Abstract：The reasons for indoor gas safety accidents and existing indoor gas safety protection methods are ana]yzed.An indoor gas safety protection method based on flame and flow signals is put forward.
Key words：indoor gas safety protection；odorant；flame failure device；gas sensor； excess flow protection
隨著社會(huì)進(jìn)步和人民生活水平的提高，燃?xì)庾鳛槌鞘谢A(chǔ)設(shè)施的一部分越來(lái)越受到人們的重視。燃?xì)庠诮o人們帶來(lái)環(huán)保高效便利的同時(shí)，也會(huì)由于各種原因?qū)е滦孤┒l(fā)火災(zāi)、爆炸等事故，給人民生命財(cái)產(chǎn)造成極大的損失。本文針對(duì)現(xiàn)有的戶內(nèi)燃?xì)獍踩Ｗo(hù)措施進(jìn)行討論，探討各種方案的優(yōu)劣，尋求一種更有效的保障戶內(nèi)燃?xì)獍踩脷獾姆桨浮?/span>
1 戶內(nèi)燃?xì)獍踩鹿试?/span>
造成戶內(nèi)燃?xì)獍踩鹿实脑蚩梢詺w結(jié)為人為因素、非人為因素。人為因素：施工安裝質(zhì)量不合格又沒(méi)能對(duì)驗(yàn)收進(jìn)行有效把關(guān)，戶內(nèi)管子、管件以及燃具質(zhì)量不合格；用戶安全意識(shí)不強(qiáng)，疏忽大意，如用氣后閥門(mén)未關(guān)閉或關(guān)閉不到位等；為了室內(nèi)裝修美觀，未經(jīng)有關(guān)部門(mén)批準(zhǔn)私自改裝燃?xì)夤艿溃┕べ|(zhì)量難以保證，造成泄漏，發(fā)生事故；人為打開(kāi)燃?xì)忾y門(mén)進(jìn)行自殺或破壞等。非人為因素：設(shè)備的老化、意外事故、地質(zhì)災(zāi)害等引起的燃?xì)庑孤?，如閥門(mén)松動(dòng)、密封件老化、密封脂風(fēng)干及膠管被老鼠咬破等[1～2]。因此，戶內(nèi)燃?xì)獾男孤┰蚴嵌喾轿坏?，具有很?qiáng)的不可預(yù)知性。盡管我們采取了非常多的安全措施，但仍然無(wú)法從根本上杜絕燃?xì)庑孤┦鹿实陌l(fā)生。因此，探索更有效的保護(hù)方法，對(duì)安全用氣、保護(hù)人民生命財(cái)產(chǎn)安全具有非常重要的意義。
2 戶內(nèi)燃?xì)獍踩Ｗo(hù)方法
如何對(duì)泄漏進(jìn)行檢測(cè)以及發(fā)現(xiàn)泄漏之后如何在最大限度上保障用戶的安全，是戶內(nèi)燃?xì)獍踩I(lǐng)域要解決的主要問(wèn)題之一，這也是從根源上解決戶內(nèi)燃?xì)獍踩脷鈫?wèn)題的有效手段。根據(jù)目前我國(guó)戶內(nèi)燃?xì)獍踩I(lǐng)域的現(xiàn)狀，主要的戶內(nèi)燃?xì)獍踩Ｗo(hù)方法歸納起來(lái)有3類：方法1：直接對(duì)用氣房問(wèn)進(jìn)行可燃?xì)怏w檢測(cè)的保護(hù)方法；方法2：基于監(jiān)測(cè)燃具火焰的保護(hù)方法；方法3：基于監(jiān)測(cè)燃?xì)饬髁亢蛪毫Φ谋Ｗo(hù)方法。
2.1 方法1
可燃?xì)怏w檢測(cè)主要是指通過(guò)各種有效手段及設(shè)備，使用戶能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)燃?xì)獾男孤┎⒉扇∠鄳?yīng)的保護(hù)措施的方法。目前主要包括在用氣房間安裝可燃?xì)怏w傳感器，使用加臭劑的嗅覺(jué)感知以及燃?xì)夤径ㄆ谏祥T(mén)使用檢漏儀檢測(cè)等方法。
使用氣體傳感器對(duì)燃?xì)庑孤┻M(jìn)行檢測(cè)是普遍應(yīng)用的方法之一，其原理是采用氣體傳感器來(lái)探測(cè)環(huán)境中的可燃?xì)怏w的濃度，并不斷地將濃度信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬量或數(shù)字量傳遞至控制電路。當(dāng)周圍燃?xì)獾臐舛冗_(dá)到設(shè)定值時(shí)，控制電路通過(guò)執(zhí)行電路向執(zhí)行器發(fā)送指令，發(fā)出報(bào)警信號(hào)并執(zhí)行關(guān)閉燃?xì)忾y門(mén)等動(dòng)作。
由其工作原理可知，采用氣體傳感器檢測(cè)燃?xì)庑孤┑姆椒ㄓ衅洫?dú)特的優(yōu)勢(shì)，如無(wú)需用戶進(jìn)行人工操作，發(fā)現(xiàn)泄漏即可直接切斷氣源，可以長(zhǎng)時(shí)問(wèn)對(duì)室內(nèi)燃?xì)獾男孤┣闆r進(jìn)行監(jiān)測(cè)等。但是這種方法往往存在著各種弊端：
① 氣體傳感器的可靠性與價(jià)格等問(wèn)題。目前普遍存在的一個(gè)問(wèn)題就是可靠性高的傳感器往往價(jià)格偏高，而價(jià)格能夠被人們所接受的往往其可靠性又得不到保證。另外傳感器的核心部件氣敏探頭易受廚房煙氣的污染，必須定時(shí)清洗，否則靈敏度易受到影響，且一般的氣敏探頭使用壽命為3年左右，存在壽命偏低的問(wèn)題。
② 對(duì)微量的泄漏無(wú)法及時(shí)檢測(cè)。由于當(dāng)泄漏氣體濃度要達(dá)到傳感器設(shè)定的濃度時(shí)才會(huì)被檢測(cè)到，那么就存在微量的泄漏不能被及時(shí)發(fā)現(xiàn)的情況，造成了安全隱患。
③ 長(zhǎng)期使用出現(xiàn)零點(diǎn)漂移現(xiàn)象，影響正常使用。傳感器由于自身特性存在零點(diǎn)漂移，易出現(xiàn)錯(cuò)報(bào)誤報(bào)的現(xiàn)象，影響正常使用。
④ 安全控制范圍不夠。氣體傳感器往往是作為燃?xì)鈭?bào)警器的核心部件使用的，根據(jù)規(guī)定，氣體傳感器要安裝在距離氣源半徑1.5m范圍內(nèi)，一般均設(shè)置在廚房。具體要求是通風(fēng)良好，一般液化石油氣的密度比空氣大，安裝在距地面約0.3m處；天然氣、人工煤氣的密度比空氣小，安裝在距天花板約0.3m處[3]，但即便可燃?xì)怏w傳感器安裝正確，一個(gè)氣體傳感器只能控制一定范圍，無(wú)法保證對(duì)整個(gè)戶內(nèi)燃?xì)庑孤┣闆r進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)。
采用加臭的方法對(duì)燃?xì)庑孤┻M(jìn)行檢測(cè)是一種傳統(tǒng)且行之有效的方法。這種方法不僅廣泛應(yīng)用于戶內(nèi)燃?xì)夤艿溃瑢?duì)于城市管網(wǎng)以及長(zhǎng)輸管道也是行之有效的。這種方法主要是指在燃?xì)庵凶⑷爰映魟瑢?duì)加臭劑的要求是氣味強(qiáng)烈、獨(dú)特、性質(zhì)穩(wěn)定且長(zhǎng)期存在空氣中不易被掩蓋，其本身無(wú)腐蝕性且燃燒產(chǎn)物對(duì)人體無(wú)害，廉價(jià)不稀缺等[4]。但是這種方法也存在著很大的弊端，即必須依靠人的嗅覺(jué)對(duì)其感知。當(dāng)發(fā)生泄漏而現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人時(shí)，或由于用戶嗅覺(jué)不夠靈敏而導(dǎo)致不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)泄漏時(shí)，或泄漏被及時(shí)發(fā)現(xiàn)但當(dāng)事人不具備燃?xì)獍踩幕境ＷR(shí)，不能正確處理，就極易發(fā)生燃?xì)獍踩鹿?。因此，燃?xì)饧映舻姆椒m然有效但并不能從根本上解決戶內(nèi)燃?xì)獍踩珕?wèn)題。
目前很多燃?xì)夤静捎枚ㄆ诘接脩艏抑羞M(jìn)行泄漏檢測(cè)的方法，一般規(guī)定1年不少于1次。這種方法的優(yōu)勢(shì)在于可以盡可能地排查出由于設(shè)備的老化、閥門(mén)松動(dòng)等原因?qū)е碌男孤?，并能通過(guò)精密儀器的檢測(cè)發(fā)現(xiàn)微小的泄漏，可對(duì)老化設(shè)備及閥門(mén)等進(jìn)行及時(shí)更換。但是由于這種定期檢查的次數(shù)較少，時(shí)間跨度較長(zhǎng)，因此不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)泄漏情況。只能在一定程度上解決戶內(nèi)燃?xì)庑孤﹩?wèn)題，必須與其他的保護(hù)方法配合使用。有的用戶家里長(zhǎng)期無(wú)人，就有可能形成一些盲點(diǎn)。
2.2 方法2
安裝于燃具上的熄火保護(hù)裝置也可以視為是一種保護(hù)裝置，它用于在燃具閥門(mén)開(kāi)啟狀態(tài)下檢測(cè)火焰存在與否，如果在閥門(mén)為開(kāi)啟狀態(tài)卻沒(méi)有火焰信號(hào)則會(huì)關(guān)閉燃?xì)忾y門(mén)，以保證不會(huì)出現(xiàn)燃?xì)庑孤?。這種基于檢測(cè)燃具火焰的保護(hù)方法主要用于對(duì)燃具的保護(hù)，在燃具意外熄火或點(diǎn)火失敗的情況下，自動(dòng)切斷用氣設(shè)備氣源，防止燃?xì)獯罅啃孤?。在家用燃具中，燃?xì)鉄崴鞯热季咭恢卑严ɑ鸨Ｗo(hù)裝置作為強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)，只有燃?xì)庠钤诤荛L(zhǎng)的時(shí)間里沒(méi)有將其作為強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)，其原因是過(guò)去長(zhǎng)期以來(lái)在一些簡(jiǎn)陋的燃?xì)庠钌显O(shè)置熄火保護(hù)裝置存在一定的技術(shù)問(wèn)題，但GB 16410—2007《家用燃?xì)庠罹摺芬?guī)定，自2008年5月1日起，所有的家用燃?xì)庠罹弑仨殠в凶詣?dòng)熄火保護(hù)功能[5]。目前，用于家用燃具的熄火保護(hù)裝置主要有熱敏式、離子感應(yīng)式。
熱敏式熄火保護(hù)裝置有雙金屬片式、熱電偶式等，一般采用熱電偶式，可以直接利用其形成的熱電勢(shì)來(lái)驅(qū)動(dòng)電磁閥，但此種保護(hù)裝置存在著熱惰性大、反應(yīng)速度慢等缺點(diǎn)。
離子感應(yīng)式熄火保護(hù)裝置采用“離子針”技術(shù)，是基于火焰導(dǎo)電的原理而發(fā)明的。在燃具正常燃燒時(shí)，利用火焰中的微電流就能保證持續(xù)通氣，當(dāng)意外熄火時(shí)，離子針會(huì)在0.1s內(nèi)感應(yīng)電流變化，感應(yīng)不到電流時(shí)電磁閥就會(huì)在4s內(nèi)切斷氣源。目前離子感應(yīng)式熄火保護(hù)裝置由早期的直流感應(yīng)發(fā)展到后來(lái)的交流感應(yīng)，可靠性得到了大幅度的提高，再發(fā)展到脈沖信號(hào)巡檢，大大降低了耗電量。
當(dāng)然，熄火保護(hù)并不是一種真正意義上的泄漏保護(hù)，當(dāng)閥門(mén)處于關(guān)閉狀態(tài)但仍然有泄漏時(shí)，熄火保護(hù)裝置不會(huì)有任何保護(hù)動(dòng)作。
2.3 方法3
基于檢測(cè)燃?xì)饬髁亢蛪毫Φ谋Ｗo(hù)方法主要是指采用某種裝置，對(duì)燃?xì)夤艿纼?nèi)的燃?xì)饬髁炕驂毫M(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，當(dāng)出現(xiàn)大量燃?xì)庑孤┗蚬艿纼?nèi)壓力過(guò)高、過(guò)低等異常情況時(shí)，這種裝置對(duì)燃?xì)夤艿肋M(jìn)行及時(shí)切斷，保障用氣安全。目前這種安全裝置的種類很多，較為典型的是過(guò)流保護(hù)裝置。當(dāng)燃?xì)夤艿劳蝗粩嚅_(kāi)時(shí)(如膠管脫落)利用管道內(nèi)燃?xì)饬髁堪l(fā)生突變的特點(diǎn)，及時(shí)切斷燃?xì)?。但這類裝置只能針對(duì)大流量泄漏的情況，對(duì)于微量泄漏不能切斷燃?xì)?，微量泄漏多出現(xiàn)在用戶膠管出現(xiàn)老化、龜裂、接口不嚴(yán)或管材、管件不合格等情況下。
還有一種燃?xì)獍踩蚤]閥，它不僅能進(jìn)行過(guò)流保護(hù)，還能進(jìn)行超低壓、超高壓的保護(hù)[6]。燃?xì)獍踩蚤]閥安裝在戶內(nèi)燃?xì)夤艿滥┒?，?jīng)軟管或金屬波紋管與燃具相連，是一種能夠感應(yīng)燃?xì)鈮毫?、自?dòng)關(guān)閉、需人工復(fù)位的無(wú)源安全裝置，其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。
燃?xì)獍踩蚤]閥在不工作狀態(tài)下可按下提鈕，提起提鈕進(jìn)入正常工作狀態(tài)，燃?xì)鈮毫ψ饔昧εc磁力形成一對(duì)平衡力，永磁鐵處于懸浮狀態(tài)(見(jiàn)圖1)，此時(shí)進(jìn)氣腔與出氣腔連通，灶具正常工作；當(dāng)出現(xiàn)超低壓或失壓狀態(tài)時(shí)，燃?xì)鈮毫Φ慕档褪沟蒙湘i氣片下移與永磁體吸合，主閥瓣壓在閥口上部，實(shí)現(xiàn)自閉功能；當(dāng)出現(xiàn)超高壓狀態(tài)時(shí)，燃?xì)鈮毫Φ纳仙沟贸瑝憾ㄖ灯c永磁鐵分離，下鎖氣片與永磁鐵吸合，副閥瓣壓在閥口下部，實(shí)現(xiàn)自閉功能，保障用氣安全。
燃?xì)獍踩蚤]閥雖然在一定程度上保障了用氣安全，但還存在著很多缺陷：燃?xì)夤艿纼?nèi)的壓力變化是很復(fù)雜的，很難保證燃?xì)鈮毫Φ哪撤N變化就一定是泄漏造成的，很容易形成誤動(dòng)作，比如在用氣高峰期，管道壓力下降到較低水平，由于低壓保護(hù)功能，燃?xì)獍踩蚤]閥可能出現(xiàn)關(guān)閉狀態(tài)，即使手動(dòng)復(fù)位仍有可能繼續(xù)自行關(guān)閉，給生活帶來(lái)不便。
3 一種新的戶內(nèi)燃?xì)獍踩Ｗo(hù)方法
3.1 工作原理
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?，而燃?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??；谏鲜鲈淼膽魞?nèi)燃?xì)獍踩Ｗo(hù)方法原理見(jiàn)圖2。
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?，此時(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。
3.2 可行性分析
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?，所有的家用燃?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)獗恚部梢栽O(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。
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)夤艿赖纳嫌危箟翰铋_(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?，Pa
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——氣流與節(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Γ粫?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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(本文作者：劉文斌 楊帆 華中科技大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 湖北武漢 430074)
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