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一種復(fù)合型火災(zāi)探測器的制作方法

點(diǎn)擊次數(shù):  更新時間:2023-11-13 13:51:21  

本實(shí)用新型涉及一種火災(zāi)報警技術(shù)。


背景技術(shù):


物質(zhì)燃燒時會產(chǎn)生UV185~260nm火焰窄光譜信號,地球上只有物質(zhì)燃燒時才回產(chǎn)生UV185~260nm火焰窄光譜信號,太陽光中的UV185~260nm光譜信號在到達(dá)地球時,已基本全部衰減。日本濱松生產(chǎn)的紫外火焰探測傳感器對UV185~260nm火焰窄光譜信號有著非常好的響應(yīng)特性。但電弧焊火花、雷電、X光以及太陽黑子爆發(fā)時也會產(chǎn)生UV185~260nm火焰窄光譜信號。


為避免電弧焊火花、雷電、X光以及太陽黑子對火焰探測的誤報,通常人們利用物質(zhì)燃燒產(chǎn)生的紅外線與紫外傳感器一起進(jìn)行火焰探測,但地球上和火焰的紅外光譜相同或相近的物質(zhì)太多,雖然使用了諸如3波段及利用火焰閃頻等原理制造的紅紫外復(fù)合火災(zāi)探測器,大大降低了誤報率,但也增加了漏報率,難以從根本解決問題,特別是對于現(xiàn)實(shí)使用的電弧焊火花或打火機(jī)、蠟燭等非火災(zāi)火焰無法進(jìn)行量化區(qū)別。


對于明火或爆炸、劇烈燃燒火災(zāi),除產(chǎn)生紅紫外線外,點(diǎn)、局部、或大范圍的溫度快速上升是其最重要特征,傳統(tǒng)測溫傳感器因?yàn)榫嚯x原因,不能和紫外探測器復(fù)合用于對明火的快速準(zhǔn)確探測。


紅外溫度探測傳感器對溫度的敏感,在一定范圍內(nèi)和距離無關(guān),因此使用紅外溫度探測傳感器、紫外探測器以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的參數(shù)進(jìn)行融合的復(fù)合火焰探測器,可以根據(jù)現(xiàn)場要求不同,進(jìn)行報警溫度門限設(shè)置以對火災(zāi)火焰和非火災(zāi)火焰進(jìn)行相對量化區(qū)別,達(dá)到快速準(zhǔn)確的明火火災(zāi)判斷。


技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:


本實(shí)用新型的目的在于提供一種復(fù)合型火災(zāi)探測器,以解決對火災(zāi)的光譜信號檢測,存在的誤報與漏報的技術(shù)問題。


為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的,本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案如下:


一種復(fù)合型火災(zāi)探測器,包括防爆殼體、計(jì)算判斷報警狀態(tài)的數(shù)據(jù)處理單元電路、數(shù)據(jù)采集處理電路、通訊模塊、電源模塊、采集被測目標(biāo)視場面積內(nèi)的表面溫度及探測器周圍環(huán)境溫度的紅外溫度探測模塊和紫外火焰探測模塊;紅外溫度探測模塊和紫外火焰探測模塊采集的信號通過數(shù)據(jù)采集處理電路送入數(shù)據(jù)處理單元電路,數(shù)據(jù)處理單元電路的輸出信號,通過隔離CAN總線通訊模塊,由CAN總線輸出報警信號給上位機(jī);防爆殼體由上蓋板和殼底座組成,所述紅外溫度探測模塊和紫外火焰探測模塊的紅外測溫、紫外火焰探測傳感器敏感頭均安裝在上蓋板上,紫外火焰探測傳感器具有隔爆結(jié)構(gòu);電路部分安裝在殼底座內(nèi)。


所述一種復(fù)合型火災(zāi)探測器,紅外溫度探測模塊由四個點(diǎn)陣式的紅外線探測頭通訊接口切換電路組成,單只點(diǎn)陣式的紅外線探測頭測量視場角度120° x25°,四個點(diǎn)陣式的紅外線探測頭組成視場角度120° x100°的測量范圍。


本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn):


將檢測范圍小的紅外探頭進(jìn)行拼接復(fù)合,并且加入了紫外光探測的探頭,大大降低了產(chǎn)品高精度底誤報率的問題,并且設(shè)計(jì)小型化集成。


a)監(jiān)測功能:實(shí)時檢測危險環(huán)境火焰發(fā)出的被測目標(biāo)紫外光和被測目標(biāo)溫度;


b)報警功能:早期火災(zāi)隱患的發(fā)現(xiàn),探測器對局部點(diǎn)或區(qū)域的溫度異常升高的預(yù)警、火災(zāi)報警功能;


c)通信功能:通過CAN總線與上位機(jī)通信,上傳探測器狀態(tài)信息;


d)自檢功能:上電自檢和探測器故障告警;


e)防爆場合應(yīng)用功能:該探測器能共應(yīng)用在危險爆炸環(huán)境,滿足GB 3836-2010防爆要求;


f)多參數(shù)信息有效融合,定量分析,降低誤報、漏報率,提高可靠性。


附圖說明


圖1是本實(shí)用新型的電路原理框圖。


圖2是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)剖視圖。


圖3是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)主視圖。


圖4是圖3的俯視圖。


圖中編號:1是紫外探頭,2是單只紅外測溫探頭,3是探測器金屬殼底座及內(nèi)置的信息處理單元電路板,4是金屬防爆外殼。


具體實(shí)施方式


本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)參見圖1所示,包括防爆殼體、計(jì)算判斷報警狀態(tài)的數(shù)據(jù)處理單元電路、數(shù)據(jù)采集處理電路、通訊模塊、電源模塊、采集被測目標(biāo)視場面積內(nèi)的表面溫度及探測器周圍環(huán)境溫度的紅外溫度探測模塊和紫外火焰探測模塊;紅外溫度探測模塊和紫外火焰探測模塊采集的信號通過數(shù)據(jù)采集處理電路送入數(shù)據(jù)處理單元電路,數(shù)據(jù)處理單元電路的輸出信號,通過隔離CAN總線通訊模塊,由CAN總線輸出報警信號給上位機(jī)。紅外溫度探測單元為本質(zhì)安全型電路,其他組成部分均安裝在防爆殼體內(nèi),紅外溫度與紫外火焰探測復(fù)合型火災(zāi)探測器滿足GB 3836-2010防爆要求。


本實(shí)用新型的工作原理:


紅外溫度與紫外火焰探測復(fù)合型火災(zāi)探測器,采集被測目標(biāo)視場面積內(nèi)的表面溫度及探測器周圍環(huán)境溫度,結(jié)合被測目標(biāo)視場內(nèi)的紫外光,通過軟件將采集數(shù)據(jù)進(jìn)行融合算法判別,按照內(nèi)部設(shè)定好的算法進(jìn)行分析處理形成最終判決,給出火災(zāi)預(yù)警狀態(tài)。


紅外溫度探測單元由四個點(diǎn)陣式的紅外線探測頭通訊接口切換電路組成。單只點(diǎn)陣式的紅外線探測頭測量視場角度120° x25°,四個點(diǎn)陣式的紅外線探測頭組成視場角度120° x100°的測量范圍。紅外溫度探測單元的供電電壓為3.3V,工作電流總和為30mA,依據(jù)國標(biāo)《GB 3836.4-2010爆炸性環(huán)境第4部分:由本質(zhì)安全型“i”保護(hù)的設(shè)備》附錄A之判據(jù),工作電壓、電流遠(yuǎn)小于最小點(diǎn)燃電流和電壓,可滿足防爆區(qū)域的本安規(guī)范要求。探測頭的響應(yīng)時間小于1秒,滿足消防特種探測器規(guī)范要求。


紫外線探測頭通過兩個施密特觸發(fā)器構(gòu)成的多諧波振蕩器產(chǎn)生脈沖信號,脈沖信號經(jīng)放大和升壓變壓器的升壓達(dá)到紫外探頭的工作電壓。當(dāng)紫外探頭感應(yīng)到紫外線的時候,紫外探頭導(dǎo)通,紫外線傳感器探頭有脈沖信號輸出。脈沖信號通過施密特觸發(fā)器輸出整形,用于MCU的計(jì)數(shù)器定時采集,在一定時間(時間可設(shè)定)內(nèi)計(jì)數(shù)器達(dá)到3次時,發(fā)出報警信號。紫外線探測頭主要由紫外探頭、施密特振蕩器電路、放大器和升壓變壓器等組成。


紫外火焰探測單元由數(shù)據(jù)處理單元供電,工作電壓為5V,安裝在隔爆殼體內(nèi),不會引起外部的點(diǎn)燃。


本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)參見圖2、3、4所示。防爆殼體由上蓋板和殼底座組成,所述紅外溫度探測模塊和紫外火焰探測模塊的紅外測溫、紫外火焰探測傳感器敏感頭均安裝在上蓋板上,紫外火焰探測傳感器具有隔爆結(jié)構(gòu);電路部分安裝在殼底座內(nèi)。


傳感器殼體選用經(jīng)過防爆認(rèn)證的成熟產(chǎn)品,上蓋板根據(jù)探測頭形狀設(shè)計(jì)為滿足隔爆要求的結(jié)構(gòu)件,紅外測溫、紫外火焰探測傳感器敏感頭均安裝在上蓋板,紅外測溫單元為本安電路,紫外火焰探測單元的安裝進(jìn)行了隔爆設(shè)計(jì),以滿足爆炸性環(huán)境使用要求。





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