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一种复合型火灾探测器的制作方法

点击次数:  更新时间:2019-10-24 14:08:15  

本实用新型涉及一种火灾报警技术。


背景技术:


物质燃烧时会产生UV185~260nm火焰窄光谱信号,地球上只有物质燃烧时才回产生UV185~260nm火焰窄光谱信号,太阳光中的UV185~260nm光谱信号在到达地球时,已基本全部衰减。日本滨松生产的紫外火焰探测传感器对UV185~260nm火焰窄光谱信号有着非常好的响应特性。但电弧焊火花、雷电、X光以及太阳黑子爆发时也会产生UV185~260nm火焰窄光谱信号。


为避免电弧焊火花、雷电、X光以及太阳黑子对火焰探测的误报,通常人们利用物质燃烧产生的红外线与紫外传感器一起进行火焰探测,但地球上和火焰的红外光谱相同或相近的物质太多,虽然使用了诸如3波段及利用火焰闪频等原理制造的红紫外复合火灾探测器,大大降低了误报率,但也增加了漏报率,难以从根本解决问题,特别是对于现实使用的电弧焊火花或打火机、蜡烛等非火灾火焰无法进行量化区别。


对于明火或爆炸、剧烈燃烧火灾,除产生红紫外线外,点、局部、或大范围的温度快速上升是其最重要特征,传统测温传感器因为距离原因,不能和紫外探测器复合用于对明火的快速准确探测。


红外温度探测传感器对温度的敏感,在一定范围内和距离无关,因此使用红外温度探测传感器、紫外探测器以及计算机技术的参数进行融合的复合火焰探测器,可以根据现场要求不同,进行报警温度门限设置以对火灾火焰和非火灾火焰进行相对量化区别,达到快速准确的明火火灾判断。


技术实现要素:


本实用新型的目的在于提供一种复合型火灾探测器,以解决对火灾的光谱信号检测,存在的误报与漏报的技术问题。


为了实现上述发明目的,本实用新型所采用的技术方案如下:


一种复合型火灾探测器,包括防爆壳体、计算判断报警状态的数据处理单元电路、数据采集处理电路、通讯模块、电源模块、采集被测目标视场面积内的表面温度及探测器周围环境温度的红外温度探测模块和紫外火焰探测模块;红外温度探测模块和紫外火焰探测模块采集的信号通过数据采集处理电路送入数据处理单元电路,数据处理单元电路的输出信号,通过隔离CAN总线通讯模块,由CAN总线输出报警信号给上位机;防爆壳体由上盖板和壳底座组成,所述红外温度探测模块和紫外火焰探测模块的红外测温、紫外火焰探测传感器敏感头均安装在上盖板上,紫外火焰探测传感器具有隔爆结构;电路部分安装在壳底座内。


所述一种复合型火灾探测器,红外温度探测模块由四个点阵式的红外线探测头通讯接口切换电路组成,单只点阵式的红外线探测头测量视场角度120° x25°,四个点阵式的红外线探测头组成视场角度120° x100°的测量范围。


本实用新型的优点:


将检测范围小的红外探头进行拼接复合,并且加入了紫外光探测的探头,大大降低了产品高精度底误报率的问题,并且设计小型化集成。


a)监测功能:实时检测危险环境火焰发出的被测目标紫外光和被测目标温度;


b)报警功能:早期火灾隐患的发现,探测器对局部点或区域的温度异常升高的预警、火灾报警功能;


c)通信功能:通过CAN总线与上位机通信,上传探测器状态信息;


d)自检功能:上电自检和探测器故障告警;


e)防爆场合应用功能:该探测器能共应用在危险爆炸环境,满足GB 3836-2010防爆要求;


f)多参数信息有效融合,定量分析,降低误报、漏报率,提高可靠性。


附图说明


图1是本实用新型的电路原理框图。


图2是本实用新型的结构剖视图。


图3是本实用新型的结构主视图。


图4是图3的俯视图。


图中编号:1是紫外探头,2是单只红外测温探头,3是探测器金属壳底座及内置的信息处理单元电路板,4是金属防爆外壳。


具体实施方式


本实用新型的电路结构参见图1所示,包括防爆壳体、计算判断报警状态的数据处理单元电路、数据采集处理电路、通讯模块、电源模块、采集被测目标视场面积内的表面温度及探测器周围环境温度的红外温度探测模块和紫外火焰探测模块;红外温度探测模块和紫外火焰探测模块采集的信号通过数据采集处理电路送入数据处理单元电路,数据处理单元电路的输出信号,通过隔离CAN总线通讯模块,由CAN总线输出报警信号给上位机。红外温度探测单元为本质安全型电路,其他组成部分均安装在防爆壳体内,红外温度与紫外火焰探测复合型火灾探测器满足GB 3836-2010防爆要求。


本实用新型的工作原理:


红外温度与紫外火焰探测复合型火灾探测器,采集被测目标视场面积内的表面温度及探测器周围环境温度,结合被测目标视场内的紫外光,通过软件将采集数据进行融合算法判别,按照内部设定好的算法进行分析处理形成最终判决,给出火灾预警状态。


红外温度探测单元由四个点阵式的红外线探测头通讯接口切换电路组成。单只点阵式的红外线探测头测量视场角度120° x25°,四个点阵式的红外线探测头组成视场角度120° x100°的测量范围。红外温度探测单元的供电电压为3.3V,工作电流总和为30mA,依据国标《GB 3836.4-2010爆炸性环境第4部分:由本质安全型“i”保护的设备》附录A之判据,工作电压、电流远小于最小点燃电流和电压,可满足防爆区域的本安规范要求。探测头的响应时间小于1秒,满足消防特种探测器规范要求。


紫外线探测头通过两个施密特触发器构成的多谐波振荡器产生脉冲信号,脉冲信号经放大和升压变压器的升压达到紫外探头的工作电压。当紫外探头感应到紫外线的时候,紫外探头导通,紫外线传感器探头有脉冲信号输出。脉冲信号通过施密特触发器输出整形,用于MCU的计数器定时采集,在一定时间(时间可设定)内计数器达到3次时,发出报警信号。紫外线探测头主要由紫外探头、施密特振荡器电路、放大器和升压变压器等组成。


紫外火焰探测单元由数据处理单元供电,工作电压为5V,安装在隔爆壳体内,不会引起外部的点燃。


本实用新型的结构参见图2、3、4所示。防爆壳体由上盖板和壳底座组成,所述红外温度探测模块和紫外火焰探测模块的红外测温、紫外火焰探测传感器敏感头均安装在上盖板上,紫外火焰探测传感器具有隔爆结构;电路部分安装在壳底座内。


传感器壳体选用经过防爆认证的成熟产品,上盖板根据探测头形状设计为满足隔爆要求的结构件,红外测温、紫外火焰探测传感器敏感头均安装在上盖板,红外测温单元为本安电路,紫外火焰探测单元的安装进行了隔爆设计,以满足爆炸性环境使用要求。




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