CN110986376A - 冷凝液检测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种冷凝液检测装置及方法，装置包括浮动组件，漂浮于冷凝液的收集腔内；光敏检测模块，接收到的光线强度随浮动组件相对收集腔底壁的浮动而变化，光敏检测模块产生随自身接收到光线强度变化而变化的检测参数；控制器，在检测参数处于预设范围内时，发出故障信号。上述冷凝液检测装置中，浮动组件随着冷凝液液位的浮动而浮动，并且在浮动过程中可以改变光敏检测模块接收到的光线强度，进而通过光敏检测单元根据光线强度产生的检测参数，便可间接判断出冷凝液的液位情况。在检测过程中，检测参数与光敏检测模块接收到的光线强度有关，不再与冷凝液本身的内阻有关，不会因为全国各地冷凝液内阻的不同而产生检测误差，提高检测精度。
Description
技术领域
本发明涉及冷凝式壁挂炉技术领域，特别是涉及冷凝液的检测装置及方法。
背景技术
燃气采暖热水炉，又称壁挂炉，可分为常规壁挂炉和冷凝式壁挂炉。冷凝式壁挂炉通过利用高温烟气进行二次换热，提高了整机的换热效率，提升了机组的能效。但是，随之而来的冷凝水也成为了冷凝式壁挂炉设计中需要考虑和处理的一个问题。
在冷凝式壁挂炉结构中，冷凝换热器是对烟气余热进行回收的装置。高温烟气二次换热产生的冷凝水积于收集腔内，并通过与收集腔连通的排水路径排出。然而，当排水口堵塞时，收集腔中的冷凝水无法及时排出，冷凝水在收集腔内不断积聚，而冷凝水在不断上升过程中会倒灌流入炉膛，使风机、比例阀和燃烧器等核心部件进水，导致机组故障损坏。因此，需要设置故障感应装置，当检测到冷凝水排水口堵塞时，及时报警反馈，保护机组。
一般地，检测堵塞故障的方式有电极检测，即利用冷凝液的导电性，在冷凝液的收集腔内安装检测电极，通过的检测电路监测冷凝液是否上升到淹没检测电极使检测电极导通，进而判断冷凝液是否堵塞。但是，国内天然气源成分不统一，燃烧后烟气的酸性不一致，产生的冷凝液内阻差异较大。因此，当冷凝液淹没检测电极后，因为冷凝液内阻的不同会导致检测电路导通的时间点不同，无法通过检测电路准确反映冷凝液的液位情况，无法在冷凝液水位达到警戒水位时及时发出故障信号，检测精度较低。
发明内容
基于此，有必要提供一种检测精度较高的冷凝液检测装置。
一种冷凝液检测装置，包括：
浮动组件，漂浮于冷凝液的收集腔内；
光敏检测模块，接收到的光线强度随所述浮动组件相对所述收集腔底壁的浮动而变化，且所述光敏检测模块产生随自身接收到光线强度变化而变化的检测参数；
控制器，在所述检测参数处于预设范围内时，发出故障信号。
上述冷凝液检测装置中，浮动组件随着冷凝液液位的浮动而浮动，并且在浮动过程中可以改变光敏检测模块接收到的光线强度，进而通过光敏检测单元根据光线强度产生的检测参数，便可间接判断出冷凝液的液位情况。当冷凝液的液位达到警戒液位时，带动浮动组件上浮到极限位置，光敏检测组件接收到的光线强度被浮动组件改变到极限强度，进而光敏检测组件产生的检测参数会进入到预设范围内，此时说明冷凝液的液位较高，出现了冷凝水堵塞故障，需要发出故障信号，使冷凝式壁挂炉停机，以保护机组。并且，在检测过程中，检测参数与光敏检测模块接收到的光线强度有关，不再与冷凝液本身的内阻有关，不会因为全国各地冷凝液内阻的不同而产生检测误差。同时，通过冷凝液液位变化，带动浮动组件浮动，进而改变光敏检测模块接收到的光线强度，整个检测过程冷凝水不会直接与检测模块相关联，而是转化为光线变化，防止冷凝水的性能影响检测结果，提高检测精度。
在其中一个实施例中，所述光敏检测模块包括光源和检测电路，所述浮动组件相对所述收集腔底壁浮动时可改变所述光源发射到检测电路上的光线强度，所述检测电路根据接收到的光线强度的不同而产生不同的检测参数。
在其中一个实施例中，所述检测电路包括电源和光敏单元，所述光敏单元连接于所述电源的正负极之间且至少具有光敏电阻；
其中，所述光敏电阻位于所述光源发出光线的传播路径上，所述浮动组件浮动时遮挡或错开所述光源发出的光线，所述检测参数为所述光敏单元的电性能参数。
在其中一个实施例中，所述光敏电阻串联于所述电源的正负极之间，所述检测参数为所述光敏电阻的实时电流值，当所述实时电流值处于预设电流范围内时，所述控制器发出故障信号。
在其中一个实施例中，所述光敏单元还包括与所述光敏电阻串联的第一电阻；
所述检测参数为所述光敏电阻或所述第一电阻的分电压，当所述光敏电阻或所述第一电阻的分电压处于预设分电压范围内时，所述控制器发出故障信号。
在其中一个实施例中，所述光敏单元还包括与所述光敏电阻并联的第二电阻；
所述检测参数为所述光敏电阻的分电流，当所述分电流处于预设分电流范围内时，所述控制器发出故障信号。
在其中一个实施例中，所述浮动组件包括浮动件和挡光板，所述挡光板固定于所述浮动件上，并随所述浮动件向遮挡和远离所述光源的方向浮动。
在其中一个实施例中，所述收集腔的底壁上设置有限位壳，所述限位壳上贯穿开设有过水孔，所述浮动件可浮动地设置于所述限位壳内，所述挡光板的一端与所述浮动件连接，所述挡光板的另一端伸出所述限位壳相对所述限位壳浮动。
在其中一个实施例中，在与所述挡光板重力方向相反的方向上，所述挡光板凸出所述浮动件的长度可调。
在其中一个实施例中，所述浮动组件还包括调节件，所述浮动件上沿所述挡光板的重力方向开设有调节槽，所述挡光板可移动地设置于所述调节槽内，所述调节件配设于所述浮动件并固定调节至预设位置的所述挡光板或允许所述挡光板移动。
在其中一个实施例中，还包括暗室，所述暗室位于与所述挡光板重力方向相反的方向上，所述光源和所述光敏电阻相对设置于所述暗室内，所述挡光板远离所述浮动件的一端伸入所述暗室，并可浮动地设于所述光源与所述光敏电阻之间。
本发明还提供一种冷凝式壁挂炉，包括上述冷凝液检测装置。
本发明还提供一种冷凝液检测方法，包括以下步骤:
获取光敏检测模块的检测参数；
在所述检测参数处于预设范围内时，发出故障信号；
其中，所述检测参数与所述光敏检测模块接收到的光线强度相关，所述光敏检测模块接收到的光线强度与冷凝液的液位高度相关。
附图说明
图1为本发明一实施例中冷凝水检测装置的结构示意图；
图2为本发明另一实施例中冷凝水检测装置的结构示意图；
图3为本发明又一实施例中冷凝水检测装置的结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明一实施例中，提供一种冷凝式壁挂炉，包括燃烧总成、主换热器、冷凝换热器及水管，水管连接在主换热器和冷凝换热器之间，使水流可流经主换热器和冷凝换热器进行两次换热。具体地，天然气在燃烧总成内燃烧产生的热量与主换热器中的水流换热，以加热主换热器中的水流，而且燃烧总成内燃烧产生的高温烟气进入冷凝换热器中与水流进行二次换热，使冷凝换热器中的水流吸收高温烟气的余热，如此，水流在主换热器和冷凝换热器中进行两次换热，换热效率较高。
一些实施例中，冷凝式壁挂炉还包括水封装置，水封装置与冷凝换热器连接，用于排出冷凝换热器中烟气冷凝产生的冷凝水，同时水封装置中积聚有一定的冷凝水以形成水封，防止冷凝换热器中含有有毒物质的气体泄漏向外部环境。
如图1-3所示，一些实施例中，冷凝式壁挂炉还包括冷凝液检测装置100，用于检测冷凝式壁挂炉中冷凝液收集腔200内的液位，并在与收集腔200连通的排水路径堵塞，冷凝液液位达到警戒液位时，发出故障信号，以控制冷凝式壁挂炉停机，防止冷凝水倒灌入炉膛，保护冷凝式壁挂炉。需要说明的是，对于未设置水封装置的冷凝式壁挂炉，冷凝水的收集腔200为冷凝换热器外壳的内腔；对于设置有水封装置的冷凝式壁挂炉，冷凝水的收集腔200为水封装置的内腔，对于冷凝水的收集腔200在此不做限定，能够聚集冷凝换热器产生的冷凝水即可。
冷凝液检测装置100包括浮动组件10、光敏检测模块30及控制器(图未示)，浮动组件10漂浮于冷凝液的收集腔200内，光敏检测模块30接收到的光线强度随浮动组件10相对收集腔200底壁的浮动而变化，且光敏检测模块30产生随自身接收到光线强度变化而变化的检测参数，控制器在检测参数处于预设范围内时，发出故障信号。
也就是说，浮动组件10随着冷凝液液位的浮动而浮动，并且在浮动过程中可以改变光敏检测模块30接收到的光线强度，进而通过光敏检测单元根据光线强度产生的检测参数，便可间接判断出冷凝液的液位情况。当冷凝液的液位达到警戒液位时，带动浮动组件10上浮到极限位置，光敏检测组件接收到的光线强度被浮动组件10改变到极限强度，进而光敏检测组件产生的检测参数会进入到预设范围内，此时说明冷凝液的液位较高，出现了冷凝水堵塞故障，需要发出故障信号，使冷凝式壁挂炉停机，以保护机组。
并且，在检测过程中，检测参数与光敏检测模块30接收到的光线强度有关，不再与冷凝液本身的内阻有关，不会因为全国各地冷凝液内阻的不同而产生检测误差。同时，通过冷凝液液位变化，带动浮动组件10浮动，进而改变光敏检测模块30接收到的光线强度，整个检测过程冷凝水不会直接与检测模块相关联，而是转化为光线变化，防止冷凝水的性能影响检测结果，提高检测精度。
光敏检测模块30包括光源32和检测电路33，浮动组件10相对收集腔200底壁浮动时可改变光源32发射到检测电路33上的光线强度，检测电路33根据接收到的光线强度的不同而产生不同的检测参数，以实时反映冷凝液的液位情况。如此，通过冷凝液液面浮动来带动浮动组件10浮动，浮动组件10浮动时的位移变化可用于改变光源32发射到检测电路33上的光线强度，当光线强度变化时便可使检测参数变化，并用于与预设范围比较，以间接得到液位情况。
检测电路33包括电源(图未示)和光敏单元34，光敏单元34连接于电源的正负极之间且至少具有光敏电阻341。并且，光敏电阻341位于光源32发出光线的传播路径上，浮动组件10浮动时遮挡或错开光源32发出的光线，以改变光源32照射到光敏电阻341上的光线强度，进而可以改变光敏单元34的电性能参数，例如电压值、电流值。其中，上述检测参数为光敏单元34的电性能参数，当光面电阻接收到的光线强度变化时，光敏电阻341本身的阻值会发生相应的变化，进而会改变光敏单元34的电性能参数。如此，通过检测光敏电阻341的电性能参数，便可知道浮动组件10对光源32的遮挡情况，便可知道冷凝液的液位情况，以在冷凝液液位达到警戒液位时发出故障信号，及时关闭冷凝式壁挂炉。
如图1所示，一些实施例中，光敏电阻341串联于电源的正负极之间，检测参数为光敏电阻341的实时电流值，当实时电流值处于预设电流范围内时，控制器发出故障信号。冷凝液排出路径被堵塞时，冷凝液液位上升，带动浮动组件10上浮，浮动组件10逐渐遮蔽或错开光源32，光敏电阻341接收到的光线强度变化，光敏电阻341的阻值变化，进而实时电流值变化，当实时电流值变化到预设范围内时，说明浮动组件10浮动到了极限液位处，此时需要发出故障信号。具体到实施例中，股东组件上浮的过程中，逐渐遮挡光源32，光敏电阻341接收到的光线强度降低，光敏电阻341的阻值减小，实时电流值增大。当实时电流值增大到大于等于电流极限值时，发出故障信号。
如图2所示，另一些实施例中，光敏单元34还包括与光敏电阻341串联的第一电阻343，检测参数为光敏电阻341或第一电阻343的分电压，当光敏电阻341或第一电阻343的分电压处于预设范围内时，控制器发出故障信号。相当于说，在电源正负极之间连接串联的光敏电阻341和第一电阻343，当浮动组件10浮动并逐渐遮挡光源32时，光敏电阻341的阻值降低，电路的总电阻降低，总电流增大，第一电阻343的分电压增大，光敏电阻341的分电压降低。当光敏电阻341或第一电阻343的分电压进入预设分电压范围，说明冷凝液液位达到了警戒液位。
具体地，对应第一电阻343设置有第一预设分电压范围，对应光敏电阻341设置有第二预设分电压范围，当第一电阻343的分电压增大到预设的第一分电压范围内、或者光敏电阻341的分电压降低到预设的第二分电压范围内时，说明冷凝液的液位达到警戒液位。
如图3所示，又一些实施例中，光敏单元34还包括与光敏电阻341并联的第二电阻345，相当于光面电阻与第二电阻345并联然后连接于电源正负极之间。其中，检测参数为光敏电阻341的分电流，当分电流处于预设分电流范围内时，控制器发出故障信号。当冷凝液液面上升带动浮动组件10上浮时，光源32发射的光线逐渐被浮动组件10遮挡，光敏电阻341的阻值逐渐降低，光敏电阻341的分电流逐渐升高，知道升高到大于等于极限分电流，处于预设分电流范围内时，说明冷凝液液位上升到了警戒液位，控制器发出故障信号。
上述任意实施例中，浮动组件10包括浮动件12和挡光板14，挡光板14配接于浮动件12，并随浮动件12向遮挡和远离光源32的方向浮动，进而使光敏组件接收到的光线强度变化后自身电阻发生变化。
进一步地，收集腔200的底壁上设置有限位壳50，限位壳50上贯穿开设有过水孔52，浮动件12可浮动地设置于限位壳50内。当收集腔200内积聚冷凝水时，冷凝水通过过水孔52进入限位壳50内，限位壳50内冷凝水的水位与限位壳50外部收集腔200内的水位一致，使浮动件12在限位壳50内随着冷凝水的积聚而浮动，同时对浮动件12进行限位，防止浮动件12在冷凝水表面飘动。并且，挡光板14的一端与浮动件12连接，挡光板14的另一端伸出限位壳50相对的限位壳50浮动，以遮挡光源32向光敏电阻341发射的光线。
可选地，在与挡光板14重力方向相反的方向上，挡光板14凸出浮动件12的长度可调，以调节挡光板14与光源32发出的光线之间的距离，进而调节挡光板14挡住光源32时对应的警戒液位。例如，挡光板14凸出浮动件12的长度较短，需要较高的浮动才能使挡光板14挡住光源32，此时的警戒液位较高；挡光板14凸出浮动件12的长度较长，需要较低的浮动可以使挡光板14挡住光源32，此时的警戒液位较低。因此，通过调节挡板板凸出浮动件12的长度，可以调节发出故障信号时对应的警戒水位，可以根据不同情况调节到合适的警戒水位处，增加通用性，进一步提高检测精度。
具体地，浮动组件10还包括调节件16，浮动件12上沿挡光板14的重力方向开设有调节槽121，挡光板14可移动地设置于调节槽121内，调节件16配设于浮动件12并固定调节至预设位置的挡光板14或允许挡光板14移动。也就是说，通过调节件16可使挡光板14处于解锁状态，可以调节凸出浮动件12的高度，然后再通过调节件16可将调节到预设位置的挡光板14进行限位固定。可选地，调节件16包括螺栓和螺母，挡光板14上开设有与调节槽121平行的通槽141，螺栓配设于浮动件12并穿过通槽141，且通过拧紧或打开螺栓上的螺母便可固定或释放挡光板14，实现挡光板14位置调节。
冷凝液检测装置100还包括暗室70，暗室70位于与挡光板14重力方向相反的方向上，光源32和光敏电阻341相对设置于暗室70内，挡光板14远离浮动件12的一端伸入暗室70，并可浮动地设于光源32与光敏电阻341之间。如此，将光源32和光敏电阻341设置于暗室70内，防止外界光线影响光敏电阻341，仅通过挡光板14浮动改变光源32照射到光敏电阻341上的光线强度，保证光敏电阻341电阻变化不受外界其他光线干扰。
本发明一实施例中，还提供一种上述冷凝液检测装置100，包括浮动组件10、光敏检测模块30及控制器，浮动组件10随着冷凝液液位的浮动而浮动，并且在浮动过程中可以改变光敏检测模块30接收到的光线强度，进而通过光敏检测单元根据光线强度产生的检测参数，便可间接判断出冷凝液的液位情况。当冷凝液的液位达到警戒液位时，带动浮动组件10上浮到极限位置，光敏检测组件接收到的光线强度被浮动组件10改变到极限强度，进而光敏检测组件产生的检测参数会进入到预设范围内，此时说明冷凝液的液位较高，出现了冷凝水堵塞故障，需要发出故障信号，使冷凝式壁挂炉停机，以保护机组。
并且，在检测过程中，检测参数与光敏检测模块30接收到的光线强度有关，不再与冷凝液本身的内阻有关，不会因为全国各地冷凝液内阻的不同而产生检测误差。同时，通过冷凝液液位变化，带动浮动组件10浮动，进而改变光敏检测模块30接收到的光线强度，整个检测过程冷凝水不会直接与检测模块相关联，而是转化为光线变化，防止冷凝水的性能影响检测结果，提高检测精度。
本发明一实施例中，还提供一种冷凝液检测方法，包括以下步骤；
步骤S100，获取光敏检测模块30的检测参数；
步骤S300，在检测参数处于预设范围内时，发出故障信号。
其中，检测参数与光敏检测模块30接收到的光线强度相关，光敏检测模块30接收到的光线强度与冷凝液的液位高度相关。也就是说，当冷凝液液位变化时，引起照射到光敏检测模块30上的光线强度变化，进而使光敏检测模块30的检测参数变化，相当于将冷凝液液位变化转化为光线强度变化后，通过检测参数进行表征。并且，可以提前设置检测参数的预设范围，使预设范围等于冷凝液液位达到警戒液位后对应的检测参数范围。所以，在实际检测过程中，若判断出检测参数处于预设范围内，说明此时冷凝液液位达到了警戒液位，便可发出故障信号，使冷凝式壁挂炉停机，保护机组。
并且，检测过程中，检测参数与光敏检测模块30接收到的光线强度相关，不直接通过冷凝液反馈，防止冷凝液自身的内阻等因素影响检测结果，保证检测精度。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (13)
1.一种冷凝液检测装置，其特征在于，包括：
浮动组件(10)，漂浮于冷凝液的收集腔(200)内；
光敏检测模块(30)，接收到的光线强度随所述浮动组件(10)相对所述收集腔(200)底壁的浮动而变化，且所述光敏检测模块(30)产生随自身接收到光线强度变化而变化的检测参数；
控制器，在所述检测参数处于预设范围内时，发出故障信号。
2.根据权利要求1所述的冷凝液检测装置，其特征在于，所述光敏检测模块(30)包括光源(32)和检测电路(33)，所述浮动组件(10)相对所述收集腔(200)底壁浮动时可改变所述光源(32)发射到检测电路(33)上的光线强度，所述检测电路(33)根据接收到的光线强度的不同而产生不同的检测参数。
3.根据权利要求2所述的冷凝液检测装置，其特征在于，所述检测电路(33)包括电源和光敏单元(34)，所述光敏单元(34)连接于所述电源的正负极之间且至少具有光敏电阻(341)；
其中，所述光敏电阻(341)位于所述光源(32)发出光线的传播路径上，所述浮动组件(10)浮动时遮挡或错开所述光源(32)发出的光线，所述检测参数为所述光敏单元(34)的电性能参数。
4.根据权利要求3所述的冷凝液检测装置，其特征在于，所述光敏电阻(341)串联于所述电源的正负极之间，所述检测参数为所述光敏电阻(341)的实时电流值，当所述实时电流值处于预设电流范围内时，所述控制器发出故障信号。
5.根据权利要求3所述的冷凝液检测装置，其特征在于，所述光敏单元(34)还包括与所述光敏电阻(341)串联的第一电阻(343)；
所述检测参数为所述光敏电阻(341)或所述第一电阻(343)的分电压，当所述光敏电阻(341)或所述第一电阻(343)的分电压处于预设分电压范围内时，所述控制器发出故障信号。
6.根据权利要求3所述的冷凝液检测装置，其特征在于，所述光敏单元(34)还包括与所述光敏电阻(341)并联的第二电阻(345)；
所述检测参数为所述光敏电阻(341)的分电流，当所述分电流处于预设分电流范围内时，所述控制器发出故障信号。
7.根据权利要求2-6任意一项所述的冷凝液检测装置，其特征在于，所述浮动组件(10)包括浮动件(12)和挡光板(14)，所述挡光板(14)配接于所述浮动件(12)，并随所述浮动件(12)向遮挡和远离所述光源(32)的方向浮动。
8.根据权利要求7所述的冷凝液检测装置，其特征在于，所述收集腔(200)的底壁上设置有限位壳(50)，所述限位壳(50)上贯穿开设有过水孔(52)，所述浮动件(12)可浮动地设置于所述限位壳(50)内，所述挡光板(14)的一端与所述浮动件(12)连接，所述挡光板(14)的另一端伸出所述限位壳(50)相对所述限位壳(50)浮动。
9.根据权利要求7所述冷凝液检测装置，其特征在于，在与所述挡光板(14)重力方向相反的方向上，所述挡光板(14)凸出所述浮动件(12)的长度可调。
10.根据权利要求9所述的冷凝液检测装置，其特征在于，所述浮动组件(10)还包括调节件(16)，所述浮动件(12)上沿所述挡光板(14)的重力方向开设有调节槽(121)，所述挡光板(14)可移动地设置于所述调节槽(121)内，所述调节件(16)配设于所述浮动件(12)并固定调节至预设位置的所述挡光板(14)或允许所述挡光板(14)移动。
11.根据权利要求7所述的冷凝液检测装置，其特征在于，还包括暗室(70)，所述暗室(70)位于与所述挡光板(14)重力方向相反的方向上，所述光源(32)和所述光敏电阻(341)相对设置于所述暗室(70)内，所述挡光板(14)远离所述浮动件(12)的一端伸入所述暗室(70)，并可浮动地设于所述光源(32)与所述光敏电阻(341)之间。
12.一种冷凝式壁挂炉，其特征在于，包括上述冷凝液检测装置(100)。
13.一种冷凝液检测方法，其特征在于，包括以下步骤:
获取光敏检测模块(30)的检测参数；
在所述检测参数处于预设范围内时，发出故障信号；
其中，所述检测参数与所述光敏检测模块(30)接收到的光线强度相关，所述光敏检测模块(30)接收到的光线强度与冷凝液的液位高度相关。
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