[发明专利]使用运算放大器的火焰整流电路

说明书

提供了一种用于检测火焰的方法。该方法包括以下步骤：向火焰整流探头提供交流电，以产生第一电压作为感测电路的输入，其中，火焰整流探头放置在火焰附近。该方法还包括以下步骤：使用感测电路来调整第一电压以产生第二电压。另外，该方法还包括以下步骤：将第二电压输出到微控制器，并且基于第二电压的幅度，用微控制器来确定是否存在火焰。

技术领域

本发明总体上涉及火焰检测，具体而言，涉及一种使用火焰整流来检测火焰存在的设备和方法。

背景技术

直接火花点火(DSI)控制使用火焰整流的原理来确定在需要热循环期间是否存在燃烧器火焰。DSI控制利用火焰探头，其被设计成使得当AC电压被施加到探头时，小DC电流将在一个方向上流动。DSI控制然后感测这个小电流以确定是否存在火焰。如果不存在火焰，则控制可以进行若干次点火尝试，然后进入安全关闭模式以关闭气体流。

由于火焰仅在一个方向上传导大部分电流，所以如果存在电流，则在网络中产生的AC电压具有负偏压，如果没有火焰电流则为零偏压。平均DC信号为负，但DSI电路的工作范围为正(一般为0V至+5V之间)。这存在以下问题：找到一种当输入超出电路电源电压范围时进行工作的电路。此外，火焰电流非常低(在微安范围内)，因此感测电路必须具有非常高的阻抗，以便不影响火焰感测信号。

传统上，为了实现这两个目标(感测低于0V和高阻抗)，火焰感测电路使用结型场效应晶体管(JFET)。JFET通常以零栅极电压导通，并在被施加负栅极电压时截止。另外，JFET具有非常高的阻抗。然而，为了在微安范围内进行感测，JFET必须是具有更严格的栅极阈值电压的非标准挑选的器件。此外，由于集成控制器和微控制器的引入，分立JFET的市场已经减少，许多以前的供应商不再制造这些器件。因此，由于必须对该部分进行挑选，所以令人满意的JFET变得更加难以获得。

即使可以找到令人满意的JFET，它们仍然倾向于具有宽的开关阈值。通常，JFET可以具有最大值比最小值大五倍的栅极-源极截止电压。为了提高开关阈值范围，必须以甚至更严格的公差挑选JFET，这使得找到适当的JFET更加困难。另外，JFET只是截止或导通，使得实际的火焰电流电平是未知的。

本发明的实施例提供了一种火焰感测电路，其被设计用于解决传统JFET火焰感测电路的缺点。特别地，感测电路采用可接受负输入电压并输出标准微控制器器件的范围内的正电压的易于获得的部件。此外，感测电路可以提供关于火焰状况的信息，而不仅仅是确定火焰是否存在。通过本文提供的对本发明的描述，本发明的这些和其它优点以及附加的发明特征将是显而易见的。

发明内容

一方面，提供一种用于检测火焰的方法。该方法包括以下步骤：向火焰整流探头提供交流电，以产生第一电压作为感测电路的输入。火焰整流探头放置在火焰附近。该方法还包括以下步骤：使用感测电路来调整第一电压以产生第二电压，将第二电压输出到微控制器，并且基于第二电压的幅度用微控制器来确定是否存在火焰。

在该方法的实施例中，调整第一电压的步骤包括反转第一电压的极性并修改第一电压的幅度的步骤。

在该方法的另一实施例中，使用运算放大器来执行调整第一电压的步骤。在这样的实施例中，该方法可以包括以下附加步骤：执行部件故障检查以确定感测电路的部件中的任何部件是否发生故障。在另一个实施例中，感测电路包括运算放大器，并且执行部件故障检查包括提供火焰检查复位电路并提供火焰检查增益电路。火焰检查复位电路可操作地连接到运算放大器的反相输入端，并且其中，火焰检查增益电路可操作地连接到运算放大器的非反相输入端。此外，该方法还可以包括以下步骤：从火焰检查复位电路发送第一信号，使得运算放大器的反相输入端感测正电压并将零电压从感测电路输出到微控制器。如果感测电路提供了非零输出电压，则微控制器检测到部件故障。