一种具有自检测功能的火焰检测电路的制作方法

1.本实用新型涉及燃气用具检测技术领域，具体是一种具有自检测功能的火焰检测电路。


背景技术：

2.在燃气具产品控制领域，火焰检测是必不可少的技术。在常规设计中，火焰检测只是一个功能单一的独立模块，重点只关注对火焰信号检测的有效性，而忽略了检测电路自身的有效性，因而在系统中遇到因检测电路自身功能失效产生对检测的有效性缺失时而无能为力。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种具有自检测功能的火焰检测电路，可以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
5.1.一种具有自检测功能的火焰检测电路，包括电阻r1～r9、电容c1～c2、开关二极管d1～d3、pnp三极管q1、隔离升压变压器t1、比较器电路ic1a、直流电源vcc电气接地gnd、脉冲方波信号输入口a、火焰探针fid以及火焰信号输出检测口b，所述脉冲方波信号输入口a、电阻r1～r3、二极管d1、pnp三极管q1、隔离升压变压器t1以及直流电源vcc构成脉冲激励振荡电路；电阻r4～r9、二极管d2～d3、电容c1～c2、比较器电路ic1a、直流电源vcc、电气接地gnd、火焰探针fid以及火焰信号输出检测口b构成火焰检测电路。
6.作为改进，脉冲方波信号输入口a与电阻r1一端串联，电阻r1另一端与电阻r2以及pnp三极管q1的基极相连接，电阻r2另一端再与电阻r3以及pnp三极管q1的发射极相连接，pnp三极管q1的集电极与系统直流电源负极相连接；电阻r3另一端再与二极管d1阳极和隔离升压变压器t1的初级端一端相连接，二极管d1阴极和隔离升压变压器t1的初级端的另一端相连接后，一并接入直流电源vcc的正极；隔离升压变压器t1次级端的一端与电阻r4串联后，电阻r4另一端接入火焰探针fid；隔离升压变压器t1次级端的另一端与电容c1和电阻r5相连接，电容c1另一端与电气接地gnd相连接，同时又与电阻r6相连接；电阻r5另一端与二极管d2的阴极、二极管d3的阳极、电阻r7以及比较器电路ic1a的同相端相连接；电阻r6另一端与二极管d2的阳极、二极管d3的阴极、比较器电路ic1a的反相端以及相连接直流电源vcc的负极相连接；电阻r7另一端与电阻r8、比较器电路ic1a的电源正极以及直流电源vcc的正极相连接；电阻r8另一端与比较器电路ic1a的输出口、电容c2以及电阻r9相连接；电阻r9另一端接入火焰信号输出检测口b，电容c2另一端与直流电源vcc的负极相连接。
7.作为改进，其基本原理为：系统在脉冲方波信号输入口a，可根据需要自主输入有频率可编程控制、有一定驱动功率的脉冲方波信号，对三极管q1进行开关调制，使加载在隔离升压变压器t1初级端的电压也呈开关调制状态，经过变压器线圈的自感作用，使t1的初级端处于脉冲激励振荡状态，然后经过变压器的交变升压作用，在t1次级端产生一定电压
的交流电压。当脉冲方波信号输入口a未加载脉冲方波信号以及火焰探针fid端无火焰信号时，隔离升压变压器t1次级端无交流电压信号，变压器后级电路均处于直流静态工作状态，因而在二极管d3的正向钳位作用下，比较器电路ic1a的同相、反相端之间电压差为二极管d3的导通压降，为0.3～0.7v左右，因而比较器电路ic1a的输出口为高电平；当脉冲方波信号输入口a加载脉冲方波信号而且火焰探针fid端存在火焰燃烧时，隔离升压变压器t1次级端的交流电压信号经过火焰探针fid加载在火焰上，经过火焰离子的导电及交流整流作用，在电容c1两端产生下正上负的直流电压，经过电阻r5、r6电压采样以及二极管d2的正向钳位作用，比较器电路ic1a的同相、反相端电压发生翻转，由之前的正压切换成负压，电压值为-0.3～-0.7v左右，因而比较器电路ic1a的输出口为低电平。由此可达到检测出火焰信号的目的。
8.作为改进，系统可根据脉冲方波信号输入口a的脉冲信号输入与否，结合火焰信号输出检测口b的电平水平检测，可对本火焰检测电路功能的有效性实现自检测。当脉冲方波信号输入口a无脉冲信号输入时，不论火焰探针fid端有无火焰燃烧，火焰信号输出检测口b端都应为常态高电平；当脉冲方波信号输入口a有脉冲信号输入时，如果火焰探针fid端无火焰燃烧时，火焰信号输出检测口b端也应为常态高电平；当脉冲方波信号输入口a有脉冲信号输入时，如果火焰探针fid端有火焰燃烧，火焰信号输出检测口b端应检测出为低电平。凡出现有与上述逻辑相违背的情况出现时，系统应判断为火焰检测电路功能失效，因而主动停止工作并报警，以免造成系统安全性危险发生。
9.作为改进，系统可根据脉冲方波信号输入口a的脉冲信号输入与否，结合火焰信号输出检测口b的电平水平检测，可对本火焰检测电路功能的有效性实现自检测。当脉冲方波信号输入口a无脉冲信号输入时，不论火焰探针fid端有无火焰燃烧，火焰信号输出检测口b端都应为常态高电平；当脉冲方波信号输入口a有脉冲信号输入时，如果火焰探针fid端无火焰燃烧时，火焰信号输出检测口b端也应为常态高电平；当脉冲方波信号输入口a有脉冲信号输入时，如果火焰探针fid端有火焰燃烧，火焰信号输出检测口b端应检测出为低电平。凡出现有与上述逻辑相违背的情况出现时，系统应判断为火焰检测电路功能失效，因而主动停止工作并报警，以免造成系统安全性危险发生。
10.作为改进，所述的隔离升压变压器t1初次级之间的匝数比介于1:20和1:30之间，以保证变压器足够的升压效果。
11.作为改进，所述的比较器电路ic1a包括但不仅限于lm393、lm339以及其同等可替换的比较器电路，其可比较电压精度不低于
±
0.2v。
12.作为改进，所述的加载在脉冲方波信号输入口a的脉冲方波信号应以所采用的隔离升压变压器t1的额定工作频率为准，信号频率应介于变压器t1的额定工作频率的
±
20%范围内。
13.作为改进，所述三极管q1为pnp型三极管，但也可采用npn型三极管，但其电路连接须采用附图2的方式。
14.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
15.本电路既可实现对火焰信号的有效检测，而且可对电路本身的功能有效性进行自主检测识别，具有较高的实用价值和性价比，在技术上更是具有一定的突破性。
附图说明
16.图1为本实用新型具体实施方案的硬件电路原理图。
17.图2为本实用新型另一种具体实施方案的硬件电路原理图。
具体实施方式
18.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
19.实施例1：
20.请参阅图1，本实用新型实施例中，包括电阻r1～r9、电容c1～c2、开关二极管d1～d3、pnp三极管q1、隔离升压变压器t1、比较器电路ic1a、直流电源vcc电气接地gnd、脉冲方波信号输入口a、火焰探针fid以及火焰信号输出检测口b，所述脉冲方波信号输入口a、电阻r1～r3、二极管d1、pnp三极管q1、隔离升压变压器t1以及直流电源vcc构成脉冲激励振荡电路；电阻r4～r9、二极管d2～d3、电容c1～c2、比较器电路ic1a、直流电源vcc、电气接地gnd、火焰探针fid以及火焰信号输出检测口b构成火焰检测电路。
21.如图1所示，在该电路中，脉冲方波信号输入口a与电阻r1一端串联，电阻r1另一端与电阻r2以及pnp三极管q1的基极相连接，电阻r2另一端再与电阻r3以及pnp三极管q1的发射极相连接，pnp三极管q1的集电极与系统直流电源负极相连接；电阻r3另一端再与二极管d1阳极和隔离升压变压器t1的初级端一端相连接，二极管d1阴极和隔离升压变压器t1的初级端的另一端相连接后，一并接入直流电源vcc的正极；隔离升压变压器t1次级端的一端与电阻r4串联后，电阻r4另一端接入火焰探针fid；隔离升压变压器t1次级端的另一端与电容c1和电阻r5相连接，电容c1另一端与电气接地gnd相连接，同时又与电阻r6相连接；电阻r5另一端与二极管d2的阴极、二极管d3的阳极、电阻r7以及比较器电路ic1a的同相端相连接；电阻r6另一端与二极管d2的阳极、二极管d3的阴极、比较器电路ic1a的反相端以及相连接直流电源vcc的负极相连接；电阻r7另一端与电阻r8、比较器电路ic1a的电源正极以及直流电源vcc的正极相连接；电阻r8另一端与比较器电路ic1a的输出口、电容c2以及电阻r9相连接；电阻r9另一端接入火焰信号输出检测口b，电容c2另一端与直流电源vcc的负极相连接。
22.如图1所示，在该电路中，系统在脉冲方波信号输入口a，可根据需要自主输入有频率可编程控制、有一定驱动功率的脉冲方波信号，对三极管q1进行开关调制，使加载在隔离升压变压器t1初级端的电压也呈开关调制状态，经过变压器线圈的自感作用，使t1的初级端处于脉冲激励振荡状态，然后经过变压器的交变升压作用，在t1次级端产生一定电压的交流电压。当脉冲方波信号输入口a未加载脉冲方波信号以及火焰探针fid端无火焰信号时，隔离升压变压器t1次级端无交流电压信号，变压器后级电路均处于直流静态工作状态，因而在二极管d3的正向钳位作用下，比较器电路ic1a的同相、反相端之间电压差为二极管d3的导通压降，为0.3～0.7v左右，因而比较器电路ic1a的输出口为高电平；当脉冲方波信号输入口a加载脉冲方波信号而且火焰探针fid端存在火焰燃烧时，隔离升压变压器t1次级端的交流电压信号经过火焰探针fid加载在火焰上，经过火焰离子的导电及交流整流作用，在电容c1两端产生下正上负的直流电压，经过电阻r5、r6电压采样以及二极管d2的正向钳
位作用，比较器电路ic1a的同相、反相端电压发生翻转，由之前的正压切换成负压，电压值为-0.3～-0.7v左右，因而比较器电路ic1a的输出口为低电平。由此可达到检测出火焰信号的目的。
23.如图1所示，在该电路中，系统可根据脉冲方波信号输入口a的脉冲信号输入与否，结合火焰信号输出检测口b的电平水平检测，可对本火焰检测电路功能的有效性实现自检测。当脉冲方波信号输入口a无脉冲信号输入时，不论火焰探针fid端有无火焰燃烧，火焰信号输出检测口b端都应为常态高电平；当脉冲方波信号输入口a有脉冲信号输入时，如果火焰探针fid端无火焰燃烧时，火焰信号输出检测口b端也应为常态高电平；当脉冲方波信号输入口a有脉冲信号输入时，如果火焰探针fid端有火焰燃烧，火焰信号输出检测口b端应检测出为低电平。凡出现有与上述逻辑相违背的情况出现时，系统应判断为火焰检测电路功能失效，因而主动停止工作并报警，以免造成系统安全性危险发生。
24.实施例2：
25.如图2所示，在实施例1的基础上，三极管q1为npn型三极管，此时脉冲方波信号输入口a与电阻r1一端串联，电阻r1另一端与电阻r2以及npn三极管q1的基极相连接，电阻r2另一端与npn三极管q1的发射极以及系统直流电源负极相连接；电阻r3与npn三极管q1的集电极相连接。电路其它部分与实施例1完全一样。
26.在本实施例中，所述的隔离升压变压器t1初次级之间的匝数比介于1:20和1:30之间，以保证变压器足够的升压效果。所述的比较器电路ic1a包括但不仅限于lm393、lm339以及其同等可替换的比较器电路，其可比较电压精度不低于
±
0.2v。所述的加载在脉冲方波信号输入口a的脉冲方波信号应以所采用的隔离升压变压器t1的额定工作频率为准，信号频率应介于变压器t1的额定工作频率的
±
20%范围内。上述参数对于本领域技术人员来说应当理解，在此不再赘述。
27.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
28.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。