毕业设计(论文)开题报告 题 目： 燃气灶智能控制器设计

学 院： 机械工程学院 专 业： 学生姓名： 学 号： 指导老师：

2011年 3 月 18日 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 1．文献综述：结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2500字以上的文献综述，文后应列出所查阅的文献资料。

文 献 综 述 0引言 所谓燃气灶，是指以液化石油气、人工煤气、天然气等气体燃料进行直火加热的厨房用具。随着人们生活水平的日益提高和燃气灶具的逐步普及，家用燃气灶作为一种生活必须品已经进入了千家万户。同时消费者对家用燃气灶的安全性、耐用性、方便性、美观性等各个方面也越来越重视。家用燃气灶质量的好坏不仅影响人们的日常生活，而且质量差的燃气灶具容易引发人身伤害事故。目前我国的家用燃气灶具产品的技术含量普遍不高，自动化和智能化程度较低，因此它的节能性、安全性、工艺性还有较大的提升空间[1]。我国在2000年8月出台了新的家用燃气灶具安全标准，规定自2001年2月1日起，家用嵌入式燃气灶具必须安装熄火安全保护装置力[2]。因此带有安全熄火保护装置的家用燃气灶具将成为今后燃气灶具的发展趋势，同时也是亟待解决的一个技术关。另外，随着人们生活水平的日益提高，对家用燃气灶具的安全性、节能性、美观性、操作方便性、智能化等有了更高的要求。所以基于单片机的智能控制器的燃气灶具的开发，正是顺应了时代发展的潮流和趋势[3]。 1燃气灶的现状 家用燃气灶目前已成为我国城镇居民家中的主要灶具，其社会总拥有量已经超过350万台，因其使用方便、安全卫生等优点而深受欢迎。生产厂家也有几十个之多[4]。 气体燃料的使用促进了灶具市场的繁荣，在火爆的灶具市场上，尽管品牌种类繁多，价格各异，其区别仅反映在外观和制造质量上，而产品的结构和使用功能等则差别不大[10]。 燃气灶市场在经历了近两年的炒作和喧闹之后，逐渐趋于平静。在2007年中国五金厨卫家电展上，各个品牌燃具产品基本上都以老面孔的形式出现。方太燃气灶仍是以五腔驱动作为主打产品；帅康仍是以“人字火”、偏心炉头和定时控制作为产品主流；老板则将所有配套产品围绕其“双效内焰火”展开；华帝、樱花、万和也基本维持原有产品线[5]。 2燃气灶的系统构成 按气源讲，燃气灶主要分为液化气灶，煤气灶，天然气灶。按灶眼讲，燃气灶又分为单灶，双灶和多眼灶[6 ]。 目前市场上燃气灶的进风方式主要有上进风、下进风和侧进风三种。 （1）下进风型：这种灶具是照抄进口灶具而来，为符合国人猛火爆炒的烹调习惯而增大了热负荷及燃烧器，国外这种产品是要求橱柜开孔，或依靠较大的橱柜缝隙来补充燃烧所需的二次空气，同时用于泄漏燃气点火时不可避免 的排出，且小热负荷设计。而国内用户很少知道将橱柜开孔，因而造成燃烧不充分，黄焰、一氧化碳浓度高，且一旦燃气泄漏量较大，就可能造成点火爆燃，导致玻璃面板爆裂。 （2）上进风型：这种灶具改进了第一种灶具的缺点，将炉头抬高超过台面，希望从炉头与承液盘的缝隙进入空气。但燃烧时该部位已形成了高温区，冷空气受热膨胀上升，不能由此进入炉头，于是二次空气仍然得不到有效补充，根本上也解决不了黄焰及一氧化碳浓度偏高的问题。这种结构设计，热负荷也不能设计过大大于3．06千瓦时黄焰很厉害 ，热效率较低，不太符合国人对猛火的需求，且高高的炉头使灶具的美观大打折扣，但能降低玻璃面板爆裂率。 （3）侧进风型：这种灶具在面板相对低温区安上一个进风器，当燃烧使壳体内的空气减少形成负压时，冷空气会顺着进风器的入口被吸入壳体，不但提供了充足的一次空气和燃烧时所需的二次空气，解决了黄焰的问题，一氧化碳浓度也大大降低，而且泄漏的燃气也可以从这个进气口排出去，即使燃气泄漏出现点火爆燃，气流也可以从进风器尽快地排放出去，迅速降低内压，避免了玻璃面板爆裂。同时，冷空气通过进风器进入炉体，也极大地降低了台面玻璃的温度。该种灶具热负荷可达3．8千瓦。 目前市面上嵌入式玻璃面板灶具大多为前两种形式，如果产品质量不过关或安装不当，较易出现燃烧不充分、黄焰、壳体及面板温度高、火力不猛、玻璃面板爆炸等现象。因而消费者一定要选购名牌产品，安装时切记在橱柜上打孔以确保气流畅通[7 ]。 现在燃气灶流行的点火方式有电子脉冲点火和压电陶瓷点火两种。 （1）电子脉冲点火：就是一般煤气灶上采用的点火装置，扭到某个位置就点 着火了，非常简单方便，但这种方式需要换电池。 （2）压电陶瓷点火：最大优点是不需要电池。不过点火的成功率与环境湿度有关，湿度大时不易点着。此外，点火的时候需要按住开关才能打着火，没有电子脉冲点火那么快[8 ]。 燃气灶的熄火保护装置是非常必须的，相关国家标准对此也有强制性规定。目前市场上常用的熄火保护方式有三种：热敏式、热电式和光电式。 （1）热敏式：又称双金属片式。双金属片是由两种不同膨胀系数的金属制合而成，在温度的作用下，膨胀系数大的金属一面会向膨胀系数小的金属一面弯曲，当失去温度时，原已膨胀弯曲的金属又会慢慢恢复到原来的状态，因此双金属片又称为记忆合金。将双金属片用作安全保护装置的传感器，正是利用了双金属片在温度作用下膨胀弯曲的特性。 （2）热电式：该装置也是利用了燃气燃烧时产生的热能。热电式熄火安全保护装置由热电偶和电磁阀两部分所组成，热电偶是由两种不同的合金材料组合而成。不同的合金材料在温度的作用下会产生不同的热电势，热电偶正是利用不同合金材料在温度的作用下产生的热电势不同制造而成，它利用了不同合金材料的电热差值。 （3）光电式：也称离子感应式。该装置是利用燃气在燃烧时火焰带有离子并具有单向导电特性[9 10 ]。 3燃气灶的控制方法 现在一般的家用燃气灶都是手动控制，使用的时候打火点燃燃气，手动调节燃气的阀门的开口，以此调节火力的大小。不存在智能控制，价格便宜，使用还方便，但是缺乏安全保护，也不环保。经过许多科研人员不断研究探索，许多各种各样的智能燃气灶出现了： （1）轻触式VDF屏幕显示燃气灶具。采用Freescale公司的MC9S08AW32单片机，用VDF（Vacuum Fluorescent Display）屏幕显示驱动，具有自发光，视角广，辉度亮的显示特性，工作温度范围宽，寿命时间长，可靠性高等优点。被广泛应用于家用电器（微波炉，洗衣机等）和音响，视频设备等民用产品中。非常适合用作高档燃气灶具的显示面板 [11 ]。 （2）自动节能环保安全燃气灶。现在世界讲究环保，环保关系到人类后代的生存和发展，所以节能环保的灶具也是时代发展的趋势。这个灶具有个特别好的设计，就是为使锅子离开燃气灶的时候火苗可以自动熄灭，在锅底下安装了一个压力式顶杆开关。当锅子离开灶面时，顶杆开关由于弹力作用而恢复常态。并由 顶杆开关控制电磁阀的关闭，从而达到关闭气源的目的。当锅子重新放上灶台时，顶杆被压下，是电磁阀开关又打开。另外，又必须重新点火，采用电脑型脉冲控制器，设计专门的微动开关装置，能够灵敏的控制点火装置和电磁阀的开启和关闭。燃气灶的点火装置采用针尖脉冲式连续放电，而且放电的旁边还有一个感应针。感应针的作用是当燃气被点着，它会感应温度，从而发送信号给电脑型脉冲控制器。使放电针停止放电，这样可以节约电能[12 ]。 （3）新型智能燃气灶具。采用MC68HC908GZ32单片机作为控制器，为了提高燃气灶的安全性，系统采用了两道安全阀门。左右各有一个电磁阀和旋塞阀，由步进电机带动旋塞阀调节灶具火力大小。此智能燃气灶和传统的燃气灶相比，优点很多： *操作方便。采用感应按键，具有定时，火力大小数字化调节等功能。 *安全性高。点火不成功或意外熄火可以关闭气源。 *工艺性好。操作面改成平面式，并增加高亮度的LED显示屏幕，增加了美感和时尚感[3 ]。 （4）凌阳单片机语音播报智能化燃气灶。采用凌阳公司的16位单片机SPCE06A作为智能控制器，与传统电子燃气灶相结合，设计出家庭厨房语音播报智能化燃气灶。它的突出优点低功耗和功能集成，内部的语音功能可实现语音功能，并适合自动信号采集仪器，液晶显示自动化等领域应用[13]。

4智能燃气灶具的发展和展望 随着耐用消费品的理性回归，燃气灶的研发也应该回到理性的路上来。必须要处理好产品燃烧功能、产品外形及新功能开发三者之间的关系。也就是理顺产品的可用性、易用性和便利性的关系。 （1）精控火力。燃烧使用性能仍为重中之重。不同的烹饪习惯要求不同的火力大小，加上节能环保的大趋势，又要求产品具有较高的效率。不同地区，不同的人群，使用的火力大小不同，这就要求火力调节的范围要大。 （2）产品外观。如果燃烧技术处于同一个水平，那么哪个产品更加吸引消费者的眼球，那么这类产品就更加好卖了。材料的不同排列组合可以扩充产品线，同时也给消费者带来利益点，带来易用性。在没有新的面板材质出现的前提下，不锈钢仍然是主导[5 14]。 （3）新功能的开发。节能、环保、智能，高效等是研发新功能的关键字。新功能的开发定位应该是如何以不同的方式去实现产品的燃烧性能上，如是通过电控部分去实现简洁性，还是通过其他方法去实现快捷性，这要结合公司的市场策略，产品细分加以定夺和取舍。但是无论用什么去实现，前提还是要建立在燃气灶核心技术的实现上。如果单纯为了功能研发而延伸区开发其他产品，虽然可以获得部分市场份额，但是最终难以形成忠实的消费群。产品的更新换代，就会导致部分客源的流失[5 15] 。现今，谈的最多的就是智能。家电智能化是时代发展的要求，智能化只是为了使用更加方便简易，功能更加完善，因而这最终能融合人们的消费需