??? 任何管道泄漏都必然會(huì)有流量，但有流量并不一定是泄漏。流量分正常流量和非正常流量，非正常流量主要是泄漏造成，也有可能是偷氣、人為放散等。無(wú)論是什么原因，非正常流量都是我們所要禁止的。對(duì)于正常流量，由于城鎮(zhèn)燃?xì)舛际怯糜谌紵峁崮艿模細(xì)庠谌紵龝r(shí)，必然同時(shí)存在著火焰、流量?jī)煞N信號(hào)，因此只有同時(shí)存在這兩種信號(hào)，才能認(rèn)定此時(shí)的流量信號(hào)為正常的，如果只有流量信號(hào)而沒(méi)有火焰信號(hào)，那一定是管道泄漏等非正常流量所造成的。如果我們根據(jù)這一基本原理設(shè)計(jì)一個(gè)安全系統(tǒng)，則可以保證對(duì)泄漏等非正常流量進(jìn)行切斷，或者只允許正常流量通過(guò)控制閥門(mén)，就可從根本上保證燃?xì)獾陌踩褂谩；谏鲜鲈淼膽魞?nèi)燃?xì)獍踩Ｗo(hù)方法原理見(jiàn)圖2。

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??? 新型戶內(nèi)燃?xì)獍踩Ｗo(hù)方法的原理是：針對(duì)燃具燃燒時(shí)產(chǎn)生的兩種信號(hào)(火焰信號(hào)、流量信號(hào))進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，分別由火焰信號(hào)采集模塊、流量信號(hào)采集模塊實(shí)時(shí)獲取戶內(nèi)各燃具的火焰信號(hào)和燃?xì)膺M(jìn)戶管道上的流量信號(hào)。具體有3種工況：

??? ① 當(dāng)進(jìn)戶管道存在流量信號(hào)，且戶內(nèi)有任何一個(gè)燃具存在火焰信號(hào)時(shí)，為正常工作狀態(tài)，常閉電磁閥打開(kāi)，報(bào)警器無(wú)警報(bào)。

??? ② 當(dāng)進(jìn)戶管道存在流量信號(hào)，且戶內(nèi)所有燃具在一定時(shí)間內(nèi)無(wú)火焰信號(hào)時(shí)，就說(shuō)明存在燃?xì)庑孤藭r(shí)常閉電磁閥自動(dòng)切斷，報(bào)警器發(fā)出警報(bào)。

??? ③ 當(dāng)進(jìn)戶管道無(wú)流量信號(hào)，在某一燃具處出現(xiàn)火焰信號(hào)時(shí)，此時(shí)可能是燃具附近出現(xiàn)火災(zāi)或火焰檢測(cè)裝置出現(xiàn)異常，此時(shí)也要切斷進(jìn)戶管道并報(bào)數(shù)

??? 火焰信號(hào)采集模塊、流量信號(hào)采集模塊均與控制電路連接，由控制電路控制常閉電磁閥以及報(bào)警器進(jìn)行相應(yīng)動(dòng)作。報(bào)警解除需人工操作，這樣確保了危險(xiǎn)能被真正排除，保障了戶內(nèi)用氣的安全性。

??? 顯然，要實(shí)現(xiàn)上述方案，核心就是有效獲取火焰信號(hào)和流量信號(hào)。

??? 火焰信號(hào)的獲取可以利用前面提到的熄火保護(hù)裝置來(lái)獲取，根據(jù)GB 16410—2007《家用燃?xì)庠罹摺罚械募矣萌細(xì)庠罹叨急仨氀b有熄火保護(hù)裝置，這就為我們獲得家用燃具的火焰信號(hào)提供了必要的客觀條件。如果是熱電偶式熄火保護(hù)裝置，可以將熱電偶作為傳感器，增加一個(gè)電路，將檢測(cè)到的火焰信號(hào)(熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢(shì))，轉(zhuǎn)換成控制信號(hào)一路去控制熄火保護(hù)電磁閥的開(kāi)閉，另一路作為火焰信號(hào)對(duì)外輸出。如果是離子感應(yīng)式熄火保護(hù)裝置，可以在控制電路輸出一個(gè)開(kāi)關(guān)信號(hào)給熄火保護(hù)電磁閥的同時(shí)，也對(duì)外提供一個(gè)輸出信號(hào)，此信號(hào)是在檢測(cè)電路判斷有火焰信號(hào)后輸出的，因此輸出的電信號(hào)也就是火焰信號(hào)。

流量信號(hào)的獲取可以有多種途徑，比如可以通過(guò)燃?xì)獗?，也可以設(shè)置專門(mén)的流量傳感器獲取流量信號(hào)。對(duì)于大流量的泄漏，普通的流量檢測(cè)方法就可以了，但有些泄漏是很微量的，比如接頭的松動(dòng)、膠管的老化等，普通的流量檢測(cè)方法很難滿足。能夠檢測(cè)微小流量的流量傳感器其流通能力也一定是很小的，如果將其安裝在管道上，必然在正常使用的流量下形成很大的阻力，因此需要找到一種既能檢測(cè)微小流量，又不會(huì)造成較大阻力的流量檢測(cè)裝置。流量開(kāi)關(guān)信號(hào)采集裝置很好地解決了這個(gè)問(wèn)題，其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3。

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??? 我們將流量開(kāi)關(guān)裝置與切斷用的電磁閥巧妙地結(jié)合起來(lái)，大流量時(shí)利用節(jié)流閥芯產(chǎn)生的壓差驅(qū)動(dòng)壓差開(kāi)關(guān)輸出一個(gè)反映流量存在與否的開(kāi)關(guān)信號(hào)。微小流量時(shí)利用常閉電磁閥開(kāi)閉產(chǎn)生的脈沖壓差信號(hào)，再通過(guò)壓差開(kāi)關(guān)輸出流量開(kāi)關(guān)信號(hào)，具體的：[作原理如下：

??? 將此裝置安裝在燃?xì)夤艿赖纳嫌?，使壓差開(kāi)關(guān)的高壓信號(hào)取壓管及低壓信號(hào)取壓管分別與常閉電磁閥的前取壓管和節(jié)流閥芯的后取壓管相連。壓差管道開(kāi)關(guān)的開(kāi)閉信號(hào)輸出給控制電路，再由控制電路控制常閉電磁閥的啟閉，決定是否切斷燃?xì)?，?shí)現(xiàn)保護(hù)。設(shè)定燃?xì)馊肟趬毫閜₁，燃?xì)獬隹趬毫閜₂，壓差開(kāi)關(guān)設(shè)定的動(dòng)作壓差分別為△p₁和△p₂。當(dāng)壓差開(kāi)關(guān)左右腔壓差上行到p₁-p₂＞△p₁時(shí)，壓差開(kāi)關(guān)控制電路導(dǎo)通；當(dāng)壓差開(kāi)關(guān)左右腔壓差下行到p₁-p₂＜△p₂時(shí)，壓差開(kāi)關(guān)控制電路斷開(kāi)。氣流與節(jié)流閥芯接觸面積為4，節(jié)流閥芯的質(zhì)量為m₁，配重塊的質(zhì)量為m₂。下面根據(jù)流量大小兩種情況進(jìn)行分析。

??? ① 當(dāng)管道內(nèi)為常規(guī)流量時(shí)，由于節(jié)流閥芯的作用，使得p₂＜p₁，當(dāng)滿足燃?xì)馊肟谂c出口壓差p₁-p₂＞△p₁時(shí)，壓差開(kāi)關(guān)控制電路導(dǎo)通，常閉電磁閥打開(kāi)，控制電路將獲得一個(gè)連續(xù)的開(kāi)關(guān)信號(hào)。此狀態(tài)下，滿足如下關(guān)系式：

?

式中p₁——燃?xì)馊肟趬毫Γ琍a

??? p₂——燃?xì)獬隹趬毫?，Pa

??? m₁——節(jié)流閥芯的質(zhì)量，kg

??? m₂——配重塊的質(zhì)量，kg

??? g——重力加速度，m/s²，取9.8m/s²

??? A——?dú)饬髋c節(jié)流閥芯接觸面積，m²

??? 式(1)中氣流與節(jié)流閥芯接觸面積A是一個(gè)變量，隨著閥芯脫離閥口的程度而有所增大，但4的這種變化是很小的，在一定程度上可視為不變。由于m₁、m₂保持不變，4值變化微小，因此流量開(kāi)關(guān)的阻力p₁-p₂只是在一個(gè)很小的范圍內(nèi)變化，可視為常量。通過(guò)對(duì)m₁、m₂、A的控制，可以獲得一個(gè)相對(duì)燃?xì)鈮毫π〉枚嗟淖枇?，不?huì)對(duì)燃具的使用造成影響。

??? ② 當(dāng)管道內(nèi)為微小流量時(shí)，由于p₁-p₂＜△p₂，壓差開(kāi)關(guān)控制電路斷開(kāi)，常閉電磁閥關(guān)閉，此時(shí)流量很小，節(jié)流閥芯關(guān)閉，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，p₂逐漸減小，當(dāng)滿足p₁-p₂＞△p₁時(shí)，壓差開(kāi)關(guān)動(dòng)作輸出一個(gè)開(kāi)關(guān)信號(hào)，常閉電磁閥打開(kāi)，閥體連通，p₂又會(huì)迅速升高。當(dāng)p₁-p₂＜△p₂時(shí)，常閉電磁閥隨壓差開(kāi)關(guān)控制電路斷開(kāi)而關(guān)閉，一段時(shí)間后滿足p₁-p₂＞△p₁時(shí)，常閉電磁閥再度開(kāi)啟。這樣形成周期性開(kāi)閉，使得流量開(kāi)關(guān)向外輸出一個(gè)具有固定頻率的脈沖信號(hào)，這樣便獲得了微小流量時(shí)的流量開(kāi)關(guān)信號(hào)。由以上分析可知，微小流量下的阻力大致與壓差開(kāi)關(guān)的動(dòng)作壓差相等，為一個(gè)△p₂至△p₁之間的一個(gè)值，變化范圍不大。

??? 由此，我們便得到了一個(gè)在常規(guī)流量時(shí)的連續(xù)電信號(hào)和在微小流量時(shí)的脈沖信號(hào)，且不會(huì)因流量的增大而導(dǎo)致阻力的增大。顯然，針對(duì)戶內(nèi)燃?xì)夤艿老到y(tǒng)安全保護(hù)所需的流量信號(hào)和火焰信號(hào)是可以有效獲取的。

??? 這種基于管道泄漏基本原理設(shè)計(jì)的安全裝置，對(duì)管道泄漏的判斷準(zhǔn)確度高，并且由于這種判斷是針對(duì)正常流量的，因此除了可以判斷戶內(nèi)管道的泄漏外，還可以發(fā)現(xiàn)并阻止所有非正常流量的出現(xiàn)。當(dāng)然，這種安全保護(hù)方法還有不足的地方，那就是在正常使用時(shí)出現(xiàn)的泄漏無(wú)法判斷，即在有火焰信號(hào)時(shí)發(fā)生了泄漏，在這種情況下安全裝置將無(wú)法識(shí)別，這時(shí)只要燃具不是長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作，一旦燃具停止工作，泄漏就會(huì)立刻被發(fā)現(xiàn)，事實(shí)上家用燃具都是間歇工作的。因此對(duì)于微小流量的泄漏，如果恰逢在燃具使用過(guò)程中發(fā)生的，只要燃具停止工作就能被發(fā)現(xiàn)，不會(huì)造成大的危害。如果是在燃具的使用過(guò)程中發(fā)生大流量的泄漏，比如膠管脫落，這種情況可以考慮與過(guò)流保護(hù)裝置結(jié)合起來(lái)使用。

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