一种电子式微差压流量开关的制作方法

1.本发明涉及电子气压开关技术领域，具体涉及mems热式原理的差压传感器领域。


背景技术：

2.近年燃气热水器安全性能越来越收到厂家和用户关注和重视。燃气热水器关键部件的稳定性和可靠性是燃气热水器安全的重要保障。风压开关是燃气热水器、壁挂炉、燃气锅炉上等燃气设备的安全装置之一。它的作用是检测燃气通道是否堵塞、破损，保证在排风量达不到要求的情况下及时关闭燃气通道，以防止燃气不完全燃烧后产生的一氧化碳等废气无法排出而导致一氧化碳中毒的事故发生。
3.gb6932-2001《家用燃气快速热水器》第6条性能要求规定：强排式热水器应具有风压过大安全装置和烟道堵塞安全装置。即：“风压过大安全装置：风压在80pa以前安全装置不能动作，在产生熄火、回火、影响使用的火焰溢出及妨碍使用的离焰现象之前，关闭通往燃烧器的燃气通路。烟道堵塞安全装置：应在5min以内关闭通往燃烧器的燃气通路。且不能自动再开启；在关闭之前应无熄火、回火、影响使用的火焰溢出及妨碍使用的离焰现象。”4.市面上一般的燃气热水器风压开关采用低成本的传统的机械式负压开关，价格便宜，且无需供电。但其机械式风压开关灵敏度低、响应速度慢，其固有的机械式可动部件有机械磨损导致其使用寿命短，测量精度低。以上传统机械式风压开关的这些特点给燃气应用带来一定的安全隐患。


技术实现要素：

5.本发明的目的就在于解决上述背景技术的问题，而提出一种高精度、高灵敏度的电子式微差压流量开关。
6.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
7.一种电子式微差压流量开关，包括以下步骤:
8.电子流量差压开关与主控系统通讯连接，主控系统与led面板通讯连接，将检测到的排气管温度和排气管差压值显示在led面板上显示；以及主控系统还分别与点火开关和报警器通讯连接；
9.电子流量差压开关包括：
10.采集模块，通过采用热式流量差压传感器，获取到排气管内气体的差压数据；
11.监控模块，获取到每个热式流量差压传感器的差压值cyi，通过公式计算得到差压总值cyz；cyi表示每个热式流量差压传感器的差压值，i表示热式流量差压传感器个数，i＝1、2、3...n；
12.将得到的差压总值cyz与差压总阈值进行比较；
13.若大于，生成风机正常信号；
14.若小于，生成风机异常信号。
15.作为本发明进一步的方案：热式流量差压传感器沿着排气管环形等间距设置有多个。
16.作为本发明进一步的方案：还包括：
17.排查模块，获取到差压总值cyz并构建集合a{cyz1、cyz2、cyz3...cyz
t
}，获取到集合a中的所有子集，通过公式ccy＝|cyz
1-cyz2|+|cyz
2-cyz3|+...+|cyz
t-1-cyz
t
|，计算得到差压差值ccy；其中，t为时间节点；
18.将得到的差压差值ccy与差压差阈值进行比较；
19.若大于，生成风机稳定性差信号；
20.若小于，生成风机稳定性优信号。
21.作为本发明进一步的方案：获取到每个热式流量差压传感器的差压值cyi，通过公式hccy＝|cy
1-cy2|+|cy
2-cy3|+...+|cy
i-1-cyi|，计算得到差压环形差值hccy；
22.将得到的差压环形差值hccy与差压环形差阈值进行比较；
23.若大于，生成风机均匀性差信号；
24.若小于，生成风机均匀性优信号。
25.作为本发明进一步的方案：还包括：
26.信号整理模块，若同时获取到风机稳定性优信号和风机均匀性优信号时，表示排气管存在故障，则生成排气管检修信号；
27.若获取到除风机稳定性优信号和风机均匀性优信号以外，其他信号组合时，表示风机存在故障，则生成风机检修信号。
28.作为本发明进一步的方案：还包括：
29.检修模块，在预设时间内，通过公式计算得到的风机故障值zfg；其中，a1、a2均为比例系数；
30.将风机故障值zfg与风机故障阈值相比较；统计风机故障值zfg≥风机故障阈值的故障次数为csf，当风机故障值zfg≥风机故障阈值时，获取风机故障值zfg与风机故障阈值的差值并求和得到风机影响总值zpf；
31.将得到的故障次数csf和影响总值zpf，代入到公式中，计算得到风机检修系数xf；其中，a3、a4均为比例系数。
32.作为本发明进一步的方案：在预设时间内，获取到差压差值ccy；通过公式zqg＝b1*(ccy-ccyb)，计算得到的排气管故障值zqg，其中，b1为比例系数；
33.将排气管故障值zqg与排气管故障阈值相比较；统计排气管故障值zqg≥排气管故障阈值的故障次数为csg，当排气管故障值zqg≥排气管故障阈值时，获取排气管故障值zqg与排气管故障阈值的差值并求和得到排气管影响总值zpg；
34.将得到的故障次数为csg和排气管影响总值zpg，代入到公式中，计算得到排气管检修系数xg；其中，b2、b3均为比例系数。
35.作为本发明进一步的方案：排气管故障值zqg为正数时，表示该排气管存在堵塞故
障，排气管故障值zqg为负数时，表示该排气管存在泄露故障。
36.本发明的有益效果：
37.本发明通过热式流量差压传感器获取到排气管的差压数据，然后对差压数据先通过整体综合分析，再通过时间和空间两个维度进行单独分析，判断是否风机或排气管出现故障；
38.再利用差压数据进行计算得到风机和排气管的检修系数，根据检修系数大小，工作人员可以快速进行处理维修；
39.本发明电子式微差压流量开关是质量流量，不受温度气压影响；配合软件设置实现气压开关精准监控和快速控制，且可根据不同情况实现不同负压阀值的精确设置。
附图说明
40.下面结合附图对本发明作进一步的说明。
41.图1是本发明的系统框图。
具体实施方式
42.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
43.请参阅图1所示，本发明为一种电子式微差压流量开关，包括电子流量差压开关、主控系统、pc显示面板；
44.电子流量差压开关与主控系统通讯连接，主控系统与led面板通讯连接，将检测到的排气管温度和排气管差压值显示在led面板上显示；以及主控系统还分别与点火开关和报警器通讯连接，
45.当电子流量差压开关检测到的压差低于阀值范围，则认为风机运转正常，于是发出信号给脉冲点火器，点火则燃气被点燃，反之当风压开关两端压差高于阈值范围，控制器认为风机不正常，停止点火，并发出报警。
46.实施例2
47.基于上述实施例1，电子流量差压开关包括：
48.采集模块，通过采用热式流量差压传感器，获取到排气管内气体的差压数据；
49.该热式流量差压传感器可以沿着排气管环形等间距设置有多个，将获取得到每个热式流量差压传感器的差压值，并标记为cyi，其中，i表示热式流量差压传感器个数，i＝1、2、3...n；
50.其中，通过采用热式流量传感器差压传感器替代传统机械式风压开关。mems热式流量传感器是基于热交换原理采用微纳技术实现的流量传感器，通过封装在微小流道中可实现超低差压《0.1pa,超高灵敏度(《0.01pa)，快速响应(毫秒级)，精准连续差压控制，且由于热式质量流量传感器是质量流量，不受气体温度影响，可鉴别排气管道微泄漏、微堵塞问题，大大提高了燃气设备的使用安全性；
51.监控模块，获取到每个热式流量差压传感器的差压值cyi，根据检测到的数据进行
分析；
52.该监控模块具体工作过程如下：
53.步骤1：获取到每个热式流量差压传感器的差压值cyi，通过公式计算得到差压总值cyz；
54.步骤2：将得到的差压总值cyz与差压总阈值进行比较；
55.若差压总值cyz大于差压总阈值，生成风机正常信号；
56.若差压总值cyz小于差压总阈值，生成风机异常信号；
57.排查模块，当接收到监控模块的风机异常信号时，获取到采集模块的每个热式流量差压传感器的差压值cyi，作出进一步故障排查分析工作；
58.该分析模块具体工作过程如下：
59.步骤1：获取到差压总值cyz并构建集合a{cyz1、cyz2、cyz3...cyz
t
}，获取到集合a中的所有子集，通过公式ccy＝|cyz
1-cyz2|+|cyz
2-cyz3|+...+|cyz
t-1-cyz
t
|，计算得到差压差值ccy；其中，t为时间节点；
60.将得到的差压差值ccy与差压差阈值进行比较；
61.若差压差值ccy大于差压差阈值时，则表示风机在历史检测时间内，风机功率波动比较大，生成风机稳定性差信号；
62.若差压差值ccy小于差压差阈值时，则表示风机在历史检测时间内，风机功率波动比较小，生成风机稳定性优信号；
63.步骤2：获取到每个热式流量差压传感器的差压值cyi，通过公式hccy＝|cy
1-cy2|+|cy
2-cy3|+...+|cy
i-1-cyi|，计算得到差压环形差值hccy；
64.将得到的差压环形差值hccy与差压环形差阈值进行比较；
65.若差压环形差值hccy大于差压环形差阈值时，则表示风机在同一平面上，差压相差较大，生成风机均匀性差信号；
66.若差压环形差值hccy小于差压环形差阈值时，则表示风机在同一平面上，差压相差较小，生成风机均匀性优信号；
67.信号整理模块，获取到排查模块的风机稳定性差信号、风机稳定性优信号、风机均匀性差信号、风机均匀性优信号，对这些信号进行交叉处理；
68.该信号整理模块具体工作过程如下：
69.步骤1：若同时获取到风机稳定性优信号和风机均匀性优信号时，表示排气管存在故障，则生成排气管检修信号；
70.步骤2：若获取到除风机稳定性优信号和风机均匀性优信号以外，其他信号组合时，表示风机存在故障，则生成风机检修信号；
71.检修模块，获取到信号整理模块的排气管检修信号和风机检修信号，分别完成检修工作；
72.该检修模块具体工作过程如下：
73.步骤1：在预设时间内，获取到差压差值ccy和差压环形差值hccy，通过公式计算得到的风机故障值zfg；其中，a1、a2均为比例系
数，a1取值为1.8，a2取值为1.2；
74.将风机故障值zfg与风机故障阈值相比较；统计风机故障值zfg≥风机故障阈值的故障次数为csf，当风机故障值zfg≥风机故障阈值时，获取风机故障值zfg与风机故障阈值的差值并求和得到风机影响总值zpf；
75.将得到的故障次数csf和影响总值zpf，代入到公式中，计算得到风机检修系数xf；其中，a3、a4均为比例系数，a3取值为0.3，a4为0.8；
76.步骤2：在预设时间内，获取到差压差值ccy；通过公式zqg＝b1*(ccy-ccyb)，计算得到的排气管故障值zqg，其中，b1为比例系数，b1取值为1.36；
77.其中，排气管故障值zqg为正数时，表示该排气管存在堵塞故障，排气管故障值zqg为负数时，表示该排气管存在泄露故障；
78.将排气管故障值zqg与排气管故障阈值相比较；统计排气管故障值zqg≥排气管故障阈值的故障次数为csg，当排气管故障值zqg≥排气管故障阈值时，获取排气管故障值zqg与排气管故障阈值的差值并求和得到排气管影响总值zpg；
79.将得到的故障次数为csg和排气管影响总值zpg，代入到公式中，计算得到排气管检修系数xg；其中，b2、b3均为比例系数，b2取值为0.5，b3取值为1.3；
80.根据风机检修系数xf大小和排气管检修系数xg大小表示设备故障紧急程度，其检修系数绝对值越大，表示故障危险程度越高，检修系数绝对值越小，表示故障危险程度越低。
81.本发明的工作原理：本发明通过热式流量差压传感器获取到排气管的差压数据，然后对差压数据先通过整体综合分析，再通过时间和空间两个维度进行单独分析，判断是否风机或排气管出现故障；
82.再利用差压数据进行计算得到风机和排气管的检修系数，根据检修系数大小，工作人员可以快速进行处理维修。
83.以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

技术特征：
1.一种电子式微差压流量开关，其特征在于，包括以下步骤:电子流量差压开关与主控系统通讯连接，主控系统与led面板通讯连接，将检测到的排气管温度和排气管差压值显示在led面板上显示；以及主控系统还分别与点火开关和报警器通讯连接；电子流量差压开关包括：采集模块，通过采用热式流量差压传感器，获取到排气管内气体的差压数据；监控模块，获取到每个热式流量差压传感器的差压值cy
i
，通过公式计算得到差压总值cyz；cyi表示每个热式流量差压传感器的差压值，i表示热式流量差压传感器个数，i＝1、2、3...n；将得到的差压总值cyz与差压总阈值进行比较；若大于，生成风机正常信号；若小于，生成风机异常信号。2.根据权利要求1所述的一种电子式微差压流量开关,其特征在于，热式流量差压传感器沿着排气管环形等间距设置有多个。3.根据权利要求2所述的一种电子式微差压流量开关,其特征在于，还包括：排查模块，获取到差压总值cyz并构建集合a{cyz1、cyz2、cyz3...cyz
t
}，获取到集合a中的所有子集，通过公式ccy＝|cyz
1-cyz2|+|cyz
2-cyz3|+...+|cyz
t-1-cyz
t
|，计算得到差压差值ccy；其中，t为时间节点；将得到的差压差值ccy与差压差阈值进行比较；若大于，生成风机稳定性差信号；若小于，生成风机稳定性优信号。4.根据权利要求3所述的一种电子式微差压流量开关,其特征在于，获取到每个热式流量差压传感器的差压值cy
i
，通过公式hccy＝|cy
1-cy2|+|cy
2-cy3|+...+|cy
i-1-cy
i
|，计算得到差压环形差值hccy；将得到的差压环形差值hccy与差压环形差阈值进行比较；若大于，生成风机均匀性差信号；若小于，生成风机均匀性优信号。5.根据权利要求4所述的一种电子式微差压流量开关,其特征在于，还包括：信号整理模块，若同时获取到风机稳定性优信号和风机均匀性优信号时，表示排气管存在故障，则生成排气管检修信号；若获取到除风机稳定性优信号和风机均匀性优信号以外，其他信号组合时，表示风机存在故障，则生成风机检修信号。6.根据权利要求5所述的一种电子式微差压流量开关,其特征在于，还包括：检修模块，在预设时间内，通过公式计算得到的风机故障值zfg；其中，a1、a2均为比例系数；将风机故障值zfg与风机故障阈值相比较；统计风机故障值zfg≥风机故障阈值的故障
次数为csf，当风机故障值zfg≥风机故障阈值时，获取风机故障值zfg与风机故障阈值的差值并求和得到风机影响总值zpf；将得到的故障次数csf和影响总值zpf，代入到公式中，计算得到风机检修系数xf；其中，a3、a4均为比例系数。7.根据权利要求6所述的一种电子式微差压流量开关,其特征在于，在预设时间内，获取到差压差值ccy；通过公式zqg＝b1*(ccy-ccyb)，计算得到的排气管故障值zqg，其中，b1为比例系数；将排气管故障值zqg与排气管故障阈值相比较；统计排气管故障值zqg≥排气管故障阈值的故障次数为csg，当排气管故障值zqg≥排气管故障阈值时，获取排气管故障值zqg与排气管故障阈值的差值并求和得到排气管影响总值zpg；将得到的故障次数为csg和排气管影响总值zpg，代入到公式中，计算得到排气管检修系数xg；其中，b2、b3均为比例系数。8.根据权利要求7所述的一种电子式微差压流量开关,其特征在于，排气管故障值zqg为正数时，表示该排气管存在堵塞故障，排气管故障值zqg为负数时，表示该排气管存在泄露故障。

技术总结
本发明公开了一种电子式微差压流量开关，包括以下步骤:电子流量差压开关与主控系统通讯连接，主控系统与LED面板通讯连接，将检测到的排气管温度和排气管差压值显示在LED面板上显示；以及主控系统还分别与点火开关和报警器通讯连接，通过热式流量差压传感器获取到排气管的差压数据，然后对差压数据先通过整体综合分析，再通过时间和空间两个维度进行单独分析，判断是否风机或排气管出现故障；再利用差压数据进行计算得到风机和排气管的检修系数，根据检修系数大小，工作人员可以快速进行处理维修。维修。维修。


技术研发人员：袁瓅 袁野 张国珠 符爱风
受保护的技术使用者：无锡豪帮高科股份有限公司
技术研发日：2023.04.10
技术公布日：2023/7/12