家用天然气泄漏自动检测防护系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种家用天然气泄漏自动检测防护系统及方法，包括双稳态气阀、低功耗控制部分和气流触发部分，所述双稳态气阀和气流触发部分分别与低功耗控制部分相连；所述气流触发部分包括设置于管道内的气体叶轮、永磁体和设置于管道外的感应线圈，所述永磁体设置在气体叶轮的叶片上，所述感应线圈设置在永磁体的磁场范围内；所述双稳态气阀的开合端位于管道内且位于气体叶轮的进气侧；所述低功耗控制部分设置于管道外。本发明专利技术实现了直接监测管道内气流变化，监测结果准确且耗能少，能有效的实现家用天然气泄漏的自动检测防护，适用于家庭使用，实用性强。

【技术实现步骤摘要】
家用天然气泄漏自动检测防护系统及方法
本专利技术涉及家用天然气安全领域，具体为一种家用天然气泄漏自动检测防护系统及方法。
技术介绍
随着我国工业的发展，燃气已经成为人们生活中不可缺少的能源。天然气用户越来越多，无论是年轻人还是老人，都常常忘记关闭阀门，从而造成很大的安全隐患。现有的燃气系统安全设计主要有两个缺点：1)在采集燃气系统运行参数时采用间接的方法，通过测量空气中的燃气浓度来判断燃气是否泄漏，测量灵敏度差；2)大多都是固定在特定的燃气系统中，通用性差可移植性差。经检索发现，现有技术已公开一些通过相对直接的燃气检测方式来防止天然气泄漏的相关文献，如公开号CN110307473A的中国专利于2019年10月8日公开了一种家用安全防漏的天然气流量调节装置，包括送气管道以及被所述送气管道贯穿的导气块，所述导气块内设有开口向右的输气腔，所述输气腔与所述送气管道通过连通管道，所述输气腔内设有流量调节机构，所述送气管道内还设有截断机构，所述输气腔下端壁内设有在不输送天然气时判断是否漏气的传动机构，所述连通管道左端壁内还设有控制装置运行的驱动机构。该专利申请可在关闭天然气输送时，自动判断是否漏气，在漏气时自动封堵送气管道，防止天然气泄露大增，从而引发危险，同时报警灯亮起，提示泄露，通过机械的传动使流量调节自动化且传动效率得到提高。又如，公开号CN204348035U的中国专利于2015年5月20日公开了一种家用天然气泄漏自动安全检测装置，控制电路包括电源模块、按键模块、主控模块、转换模块、显示模块和耦合模块，主控模块分别与转换模块、按键模块、耦合模块和显示模块相连，电源模块分别接主控模块、转换模块和耦合模块，转换模块分别与设置在天然气管道内的流量计和设置在天然气灶具火焰燃烧处的热电偶相连，耦合模块与设置在天然气管道上的电磁阀相连，该专利实现了家庭天然气灶具或者液化气灶具及管路燃气泄漏的检测及防护，但是控制电路包含模块较多，耗能较大，不利于实际应用。目前，尚没有一种家用天然气检测系统，能够在无源的情况下自动检测天然气管道内气流变化，激发防护系统工作并判断是否异常，进而做到主动切断天然气。
技术实现思路
为克服上述现有技术的不足，本专利技术提供一种家用天然气泄漏自动检测防护系统及方法，能够在无源的情况下自动检测天然气管道内的气流变化，并激发防护系统工作，极大地提升天然气的使用安全性。根据本专利技术说明书的一方面，提供一种家用天然气泄漏自动检测防护系统，包括双稳态气阀、低功耗控制部分和气流触发部分，所述双稳态气阀和气流触发部分分别与低功耗控制部分相连；所述气流触发部分包括设置于管道内的气体叶轮、永磁体和设置于管道外的感应线圈，所述永磁体设置在气体叶轮的叶片上，所述感应线圈设置在永磁体的磁场范围内；所述双稳态气阀的开合端位于管道内且位于气体叶轮的进气侧；所述低功耗控制部分设置于管道外。上述技术方案中，双稳态气阀在平时处于打开状态，当用气时管内有气体流动，驱动气体叶轮转动，气体叶轮转动带动叶片上的永磁体转动，当永磁体转动至与感应线圈相对时，在感应线圈的两端产生一个微弱的电信号，该电信号经整流后送至低功耗控制部分的唤醒口，唤醒低功耗控制部分，低功耗控制部分被唤醒后用作气体流量计量，监测管道内的用气情况(气体叶轮每转一圈发一个脉冲)，同时对环境进行检测，并结合当前用气情况及环境信息判断是否用气正常，如果用气异常，则触发气阀动作关闭气体阀门，然后进入休眠状态直到再次被唤醒。上述技术方案通过气体管道内气流带动永磁体转动的方式来使感应线圈产生电信号，进而通过该电信号唤醒低功耗控制部分并进行气体流量计量，以判断是否用气正常，实现了直接监测管道内气流变化，监测结果准确且耗能少，能有效的实现家用天然气泄漏的自动检测防护，适用于家庭使用，实用性强。作为进一步的技术方案，所述感应线圈连接有整流电路，用于将感应线圈产生的交变电信号整流为直流脉冲信号；所述整流电路的输出端连接低功耗控制部分，用于将直流脉冲信号输入低功耗控制部分以唤醒低功耗控制功能。所述整流电路包括储能电容，用于储存能量以唤醒低功耗控制部分。该储能电容较小，仅需要集聚一定的能量以唤醒低功耗控制部分即可，低功耗控制部分被唤醒后，由电池进行供电。作为进一步的技术方案，所述低功耗控制部分连接有红外传感器，所述低功耗控制部分与红外传感器分别与电池组件相连。所述红外传感器用于检测附近人物移动情况，如检测厨房内是否有人移动或者是否很长时间内没有人等，所述红外传感器的检测数据送入低功耗控制部分，用于辅助判断当前管道内的气体流量是否正常。作为进一步的技术方案，所述永磁体设置于气体叶轮的任一叶片上，所述感应线圈位于永磁体的旋转平面内且与至少一个旋转位置的永磁体满足正对状态。所述永磁体的作用是在旋转时产生交变磁场，以使得与其相对的感应线圈能产生电信号；因此，感应线圈只要位于永磁体的磁场范围内且能够与其中至少一个旋转位置的永磁体满足正对状态即可，当永磁体旋转到该至少一个旋转位置时，永磁体与感应线圈处于正对状态，使得感应线圈产生微弱的电信号，而该电信号可经整流后唤醒低功耗控制部分进行气体流量监测。作为进一步的技术方案，所述气体叶轮的叶片竖直布置，所述感应线圈位于气体叶轮的上方或下方。气体叶轮在管道内竖直布置，当管道内有气体流动时，气体叶轮在竖直平面上旋转，带动永磁体在竖直平面上旋转；感应线圈设置在气体叶轮的上方或下方且位于永磁体的旋转平面上，从而保证永磁体旋转时能够有至少一个旋转位置与感应线圈正对，即位于感应线圈的正上方或正下方。作为进一步的技术方案，所述气体叶轮的叶片水平布置，所述感应线圈位于水平面上与气流方向垂直的位置。气体叶轮在管道内水平布置，当管道内有气体流动时，气体叶轮在水平平面上旋转，带动永磁体在水平平面上旋转；感应线圈设置在气体叶轮的侧面且位于永磁体的旋转平面上，从而保证永磁体旋转时能够有至少一个旋转位置与感应线圈正对。进一步来说，对于水平布置且沿左右方向延伸的管道，气体叶轮在管道内也水平布置，则感应线圈设置在气体叶轮的前方或后方并满至少一个旋转位置的永磁体与感应线圈正对。根据本专利技术说明书的一方面，提供了一种家用天然气泄漏自动检测防护方法，包括：当管道内有气体流动时，气体叶轮受气流驱动旋转，带动气体叶轮上的永磁体旋转，产生交变磁场，使感应线圈产生交变电信号，所述交变电信号经整流后唤醒低功耗控制部分；所述低功耗控制部分进行气体流量计量，同时结合附近人物移动情况判断用气是否正常；若不正常，则触发双稳态气阀动作关闭气体阀门。上述技术方案中，双稳态气阀在平时处于打开状态，当用气时管内有气体流动，驱动气体叶轮转动，气体叶轮转动带动叶片上的永磁体转动，当永磁体转动至与感应线圈相对时，在感应线圈的两端产生一个微弱的电信号，该电信号经整流后送至低功耗控制部分的唤醒口，唤醒低功耗控制部分，低功耗控制部分被唤醒后用作气体流量计量，监测管道内的用气情况，同时对附近的人物移动情况进行检测，然后结合当前用气情况及附近人物移动情况判断是否本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.家用天然气泄漏自动检测防护系统，其特征在于，包括双稳态气阀、低功耗控制部分和气流触发部分，所述双稳态气阀和气流触发部分分别与低功耗控制部分相连；所述气流触发部分包括设置于管道内的气体叶轮、永磁体和设置于管道外的感应线圈，所述永磁体设置在气体叶轮的叶片上，所述感应线圈设置在永磁体的磁场范围内；所述双稳态气阀的开合端位于管道内且位于气体叶轮的进气侧；所述低功耗控制部分设置于管道外。/n

【技术特征摘要】
1.家用天然气泄漏自动检测防护系统，其特征在于，包括双稳态气阀、低功耗控制部分和气流触发部分，所述双稳态气阀和气流触发部分分别与低功耗控制部分相连；所述气流触发部分包括设置于管道内的气体叶轮、永磁体和设置于管道外的感应线圈，所述永磁体设置在气体叶轮的叶片上，所述感应线圈设置在永磁体的磁场范围内；所述双稳态气阀的开合端位于管道内且位于气体叶轮的进气侧；所述低功耗控制部分设置于管道外。


2.根据权利要求1所述的家用天然气泄漏自动检测防护系统，其特征在于，所述感应线圈连接有整流电路，用于将感应线圈产生的交变电信号整流为直流脉冲信号；所述整流电路的输出端连接低功耗控制部分，用于将直流脉冲信号输入低功耗控制部分以唤醒低功耗控制功能。


3.根据权利要求1或2所述的家用天然气泄漏自动检测防护系统，其特征在于，所述低功耗控制部分连接有红外传感器，所述低功耗控制部分与红外传感器分别与电池组件相连。


4.根据权利要求1所述的家用天然气泄漏自动检测防护系统，其特征在于，所述永磁体设置于气体叶轮的任一叶片上，所述感应线圈位于永磁体的旋转平面内且与至少一个旋转位置的永磁体...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱金涛，金鑫，
申请(专利权)人：湖北文理学院，
类型：发明
国别省市：湖北;42