CN103822256A - 燃具控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种燃具控制系统。该系统预先建立燃具燃烧器的火焰影像样本，分析所述火焰影像样本确定燃具运作异常时燃烧器未燃烧的影像在连续影像中的出现频率的阀值。在接收到开启燃具的触发信号后，该系统利用摄影机持续拍摄燃烧器的即时影像，将燃烧器的即时影像与存储的火焰影像样本进行比较、分析，得到即时影像总量中未燃烧的影像的出现频率。当即时影像总量中未燃烧的影像的出现频率等于或大于所述阀值时，该系统判断燃具运作异常，发出控制信号关闭燃具的安全装置，以阻断燃具瓦斯管线内的瓦斯进入燃烧器。本发明还提供一种燃具控制方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种设备控制系统及方法，尤其系关于一种燃烧设备控制系统及方法。
背景技术
家用燃具，例如瓦斯炉、电热器等，若因通风不良等原因导致炉具在使用过程中发生燃料燃烧不充分的情况，用户大多无法立即发现危险状况，未燃烧充分之燃料持续外泄导致室内一氧化碳或二氧化碳等有毒气体，极易引起中毒或有毒气体爆炸等意外发生。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种燃具控制系统及方法，可以自动侦测燃具是否发生燃烧异常情况，当异常情况发生时，自动切断燃具燃料供应。
一种燃具控制系统，该系统包括存储模块、分析模块及控制模块。存储模块存储火焰影像样本至存储器。该火焰影像样本是根据摄影机预先拍摄的燃具燃烧器不同燃烧状态的连续影像及燃烧器未燃烧状态的连续影像建立的。分析模块分析所述火焰影像样本，统计出每笔连续影像资料中燃烧器未燃烧的影像数量，根据统计结果确定燃具运作异常时燃烧器未燃烧的影像在连续影像中的出现频率的阀值。控制模块，在接收到开启燃具的触发信号后，发出第一控制信号自动开启摄影机，摄影机开启后持续拍摄燃烧器的即时影像。分析模块，还用于将燃烧器的即时影像与存储的火焰影像样本资料进行比较、分析，得到即时影像总量中未燃烧的影像的出现频率。所述控制模块，还用于当即时影像总量中未燃烧的影像的出现频率等于或大于所述阀值时，判断燃具运作异常，发出第二控制信号关闭燃具的安全装置，以阻断燃具的瓦斯管线内的瓦斯进入燃烧器。
一种燃具控制方法，该方法包括：（A）利用摄影机预先拍摄大量燃具燃烧器不同燃烧状态的连续影像及燃烧器未燃烧状态的连续影像，建立燃烧器的火焰影像样本，并存储该火焰影像样本至存储器；（B）分析所述火焰影像样本，统计出每笔连续影像资料中燃烧器未燃烧的影像数量，根据统计结果确定燃具运作异常时燃烧器未燃烧的影像在连续影像中的出现频率的阀值；（C）接收到开启燃具的触发信号后，发出第一控制信号自动开启摄影机，摄影机开启后持续拍摄燃烧器的即时影像；（D）将燃烧器的即时影像与存储的火焰影像样本资料进行比较、分析，得到即时影像总量中未燃烧的影像的出现频率；及（E）若即时影像总量中未燃烧的影像的出现频率等于或大于所述阀值，则判断燃具运作异常，发出第二控制信号关闭燃具的安全装置，以阻断燃具的瓦斯管线内的瓦斯进入燃烧器。
相较于现有技术，本发明所提供的燃具控制系统及方法，可以自动侦测燃具是否发生燃烧异常情况，当异常情况发生时，自动切断燃具燃料供应。
附图说明
图1是本发明燃具控制系统较佳实施例的硬件架构图。
图2是图1中安全装置的两种状态的示意图。
图3是本发明燃具控制系统较佳实施例的功能模块图。
图4是燃具燃烧器不同燃烧状态及未燃烧状态的火焰影像的示意图。
图5及图6是燃具正常运作时两个不同时间点摄影机拍摄得到的燃烧器的连续影像。
图7是引火器因故无法点燃燃烧器、摄影机拍摄得到的燃烧器的连续影像。
图8是引火器因故无法持续点燃燃烧器、摄影机拍摄得到的燃烧器的连续影像。
图9是本发明燃具控制方法较佳实施例的流程图。
主要元件符号说明
| 燃具控制系统 | 1 |
| 水箱 | 10 |
| 引火器 | 20 |
| 燃烧器 | 30 |
| 瓦斯调节器 | 40 |
| 安全装置 | 50 |
| 热水出水管 | 60 |
| 瓦斯管线 | 70 |
| 冷水进水管 | 80 |
| 摄影机 | 90 |
| 微处理器 | 100 |
| 存储器 | 110 |
| 视火窗 | 120 |
| 外接式电源装置 | 130 |
| 警示装置 | 140 |
| 火焰影像样本 | 111 |
| 存储模块 | 112 |
| 控制模块 | 113 |
| 分析模块 | 114 |
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
参阅图1A及1B所示，是本发明燃具控制系统1较佳实施例的硬件架构图。该燃具控制系统1包括燃具及控制部分。在本实施例中，如图1A所示，燃具内部包括水箱10、引火器20、燃烧器30、瓦斯调节器40、安全装置50、热水出水管60、瓦斯管线70及冷水进水管80。控制部分包括安装于燃具内部的摄影机90、微处理器100、存储器110。如图1B所示，燃具外部包括视火窗120及外接式电源装置130。控制部分还包括安装于燃具外部的警示装置140。瓦斯从瓦斯管线70进入燃烧器30，冷水从冷水进水管80进入水箱10，引火器20点燃进入燃烧器30内的瓦斯对水箱10内的冷水加热，加热后的热水自热水出水管60流至其他供水装置（例如淋浴器等）。外接式电源装置130提供燃具控制系统1运作需要的电能。用户通过视火窗120可以观察燃烧器的燃烧状态。
其中，摄影机90的安装位置在燃烧器30附近适当范围内，以摄影机90能拍摄到燃烧器30的完整影像、但燃烧器30被引火器20点燃后瓦斯燃烧火焰又不会危及摄影机90为宜。在其他实施例中，微处理器100及存储器110也可以安装于燃具外部。所述瓦斯调节器40及安全装置50安装于瓦斯管线70之上。瓦斯调节器40控制进入瓦斯管线70的瓦斯进气量的大小。安全装置50用于允许或者阻断瓦斯管线70内的瓦斯进入燃烧器30。参阅图2所示，当安全装置50的状态为“on”时，瓦斯管线70内的瓦斯可以进入燃烧器30；当安全装置50的状态为“off”时，瓦斯管线70内的瓦斯被阻止进入燃烧器30。
参阅图3所示，是本发明燃具控制系统1较佳实施例的功能模块图。存储器110存储火焰影像样本111以及存储模块112、控制模块113及分析模块114的计算机程序化代码。微处理器100执行所述计算机程序化代码，提供模块112-114的下述功能。
在启用本发明燃具控制系统1前，摄影机90预先拍摄大量燃烧器30不同燃烧状态（例如大火、中火、小火）的连续影像及燃烧器30未燃烧状态的连续影像（参阅图4所示），建立燃烧器30的火焰影像样本111，存储模块112存储该火焰影像样本111至存储器110。
在本实施例中，火焰影像样本111包括燃具正常运作时不同时间点摄影机90拍摄得到的燃烧器30的连续影像资料，以及燃具运作异常时不同时间点摄影机90拍摄得到的燃烧器30的连续影像资料。参阅图5及图6所示，是燃具正常运作时两个不同时间点摄影机90拍摄得到的燃烧器30的连续影像。参阅图7所示，是引火器20因故无法点燃燃烧器30、摄影机90拍摄得到的燃烧器30的连续影像。参阅图8所示，是引火器20因故无法持续点燃燃烧器30、摄影机90拍摄得到的燃烧器30的连续影像。
分析模块114分析所述火焰影像样本111，统计出每笔连续影像资料中燃烧器30未燃烧的影像数量，根据统计结果确定燃具运作异常时燃烧器30未燃烧的影像在连续影像中的出现频率的阀值。例如，假设摄影机每秒中拍摄30张影像，分析模块114分析若干笔连续影像资料得出，在燃具运作异常时摄影机90拍摄得到的燃烧器30的连续影像中，燃烧器30未燃烧的影像每秒中至少出现6次（或者是燃具正常运作时摄影机90拍摄得到的燃烧器30的连续影像中，燃烧器30未燃烧的影像低于6次），则分析模块114确定所述阀值为6次/每秒。
在本实施例中，所述燃烧器30未燃烧的影像是指影像像素的平均亮度值低于预设亮度阀值的影像。像素的亮度值范围为0-255，所述亮度阀值可以灵活设置，例如设置为10或20。在其他实施例中，也可以根据影像像素的平均亮度值及平均颜色值从拍摄得到的连续影像中识别燃烧器30未燃烧的影像。
控制模块113接收到触发信号（例如用户开启热水出水管60的开关）后，发出第一控制信号自动开启摄影机90。在本实施例中，火焰影像样本111建立后、燃具未开启前，摄影机90处于关闭状态。
摄影机90开启后，持续拍摄燃烧器30的即时影像。分析模块114将燃烧器30的即时影像与存储的火焰影像样本资料进行比较、分析，判断燃具运作是否异常。例如，当摄影机90在1秒内拍摄得到的燃烧器30的即时影像总量中未燃烧的影像出现6次或6次以上，则分析模块114判断燃具运作异常。
若分析模块114判断燃具运作异常，控制模块113发出第二控制信号关闭安全装置50，以阻断瓦斯管线70内瓦斯进入燃烧器30，并发出第三控制信号驱动警示装置140发出警示信号，以提醒用户燃具运作异常。所述警示装置140可以为发出声音信号的装置（例如蜂鸣器、喇叭）或发出灯光信号的装置（例如LED灯）。
参阅图9所示，是本发明燃具控制方法较佳实施例的流程图。需要指出的是，图中的一些步骤可以省略（例如S70或S80），或者一些步骤的顺序可以调换（例如S70、S80）。
步骤S10，摄影机90预先拍摄大量燃烧器30不同燃烧状态（例如大火、中火、小火）的连续影像及燃烧器30未燃烧状态的连续影像（参阅图4所示），建立燃烧器30的火焰影像样本111，存储模块112存储该火焰影像样本111至存储器110。
步骤S20，分析模块114分析所述火焰影像样本111，统计出每笔连续影像资料中燃烧器30未燃烧的影像数量，根据统计结果确定燃具运作异常时燃烧器30未燃烧的影像在连续影像中的出现频率的阀值。例如，假设摄影机每秒中拍摄30张影像，分析模块114分析若干笔连续影像资料得出，在燃具运作异常时摄影机90拍摄得到的燃烧器30的连续影像中，燃烧器30未燃烧的影像每秒中至少出现6次（或者是燃具正常运作时摄影机90拍摄得到的燃烧器30的连续影像中，燃烧器30未燃烧的影像低于6次），则分析模块114确定所述阀值为6次/每秒。
步骤S30，控制模块113接收到开启燃具的触发信号（例如用户开启热水出水管60的开关）后，发出第一控制信号自动开启摄影机90。在本实施例中，火焰影像样本111建立后、燃具未开启前，摄影机90处于关闭状态。
步骤S40，摄影机90开启后，持续拍摄燃烧器30的即时影像。
步骤S50，分析模块114将燃烧器30的即时影像与存储的火焰影像样本资料进行比较、分析，得到即时影像总量中未燃烧的影像的出现频率。例如，分析模块114分析得出摄影机90在1秒内拍摄得到的燃烧器30的即时影像总量中未燃烧的影像数量。
步骤S60，分析模块114判断即时影像总量中未燃烧的影像的出现频率是否低于所述阀值，以判断燃具是否运作异常。若燃具运作正常，则流程返回步骤S40，若燃具运作异常，则执行步骤S70。例如，若分析模块114分析得出摄影机90在1秒内拍摄得到的燃烧器30的即时影像总量中未燃烧的影像数量为6张或6张以上，则分析模块114判断燃具运作异常。
步骤S70，控制模块113发出第二控制信号关闭安全装置50，以阻断瓦斯管线70内瓦斯进入燃烧器30。
步骤S80，控制模块113发出第三控制信号驱动警示装置140发出警示信号，以提醒用户燃具运作异常。
在其他实施例中，该方法还可以进一步包括以下步骤：当控制模块113接收到关闭燃具的触发信号（例如用户关闭热水出水管60的开关）后，发出第四控制信号自动关闭摄影机90。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种燃具控制方法，其特征在于，该方法包括：
存储步骤：利用摄影机预先拍摄大量燃具燃烧器不同燃烧状态的连续影像及燃烧器未燃烧状态的连续影像，建立燃烧器的火焰影像样本，并存储该火焰影像样本至存储器；
第一分析步骤：分析所述火焰影像样本，统计出每笔连续影像资料中燃烧器未燃烧的影像数量，根据统计结果确定燃具运作异常时燃烧器未燃烧的影像在连续影像中的出现频率的阀值；
第一控制步骤：接收到开启燃具的触发信号后，发出第一控制信号自动开启摄影机，摄影机开启后持续拍摄燃烧器的即时影像；
第二分析步骤：将燃烧器的即时影像与存储的火焰影像样本资料进行比较、分析，得到即时影像总量中未燃烧的影像的出现频率；及
第二控制步骤：若即时影像总量中未燃烧的影像的出现频率等于或大于所述阀值，则判断燃具运作异常，发出第二控制信号关闭燃具的安全装置，以阻断燃具的瓦斯管线内的瓦斯进入燃烧器。
2.如权利要求1所述的燃具控制方法，其特征在于，该方法还包括：
第三控制步骤：发出第三控制信号驱动燃具的警示装置发出警示信号。
3.如权利要求1或2所述的燃具控制方法，其特征在于，该方法还包括：
接收到关闭燃具的触发信号后，发出第四控制信号自动关闭摄影机。
4.如权利要求1所述的燃具控制方法，其特征在于，所述燃烧器未燃烧的影像是指影像像素的平均亮度值低于预设亮度阀值的影像。
5.如权利要求1所述的燃具控制方法，其特征在于，所述警示装置为发出声音信号的装置或发出灯光信号的装置。
6.一种燃具控制系统，其特征在于，该系统包括：
存储模块，用于存储火焰影像样本至存储器，该火焰影像样本是根据摄影机预先拍摄的燃具燃烧器不同燃烧状态的连续影像及燃烧器未燃烧状态的连续影像建立的；
分析模块，用于分析所述火焰影像样本，统计出每笔连续影像资料中燃烧器未燃烧的影像数量，根据统计结果确定燃具运作异常时燃烧器未燃烧的影像在连续影像中的出现频率的阀值；
控制模块，用于在接收到开启燃具的触发信号后，发出第一控制信号自动开启摄影机，摄影机开启后持续拍摄燃烧器的即时影像；
所述分析模块，还用于将燃烧器的即时影像与存储的火焰影像样本资料进行比较、分析，得到即时影像总量中未燃烧的影像的出现频率；及
所述控制模块，还用于当即时影像总量中未燃烧的影像的出现频率等于或大于所述阀值时，判断燃具运作异常，发出第二控制信号关闭燃具的安全装置，以阻断燃具的瓦斯管线内的瓦斯进入燃烧器。
7.如权利要求6所述的燃具控制系统，其特征在于，所述控制模块，还用于发出第三控制信号驱动燃具的警示装置发出警示信号。
8.如权利要求6或7所述的燃具控制系统，其特征在于，所述控制模块，还用于在接收到关闭燃具的触发信号后，发出第四控制信号自动关闭摄影机。
9.如权利要求6所述的燃具控制系统，其特征在于，所述燃烧器未燃烧的影像是指影像像素的平均亮度值低于预设亮度阀值的影像。
10.如权利要求6所述的燃具控制系统，其特征在于，所述警示装置为发出声音信号的装置或发出灯光信号的装置。
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