前时刻的火焰检测参数的检测值与所述阈值的关系确定当前时刻的火焰检测结果。
89.具体的，所述逻辑判断模块包括：
90.第一判断单元，用于在所述上一时刻的火焰状态为无火焰时确定当前时刻的火焰检测结果；
91.若所述上一时刻的火焰状态为无火焰，则当所述当前时刻的火焰检测参数的检测值小于所述第一阈值k1时，输出有火焰的信号，当所述当前时刻的火焰检测参数的检测值大于或等于所述第一阈值k1时，输出无火焰的信号；
92.第二判断单元，用于在所述上一时刻的火焰状态为有火焰时确定当前时刻的火焰检测结果；
93.若所述上一时刻的火焰状态为有火焰，则当所述当前时刻的火焰检测参数的检测值小于所述第二阈值k2时，输出有火焰的信号，当所述当前时刻的火焰检测参数的检测值大于或等于所述第二阈值k2时，输出无火焰的信号。
94.火焰检测装置还包括火焰检测电路。
95.如图4所示，所述火焰检测电路中，交流高压源ac的一端与参考地连接，另一端通过电阻r2与电容器c1的一端连接，电容器c1的另一端与电阻r5连接，r5的另一端与火焰感探针连接，电阻r6连接参考地和外壳地，电阻r3的一端连接于电容c1与电阻r5的交汇处a，电阻r3另一端接二极管d2的阴极，二极管d2的阳极接参考地，二极管d1和电阻r1并联且两端分别接于电源vcc及电阻r3与二极管d2的交汇处，电阻r4的一端接于电阻r3与二极管d2的交汇处，电阻r4的另一端接电容c2的一端，电容c2的另一端接参考地，电阻r4与电容c2交汇处连接到所述单片机mcu。
96.本发明实施例提供的火焰检测装置，可以采用上述方法实施例中的火焰检测方法，此处不再赘述。
97.结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
98.本发明提供的燃气热水器采用上述的火焰检测方法，或者包括上所述的火焰检测装置。
99.以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。