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CN109975478B - 一种气体传感器自动校准方法、报警器及燃气热水器 - Google Patents

一种气体传感器自动校准方法、报警器及燃气热水器 Download PDF

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Wuhan Haier Water Heater Co Ltd
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Wuhan Haier Water Heater Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种气体传感器自动校准方法、报警器及燃气热水器，涉及热水器技术领域。气体传感器自动校准方法，提取设定周期内气体传感器输出的最大电压值，以标准状态下气体传感器检测洁净空气时的电压值作为标准电压值，将所述标准电压值与所述最大电压值的比值作为修正系数，所述气体传感器的输出电压与修正系数的乘积作为所述气体传感器的实际输出电压值。本发明中的气体传感器自动校准方法利用气体传感器中毒或漂移状态下输出电压与气体浓度值仍呈线性关系，且斜率与标准状态相同的特性，根据设定周期内的气体传感器的最大电压值计算修正系数，确保气体传感器的检测精度始终在标准范围内，进而避免报警器出现误报警等问题。

Description

一种气体传感器自动校准方法、报警器及燃气热水器
技术领域
本发明涉及热水器技术领域，尤其涉及一种气体传感器自动校准方法、报警器及燃气热水器。
背景技术
燃气热水器又称燃气热水炉，是指以燃气作为燃料，通过燃烧加热方式，将热量传递到流经热交换器的冷水中，以达到制备热水目的的一种燃气用具。燃气热水器具有即开即用、无需等待，且占地面积小等优点，实现了产热和供热的分离，避免了沐浴过程中产生的电泄漏危险。
目前燃气热水器一般使用天然气、煤气等作为燃料。为了提高燃气热水器的安全性能，确保用户的安全，燃气热水器内一般设置有报警器，报警器内设置有气体传感器，报警器中气体传感器在不同的气体浓度中会输出不同电压值，该电压值与气体浓度成线性关系，通过检测当前环境内燃气的浓度，判断当前环境的安全性，起到及时预警、报警的功能。
但是，气体传感器随着使用时间延长，容易出现漂移或者中毒等问题，从而导致气体传感器输出的电压值偏离标准值，此时单纯通过电压绝对值来判定气体浓度的准确性就会下降，甚至出现误报警的问题。
发明内容
本发明的一个目的在于提出一种气体传感器自动校准方法，以保证气体传感器检测结果的准确性。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种气体传感器自动校准方法，提取设定周期内气体传感器输出的最大电压值，以标准状态下所述气体传感器检测洁净空气时的电压值作为标准电压值，将所述标准电压值与所述最大电压值的比值作为修正系数，以所述气体传感器的输出电压与所述修正系数的乘积作为所述气体传感器的实际输出电压值。
其中，记录当前设定周期内气体传感器的输出电压的最大值，计算并更新下一设定周期内的修正系数。
其中，所述气体传感器首次通电时，所述修正系数为1。
其中，所述设定周期为24h。
本发明的另一个目的在于提出一种报警器，该报警器的检测结果准确，避免出现误报警问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种报警器，包括报警器控制组件和气体传感器，所述报警器控制组件与所述气体传感器电连接，所述气体传感器采用上述的气体传感器的自动校准方法，所述报警器控制组件根据所述实际输出电压值判断气体浓度是否超标。
其中，所述报警器还包括蜂鸣器，所述报警器控制组件与所述蜂鸣器连接。
其中，所述报警器还包括指示灯，所述报警器控制组件与所述指示灯连接。
本发明的再一个目的在于提出一种燃气热水器，具有较好的安全性能。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种燃气热水器，包括上述的报警器。
其中，所述燃气热水器还包括燃气阀和风机，所述报警器控制组件分别与所述燃气阀和所述风机电连接。
其中，所述燃气热水器还包括热水器控制组件，所述热水器控制组件分别与所述燃气阀、所述风机和所述报警器控制组件电连接。
有益效果：本发明提供了一种气体传感器自动校准方法、报警器及燃气热水器。气体传感器自动校准方法具体为：提取设定周期内气体传感器输出的最大电压值，以标准状态下气体传感器检测洁净空气时的电压值作为标准电压值，将所述标准电压值与所述最大电压值的比值作为修正系数，所述气体传感器的输出电压与修正系数的乘积作为所述气体传感器的实际输出电压值。本发明中的气体传感器自动校准方法利用气体传感器中毒或漂移状态下输出电压与气体浓度值仍呈线性关系，且斜率与标准状态相同的特性，根据设定周期内的气体传感器的最大电压值计算修正系数，确保气体传感器的检测精度始终在标准范围内，进而避免报警器出现误报警等问题。
附图说明
图1是气体传感器输出的电压与气体浓度关系的曲线图；
图2是本发明提供的气体传感器自动校准方法的流程图；
图3是本发明提供的报警器的一种原理图；
图4是本发明提供的报警器的另一种原理图。
其中：
1、报警器控制组件；2、气体传感器；3、指示灯；4、蜂鸣器；5、燃气阀；6、风机；7、热水器控制组件；
a、标准状态下气体传感器输出的电压与气体浓度的关系曲线；
b、气体传感器中毒或漂移状态下气体传感器输出的电压与气体浓度的关系曲线。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
本实施例提供了一种燃气热水器，燃气热水器包括主体、设置在主体内的热交换器、燃烧器和安全装置，主体上连通进水管、出水管以及燃气管，管道上设置有相应的阀体。燃气热水器工作时，冷水通过进水管进入主体内的热交换器，燃气通过燃气管进入燃烧器内，燃气通过点火器点火燃烧并将热量传递至流经热交换器的冷水中，加热后的热水经出水管流出。
为了提高燃气热水器的安全性能，确保用户的安全，安全装置包括报警器，报警器包括气体传感器2、报警器控制组件1、指示灯3及蜂鸣器4。气体传感器2是一种能够将气体的浓度转化为对应的电信号的转换器。如图1所示，警报器中的气体传感器2可以在不同的气体浓度中输出不同的电压值，且输出的电压值与气体浓度呈线性关系，气体传感器2检测空气中燃气的浓度，并向报警器控制组件1输出对应的电压值的电信号，报警器控制组件1接收电信号，并根据电信号对应的电压值计算出气体的浓度值，并将计算出的浓度值与报警器控制组件1内存储的报警浓度阈值进行比较，当实际浓度值高于临界浓度值时，报警器控制组件1控制指示灯3闪烁、蜂鸣器4报警等给出相应的预警或报警信息，以便确保用户的安全。
为使燃气浓度超标时，燃气热水器能够自动采取安全防护措施，以缓解燃气泄漏危机，如图3所示，安全装置还包括燃气阀5和风机6，燃气阀5和风机6与报警器控制组件1电连接。当报警器检测到燃气浓度超标时，报警器控制组件1控制燃气阀5关闭，并同时打开风机6，以便阻止燃气继续泄漏，并改善当前环境内的通风情况，加快燃气的扩散，以进一步保证用户的安全。
在其他实施例中，如图4所示，报警器控制组件1可以与热水器控制组件7连接，通过热水器控制组件7控制燃气阀5和风机6的开启和关闭。
为了避免气体传感器2因中毒或漂移而影响报警器浓度判断的准确性，如图2所示，本实施例还提供了一种气体传感器自动校准方法。如图1所示，标准状态下气体传感器2输出的电压与气体浓度的曲线为a，当气体传感器2出现中毒或漂移等问题时，气体传感器2输出的电压与气体浓度的曲线为b，通过比较曲线a和曲线b可知，无论传感器是否处于标准状态，气体传感器2输出的电压与气体的浓度均呈线性关系，且斜率相同，气体传感器2发生偏移时，相当于将标准状态下的曲线a向下平移一端距离，即相同的气体浓度下，曲线b上对应的电压值与曲线a上对应的电压值的比值恒定。本实施例中的自动校准方法是基于上述特性而进行自动修正的，以使报警器的报警浓度值仍在标准要求范围内。
如图2所示，本实施例中，将气体传感器2每秒输出的电压值均乘以修正系数，并将二者的乘积作为气体传感器2的实际输出电压值，以此实际输出电压值作为判断气体浓度的基础。具体而言，提取设定周期，即一定时间内气体传感器2输出的最大电压值，记作Vsmax。由图1可知，气体传感器2的输出电压随气体浓度的增大而减小，因此，将设定周期内的最大电压值Vsmax作为传感器在洁净空气内输出的电压值，即Vsmax对应的气体浓度为0，报警器控制组件1内预存有标准状态下气体浓度为0时气体传感器2输出的标准电压值，记作Vo，则修正系数K可以表示为标准电压值Vo与最大电压值Vsmax的比值，即K＝Vo/Vsmax。
通过将气体传感器2实时的输出电压乘以修正系数后的电压值作为气体传感器2的实际输出电压值，以此实际输出电压值计算当前气体浓度，可以弥补气体传感器2中毒或漂移对电压值的影响，保证报警器的报警浓度值仍处于标准的范围内，提高报警器的精度，避免出现误报警。
本实施例中，设定周期取为24h，该周期时长适中，可以保证最大输出电压值的准确性，从而保证报警器的准确性。在其他实施例中，设定周期也可以根据实际情况选取。
为保证修正系数的准确性，本实施例中的自动校正方法对修正系数进行周期性更新，即当前周期内，气体传感器2输出电压的修正系数为标准电压值与上一周期内的最大电压值的比值，从而根据气体传感器2的中毒或漂移程度的程度调整修正系数，以便保证气体传感器2的实际输出电压的准确性。
当气体传感器2首次通电时，报警器内未存储上一周期内的最大电压值，此时修正系数为1。
以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种气体传感器自动校准方法，用于校准报警器中气体传感器(2)的检测结果，其特征在于，提取设定周期内气体传感器(2)输出的最大电压值，以标准状态下所述气体传感器(2)检测洁净空气时的电压值作为标准电压值，将所述标准电压值与所述最大电压值的比值作为修正系数，以所述气体传感器(2)的输出电压与所述修正系数的乘积作为所述气体传感器(2)的实际输出电压值；
记录当前设定周期内所述气体传感器(2)的输出电压的最大值，计算并更新下一设定周期内的修正系数。
2.如权利要求1所述的气体传感器自动校准方法，其特征在于，所述气体传感器(2)首次通电时，所述修正系数为1。
3.如权利要求1所述的气体传感器自动校准方法，其特征在于，所述设定周期为24h。
4.一种报警器，包括报警器控制组件(1)和气体传感器(2)，所述报警器控制组件(1)与所述气体传感器(2)电连接，其特征在于，所述气体传感器(2)采用权利要求1-3中任一项所述的气体传感器(2)的自动校准方法，所述报警器控制组件(1)根据所述实际输出电压值判断气体浓度是否超标。
5.如权利要求4所述的报警器，其特征在于，所述报警器还包括蜂鸣器(4)，所述报警器控制组件(1)与所述蜂鸣器(4)连接。
6.如权利要求4所述的报警器，其特征在于，所述报警器还包括指示灯(3)，所述报警器控制组件(1)与所述指示灯(3)连接。
7.一种燃气热水器，其特征在于，包括如权利要求4-6中任一项所述的报警器。
8.如权利要求7所述的燃气热水器，其特征在于，所述燃气热水器还包括燃气阀(5)和风机(6)，所述报警器控制组件(1)分别与所述燃气阀(5)和所述风机(6)电连接。
9.如权利要求8所述的燃气热水器，其特征在于，所述燃气热水器还包括热水器控制组件(7)，所述热水器控制组件(7)分别与所述燃气阀(5)、所述风机(6)和所述报警器控制组件(1)电连接。
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