1.本发明涉及燃烧器设备技术领域，尤其涉及一种动态自检式燃烧器火焰检测装置及其检测方法。
背景技术：
2.对连续运行的燃烧器应当采用火焰检测器，火焰检测器持续采集火焰对应的信号，判断燃烧器是否处于正常工作状态；按国标gb/t36699—2018《锅炉用液体和气体燃料燃烧器技术条件》及欧标en298—2003《鼓风或非鼓风燃气燃烧器和燃气用具的自动燃气燃烧器控制系统》的要求，采用带有自诊断功能的火焰检测器，可以更有效的防止因火焰检测器误检引发安全事故。
3.因此，提供一种适用性好，具有可靠的自检功能的火焰检测器，提高火焰检测器的可靠性，降低误检的可能，是很有必要的。
技术实现要素：
4.有鉴于此，本发明提出了一种可靠性高、对运动部分和燃烧器检测部均能进行可靠自检的燃烧器火焰检测装置及其检测方法。
5.本发明的技术方案是这样实现的：
6.一方面，本发明提供了一种动态自检式燃烧器火焰检测装置，包括燃烧器和中空的箱体，箱体上设置有正对燃烧器的窗口，窗口处的箱体内设置有可开启的遮蔽部(1)，位于初始位置的遮蔽部(1)盖设在窗口处；还包括遮蔽部驱动单元(2)、遮蔽部检测单元(3)、火焰检测单元(4)和报警输出单元(5)；
7.遮蔽部驱动单元(2)，其固定设置在箱体内，遮蔽部驱动单元(2)的输出端与遮蔽部(1)固定连接，驱动遮蔽部(1)相对于遮蔽部驱动单元(2)的输出端的轴线方向旋转，周期性的开启或者遮挡窗口；
8.遮蔽部检测单元(3)，设置在遮蔽部(1)旋转对应的虚拟轨迹内的至少两个不同位置，分别输出遮蔽部(1)经过该位置的位置检测信号，并将位置检测信号输送至报警输出单元(5)；
9.火焰检测单元(4)，设置在箱体内靠近窗口的一侧，火焰检测部检测燃烧器工作状态，生产火焰检测信号，并将火焰检测信号输送至报警输出单元(5)；
10.报警输出单元(5)，根据接收到的位置检测信号或者火焰检测信号，选择性的发出故障信息。
11.在以上技术方案的基础上，优选的，所述遮蔽部(1)为板状，其一端与遮蔽部驱动单元(2)的输出端固定连接，令遮蔽部(1)转动周期为t，遮蔽部(1)旋转时遮盖窗口的时间不超过0.5t。
12.优选的，所述遮蔽部检测单元(3)相对于遮蔽部驱动单元(2)的纵向中心面对称且间隔设置；遮蔽部检测单元(3)包括两路相同的常开式接近检测器件u1、光耦合器u2和三极
管q1；常开式接近检测器件u1的引脚1与电源vcc电性连接，常开式接近检测器件u1的引脚2与光耦合器u2的引脚1电性连接，光耦合器u2的引脚2与电阻r5的一端电性连接，电阻r5的另一端接地；光耦合器u2的引脚3与电阻r2的一端以及电阻r3的一端电性连接，电阻r2的另一端与电源vcc电性连接，光耦合器u2的引脚4分别与发光二极管led1的正极和电阻r1的一端电性连接，发光二极管led1的负极与电阻r1的另一端均接地；电阻r3的另一端与三极管q1的基极电性连接，三极管q1的集电极输出遮蔽部(1)的位置检测信号，三极管q1的集电极还与电阻r4的一端电性连接，电阻r4的另一端接地；常开式接近检测器件u1的检测部正对遮蔽部(1)旋转对应的虚拟轨迹，并与遮蔽部(1)间隔设置。
13.优选的，所述火焰检测单元(4)包括火焰传感器u3、第一运放u4和第二运放u5；火焰传感器u3检测遮蔽部(1)未遮挡窗口时的燃烧器火焰；火焰传感器u3的输出端与电阻r6的一端电性连接，电阻r6的另一端分别与第一运放u4的反相输入端和电阻r8的一端电性连接，电阻r8的另一端与第一运放u4输出端电性连接；第一运放u4的同相输入端与电阻r7的一端电性连接，电阻r7的另一端接地；第一运放u4的输出端还与电阻r9的一端电性连接，电阻r9的另一端与第二运放u5的同相输入端电性连接，第二运放u5的反相输入端与电阻r10的一端电性连接，电阻r10的另一端与第二运放u5的输出端电性连接，第二运放u5的输出端输出火焰检测信号。
14.进一步优选的，所述报警输出单元(5)包括脉冲信号发生器、若干触发器、若干或门、第一与非门、第一与门、故障信号输出继电器和火焰信号输出继电器；脉冲信号发生器输出端分别与第一触发器的第一输入端、第三触发器的第一输入端电性连接，以及第二触发器的第二输入端和第四触发器的第二输入端电性连接；遮蔽部检测单元(3)的一路输出端分别与第一触发器的第二输入端、第一或门的第一输入端以及第一与非门的第一输入端电性连接，遮蔽部检测单元(3)的另一路输出端分别与第三触发器的第二输入端、第一或门的第二输入端和第一与非门的第二输入端电性连接；第一触发器的输出端经反相后与第二触发器的第一输入端电性连接，第三触发器的输出端经反相后与第四触发器的第一输入端电性连接；火焰检测单元(4)的输出端分别与第五触发器的第一输入端、第六触发器的第一输入端和第七触发器的第一输入端电性连接；第一或门的输出端与第五触发器的第二输入端电性连接；第一与非门的输出端分别与第六触发器的第二输入端及第七触发器的第二输入端电性连接；第二触发器的输出端与第二或门的第一输入端电性连接，第四触发器的输出端与第二或门的第二输入端电性连接，第五触发器的输出端与第二或门的第三输入端电性连接，第二或门的输出端与故障信号输出继电器的线圈电性连接；第六触发器的输出端与第一与门的第一输入端电性连接，第七触发器的输出端与第一与门的第二输入端电性连接，第一与门的输出端与火焰信号输出继电器的线圈电性连接。
15.进一步优选的，所述脉冲信号发生器的输出端与第一触发器的第一输入端之间，以及脉冲信号发生器的输出端与第三触发器的第一输入端之间均设置有抗干扰单元。
16.进一步优选的，所述抗干扰单元包括两个顺次连接的反相器，前端的反相器的输入端与脉冲信号发生器的输出端电性连接，前端的反相器的输出端与后端反相器的输入端电性连接，后端反相器的输出端与第一触发器的第一输入端或者第三触发器的第一输入端电性连接。
17.优选的，所述遮蔽部检测单元(3)的两常开式接近检测器件u1与遮蔽部驱动单元
(2)的中心轴连线之间的夹角为150
°
。
18.另一方面，本发明还提供了一种动态自检式燃烧器火焰检测装置的检测方法，包括如下步骤：
19.s1：配置上述燃烧器和火焰检测器，使火焰检测器的窗口对着燃烧器发出的火焰；
20.s2：使遮蔽部(1)遮挡处窗口，开启火焰检测单元(4)，检测第五触发器是否有信号输出，如第五触发器有信号输出，则表示火焰检测单元(4)故障，停止检测，如第五触发器没有信号输出，继续进行步骤s3；
21.s3：开启遮蔽部(1)位置检测单元，由遮蔽部驱动单元(2)驱动遮蔽部(1)周期性旋转，遮蔽部(1)旋转的时间周期为t；遮蔽部(1)位置检测单元检测遮蔽部(1)的位置的周期变化，第一触发器和第二触发器在检测周期t0内，t0≥t，检测是否存在遮蔽部检测单元(3)输出的一路脉冲位置检测信号，如果没有检测到该位置检测信号，则故障信号输出继电器动作，输出故障信号；同样的，第三触发器和第四触发器在检测周期t0内检测是否存在遮蔽部检测单元(3)输出的另一路脉冲位置检测信号，如果没有检测到该处的位置检测信号，故障信号输出继电器动作，输出故障信号；第六触发器和第七触发器用于遮蔽器在周期转动时，是否至少存在一路有效的火焰信号输出，如至少存在一路有效信号输出，则将该检测状态保持至下一检测周期，否则，表示火焰检测单元(4)或者报警输出单元(5)故障，故障信号输出继电器动作，输出故障信号。
22.本发明提供的一种动态自检式燃烧器火焰检测装置及其检测方法，相对于现有技术具有以下有益效果：
23.(1)本发明通过配置遮蔽器位置检测单元以及火焰检测单元，分别对工作状态以及非工作状态的遮蔽器以及燃烧器工作状态进行可靠确认，再通过设置具有冗余功能的报警输出单元进行可靠的状态输出，降低误检的可能；
24.(2)遮蔽部的周期转动使得遮蔽部检测单元输出两路间隔的脉冲信号，脉冲信号的间隔时间对应了遮蔽部的旋转周期，两路信号任一路有效即可判断遮蔽部检测单元是否正常工作；
25.(3)火焰检测单元将感应检测信号进行二级放大后输出，再通过报警输出单元进行继电器状态输出；
26.(4)报警输出单元通过逻辑门电路进行冗余判定，可靠性高。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1为本发明一种动态自检式燃烧器火焰检测装置及其检测方法的箱体内部结构的半剖右视图；
29.图2为本发明一种动态自检式燃烧器火焰检测装置及其检测方法的遮蔽部、遮蔽部检测单元与火焰检测单元的相对位置示意图；
30.图3为本发明一种动态自检式燃烧器火焰检测装置及其检测方法的遮蔽部检测单
元的接线示意图；
31.图4为本发明一种动态自检式燃烧器火焰检测装置及其检测方法的火焰检测单元的接线示意图；
32.图5为本发明一种动态自检式燃烧器火焰检测装置及其检测方法的报警输出单元的接线示意图。
具体实施方式
33.下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
34.一方面，如图1和图2所示，本发明提供了一种动态自检式燃烧器火焰检测装置，包括燃烧器和中空的箱体，箱体上设置有正对燃烧器的窗口，窗口处的箱体内设置有可开启的遮蔽部1，位于初始位置的遮蔽部1盖设在窗口处；还包括遮蔽部驱动单元2、遮蔽部检测单元3、火焰检测单元4和报警输出单元5；其中：
35.遮蔽部驱动单元2其固定设置在箱体内，遮蔽部驱动单元2的输出端与遮蔽部1固定连接，驱动遮蔽部1相对于遮蔽部驱动单元2的输出端的轴线方向旋转，周期性的开启或者遮挡窗口；遮蔽部驱动单元2驱动遮蔽部1旋转，周期性遮蔽窗口，本方案中，遮蔽部驱动单元2可以采用电机与减速器结合方式，也可以采用其他类似机构实现，在此不再赘述。
36.遮蔽部检测单元3设置在遮蔽部1旋转对应的虚拟轨迹内的至少两个不同位置，分别输出遮蔽部1经过该位置的位置检测信号，并将位置检测信号输送至报警输出单元5；遮蔽部检测单元3用于检测遮蔽部1旋转轨迹上的两个不同位置，判断遮蔽部1是否定期经过该位置并输出两路有一定时间间隔的位置检测信号。
37.火焰检测单元4设置在箱体内靠近窗口的一侧，火焰检测部检测燃烧器工作状态，生产火焰检测信号，并将火焰检测信号输送至报警输出单元5；火焰检测单元4用于检测燃烧器产生的火焰穿过窗口的能量，并输出相应的火焰检测信号。
38.报警输出单元5根据上述接收到的位置检测信号或者火焰检测信号，选择性的发出故障信息，指示停机检修，或者燃烧器工作正常的信号。
39.如图1结合图2所示，图示展示了一种遮蔽部1的具体结构。遮蔽部1为板状，其一端与遮蔽部驱动单元2的输出端固定连接，令遮蔽部1转动周期为t，遮蔽部1旋转时遮盖窗口的时间不超过0.5t。图示的遮蔽部1为半圆形或者扇形结构。
40.作为一种优选方式，遮蔽部检测单元3的两常开式接近检测器件u1与遮蔽部驱动单元2的中心轴连线之间的夹角为150
°
。
41.如图2结合图3所示，遮蔽部检测单元,3相对于遮蔽部驱动单元2的纵向中心面对称且间隔设置；遮蔽部检测单元3包括两路相同的常开式接近检测器件u1、光耦合器u2和三极管q1；常开式接近检测器件u1的引脚1与电源vcc电性连接，常开式接近检测器件u1的引脚2与光耦合器u2的引脚1电性连接，光耦合器u2的引脚2与电阻r5的一端电性连接，电阻r5的另一端接地；光耦合器u2的引脚3与电阻r2的一端以及电阻r3的一端电性连接，电阻r2的另一端与电源vcc电性连接，光耦合器u2的引脚4分别与发光二极管led1的正极和电阻r1的
一端电性连接，发光二极管led1的负极与电阻r1的另一端均接地；电阻r3的另一端与三极管q1的基极电性连接，三极管q1的集电极输出遮蔽部(1)的位置检测信号，三极管q1的集电极还与电阻r4的一端电性连接，电阻r4的另一端接地；常开式接近检测器件u1的检测部正对遮蔽部1旋转对应的虚拟轨迹，并与遮蔽部1间隔设置。常开式接近检测器件u1输出接近检测信号，即高电平信号进一步至报警输出单元5中，进一步比较输出。
42.如图4所示，火焰检测单元4包括火焰传感器u3、第一运放u4和第二运放u5；火焰传感器u3检测遮蔽部1未遮挡窗口时的燃烧器火焰；火焰传感器u3的输出端与电阻r6的一端电性连接，电阻r6的另一端分别与第一运放u4的反相输入端和电阻r8的一端电性连接，电阻r8的另一端与第一运放u4输出端电性连接；第一运放u4的同相输入端与电阻r7的一端电性连接，电阻r7的另一端接地；第一运放u4的输出端还与电阻r9的一端电性连接，电阻r9的另一端与第二运放u5的同相输入端电性连接，第二运放u5的反相输入端与电阻r10的一端电性连接，电阻r10的另一端与第二运放u5的输出端电性连接，第二运放u5的输出端输出火焰检测信号。火焰检测单元4将火焰传感器u3输出的检测信号进行第一运放u4和第二运放u5两级连续放大，将微弱的检测信号放大后输出至报警输出单元5中。
43.如图5所示，报警输出单元5包括脉冲信号发生器、若干触发器、若干或门、第一与非门、第一与门、故障信号输出继电器和火焰信号输出继电器；脉冲信号发生器输出端分别与第一触发器的第一输入端、第三触发器的第一输入端电性连接，以及第二触发器的第二输入端和第四触发器的第二输入端电性连接；遮蔽部检测单元3的一路输出端分别与第一触发器的第二输入端、第一或门的第一输入端以及第一与非门的第一输入端电性连接，遮蔽部检测单元3的另一路输出端分别与第三触发器的第二输入端、第一或门的第二输入端和第一与非门的第二输入端电性连接；第一触发器的输出端经反相后与第二触发器的第一输入端电性连接，第三触发器的输出端经反相后与第四触发器的第一输入端电性连接；火焰检测单元4的输出端分别与第五触发器的第一输入端、第六触发器的第一输入端和第七触发器的第一输入端电性连接；第一或门的输出端与第五触发器的第二输入端电性连接；第一与非门的输出端分别与第六触发器的第二输入端及第七触发器的第二输入端电性连接；第二触发器的输出端与第二或门的第一输入端电性连接，第四触发器的输出端与第二或门的第二输入端电性连接，第五触发器的输出端与第二或门的第三输入端电性连接，第二或门的输出端与故障信号输出继电器的线圈电性连接；第六触发器的输出端与第一与门的第一输入端电性连接，第七触发器的输出端与第一与门的第二输入端电性连接，第一与门的输出端与火焰信号输出继电器的线圈电性连接。报警输出单元5根据上述逻辑门电路进行电平的逻辑输出，即在周期性驱动遮蔽部1后，脉冲信号发生器产生与遮蔽部1旋转周期t接近的周期脉冲信号，则第二触发器或者第四触发器输出低电平信号，否则，第二触发器或者第四触发器输出高电平信号，使得故障信号输出继电器动作；在遮蔽部1未动作时，火焰检测信号有输出信号，则相应的第五触发器输出高电平信号，使得故障信号输出继电器动作。本方案中，第三触发器、第四触发器、第五触发器、第六触发器和第七触发器均可以采用d触发器。
44.作为一种优选方式，在脉冲信号发生器的输出端与第一触发器的第一输入端之间，以及脉冲信号发生器的输出端与第三触发器的第一输入端之间均设置有抗干扰单元。具体的，抗干扰单元包括两个顺次连接的反相器，前端的反相器的输入端与脉冲信号发生
器的输出端电性连接，前端的反相器的输出端与后端反相器的输入端电性连接，后端反相器的输出端与第一触发器的第一输入端或者第三触发器的第一输入端电性连接。反相器具有较大的噪声容限、极高的输入电阻和抗噪声抗干扰的优点，在此连续设置两级反相器有利于提高脉冲信号发生器输出信号的稳定性和可靠性。
45.另一方面，本发明还提供了一种动态自检式燃烧器火焰检测装置的检测方法，具体包括如下步骤：
46.s1：配置上述燃烧器和火焰检测器，使火焰检测器的窗口对着燃烧器发出的火焰；
47.s2：使遮蔽部1遮挡处窗口，开启火焰检测单元4，检测第五触发器是否有信号输出，如第五触发器有信号输出，则表示火焰检测单元4故障，停止检测，如第五触发器没有信号输出，继续进行步骤s3；
48.s3：开启遮蔽部1位置检测单元，由遮蔽部驱动单元2驱动遮蔽部1周期性旋转，遮蔽部2旋转的时间周期为t；遮蔽部1位置检测单元检测遮蔽部1的位置的周期变化，第一触发器和第二触发器在检测周期t0内，t0≥t，检测是否存在遮蔽部检测单元3输出的一路脉冲位置检测信号，如果没有检测到该位置检测信号，则故障信号输出继电器动作，输出故障信号；同样的，第三触发器和第四触发器在检测周期t0内检测是否存在遮蔽部检测单元3输出的另一路脉冲位置检测信号，如果没有检测到该处的位置检测信号，故障信号输出继电器动作，输出故障信号；第六触发器和第七触发器用于遮蔽器在周期转动时，是否至少存在一路有效的火焰信号输出，如至少存在一路有效信号输出，则将该检测状态保持至下一检测周期，否则，表示火焰检测单元4或者报警输出单元5故障，故障信号输出继电器动作，输出故障信号。
49.以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。