燃气安全控制装置的制作方法

本实用新型涉及一种安全控制装置，特别是涉及一种燃气安全控制装置。

背景技术：

据报道，2017年室内燃气爆炸爆燃新闻680起，共造成90人死亡，1040人受伤。2018上半年，燃气爆炸新闻有390起，其中室内燃气爆炸新闻263起，室外燃气泄漏及爆炸新闻127起。共造成28人死亡、371人受伤，财产损失难以计数。事故原因主要为：在使用过程中阀门忘关、燃气泄漏、使用不当以及外部高温引起燃气着火。目前，市场上现存的有燃气定时阀，其只能定时，而不能解决泄漏和高温问题；还有燃气泄漏报警器，其只能报警但不能及时关闭；以及通过手机关闭阀门的装置，需要人为不断操作，容易漏关。还有常开的安全阀，一旦断电，就不能工作，常开状态也会有安全隐患。现有的关于燃气使用的安全装置主要表现为单一控制方式，一旦出现问题导致管路不通、控制器卡住或断电等，就不能有效控制危险。虽然燃气事故全国每年发生率较低，但一旦涉及到个人，后果不堪设想，甚至会给别人带来灾难。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种燃气安全控制装置，其反应灵敏、性能较高、安全可靠。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种燃气安全控制装置，其特征在于包括燃气进户总开关、燃气表、燃气表出气管、常闭燃气电磁阀、第一导线、第一电源插头、气管、用气设备、集成电路控制器总成，燃气进户总开关安装在一个燃气进户管上，燃气进户管的一端与燃气表连接，燃气表与燃气表出气管的一端连接，燃气表出气管的另一端与常闭燃气电磁阀连接，常闭燃气电磁阀与第一电源插头之间通过第一导线连接，常闭燃气电磁阀和用气设备通过气管连接；

集成电路控制器总成包括第二微处理器总成、第一蜂鸣器、可调定时器、第二温度传感器、第二可燃气体浓度传感器以及预留接口，第一蜂鸣器、可调定时器、第二温度传感器、第二可燃气体浓度传感器以及预留接口都与第二微处理器总成连接，所述的集成电路控制器总成与常闭燃气电磁阀连接。

优选地，所述的预留接口是干电池接口或者移动浓度检测器接口。

优选地，在集成电路控制器总成与常闭燃气电磁阀之间连接有电磁阀控制器总成；电磁阀控制总成包括第一微处理器总成、第一可燃气体浓度传感器、第一温度传感器以及预留干电池接口，第一可燃气体浓度传感器、第一温度传感器、预留干电池接口都与第一微处理器总成连接；

所述的第二微处理器总成通过后台服务器与手机app连接，第一微处理器总成与第二微处理器总成无线连接。

优选地，所述的集成电路控制器总成通过第二微处理器总成连接有辅感应器总成；辅感应器总成包括第三微处理器总成、第三温度传感器、第三可燃气体浓度传感器、第二蜂鸣器，第三温度传感器、第三可燃气体浓度传感器、第二蜂鸣器都与第三微处理器总成连接，第三微处理器总成与第二微处理器总成无线连接。

优选地，所述的预留接口连接干电池。

优选地，所述的预留接口连接移动浓度检测器。

本实用新型的积极进步效果在于：本实用新型反应灵敏、性能较高、安全可靠的常闭燃气电磁阀，辅以灵敏的浓度和温度传感器，通过预先程序设定，一旦发生浓度或温度超标等险情，第一时间就关闭气源，杜绝人为失误。通过时间设定，方便用户烧煮蒸等操作，同时在非用气时段控制燃气关闭。如果断电，常闭燃气电磁阀也会关闭，随时随地杜绝一切危险因素，确保人身和财产安全，而且通过增加无线手机连接功能，也方便用户时时关注用气安全情况。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图

图2为本实用新型一实施例的结构示意图

图3为本实用新型另一实施例的结构示意图

图4为本实用新型又一实施例的结构示意图

图5为本实用新型中集成电路控制器总成与第二电源插头、手机app的结构示意图。

图6为本实用新型中辅感应器总成与第三电源插头等的结构示意图

图7为本实用新型中移动浓度检测器的结构示意图

图8为本实用新型中第一微处理器总成示意图

图9为本实用新型中第二微处理器总成示意图

图10为本实用新型中第三微处理器总成示意图

图1-7中：1.燃气进户管；2.燃气进户总开关；3.燃气表；4.燃气表出气管；5.常闭燃气电磁阀；6.电磁阀控制器总成；7.第一导线；8.预留接口；9.第一电源插头；10.气管；11.用气设备；12.第一微处理器总成；13.第一可燃气体浓度传感器；14.第一温度传感器；17.集成电路控制器总成；18.后台服务器；19.手机app；20.第二导线；21.第二电源插头；22.第一蜂鸣器；23.定时器；24.预留干电池接口；25.第二温度传感器；26.第二可燃气体浓度传感器；27.第二微处理器总成；30.辅感应器总成；31.第三导线；32.第三电源插头；33..第三温度传感器；34.第三可燃气体浓度传感器；36.第三微处理器总成；37.第二蜂鸣器；38.预留移动浓度检测器；39.接插件接头；40.第四导线；41.底座；42.第四可燃气体浓度传感器；43.干电池。

图8中：102.微处理器一；103.可燃气体检测电路一；104.ntc测温电路一；105.12v-24v转直流5v降压电路一；106.直流5v转3.3v降压电路一；107.2.4g无线模块电路一；108.mos驱动电磁阀电路；109.电源适配器一；110.程序下载接口一。

图9中：112.微处理器二；113.可燃气体检测电路二；114.ntc测温电路二；115.12v-24v转直流5v降压电路二；116.直流5v转3.3v降压电路二；117.2.4g无线模块电路二；118.wifi模块电路；119.电源适配器二；120.程序下载接口二；121.液晶屏驱动、显示、背光驱动电路；122.蜂鸣器与驱动电路二；123.触摸按键输入、灯与驱动电路；124.实时时钟电路。

图10中：126.微处理器三；127.可燃气体检测电路三；128.ntc测温电路三；129.12v-24v转直流5v降压电路三；130.直流5v转3.3v降压电路三；131.2.4g无线模块电路三；132.电源适配器三；133.程序下载接口三；134.蜂鸣器与驱动电路三。

具体实施方式

下面结合附图给出本实用新型三个实施例，以详细说明本实用新型的技术方案。如图1至图10所示：

实施例：本实用新型燃气安全控制装置包括燃气进户总开关2、燃气表3、燃气表出气管4、常闭燃气电磁阀5、第一导线7、第一电源插头9、气管10、用气设备11、集成电路控制器总成17，燃气进户总开关2安装在一个燃气进户管1上，燃气进户管1的一端与燃气表3连接，燃气表3与燃气表出气管4的一端连接，燃气表出气管4的另一端与常闭燃气电磁阀5连接，常闭燃气电磁阀5与第一电源插头9之间通过第一导线连接，常闭燃气电磁阀5和用气设备11通过气管连接；集成电路控制器总成17包括第二微处理器总成27、第一蜂鸣器22、可调定时器23、第二温度传感器25、第二可燃气体浓度传感器26以及预留接口8，第一蜂鸣器22、可调定时器23、第二温度传感器25、第二可燃气体浓度传感器26以及预留接口8都与第二微处理器总成27连接，所述的集成电路控制器总成17与常闭燃气电磁阀5连接。

图2所示是本实用新型的一种基本方案，即不用后台服务器18、手机app19、辅感应器总成30和电磁阀控制器总成6。采用集成电路控制器总成17上直接连接常闭燃气电磁阀5，通过电线连接常闭燃气电磁阀5，直接控制电磁阀的开启和关闭。

所述的预留接口8可以连接干电池。

作为另一实施例，优选地，集成电路控制器总成17可以在与常闭燃气电磁阀5之间连接有电磁阀控制器总成6；电磁阀控制总成6包括第一微处理器总成12、第一可燃气体浓度传感器13、第一温度传感器14以及预留干电池接口24，第一可燃气体浓度传感器13、第一温度传感器14、预留干电池接口24都与第一微处理器总成12连接；所述的第二微处理器总成27通过后台服务器18与手机app19连接，第一微处理器总成12与第二微处理器总成27无线连接。集成电路控制器总成17与一个手机无线连接，这样方便控制。

预留接口8在该实施例中可以连接移动浓度检测器。预留接口8与移动浓度检测器38连接，移动浓度检测器38包括接插件接头39、第四导线40、底座41、第四可燃气体浓度传感器42，接插件接头39与底座41之间通过第四导线40连接，第四可燃气体浓度传感器42安装在底座41上。

作为又一实施例，优选地，所述的集成电路控制器总成17可以通过第二微处理器总成27连接有辅感应器总成30；辅感应器总成30包括第三微处理器总成36、第三温度传感器33、第三可燃气体浓度传感器34、第二蜂鸣器37，第三温度传感器33、第三可燃气体浓度传感器34、第二蜂鸣器37都与第三微处理器总成36连接，第三微处理器总成36与第二微处理器总成27无线连接。

第一微处理器总成12由12v-24v转直流5v降压电路一105、直流5v转3.3v降压电路一106、mos驱动电磁阀电路108、可燃气体检测电路一103、2.4g无线接收模块电路一107、ntc测温电路一104、微处理器一102、程序下载接口一110组成。通过12v-24v转直流5v降压电路一105把电压转换成5v，led灯指示出来给整个板子供电；直流5v通过ldo线性降压转换芯片转换成3.3v给2.4g无线接收模块供电；根据常闭电磁阀打开需要大电压、保持打开只需要较小电压的特性，微处理器采用pwm脉宽调制技术，通过mos管驱动电路控制电磁阀打开和关闭的时间长短比例从而控制线圈两端电压大小，既控制常闭电磁阀的打开和关闭，也实现电磁阀的节能和控温。通过多次测试，通电10小时的电磁阀温度只比环境温度高五到八度，后续温度不再上升。微处理器通过内部的模数转换器接口连接可燃气体检测传感器，通过检测模拟电压值来计算出气体浓度；微处理器通过模拟串行外设接口连接到2.4g无线模块，通过程序控制发送配置指令实现一对多双向数据传输；微处理器通过内部的模数转换器接口连接到ntc测温电路，通过检测模拟电压值进行查表计算出来当前温度值；使用触摸与微处理集成的芯片作整个控制的核心器件实现数据的采集计算分析数据的传输；微处理器连接下载接口，对程序进行擦除和烧写。

第二微处理器总成27由12v-24v转直流5v降压电路二115、直流5v转3.3v降压电路二116、wifi模块电路118、可燃气体检测电路二113、2.4g无线接收模块电路二117、ntc测温电路二114、微处理器二112、程序下载接口二120、液晶屏驱动、显示、背光驱动电路121、蜂鸣器与驱动电路二122、触摸按键输入、灯与驱动电路123、实时时钟电路124组成。通过12v-24v转直流5v降压电路二115把电压转换成5v，led灯指示出来给整个板子供电；直流5v通过ldo线性降压转换芯片转换成3.3v给wifi和2.4g无线接收模块供电；微处理器通过串口连接到wifi模块，通过发送串口数据对wifi模块进行配置联网实现远程控制；微处理器通过内部的模数转换器接口连接可燃气体检测传感器，通过检测模拟电压值来计算出气体浓度；微处理器通过模拟串行外设接口连接到2.4g无线模块，通过程序控制发送配置指令实现一对多双向数据传输；微处理器通过内部的模数转换器接口连接到ntc测温电路，通过检测模拟电压值进行查表计算出来当前温度值；使用触摸与微处理集成的芯片作整个控制的核心器件实现数据的采集计算分析数据的传输；微处理器连接下载接口，对程序进行擦除和烧写。

第三微处理器总成36由12v-24v转直流5v降压电路三129、直流5v转3.3v降压电路三130、可燃气体检测电路三127、2.4g无线接收模块电路三131、ntc测温电路三128、微处理器三126、程序下载接口三133、蜂鸣器与驱动电路三134组成。通过12v-24v转直流5v降压电路三129把电压转换成5v，led灯指示出来给整个板子供电；直流5v通过ldo线性降压转换芯片转换成3.3v给2.4g无线接收模块供电；微处理器通过内部的模数转换器接口连接可燃气体检测传感器，通过检测模拟电压值来计算出气体浓度；微处理器通过模拟串行外设接口连接到2.4g无线模块，通过程序控制发送配置指令实现一对多双向数据传输；微处理器通过内部的模数转换器接口连接到ntc测温电路，通过检测模拟电压值进行查表计算出来当前温度值；使用触摸与微处理集成的芯片作整个控制的核心器件实现数据的采集计算分析数据的传输；微处理器连接下载接口，对程序进行擦除和烧写。

三个微处理器总成通电后，微处理器对内部的寄存器进行配置，通过调用初始化程序对每个部分进行初始化。然后进入大循环，进行定时器定时时间的累加，无线模块接收发射板发送过来的数据控制电磁阀打开或者关闭，并且把检测到的气体浓度与温度值通过无线模块或者wifi发送到发射板，进行双方数据传输。当检测到浓度或者温度大于设置的数据时，会立即关闭电磁阀，减小安全隐患，并且把数据传送给发射板。发射板通过wifi模块传输到手机app上进行报警提示。

第一可燃气体浓度传感器、第二可燃气体浓度传感器、第三可燃气体浓度传感器都可以是mq-5型可燃气体传感器，它对可燃气体浓度进行检测，可燃气体传感器内部使用的气敏材料是在清洁空气中电导率较低的二氧化锡(sno2)。当传感器所处环境中存在可燃气体时，传感器的电导率随空气中可燃气体浓度的增加而增大。使用微处理器将电导率的变化转换为可燃气体浓度相对应的输出模拟电压信号。经过多次测试，mq-5型可燃气体传感器同时对烟(包括燃烧产生的烟，油烟，干烧产生的焦烟等)都能兼顾检测转化出一定的模拟电压信号。微处理器将报警浓度设为5％。

第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器都可以为ntc型负温度系数热敏电阻器，它对环境温度进行检测，ntc型负温度系数热敏电阻器是以锰、钴、镍和铜等金属氧化物为主要材料，采用陶瓷工艺制造而成的。这些金属氧化物材料都具有半导体性质，因为在导电方式上完全类似锗、硅等半导体材料。温度低时，这些氧化物材料的载流子(电子和孔穴)数目少，所以其电阻值较高；随着温度的升高，载流子数目增加，所以电阻值降低。ntc热敏电阻器在室温下的变化范围在10o～1000000ω，温度系数-2％～-6.5％。使用微处理器将电阻值变化转换成相对应的输出模拟电压信号。微处理器将报警温度设为60度。

本实用新型通过第一微处理器总成12将第一可燃气体浓度传感器13、第一温度传感器14采集的模拟电压信号通过计算转换成对应的气体浓度和温度数据。第一微处理器总成12中设置有浓度或温度极限值，当浓度或温度超标时，第一微处理器总成12发送关闭指令，经mos驱动电磁阀电路108关闭常闭燃气电磁阀5；如此时是关闭状态，就保持。同时通过2.4g无线模块电路一107与集成电路控制器总成17上的2.4g无线模块电路二117对接，发送即时数据给集成电路控制器总成17，集成电路控制器总成17上的第一蜂鸣器22报警。平时第一微处理器总成12传送即时数据给集成电路控制器总成17上的第二微处理器总成27，并执行集成电路控制器总成17发送过来的指令(开启、关闭或保持)。

本实用新型通过第三微处理器总成36将第三可燃气体浓度传感器34和第三温度传感器33采集的模拟电压信号通过计算转换成对应的气体浓度和温度数据。第三微处理器总成36中设置有浓度或温度极限值，当浓度或温度超标时，第三微处理器总成36发送指令，第二蜂鸣器37报警；如果是正常值，则继续工作。同时第三微处理器总成36通过2.4g无线模块电路三131与集成电路控制器总成17上的2.4g无线模块电路二117对接，传送即时数据给集成电路控制器总成17上的第二微处理器总成27。

第二微处理器总成27将第二温度传感器25、第二可燃气体浓度传感器26采集的模拟电压信号通过计算转换成对应的气体浓度和温度数据，即时显示在定时器23的屏幕上。

定时器23配有液晶屏显示，可设定工作时长，采用倒计时计数。时间、浓度和温度都显示有屏幕上。为方便操作，设二十分钟档和分钟档加减。工作时，先设定用气时间(或默认屏幕上显示的上一次设定的时间)，点击启动/关闭按钮，第二微处理器总成27通过2.4g无线模块电路二117与电磁阀控制器总成6上的2.4g无线模块电路一107对接，发送命令，电磁阀控制器总成6打开常闭燃气电磁阀5，开始用气。使用中可根据需要临时调整时间，不影响用气设备11的正常工作。正常工作时，当定时器23归零、人工关闭、手机app19点击关闭、气体浓度或温度超标时，电磁阀控制器总成6会收到集成电路控制器总成17发送来的关闭命令，关闭常闭燃气电磁阀5。定时器23复位到最近一次设定的时间。当浓度或温度超标时，第二微处理器总成27发送指令，第一蜂鸣器22报警。

移动浓度检测器38接在预留接口8上，模拟电压信号也会经过第二微处理器总成27转化成数值显示在屏幕上。平时可不装，当感觉到有泄漏时，可以用来检测具体位置。

集成电路控制器总成17通过2.4g无线模块电路二117与2.4g无线模块电路一107和2.4g无线模块电路三131连接后，把电磁阀控制器总成6、辅感应器总成30和本设备上转化的气体浓度和温度数据收集后，把数据传输给后台服务器18，后台服务器18再把数据转输给手机app19，用户就可以在手机上读取这三个设备的浓度和温度。

后台服务器18接收集成电路控制器总成17发送来的三组数据(浓度和温度)，并转发给手机app19。平时后台服务器18也将手机的指令发送给集成电路控制器总成17，集成电路控制器总成17完成相应指令。后台服务器18设置了浓度和温度报警值，当超过报警值时，后台会发送报警短信给设备绑定的手机号；如果浓度持续10秒超过10％，后台人员根据服务项目，可打设备绑定的手机电话，进行电话提醒。

手机可绑定三个燃气安全控制器设备，登录信息完成后就进入主页面，主页面并列显示三个设备信息(名称、浓度、温度和关闭按钮)，名称可编辑为方便自已区分的名字。关闭按钮可随时关闭对应设备。点开其中一组进入二级设置界面，会显示当前设备(集成电路控制器总成17、电磁阀控制器总成6或辅感应器总成30)上的浓度和温度数值，取浓度和温度最高数值显示在主页面上。二级设置界面上有浓度和温度限值设定，当实际数值超过限值时，会有报警信息出现在手机上。

平时不使用的时候，常闭燃气电磁阀5处于关闭状态，户内气管10和用气设备11没有燃气，故不会出现泄漏等情况。同时集成电路控制器总成17会按设定好的时间频率发送指令给电磁阀控制器总成6、辅感应器总成30上传浓度和温度数据，同时也采集自身测的浓度和温度数据，一并上传到后台服务器18，再发送至客户手机，方便客户不定时查看三个设备的浓度和温度，并操作。

本实用新型有如下应对的危险情况：a、外部管道可燃气体或烟雾窜到自已家里，此时无论是集成电路控制器总成17、电磁阀控制器总成6、辅感应器总成30上的可燃气体浓度传感器哪个先测到浓度超标，第一时间蜂鸣器都会报警，同时集成电路控制器总成17收集数据后上传到后台服务器和手机，手机会收到后台短信报警，同时手机也会有报警提示。如果浓度持续10秒超过10％，后台人员根据服务项目，可打注册手机电话，进行电话提醒。b、外部温度超标也是一样。设备工作时，首先在集成电路控制器总成17上有定时器23，可根据用气时间长短设定时间。设定好后点键启动，集成电路控制器总成17通过2.4g无线模块电路二117发送指令给电磁阀控制器总成6，电磁阀控制器总成6控制常闭燃气电磁阀5开启工作，给用气设备供气。时间采用倒计时，到时间后集成电路控制器总成17再通过2.4g无线模块电路二117发送指令给电磁阀控制器总成6，电磁阀控制器总成6控制常闭燃气电磁阀5关闭，用气设备断气。工作时可根据需要临时开启和关闭，也可通过手机提前关闭。也可以在不断气的情况下重新调整计时器，修改用气时间，到时自动关闭。每一次关闭集成电路控制器总成17上时间都恢复到最近设定的时间。

本实用新型在使用中有以下应对危险情况：蒸煮、煲汤、熬药时，可设定时间，到时关闭，方便操作；经常有出门后记不起是否关燃气的人，不必存在这个担心，超过定时时间后，常闭燃气电磁阀5已经关闭，室内管道和用气设备都没有燃气了；使用燃气热水器时，可把辅感应器总成30放在卫生间，无论是集成电路控制器总成17、电磁阀控制器总成6、辅感应器总成30上的可燃气体浓度传感器哪个先测到浓度超标，第一时间蜂鸣器都会报警，并且都会关闭常闭燃气电磁阀5，保证人身安全；使用燃气灶时，如果管道有泄露，集成电路控制器总成17或电磁阀控制器总成6都会检测到，超过浓度，第一时间蜂鸣器都会报警，并且都会关闭常闭燃气电磁阀5，保证财产和人身安全，反应灵敏、性能较高；如果炒菜时忘记了或出门了，菜炒胡了，产生了焦烟，集成电路控制器总成17或电磁阀控制器总成6上的可燃气体浓度传感器都会检测到，超过浓度，第一时间蜂鸣器会报警，并且关闭常闭燃气电磁阀5；如果其它外部原因产生高温，温度传感器也会测到，超过设定值时也会报警和关闭常闭燃气电磁阀5，保证财产和人身安全，安全可靠。

在使用时，如果因为汤、水溢出而浇灭燃气灶，而此时燃气灶还在漏气，因为燃气较轻，集成电路控制器总成17可以设置在靠近燃气灶，最先测到燃气泄露，当浓度达到5％时，集成电路控制器总成17发送命令给电磁阀控制器总成6，关闭常闭燃气电磁阀5，同时第一蜂鸣器22报警，杜绝危险的发生；设备正常使用的是交流220v逆变成12v直流电，如果断电后，在电磁阀控制器总成6上有预留接口8，接干电池43后不影响正常使用；正常使用过程中，如果集成电路控制器总成17和电磁阀控制器总成6通讯不畅，第一微处理器总成12首先会让常闭燃气电磁阀5关闭，保证安全；如果集成电路控制器总成17和辅感应器总成30通讯不畅，集成电路控制器总成17上的第二微处理器总成27就会发送关闭指令给电磁阀控制器总成6，常闭燃气电磁阀5关闭。三者的微处理器通过无线通讯模块实现指令对发和交换，一方发送设定次数指令后未收到回复，则视为通讯不畅。经检查排除问题后可再使用。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。