一种利用交流信号检测弱直流导电特性的检测电路制造技术

本发明专利技术公开了一种利用交流信号检测弱直流导电特性的检测电路，包括：交流检测电路、比较控制电路和输出电路，所述交流检测电路包括检测探棒、第一电阻和交流信号源，所述检测探棒的输出端连接第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端与交流信号源的正极连接，所述交流信号源的负极接地；所述输出电路包括由第六电阻和第二电容组成的输出滤波电路，所述交流检测电路的输出端连接控制电路，所述控制电路的输出端连接输出电路。本发明专利技术通过对燃烧火焰离子浓度大小进行动态监测，以达到对燃烧系统的燃烧工况实施实时闭环控制，保证产品在燃烧性能、效率、以及烟气排放安全、环保等性能方面的需要。

A detection circuit using AC signal to detect weak DC electrical conductivity

【技术实现步骤摘要】
一种利用交流信号检测弱直流导电特性的检测电路
本专利技术涉及家用电器领域，具体涉及到一种利用交流信号检测弱直流导电特性的检测电路，可广泛应用在对具有微弱直流导电特性介质的测试及其应用领域，比如燃气具产品（包括燃气热水器、燃气采暖炉、燃气灶具、燃气烤箱等）中对火焰离子电流的监测，尤其在燃气具产品的一些高端
，如预混燃烧（包括半预混燃烧）等技术中。
技术介绍
在燃气具产品（包括燃气热水器、燃气采暖炉、燃气灶具、燃气烤箱等）中，火焰检测是产品必不可少的技术，随着产品技术的升级进步，燃烧技术作为燃气具产品核心技术之一，技术发展很快，屡屡已产生如预混燃烧（包括半预混燃烧）、浓淡燃烧、冷凝换热燃烧等新的技术。在这类技术中，优化燃烧工况是保证产品燃烧性能、效率、以及烟气排放安全、环保等性能指标的核心关键。利用火焰离子的直流导电特性，对火焰离子电流进行精确检测是对燃烧工况进行实时监测并实施燃烧优化控制最直接有效的依据，在这类新一代燃气具产品中，火焰离子电流的精确检测越来越成为产品的必备技术。火焰离子信号的检测原理是利用火焰离子的单向直流导电特性，通过对安装在燃烧火焰中的两个电极之间施加一个直流或交流电压信号，信号经过火焰后可产生微弱的直流电流信号，此时可在火焰电极之间采样到该离子电流或电压信号测试到火焰信号。因为信号很微弱以及火焰离子自身的离散不稳定性，受环境等不确定因素影响很大，因此，要精确测试火焰离子电流大小并非易事。在老一代传统燃气具产品中，由于采用的主要是敞开式燃烧方式，空气与燃气通过在燃烧器的衍射腔中一次混合以及在燃烧室中根据空燃压力比进行的二次混合来完成的，这种模式下空气与燃气的混合完全是被动的，因此这类产品中对系统燃烧工况的控制是开环控制方法，也即通过对空气与燃气的混合比实施预先设计或设置，来保证燃烧工况良好并稳定，燃烧过程中并不需要对空燃比进行二次调节和干预，因此对火焰离子信号的监测仅局限在为了满足产品安全需要的对信号的“开关”状态检测而已。传统的火焰检测，技术手段较为简单，通常只是在火焰探棒上施加一个交流电压信号，信号经过火焰离子的导电整流作用后，在火焰探棒与机壳地之间采样到一微弱的直流分压信号，通过信号比较放大后，依此判断火焰存在与否以及系统燃烧与否。该方法只解决火焰信号的定性检测问题，也即火焰信号有无问题，并不能用于对火焰燃烧质量也即燃烧工况的监测。更早期的火焰信号直流检测方法（火焰针对地之间施加直流电压信号），因无法解决火焰针在潮态下易产生误判的问题，该技术目前已淘汰。在新一代的燃烧技术中，如预混燃烧（包括半预混燃烧）、浓淡燃烧、冷凝换热燃烧等，由于燃烧方式均为密闭强化燃烧方式，其主要特点是单位燃烧器面积及燃烧腔体积的燃烧功率均大幅提高，而且不存在二次空气燃气混合问题，因此完全不能采用传统的被动空燃混合方式。但是，该类燃烧方式对空气燃气的混合配比设置和调节要求更高，为了满足该燃烧方式下不同负荷功率的燃烧需要，保证燃烧更加充分完全，燃烧效率更高，在系统燃烧过程中，需要对燃烧工况实施动态监测并及时进行相关的闭环调节控制。能反映燃烧工况最重要的指标一则是烟气中的CO、CO2、O2等成分含量，二则是燃烧效率，但这两项无法实时监测难以作为对燃烧工况进行及时快速调节控制的依据。火焰燃烧时产生的离子浓度是综合反映燃烧工况尤其上述二特性指标最好的依据，而对火焰离子浓度监测最直接有效的方法是对火焰离子电流尤其交流源时火焰离子电流的精确检测。因此，在新一代燃烧技术中，对火焰离子电流精确监测是实现燃烧工况动态监测并及时进行相关的闭环调节控制最直接有效的手段，一种交流信号方式检测弱直流导电特性的电路，是实现这一手段的重要关键。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，公开了一种利用交流信号检测弱直流导电特性的检测电路。不仅可检测到导电介质的弱直流导电特性，还可检测其电流大小，通过实时有效监控火焰燃烧实际工况以实施有效调节控制而达到最佳燃烧工况。本专利技术采用的技术方案是：一种利用交流信号检测弱直流导电特性的检测电路，包括：交流检测电路、比较控制电路和输出电路，所述交流检测电路包括检测探棒、第一电阻和交流信号源，所述检测探棒的输出端连接第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端与交流信号源的正极连接，所述交流信号源的负极接地；所述输出电路包括由第六电阻和第二电容组成的输出滤波电路，所述交流检测电路的输出端连接控制电路，所述控制电路的输出端连接输出电路。进一步地，所述控制电路包括：第二电阻、第一电容、第一二极管、第三电阻、第四电阻、三极管、第五电阻、第二二极管、第六电阻、第二电容；所述第五电阻的一端与工作电源连接，所述第五电阻的另一端与控制器连接，第五电阻的另一端与三极管的集电极连接，所述三极管的基极与第四电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端与第一二极管的阴极连接，所述第一二极管的阳极分别通过第二电阻和第一电容接地，所述第一二极管的负极通过第三电阻接地，所述三极管的发射极与第二二极管的阳极连接，所述第二二极管的阴极通过第二电容的正极为输出端与输出电路连接。进一步地，所述信号源为隔离型正弦波交流信号源，所述工作电源为直流工作源。进一步地，所述三极管为NPN型三极管为N沟道场效应管。进一步地，所述控制电路包括：第二电阻、第一电容、第一二极管、第三电阻、第四电阻、运算放大器、第五电阻、第二二极管、第六电阻、第二电容；所述第五电阻的一端与工作电源连接，所述第五电阻的另一端与控制器连接，工作电源与运算放大器的电源端连接，所述运算放大器的正极端与第四电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端与第一二极管的阴极连接，所述第一二极管的阳极分别通过第二电阻和第一电容接地，所述第一二极管的负极通过第三电阻接地，所述运算放大器的负极端与运算放大器的输出端连接，所述运算放大器的输出端通过第五电阻与第二二极管的阳极连接，所述第二二极管的阴极与输出电路连接。进一步地，所述第一二极管的阳极通过第一电容与工作电源连接。进一步地，所述控制电路包括：第二电阻、第一电容、第一二极管、第三电阻、第四电阻、比较器、第五电阻、第二二极管、第六电阻、第二电容；所述第五电阻的一端与工作电源连接，所述第五电阻的另一端与控制器连接，工作电源与运算放大器的电源端连接，所述比较器的正极端与第四电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端与第一二极管的阴极连接，所述第一二极管的阳极分别通过第二电阻和第一电容接地，所述第一二极管的负极通过第三电阻接地，所述比较器的负极端与比较器的输出端连接，所述比较器的输出端通过第五电阻与工作电源连接，所述比较器的输出端与第二二极管的阳极连接，所述第二二极管的阴极与输出电路连接。进一步地，所述第一二极管的阳极通过第一电容与工作电源连接。进一步地，所述控制电路包括：第二电阻、第一电容、第一二极管、第三电阻、第四电阻、三极管、第五电阻、第二二极管、第六电阻、第二电容；所述第五电阻的一端与工作电源连接，所述第五电阻的另一端与三极管的集电极连接，所述三极管的基极与第四电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端与第一二极管的阴极连接，所述第一二极管的阳极通过第二电阻接地，所述第一二极管的阳极通过第一电容与工作电源连接，所述第一二极管的负极通过第三本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用交流信号检测弱直流导电特性的检测电路，其特征在于，包括：交流检测电路、比较控制电路和输出电路，所述交流检测电路包括检测探棒、第一电阻和交流信号源，所述检测探棒的输出端连接第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端与交流信号源的正极连接，所述交流信号源的负极接地；所述输出电路包括由第六电阻和第二电容组成的输出滤波电路，所述交流检测电路的输出端连接控制电路，所述控制电路的输出端连接输出电路。

【技术特征摘要】
1.一种利用交流信号检测弱直流导电特性的检测电路，其特征在于，包括：交流检测电路、比较控制电路和输出电路，所述交流检测电路包括检测探棒、第一电阻和交流信号源，所述检测探棒的输出端连接第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端与交流信号源的正极连接，所述交流信号源的负极接地；所述输出电路包括由第六电阻和第二电容组成的输出滤波电路，所述交流检测电路的输出端连接控制电路，所述控制电路的输出端连接输出电路。2.根据权利要求1所述的一种利用交流信号检测弱直流导电特性的检测电路，其特征在于，所述控制电路包括：第二电阻、第一电容、第一二极管、第三电阻、第四电阻、三极管、第五电阻、第二二极管、第六电阻、第二电容；所述第五电阻的一端与工作电源连接，所述第五电阻的另一端与控制器连接，第五电阻的另一端与三极管的集电极连接，所述三极管的基极与第四电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端与第一二极管的阴极连接，所述第一二极管的阳极分别通过第二电阻和第一电容接地，所述第一二极管的负极通过第三电阻接地，所述三极管的发射极与第二二极管的阳极连接，所述第二二极管的阴极通过第二电容的正极为输出端与输出电路连接。3.根据权利要求2所述的一种利用交流信号检测弱直流导电特性的检测电路，其特征在于，所述信号源为隔离型正弦波交流信号源，所述工作电源为直流工作源。4.根据权利要求2所述的一种利用交流信号检测弱直流导电特性的检测电路，其特征在于，所述三极管为NPN型三极管为N沟道场效应管。5.根据权利要求1所述的一种利用交流信号检测弱直流导电特性的检测电路，其特征在于，所述控制电路包括：第二电阻、第一电容、第一二极管、第三电阻、第四电阻、运算放大器、第五电阻、第二二极管、第六电阻、第二电容；所述第五电阻的一端与工作电源连接，所述第五电阻的另一端与控制器连接，工作电源与运算放大器的电源端连接，所述运算放大器的正极端与第四电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端与第一二极管的阴极连接，所述第一二极管的阳极分别通过第二电阻和第一电容接地，所述第一二极管的负极通过第三电阻接地...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡志恒，刘筱明，高中伟，
申请(专利权)人：佛山市赛扬电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44