本發(fā)明涉及燃氣報警技術領域，尤其涉及一種廚房燃氣報警檢測裝置及其報警檢測方法。

背景技術：

燃氣報警檢測裝置是微機控制的安全報警設備，它廣泛用于石油、化工、冶金、礦井、油氣庫、燃氣生產工廠等部門，也可以用于飯店、餐飲行業(yè)、居民住宅廚房等處等，隨著社會的進步和科技的發(fā)展，人們的生活水平得到了提升，燃氣逐漸進入我們的家庭，它給我們帶來方便的同時也帶給了我們危害。一旦發(fā)生大面積泄露，處置不及時就可能引發(fā)大爆炸，給我們的生命財產安全帶來威脅。每年，由于使用不當和設備老化導致的燃氣泄露進而造成的燃氣中毒事故時有發(fā)生，更有甚者，因室內燃氣濃度過高，引起天然氣爆炸的事故也不少見，因此對燃氣的檢測和報警是一項必要的工作。目前燃氣報警裝置的發(fā)展很不平衡，由pc機職守的大型集群監(jiān)控系統(tǒng)，雖然技術先進但價格昂貴，須設專門機房和專人管理；而且報警的功能單一，可靠性差。據此現狀，需要研制了一種燃氣泄露報警裝置進行及時準確地檢測出燃氣的泄露情況，從而有效防止因燃氣使用引發(fā)的意外災害的發(fā)生，以提高了廣大燃氣用戶的安全，對減災防災具有十分重要的意義。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種廚房燃氣報警檢測裝置及其報警檢測方法，根據本發(fā)明的報警裝置及報警方法能實時檢測廚房內燃的泄漏情況，并自動啟動抽油煙機排放泄漏的燃氣和關閉燃氣，從而有效防止因燃氣使用引發(fā)的意外災害的發(fā)生，以提高了廣大燃氣用戶的安全，為了實現上述目的，本發(fā)明采用以下技術效果：

根據本發(fā)發(fā)明的一個方面，提供了一種廚房燃氣報警檢測裝置，所述燃氣報警檢測裝置包括氣體采集模塊、a/d轉換器模塊、溫度采集模塊、紅外線檢測電路、遙控控制模塊、液晶顯示模塊、聲光報警模塊、無線通信模塊、中央控制器和供電電源，所述氣體采集模塊的采集輸出端通過a/d轉換器模塊與所述中央控制器連接，所述溫度采集模塊、紅外線檢測電路、遙控控制模塊、液晶顯示模塊、聲光報警模塊和無線通信模塊分別與所述中央控制器連接，所述氣體采集模塊、a/d轉換器模塊、溫度采集模塊、紅外線檢測電路、遙控控制模塊、液晶顯示模塊、聲光報警模塊、無線通信模塊和中央控制器的電源端分別與所述供電電源的電源輸出端電氣連接。

優(yōu)選的，所述燃氣報警檢測裝置還包括驅動控制模塊、繼電器控制開關、排氣風扇以及設置在燃氣的輸送管道上的燃氣開關閥，所述中央控制器的輸出控制端通過驅動控制模塊分別與繼電器控制開關的輸入控制端、燃氣開關閥的輸入控制端電氣連接，所述繼電器控制開關的輸出控制端與排氣扇連連接接。

優(yōu)選的，所述聲光報警模塊包括三極管q1、三極管q2、電阻r1、電阻r2、電阻r3、發(fā)光二極管d1、限幅二極管d2和蜂鳴器，所述三極管q1的基極通過電阻r1與所述中央控制器的控制接口連接，三極管q2的基極通過電阻r2與所述中央控制器的控制接口連接，所述三極管q1的發(fā)射極與所述三極管q2的集電極連接，該三極管q2的發(fā)射極分別電阻r3的一端、限幅二極管d2的陽極、蜂鳴器的負極連接，所述電阻r3的另一端與所述發(fā)光二極管d1的陰極連接，所述發(fā)光二極管d1的陽極、限幅二極管d2的陰極和蜂鳴器的正極分別與供電電源的電源輸出端連接，所述三極管q1的集電極與地連接。

優(yōu)選的，所述氣體采集模塊包括燃氣檢測電路和信號調理電路，所述燃氣檢測電路的輸出端與所述信號調理電路輸入端連接，該信號調理電路輸出端與所述a/d轉換器模塊的采樣端連接，所述燃氣檢測電路電源端和信號調理電路的電源端分別與所述供電電源的連接。

優(yōu)選的，所述燃氣檢測電路包括氣體傳感器t1、三極管q3、電阻r10、電阻r11、可調電阻r12、電阻r13和電阻r14，所述信號調理電路包括電阻r15、電阻r16、電阻r17、電阻r18、電阻r19、電阻r20、電阻r21、電阻r22、電阻r23、電阻r24、電阻r25和可調電阻pot1、電容c10、電容c11、電容c12、電容c13、電容c14、電容c15、第一運算放大器u1、第二運算放大器u3、第三運算放大器u4和光電隔離器u2；所述氣體傳感器t1的控制端通過電阻r11與三極管q3的集電極連接，該三極管q3的基極通過電阻r10與供電電源連接，所述氣體傳感器t1的輸出端分別與電阻r13的一端、電阻r14的一端和電容c10的一端連接，該電阻r13的另一端通過可調電阻r12與地連接，所述氣體傳感器t1的電源端和電阻r14的另一端分別與供電電源連接，所述電容c10的另一端分別與所述電容c11的一端和電阻r15的一端連接，該電阻r15的另一端與所述第一運算放大器u1的負極輸入端連接，該第一運算放大器u1的輸出端與所述光電隔離器u2的陽極連接，該光電隔離器u2的陰極分別與電阻r17的一端和電容c12的一端連接，電該阻r17的另一端分別與電阻r16的一端和第一運算放大器u1的正極輸入端連接，所述光電隔離器u2的集電極分別與電阻r18的一端和電阻r19的一端連接，所述電阻r18的一端與所述供電電源連接，所述電阻r19的另一端分別與電容c13的一端、電阻r20的一端、電阻r21的一端、電容c14的一端和第二運算放大器u3的正極輸入端連接，該第二運算放大器u3的輸出端分別與電阻r20的另一端、電容c14的另一端和第三運算放大器u4的正極輸入端連接，所述第二運算放大器u3的負極輸入端分別與所述電阻r22的一端和電容c15的一端連接，所述第三運算放大器u4的輸出端通過電阻r23與所述a/d轉換器模塊的采樣端連接，該第三運算放大器u4的輸出與所述可調電阻pot1的中心抽頭連接，該可調電阻pot1的一端通過電阻r24與供電電源連接，所述可調電阻pot1的另一端通過電阻r25與地連接，所述三極管q3的發(fā)射極、電容c11的另一端、電阻r16的另一端、電容c12的另一端、電容c13的另一端、電阻r21的另一端、電阻r22的另一端、電容c15的另一端和電阻r25的另一端分別與地連接。

根據本發(fā)明的另一個方面，提供了一種廚房燃氣報警檢測裝置的報警檢測方法，包括以下步驟：

步驟一：對燃氣報警檢測裝置上電，中央控制器對氣體采集模塊、a/d轉換器模塊、溫度采集模塊、遙控控制模塊、液晶顯示模塊、聲光報警模塊、無線通信模塊進行上電延時初始化，然后檢測2～3次，使燃氣報警檢測裝置的工作狀態(tài)和性能指標穩(wěn)定，并進行報警判斷；

步驟二：通過遙控控制模塊預設廚房環(huán)境所要檢測燃氣體濃度的上下限值、廚房環(huán)境溫度的上下限值，以及預設氣體采集模塊、溫度采集模、聲光報警模塊的響應時間；

步驟三：通過氣體采集模塊實時檢測廚房環(huán)境中的燃氣，并將檢測到的燃氣模擬信息依次進行前置放大、低通濾波和后置放大后，送入a/d轉換器轉換為燃氣數字電信號并發(fā)送至中央控制器進行計算分析處理以獲取燃氣體濃度值，將所獲取的燃氣濃度值與預設的燃氣體濃度的上下限值進行比對；

步驟四：通過溫度采集模塊實時檢測廚房環(huán)境中的溫度，并將檢測到的溫度信息送入中央控制器進行計算分析處理以獲取廚房環(huán)境中的溫度值，并將所獲取的溫度值與預設的廚房環(huán)境溫度的上下限值進行比對；

步驟五：當將所獲得的燃氣濃度值大于等于預設的燃氣體濃度的上限值時，中央控制器發(fā)出報警信息；當將所獲得的溫度值小于等于和/或大于等于預設的溫度值的上下限值時，中央控制器發(fā)出報警信息；中央控制器通過聲光報警模塊發(fā)出報警信息。

優(yōu)選的，在所述步驟五中，所述中央控制器發(fā)出報警信息包括中央控制器通過聲光報警模塊發(fā)出報警信息、通過中央控制器通過驅動控制模塊啟動排氣風扇，中央控制器通過液晶顯示模塊對檢測信息進行數字顯示、中央控制器輸出頻率為37.1khz的脈沖信號通過聲光報警模塊進行報警，通過中央控制器通過gsm無線通信模將報警信息發(fā)送至目標手機終端。

優(yōu)選的，在步驟一中，所述上電延時初始化的延時時間為30s～60s。

本發(fā)明采用了上述技術方案，本發(fā)明具有以下技術效果：

(1)本發(fā)明的報警器采用mq-5氣體傳感器和單片機技術為核心設計的氣體報警器實現聲光報警功能，其結構簡單、性能穩(wěn)定、使用方便、價格低廉、智能化的報警器，該報警器具有靈敏度高、響應快、抗干擾能力強等優(yōu)點，而且價格低廉，使用壽命長。

(2)本發(fā)明還采用紅外遙控控制模塊對廚房內檢測濃度的上下限值進行調節(jié)，其操作簡單方便；本發(fā)明不僅能發(fā)出聲音和燈光的報警，還能夠并發(fā)動開關打開通風換氣操作，同時關閉燃氣閥門實現燃氣的安全使用，當檢測到的燃氣濃度值超過設定閾值時，報警燈開啟、蜂鳴器發(fā)出報警聲，與此同時，發(fā)送信息到目標手機終端進行實時提醒，從而實時監(jiān)測廚房的燃氣泄漏情況，有效地避免燃氣泄漏引發(fā)的火災和燃氣中毒事故，消除安全隱患。

(3)本發(fā)明的燃氣檢測信號先經過濾波放大、隔離、積分、比較整形放大等信號處理電路，將輸出標準的參考源信號至a/d轉換器模塊進行a/d轉換數字信息，再利用單片機轉換的數字信息進行分析處理，并判斷是否進行報警及顯示，本發(fā)明具有檢測靈敏度高、實時性好、性價比高等優(yōu)點。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種廚房燃氣報警器工作原理框圖；

圖2是本發(fā)明氣體采集模塊的原理圖；

圖3是本發(fā)明的聲光報警模塊的原理圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下參照附圖并舉出優(yōu)選實施例，對本發(fā)明進一步詳細說明。然而，需要說明的是，說明書中列出的許多細節(jié)僅僅是為了使讀者對本發(fā)明的一個或多個方面有一個透徹的理解，即便沒有這些特定的細節(jié)也可以實現本發(fā)明的這些方面。

如圖1所示，根據本發(fā)明的一種廚房燃氣報警檢測裝置，所述燃氣報警檢測裝置包括氣體采集模塊、a/d轉換器模塊、溫度采集模塊、紅外線檢測電路、遙控控制模塊、液晶顯示模塊、聲光報警模塊、無線通信模塊、中央控制器和供電電源，所述氣體采集模塊的采集輸出端通過a/d轉換器模塊與所述中央控制器連接，所述溫度采集模塊、紅外線檢測電路、遙控控制模塊、液晶顯示模塊、聲光報警模塊和無線通信模塊分別與所述中央控制器連接，所述氣體采集模塊、a/d轉換器模塊、溫度采集模塊、紅外線檢測電路、遙控控制模塊、液晶顯示模塊、聲光報警模塊、無線通信模塊和中央控制器的電源端分別與所述供電電源的電源輸出端電氣連接；在本發(fā)明中，所述遙控控制模塊采用hs0038紅外遙控電路作為信號接收遙控器發(fā)射的紅外信號對檢測濃度的上下限值并進行調節(jié)，所述報警器還包括驅動控制模塊、繼電器控制開關、排氣風扇以及設置在燃氣的輸送管道上的燃氣開關閥，所述燃氣開關閥除了設置在燃氣管道的接入端口處之外，還可以設置在燃氣瓶的輸氣出口處，并燃氣開關閥控制燃氣的接通或斷開；所述中央控制器的輸出控制端通過驅動控制模塊分別與繼電器控制開關的輸入控制端、燃氣開關閥的輸入控制端電氣連接，所述繼電器控制開關的輸出控制端與排氣扇連連接接。

如圖2所示，所述氣體采集模塊包括燃氣檢測電路和信號調理電路，所述燃氣檢測電路的輸出端與所述信號調理電路輸入端連接，該信號調理電路輸出端與所述a/d轉換器模塊的采樣端連接，其中a/d轉換器模塊采樣adc0809數模轉換器進行信號轉換，所述燃氣檢測電路電源端和信號調理電路的電源端分別與所述供電電源的連接；所述燃氣檢測電路包括氣體傳感器t1、三極管q3、電阻r10、電阻r11、可調電阻r12、電阻r13和電阻r14，所述信號調理電路包括電阻r15、電阻r16、電阻r17、電阻r18、電阻r19、電阻r20、電阻r21、電阻r22、電阻r23、電阻r24、電阻r25和可調電阻pot1、電容c10、電容c11、電容c12、電容c13、電容c14、電容c15、第一運算放大器u1、第二運算放大器u3、第三運算放大器u4和光電隔離器u2；所述氣體傳感器t1的控制端通過電阻r11與三極管q3的集電極連接，該三極管q3的基極通過電阻r10與供電電源連接，所述氣體傳感器t1的輸出端分別與電阻r13的一端、電阻r14的一端和電容c10的一端連接，該電阻r13的另一端通過可調電阻r12與地連接，所述氣體傳感器t1的電源端和電阻r14的另一端分別與供電電源連接，所述電容c10的另一端分別與所述電容c11的一端和電阻r15的一端連接，該電阻r15的另一端與所述第一運算放大器u1的負極輸入端連接，該第一運算放大器u1的輸出端與所述光電隔離器u2的陽極連接，該光電隔離器u2的陰極分別與電阻r17的一端和電容c12的一端連接，電該阻r17的另一端分別與電阻r16的一端和第一運算放大器u1的正極輸入端連接，所述光電隔離器u2的集電極分別與電阻r18的一端和電阻r19的一端連接，所述電阻r18的一端與所述供電電源連接，所述電阻r19的另一端分別與電容c13的一端、電阻r20的一端、電阻r21的一端、電容c14的一端和第二運算放大器u3的正極輸入端連接，該第二運算放大器u3的輸出端分別與電阻r20的另一端、電容c14的另一端和第三運算放大器u4的正極輸入端連接，所述第二運算放大器u3的負極輸入端分別與所述電阻r22的一端和電容c15的一端連接，所述第三運算放大器u4的輸出端通過電阻r23與所述a/d轉換器模塊的采樣端連接，該第三運算放大器u4的輸出與所述可調電阻pot1的中心抽頭連接，該可調電阻pot1的一端通過電阻r24與供電電源連接，所述可調電阻pot1的另一端通過電阻r25與地連接，所述三極管q3的發(fā)射極、電容c11的另一端、電阻r16的另一端、電容c12的另一端、電容c13的另一端、電阻r21的另一端、電阻r22的另一端、電容c15的另一端和電阻r25的另一端分別與地連接。

在本發(fā)明中，所述氣體采集模塊選用的氣體傳感器型號為mq-5氣體傳感器實現對氣體的檢測，mq-5氣體傳感器輸出的信號經過第一運算放大器u1進行濾波、第一級放大和光耦隔離以確保濾除干擾信號，然后經過第二運算放大器u3、第二運算放大器u4進行積分、比較整形放大之后輸出標準的參考源信號至a/d轉換器模塊進行a/d轉換，所述第一運算放大器u3采用op07比較放大器芯片進行放大器，所述第二運算放大器u3和第二運算放大器u4采用lm358比較放大器組成的積分、比較整形放大電路進行信號整形濾波，經過比較整形放大后能有效地克服檢測到的燃氣信號零點漂移所造成的影響，提高檢測的準確性。在本發(fā)明中所述溫度采集模塊采用可組網的ds18b20數字溫度傳感器芯片，該溫度傳感器芯片占用中央控制器的端口較少，可節(jié)省大量的引線和邏輯電路，以便于采用并行方式進行遠距離傳輸。所述mq-5氣體傳感器具有靈敏度高、響應快、抗干擾能力強等優(yōu)點，而且價格低廉，使用壽命長，其輸出端與a/d轉換器模塊連接，將氣體信號轉換成中央控制器可識別的數字信號，經中央控制器處理并對處理后的數據進行分析，是否大于或等于預設的報警值(也就是報警限)，如果大于則會自動啟動報警模塊發(fā)出報警聲音，反之則為正常狀態(tài)，本發(fā)明采用三極管與繼電器構成的驅動控制模塊分別燃氣開關閥、控制排氣風扇，當廚房環(huán)境中有燃氣泄漏或者溫度升高，氣體傳感器輸出采集燃氣的濃度值和溫度傳感器采集廚房內的溫度值通過中央控制器分析處理，若廚房環(huán)境中煤氣濃度大于或者等于預先設定的報警值時，并且達到預定濃度或者溫度，中央控制器會讓驅動lcd液晶顯示模塊進行顯示和聲光報警模塊進行報警(發(fā)出聲音和燈光的報警)，中央控制器并發(fā)動開關打開通風換氣裝置，關閉燃氣開關閥實現燃氣的安全使用。

本發(fā)明中，所述中央控制器采用at89c52單片機芯片，如圖3所示，所述聲光報警模塊包括三極管q1、三極管q2、電阻r1、電阻r2、電阻r3、發(fā)光二極管d1、限幅二極管d2和蜂鳴器py，所述三極管q1的基極通過電阻r1與所述中央控制器的控制接口p2.0連接，所述三極管q2的基極通過電阻r2與所述中央控制器的控制接口p3.4連接，所述三極管q1的發(fā)射極與所述三極管q2的集電極連接，該三極管q2的發(fā)射極分別電阻r3的一端、限幅二極管d2的陽極、蜂鳴器py的負極連接，所述電阻r3的另一端與所述發(fā)光二極管d1的陰極連接，所述發(fā)光二極管d1的陽極、限幅二極管d2的陰極和蜂鳴器py的正極分別與供電電源vcc的電源輸出端連接，其中，供電電源vcc輸出的工作電壓為5v，所述三極管q1的集電極與地連接。氣體傳感器采集燃氣濃度值、溫度傳感器采集廚房內的溫度值，所無線通信模塊為gsm無線通信模塊。當檢測到的燃氣濃度值超過設定閾值時，警示燈開啟、蜂鳴器py發(fā)出報警聲，與此同時，gsm無線通信模塊將報警信息發(fā)送至目標手機終端，將報警信息發(fā)送至在gsm無線通信模內預設的聯系人，從而進行報警提醒；當氣體傳感器輸出采集燃氣的濃度值和溫度傳感器采集廚房內的溫度值通過中央控制器分析處理，若廚房環(huán)境中煤氣濃度和溫度大于或者等于預先設定的報警值時，所述中央控制器的控制接口p2.0輸出高電平，所述中央控制器的控制接口p3.4輸出頻率為37.1khz的脈沖信號，使蜂鳴器py和發(fā)光二極管d1以37.1khz的脈沖信號發(fā)出短促的報警聲音或閃爍燈光。

根據本發(fā)明的另一個方面，提供了一種廚房燃氣報警檢測裝置的報警檢測方法，包括以下步驟：

步驟一：對燃氣報警檢測裝置上電，中央控制器對氣體采集模塊、a/d轉換器模塊、溫度采集模塊、紅外線檢測電路、遙控控制模塊、液晶顯示模塊、聲光報警模塊、無線通信模塊進行上電延時初始化，上電延時初始化的延時時間為30s～60s，然后檢測2～3次，從而使燃氣報警檢測裝置的工作狀態(tài)和性能指標穩(wěn)定，并進行報警判斷；由于在廚房中經常由于油煙之類的非火警氣體產生，則將會使氣體采集模塊進行燃氣誤判的可能，因此需要同時通過紅外線檢測電路感應是否有人體移動信號，如果無人體移動信號則可以判斷為燃氣泄漏，則發(fā)出燃氣警報警信號，因此發(fā)出驅動控制模塊啟動排氣風扇工作信號，從而排除人為原因造成的廚房燃氣泄漏而導致錯誤報警的發(fā)生，當油煙之類的非火警氣體產生時，可直接進行氣體排氣；因此通過2～3次檢測，如果燃氣濃度呈逐步上升狀態(tài)，則可判斷為燃氣泄露，則發(fā)出燃氣泄露報警信號；

步驟二：通過遙控控制模塊預設廚房環(huán)境所要檢測燃氣體濃度的上下限值、廚房環(huán)境溫度的上下限值，以及預設氣體采集模塊、溫度采集模、聲光報警模塊的響應時間；預設相應時間可以使燃氣采集模塊在一定延時內檢測并輸出燃氣濃度變化情況以達到正確辨別干擾其他氣體或煙氣的目的，從而提高了燃氣檢測的可靠性和準確度；

步驟三：通過氣體采集模塊實時檢測廚房環(huán)境中的燃氣，并將檢測到的燃氣模擬信息依次進行前置放大、低通濾波和后置放大后，送入a/d轉換器轉換為燃氣數字電信號并發(fā)送至中央控制器進行計算分析處理以獲取燃氣體濃度值，將所獲取的燃氣濃度值與預設的燃氣體濃度的上下限值進行比對；

步驟四：通過溫度采集模塊實時檢測廚房環(huán)境中的溫度，并將檢測到的溫度信息送入中央控制器進行計算分析處理以獲取廚房環(huán)境中的溫度值，并將所獲取的溫度值與預設的廚房環(huán)境溫度的上下限值進行比對；

步驟五：當將所獲得的燃氣濃度值大于等于預設的燃氣體濃度的上限值時，中央控制器發(fā)出報警信息，燃氣體濃度的上限值為5500ppm，當燃氣體濃度的上限值時，中央控制器通過液晶顯示模塊對檢測信息進行數字顯示、中央控制器輸出頻率為37.1khz的脈沖信號通過聲光報警模塊進行報警、中央控制器通過驅動控制模塊啟動排氣風扇以及中央控制器通過gsm無線通信模將報警信息發(fā)送至目標手機終端；當將所獲得的溫度值小于等于和/或大于等于預設的溫度值的上下限值時，溫度值小于等于15℃和/或大于等于35℃時(廚房的相對濕度小于85％時)，中央控制器通過聲光報警模塊發(fā)出報警信息、通過中央控制器通過驅動控制模塊啟動排氣風扇，利用風扇促進廚房內空氣循環(huán)，中央控制器通過液晶顯示模塊對檢測信息進行數字顯示、中央控制器輸出頻率為37.1khz的脈沖信號通過聲光報警模塊進行報警。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。