一种厨房燃气控制装置

刘泽峰　郎庆阳　刘云达　骆文栋　韦立顺　孙本安

摘 要：设计一种家用厨房燃气智能控制装置。采用单片机为核心，配有存储器、时钟模块、指示灯、按钮等的控制器，控制双电磁阀、排气扇和报警器等设备，选用气体传感器检测泄漏燃气，使用智能触控屏设计人机界面，实现燃气通道定时通断、燃气泄漏自动报警记录、自动排出泄漏气体等功能，增强家庭燃气使用安全，减少燃气泄漏事故发生。

关键词：厨房;燃气;控制装置

1 概述

家用燃气是现代人们日常生活中必不可少的能源，配合相应的燃气灶具，成为现在家庭厨房烹饪的主要组成部分。燃气是易燃易爆的有毒气体，虽然现在家用燃气使用技术不断进步，但是仍会出现燃气泄漏的危险，特别是无色无味的燃气，轻者造成人体中毒，重者酿成各种事故。当前大多数家用燃气控制装置只限于燃气泄漏报警，功能比较单一，可以报警，但并不能控制安全，而且并没有很好的人机界面，使用感觉一般。针对此类问题，本文设计了一种家用厨房燃气控制装置，通过控制器对双电磁阀门的控制，实现对燃气通道的定时通断控制，在不用的时候关闭燃气通道，杜绝气体通过灶具泄漏的可能，同时也可作为定时烹饪措施，在设定烹饪时间到达之后自动关火，避免烧糊、干烧等问题。附加的燃气泄漏报警系统，在燃气泄漏时发出声光报警，并自动记录情况。配有排气扇，可以及时排出泄漏燃气，可以很好地保证燃气使用安全。

2 燃气控制装置整体设计

本控制装置主要结构如图1所示，包括控制器1、气体传感器模块2、报警器3、排气扇4、常开电磁阀5和常闭电磁阀6。

气体传感器模块2采用先进的MQ-5气体传感器，其由微型AL2O3陶瓷管、SnO2敏感层、测量电极和加热器构成的敏感元件固定在腔体内，对液化气、天然气和城市煤气有很好的灵敏度，具有响应快速、使用寿命长和稳定性好等特点。当MQ-5气体传感器檢测到可燃气体，其两端电压发生变化，通过比较器，输出响应电平信号，调节可调电阻，可以设定比较阈值电压，从而调节灵敏度。

本燃气控制装置中所使用的电磁阀选择市面常见的12V电磁阀。电磁阀是用电磁铁操纵阀芯移动的阀，可以配合不同的电路来实现预期的控制。常开电磁阀5和常闭电磁阀6用来控制燃气管道的通断，由12V电源供电，其中常开电磁阀5位于上游，作为总阀，平时导通，当气体泄漏报警时，自动关闭，截断气路。常闭电磁阀6位于下游，作为定时控制阀，在设定时间内导通，其余时间关闭。

3 控制器设计

控制器的主要结构如图2所示，包括单片机1、触摸屏2、存储器3、时钟模块4、指示灯5、气体传感器模块接口6、报警器驱动器7、按钮8、常开电磁阀驱动器9和常闭电磁阀驱动器10、排气扇驱动器11还有电源模块12为各部分提供驱动。

本设计采用性价比极高的STC89C52RC单片机作为控制核心。存储器3选用AT24C256芯片，其内部有256KB存储空间，用来存储使用数据。触摸屏2采用智能HMI显示终端作为人机界面，向用户显示燃气通路信息、系统状态信息及控制设定信息等，并作为用户输入手段，向控制系统传送控制指令。时钟模块4选用DS1302时钟芯片，向单片机实时传送时间信息。

报警器驱动器7、常开电磁阀驱动器9、常闭电磁阀驱动器10和排气扇驱动器11由缓冲器及继电器构成，动作时单片机输出控制信号到缓冲器，然后驱动继电器线圈通电，继电器工作，导通外部电路，其中报警器采用12V电源供电，排气扇采用交流220V电源供电。

指示灯模块5包括红、绿两只LED发光管，红色表示燃气通道关闭，绿色表示燃气通道开启，红绿交替闪烁表示报警信号。按钮模块8包括系统复位按钮及手动控制按钮，用户可以通过手动控制按钮实现对燃气通道的手动控制，点击手动控制按钮，燃气通道导通，再次点击按钮，燃气通道关闭。

4 结语

本文设计了一种厨房燃气控制装置，结构清晰，简单易行，安全可靠，适用于对现有厨房燃气管道系统的改进，增强安全系数及可操作性，具有很强的实用性。

参考文献：

[1]李校红.基于AT89C2051的网络化智能燃气泄漏检测报警器的设计[J].电子测试，2014（11）：55-57.

[2]吕建波.基于单总线数字温度传感器DS18B20的测温系统设计[J].现代电子技术，2012（19）：117-119.

[3]杨宁，胡学军.单片机与控制技术[M].北京：北京航空航天大学出版社，2005.

作者简介：刘泽峰，男，辽宁科技学院机械工程学院机电BG18S班学生。