一种增量式燃气检测方法及其安全燃气设备与流程

1.本发明涉及一种燃气设备，具体是一种增量式燃气检测方法及其安全燃气设备。

背景技术：

2.中国专利文献cn2011202960144公开了：基于有害气体传感技术的燃气热水器报警装置，中国专利文献cn2017207055790公开了：一种燃气热水器智能气体报警装置；上述两专利公开的技术方案相同之处在于：热水器都设置有用于检测燃气浓度的检测装置，以检测热水器周边环境中燃气的浓度（燃气包括co、ch4等有害气体中的一种或两种以上），一旦出现异常（浓度过高），检测装置会进行声光报警及切断热水器内部相关阀体，并通过风机抽风换气，以降低周边环境燃气的浓度。然而，当热水器设置于厨房及其他环境比较恶劣的地方时，环境中存在油烟、水蒸气等其他气体，对检测装置中的气敏传感器检测元件损害较大，短时间（一般为三个月或以上）使用后，气敏传感器检测元件基本上会达到不可控范围（气敏传感器受环境影响，数据会产生漂移，由于气敏传感器出厂标定的基准值和报警值分别是固定不变的，以至于当气敏传感器上的数据漂移时检测范围会变小，导致误报率极高而出现假报警现象；燃气设备待机或燃气燃烧不充分等情况下均会影响气敏传感器的判断范围），导致气敏传感器检测元件的检测结果异常，检测结果受到影响会存在极大的安全隐患。
3.因此，需要进一步改进。

技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，而提供一种增量式燃气检测方法及其安全燃气设备，本增量式燃气检测方法能降低燃气检测的误报率、确保真正的燃气泄漏可及时报警反馈，有利于解决因数据漂移导致误报的问题，保证燃气检测结果准确，提高用气安全性。
5.本发明的目的是这样实现的：一种增量式燃气检测方法，包括用于检测环境中燃气浓度的燃气报警器；出厂标定正常环境下燃气报警器的输出值记为z%lel，以z%lel作为标定增量零点值，并标记为vz；设定当检测环境中燃气浓度值为x%lel时进行报警，此时燃气报警器的输出值记为x%lel，以x%lel作为标定报警值，并标记为vx；标定报警增量值为vx—vz=x%lel-z%lel，并标记为v
增量
，v
增量
=vx—vz；v
增量
储存于所述燃气报警器上；燃气浓度正常的实际环境中，燃气报警器的实际增量零点值标记为vy；当所述燃气报警器检测到实际环境中燃气浓度≥vy+v
增量
时，执行报警任务，即实际报警值为y%lel+x%lel-z%lel，并标记为v
报警
，v
报警
=vy+vx-vz=vy+v
增量
。
6.作为一具体方案，实际增量零点值vy的选取：所述增量式燃气检测方法设定有零点极限值，标记为v
极限
；一个时间点，所述燃气报警器采集一个基准数据值，并标记为v
基准
；若v
基准
＜vz，则以z%lel作为实际增量零点值，vy=vz，v
报警
=vx；
若vz≤v
基准
≤v
极限
，则记录第一个v
基准
；继续采集第二个v
基准
，若第二个vz≤v
基准
≤v
极限
，则记录第二个v
基准
……
继续采集第n个v
基准
，若第n个vz≤v
基准
≤v
极限
，则记录第n个v
基准
；以n个v
基准
的平均值作为实际增量零点值，即实际增量零点取值为（第一个v
基准
+第二个v
基准
+
……
第n个v
基准
）/n，vy=n个v
基准
的平均值，v
报警
= n个v
基准
的平均值+v
增量
。
7.作为又一具体方案，零点极限值为4%lel~6%lel，优选5%lel。
8.作为又一具体方案，所述燃气报警器预热后采集一个初始点数据值v
初始
：若v
初始
≥v
极限
，则vy=vz，v
报警
= vz+v
增量
；若v
初始
＜v
极限
，则以v
初始
对应的数据值作为vy，则vy=v
初始
，v
报警
=v
初始
+v
增量
。
9.作为又一具体方案，所述标定报警增量值为8%lel~12%lel，优选10%lel。
10.应用上述增量式燃气检测方法的安全燃气设备，包括，设备本体，所述设备本体上设置有用于引进燃气的进气管路；截止阀模块，所述截止阀模块设置于所述进气管路上，以打开或封闭所述进气管路；燃气报警器，所述燃气报警器设置于所述设备本体上，所述燃气报警器包括有报警器主控板和用于检测燃气的气体检测模块，所述气体检测模块电连接所述报警器主控板，所述报警器主控板控制连接所述截止阀模块。
11.作为一具体方案，所述设备本体上设置有设备主控板、及通讯模块，所述报警器主控板通讯连接所述设备主控板，所述设备主控板通过所述通讯模块与云服务器和/或远程控制终端进行信息交互。
12.作为又一具体方案，所述燃气报警器上设置有无线发送模块，所述无线发送模块电连接所述报警器主控板；所述截止阀模块包括截止阀本体、及无线接收模块，所述截止阀本体电连接所述无线接收模块；所述无线发送模块与所述无线接收模块之间无线交互，使所述截止阀本体无线通讯连接所述报警器主控板。
13.作为又一具体方案，所述截止阀模块还包括用于为所述无线接收模块供给电能的供电模块、及用于提升电压的升压电路；所述无线接收模块电连接所述供电模块，所述升压电路电连接于所述无线接收模块与所述截止阀本体之间。
14.作为又一具体方案，所述进气管路一端连通供气终端、另一端连通所述设备本体上的进气口；所述进气管路上设置有用于检测气压的燃气表；所述截止阀模块设置于所述供气终端与所述燃气表之间。
15.作为又一具体方案，所述截止阀模块包括截止阀本体，所述报警器主控板有线通讯连接所述截止阀本体。
16.作为又一具体方案，所述进气管路一端连通供气终端、另一端连通所述设备本体上的进气口；所述进气管路上设置有用于检测气压的燃气表；所述截止阀模块设置于所述燃气表与所述进气口之间。
17.本发明的有益效果如下：1、增量式燃气检测方法中，燃气报警器出厂时设定固定的标定报警增量值，标记为v
增量
；燃气设备实际使用过程中，燃气报警器在一个时间点选取一个基准点，标记为v
基准
，当检测环境中燃气浓度超过标定报警增量值时，燃气报警器执行报警任务；相比传统燃气检测方式，本增量式检测燃气方法中的基准点v
基准
根据实际情况是可以变动的，v
基准
的变动
与燃气报警器的数据漂移相适应，因此可有效避免因固定基准点产生的误判现象。可见，本增量式燃气检测方法能有效降低误报率，确保真正的燃气泄漏情况能及时报警反馈，有利于解决因数据漂移导致误报的问题，保证燃气检测结果准确，提高用气安全性；2、传统燃气设备在出现燃气泄漏时，即使关闭燃气设备内部相关阀体，但往往由于不能准确到漏气点，燃气可能仍在扩散，启动清扫风机也不能抑制燃气扩散；本燃气设备在发生燃气泄漏时直接控制截止阀模块关断总气源，使燃气设备整体断气，进而有效杜绝因燃气设备故障或者其他地方泄漏引发的灾难发生。
18.3、安全燃气设备中，燃气报警器一旦检测到周围环境中燃气浓度异常，及时通过有线或无线方式控制截止阀模块，以关断总气源，并将数据信息储存于燃气设备中，燃气设备通过通讯模块把相关数据信息上传至云服务器，云服务器上的后台系统根据实际需要联系售后主动上门维修；可见，相比于传统系统需要用户主动反馈售后、再由售后的繁杂操作，本安全燃气设备在用户没有第一时间反馈异常情况的前提下，可以做到提前上门售后服务，有效保证用气安全性。
附图说明
19.图1为本发明一实施例中增量零点值的选取逻辑图。
20.图2为本发明一实施例中燃气报警器的自检逻辑图。
21.图3为本发明一实施例中出厂标定的数据示意图。
22.图4为本发明一实施例中v
基准
＜vz时的数据示意图。
23.图5为本发明一实施例中vz≤v
基准
≤v
极限
时的数据示意图。
24.图6为本发明一实施例中v
初始
≥v
极限
时的数据示意图。
25.图7为本发明一实施例中v
初始
＜v
极限
时的数据示意图。
26.图8为本发明一实施例中设备本体与燃气报警器分解的示意图。
27.图9为本发明一实施例中燃气设备无线连接方案下的结构简图。
28.图10为本发明一实施例中燃气设备无线连接方案下的架构图。
29.图11为本发明一实施例中燃气设备有线连接方案下的结构简图。
30.图12为本发明一实施例中燃气设备有线连接方案下的架构图。
31.图13为本发明一实施例中燃气设备的安防功能图。
具体实施方式
32.下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。
33.参见图1-图7，本实施例涉及的增量式燃气检测方法，包括用于检测环境中燃气浓度的燃气报警器2；具体参见图3，出厂标定正常环境下（一般是指洁净环境下，此环境下燃气浓度为0%lel；其中，“lel”是指爆炸下限，燃气在空气中遇明火种爆炸的最低浓度，称为爆炸下限-简称“lel”）燃气报警器2的输出值记为z%lel=0%lel（即检测环境中燃气浓度为0%），以z%lel作为标定增量零点值，并标记为vz；设定当检测环境中燃气浓度值为x%lel时进行报警，此时燃气报警器2的输出值记为x%lel，以x%lel作为标定报警值，并标记为vx；标定报警增量值为vx—vz=x%lel-z%lel，并标记为v
增量
，v
增量
=vx—vz；v
增量
储存于燃气报警器2上的控制
系统中；本实施例中，标定报警增量值优选10%lel（即检测环境中燃气浓度为10%），即vx=v
增量
+ vz=0%lel+10%lel=10%lel；燃气浓度正常的实际环境中，燃气报警器2的实际增量零点值标记为vy，vy根据周围环境变化而变化；当燃气报警器2检测到实际环境中燃气浓度≥vy+v
增量
时，执行报警任务，即实际报警值为y%lel+x%lel-z%lel=vy+10%lel，并标记为v
报警
，v
报警
=vy+vx-vz=vy+v
增量
。
34.本增量式燃气检测方法能有效降低误报率，确保真正的燃气泄漏情况能及时报警反馈，有利于解决因数据漂移导致误报的问题，保证燃气检测结果准确，提高用气安全性。
35.进一步地，燃气设备使用过程中，实际增量零点值vy的选取：增量式燃气检测方法设定有零点极限值，标记为v
极限
，本实施例中零点极限值优选5%lel；一个时间点，燃气报警器2采集一个基准数据值，并标记为v
基准
；本实施例设定一分钟为一个时间点，即每一分钟采集一个基准数据值；参见图4，若v
基准
＜vz，则以z%lel作为实际增量零点值，vy=vz=0%lel，v
报警
=vx=10%lel；注：此情况下vz≠0%lel。
36.参见图5，若vz≤v
基准
≤v
极限
，则记录第一个v
基准
；继续采集第二个v
基准
，若第二个vz≤v
基准
≤v
极限
，则记录第二个v
基准
……
继续采集第n个v
基准
，若第n个vz≤v
基准
≤v
极限
，则记录第n个v
基准
；以n个v
基准
的平均值作为实际增量零点值，即实际增量零点取值为（第一个v
基准
+第二个v
基准
+
……
第n个v
基准
）/n，vy=n个v
基准
的平均值，v
报警
= n个v
基准
的平均值+v
增量
。
37.进一步地，燃气报警器2所在的燃气设备上电后，燃气报警器2开始预热，燃气报警器2在设定时间内完成预热后采集一个初始点数据值v
初始
：参见图6，若v
初始
≥v
极限
，则vy=vz，v
报警
= vz+v
增量
；参见图7，若v
初始
＜v
极限
，则以v
初始
对应的数据值作为vy，则vy=v
初始
，v
报警
=v
初始
+v
增量
。
38.参见图8-图13，应用上述增量式燃气检测方法的安全燃气设备，包括，设备本体1，设备本体1上设置有用于引进燃气的进气管路3；本实施例涉及的燃气设备为燃气热水器，除此以外，也可以是壁挂炉等；截止阀模块5，截止阀模块5设置于进气管路3上，以打开或封闭进气管路3；燃气报警器2，燃气报警器2固定设置于设备本体1上，燃气报警器2包括有报警器主控板201和用于检测燃气的气体检测模块202，气体检测模块202电连接报警器主控板201，报警器主控板201控制连接截止阀模块5。
39.本燃气设备在发生燃气泄漏时直接控制截止阀模块5关断总气源，使燃气设备整体断气，进而有效杜绝因燃气设备故障或者其他地方泄漏引发的灾难发生。
40.进一步地，设备本体1上设置有设备主控板101、及通讯模块102，报警器主控板201通讯连接设备主控板101，设备主控板101通过通讯模块102与云服务器12和远程控制终端13进行信息交互。安全燃气设备中，燃气报警器2一旦检测到周围环境中燃气浓度异常，及时通过有线或无线方式控制截止阀模块5，以关断总气源，并将数据信息储存于燃气设备中，燃气设备通过通讯模块102把相关数据信息上传至云服务器12，云服务器12上的后台系统根据实际需要联系售后主动上门维修，同时云服务器12向远程控制终端13发送相关数据信息；可见，相比于传统系统需要用户主动反馈售后、再由售后的繁杂操作，本安全燃气设备在用户没有第一时间反馈异常情况的前提下，云服务器12由传统的被动通知变为主动通知，可以做到提前上门售后服务，有效保证用气安全性。
41.进一步地，燃气报警器2与截止阀模块5之间的通讯方式包括无线连接和有线连接等方式：无线连接方式，参见图9和图10，燃气报警器2上设置有无线发送模块203，无线发送模块203电连接报警器主控板201，无线发送模块203连接有发送天线206；截止阀模块5包括截止阀本体501、及无线接收模块502，截止阀本体501电连接无线接收模块502，无线接收模块502连接接收天线505，无线接收模块502主要是接收设备主控板101发出的信号，并输出高电平；无线发送模块203与无线接收模块502之间无线交互，使截止阀本体501无线通讯连接报警器主控板201；无线发送模块203与无线接收模块502之间的通讯协议包括433模块通讯协议和2.4g无线通讯协议等；截止阀模块5还包括用于为无线接收模块502供给电能的供电模块503、及用于提升电压的升压电路504；无线接收模块502电连接供电模块503，升压电路504电连接于无线接收模块502与截止阀本体501之间；进气管路3一端连通供气终端、另一端连通设备本体1上的进气口6；进气管路3上设置有用于检测气压的燃气表4；截止阀模块5设置于供气终端与燃气表4之间；燃气设备包括燃烧器8，燃烧器8的进气端连通设备本体1底部的进气口6，进气管路3的进气端连通气源、出气端连通进气口6，进气管路3上设置有用于检测气压的燃气表4；无线连接方式下，截止阀模块5安装在燃气表4前端，主要是方便切断总气源；燃气报警器2包括用于实施光报警的指示灯204、及用于实施声报警的蜂鸣器205；当燃气报警器2检测到异常（检测环境中燃气浓度过高）时，报警器主控板201会将信息反馈给设备主控板101（mcu），设备主控板101收到消息后，显示报警故障代码，燃气报警器2发出声、光报警，并切断设备本体1上的燃气比例阀104，同时通过无线发送模块203向无线接收模块502传输指令信号，无线接收模块502收到指令信号后，持续输出高电平，经升压电路504驱动截止阀本体501切断总气源，随后设备主控板101通过通讯模块102将相关检测信息数据传输到云服务器12，云服务器12上的后台数据中心收集信息数据后会第一时间联系燃气公司上门维修，云服务器12还可通过远程控制终端13（如，装载有相关app或小程序的电子设备，包括智能手机、平板电脑等）提醒用户家里发生燃气泄漏等异常，实现用户端和售后端双重反馈，即提醒用户且售后主动，确保热水器本身无燃气泄漏。
42.有线连接方式，参见图11和图12，截止阀模块5包括截止阀本体501，报警器主控板201有线通讯连接截止阀本体501；进气管路3一端连通供气终端、另一端连通设备本体1上的进气口6；进气管路3上设置有用于检测气压的燃气表4；截止阀模块5设置于燃气表4与进气口6之间；截止阀模块5采用继电器，触点部分完全隔离，有效屏蔽外部静电、电压异常等影响；截止阀模块5符合安全特低电压要求，有效避免高压电串入截止阀模块5产生误动作或安全事件；有线连接方式下，当燃气报警器2检测到异常（检测环境中燃气浓度过高）时，马上驱动截止阀本体501切断总气源，并发出声、光报警，显示报警故障代码，并通过通讯模块102将相关检测信息数据传输到云服务器12，并反馈至远程控制终端13。
43.进一步地，设备本体1侧部设置有安装槽105，燃气报警器2装嵌于安装槽105中，燃
气报警器2与设备本体1彼此卡扣连接；燃气报警器2安装在设备本体1侧面，可以检测设备本体1外部环境和内部环境的燃气浓度，起到双重保护左右。
44.进一步地，安全燃气设备还包括用于加热水体的换热器9、用于抽排泄漏的燃气的清扫风机103和用于控制燃气与空气比例的燃气比例阀104，清扫风机103和比例阀104分别电连接设备主控板101；设备主控板101设置于设备本体1内，报警器主控板201和截止阀模块5分别电连接设备主控板101，设备主控板101控制截止阀模块5，报警器主控板201通过设备主控板101从外电网获得电能；换热器9设置于设备本体1内，设备本体1上设置有连通换热器9进水端的进水口7、及连通出水端的出水口11。
45.上述为本发明的优选方案，显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本领域的技术人员应该了解本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

技术特征：

1.一种增量式燃气检测方法，其特征在于：包括用于检测环境中燃气浓度的燃气报警器（2）；出厂标定正常环境下燃气报警器（2）的输出值记为z%lel，以z%lel作为标定增量零点值，并标记为vz；设定当检测环境中燃气浓度值为x%lel时进行报警，此时燃气报警器（2）的输出值记为x%lel，以x%lel作为标定报警值，并标记为vx；标定报警增量值为vx—vz=x%lel-z%lel，并标记为v
增量
，v
增量
=vx—vz； v
增量
储存于所述燃气报警器（2）上；燃气浓度正常的实际环境中，燃气报警器（2）的实际增量零点值标记为vy；当所述燃气报警器（2）检测到实际环境中燃气浓度≥vy+v
增量
时，执行报警任务，即实际报警值为y%lel+x%lel-z%lel，并标记为v
报警
，v
报警
=vy+vx-vz=vy+v
增量
。2.根据权利要求1所述增量式燃气检测方法，其特征在于：实际增量零点值vy的选取：所述增量式燃气检测方法设定有零点极限值，标记为v
极限
；一个时间点，所述燃气报警器（2）采集一个基准数据值，并标记为v
基准
；若v
基准
＜vz，则以z%lel作为实际增量零点值，vy=vz，v
报警
=vx；若vz≤v
基准
≤v
极限
，则记录第一个v
基准
；继续采集第二个v
基准
，若第二个vz≤v
基准
≤v
极限
，则记录第二个v
基准
……
继续采集第n个v
基准
，若第n个vz≤v
基准
≤v
极限
，则记录第n个v
基准
；以n个v
基准
的平均值作为实际增量零点值，即实际增量零点取值为（第一个v
基准
+第二个v
基准
+
……
第n个v
基准
）/n，vy=n个v
基准
的平均值，v
报警
= n个v
基准
的平均值+v
增量
。3.根据权利要求2所述增量式燃气检测方法，其特征在于：零点极限值为4%lel~6%lel。4.根据权利要求2所述增量式燃气检测方法，其特征在于：所述燃气报警器（2）预热后采集一个初始点数据值v
初始
：若v
初始
≥v
极限
，则vy=vz，v
报警
= vz+v
增量
；若v
初始
＜v
极限
，则以v
初始
对应的数据值作为vy，则vy=v
初始
，v
报警
=v
初始
+v
增量
。5.根据权利要求1所述增量式燃气检测方法，其特征在于：所述标定报警增量值为8%lel~12%lel。6.应用如权利要求1-5任一项所述增量式燃气检测方法的安全燃气设备，其特征在于：包括，设备本体（1），所述设备本体（1）上设置有用于引进燃气的进气管路（3）；截止阀模块（5），所述截止阀模块（5）设置于所述进气管路（3）上，以打开或封闭所述进气管路（3）；所述燃气报警器（2），所述燃气报警器（2）设置于所述设备本体（1）上，所述燃气报警器（2）包括有报警器主控板（201）和气体检测模块（202），所述气体检测模块（202）电连接所述报警器主控板（201），所述报警器主控板（201）控制连接所述截止阀模块（5）。7.根据权利要求6所述安全燃气设备，其特征在于：所述设备本体（1）上设置有设备主控板（101）、及通讯模块（102），所述报警器主控板（201）通讯连接所述设备主控板（101），所述设备主控板（101）通过所述通讯模块（102）与云服务器（12）和/或远程控制终端（13）进行信息交互。8.根据权利要求6所述安全燃气设备，其特征在于：所述燃气报警器（2）上设置有无线发送模块（203），所述无线发送模块（203）电连接所述报警器主控板（201）；所述截止阀模块（5）包括截止阀本体（501）、及无线接收模块（502），所述截止阀本体（501）电连接所述无线
接收模块（502）；所述无线发送模块（203）与所述无线接收模块（502）之间无线交互，使所述截止阀本体（501）无线通讯连接所述报警器主控板（201）。9.根据权利要求8所述安全燃气设备，其特征在于：所述截止阀模块（5）还包括用于为所述无线接收模块（502）供给电能的供电模块（503）、及用于提升电压的升压电路（504）；所述无线接收模块（502）电连接所述供电模块（503），所述升压电路（504）电连接于所述无线接收模块（502）与所述截止阀本体（501）之间。10.根据权利要求6所述安全燃气设备，其特征在于：所述截止阀模块（5）包括截止阀本体（501），所述报警器主控板（201）有线通讯连接所述截止阀本体（501）。

技术总结

本发明涉及一种增量式燃气检测方法及其安全燃气设备，该增量式燃气检测方法包括燃气报警器；出厂标定正常环境下燃气报警器的输出值记为z%LEL，以z%LEL作为标定增量零点值，并标记为Vz；设定当检测环境中燃气浓度值为x%LEL时进行报警，此时燃气报警器的输出值记为x%LEL，以x%LEL作为标定报警值，并标记为Vx；标定报警增量值为Vx—Vz=x%LEL-z%LEL，并标记为V