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一種復(fù)合型火災(zāi)探測(cè)器的制作方法

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

本實(shí)用新型涉及一種火災(zāi)報(bào)警技術(shù)。


背景技術(shù):


物質(zhì)燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生UV185~260nm火焰窄光譜信號(hào),地球上只有物質(zhì)燃燒時(shí)才回產(chǎn)生UV185~260nm火焰窄光譜信號(hào),太陽(yáng)光中的UV185~260nm光譜信號(hào)在到達(dá)地球時(shí),已基本全部衰減。日本濱松生產(chǎn)的紫外火焰探測(cè)傳感器對(duì)UV185~260nm火焰窄光譜信號(hào)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(yáng)黑子爆發(fā)時(shí)也會(huì)產(chǎn)生UV185~260nm火焰窄光譜信號(hào)。


為避免電弧焊火花、雷電、X光以及太陽(yáng)黑子對(duì)火焰探測(cè)的誤報(bào),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(cè),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(cè)器,大大降低了誤報(bào)率,但也增加了漏報(bào)率,難以從根本解決問(wèn)題,特別是對(duì)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(wú)法進(jìn)行量化區(qū)別。


對(duì)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(cè)溫傳感器因?yàn)榫嚯x原因,不能和紫外探測(cè)器復(fù)合用于對(duì)明火的快速準(zhǔn)確探測(cè)。


紅外溫度探測(cè)傳感器對(duì)溫度的敏感,在一定范圍內(nèi)和距離無(wú)關(guān),因此使用紅外溫度探測(cè)傳感器、紫外探測(cè)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(cè)器,可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)要求不同,進(jìn)行報(bào)警溫度門限設(shè)置以對(duì)火災(zāi)火焰和非火災(zāi)火焰進(jìn)行相對(duì)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(cè)器,以解決對(duì)火災(zāi)的光譜信號(hào)檢測(cè),存在的誤報(bào)與漏報(bào)的技術(shù)問(wèn)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(cè)器,包括防爆殼體、計(jì)算判斷報(bào)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(cè)目標(biāo)視場(chǎng)面積內(nèi)的表面溫度及探測(cè)器周圍環(huán)境溫度的紅外溫度探測(cè)模塊和紫外火焰探測(cè)模塊;紅外溫度探測(cè)模塊和紫外火焰探測(cè)模塊采集的信號(hào)通過(guò)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(hào),通過(guò)隔離CAN總線通訊模塊,由CAN總線輸出報(bào)警信號(hào)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(cè)模塊和紫外火焰探測(cè)模塊的紅外測(cè)溫、紫外火焰探測(cè)傳感器敏感頭均安裝在上蓋板上,紫外火焰探測(cè)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(cè)器,紅外溫度探測(cè)模塊由四個(gè)點(diǎn)陣式的紅外線探測(cè)頭通訊接口切換電路組成,單只點(diǎn)陣式的紅外線探測(cè)頭測(cè)量視場(chǎng)角度120° x25°,四個(gè)點(diǎn)陣式的紅外線探測(cè)頭組成視場(chǎng)角度120° x100°的測(cè)量范圍。


本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn):


將檢測(cè)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(cè)的探頭,大大降低了產(chǎn)品高精度底誤報(bào)率的問(wèn)題,并且設(shè)計(jì)小型化集成。


a)監(jiān)測(cè)功能:實(shí)時(shí)檢測(cè)危險(xiǎn)環(huán)境火焰發(fā)出的被測(cè)目標(biāo)紫外光和被測(cè)目標(biāo)溫度;


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


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


d)自檢功能:上電自檢和探測(cè)器故障告警;


e)防爆場(chǎng)合應(yīng)用功能:該探測(cè)器能共應(yīng)用在危險(xiǎn)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(bào)、漏報(bào)率,提高可靠性。


附圖說(shuō)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(hào):1是紫外探頭,2是單只紅外測(cè)溫探頭,3是探測(cè)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(bào)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(cè)目標(biāo)視場(chǎng)面積內(nèi)的表面溫度及探測(cè)器周圍環(huán)境溫度的紅外溫度探測(cè)模塊和紫外火焰探測(cè)模塊;紅外溫度探測(cè)模塊和紫外火焰探測(cè)模塊采集的信號(hào)通過(guò)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(hào),通過(guò)隔離CAN總線通訊模塊,由CAN總線輸出報(bào)警信號(hào)給上位機(jī)。紅外溫度探測(cè)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(cè)復(fù)合型火災(zāi)探測(cè)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(cè)復(fù)合型火災(zāi)探測(cè)器,采集被測(cè)目標(biāo)視場(chǎng)面積內(nèi)的表面溫度及探測(cè)器周圍環(huán)境溫度,結(jié)合被測(cè)目標(biāo)視場(chǎng)內(nèi)的紫外光,通過(guò)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(cè)單元由四個(gè)點(diǎn)陣式的紅外線探測(cè)頭通訊接口切換電路組成。單只點(diǎn)陣式的紅外線探測(cè)頭測(cè)量視場(chǎng)角度120° x25°,四個(gè)點(diǎn)陣式的紅外線探測(cè)頭組成視場(chǎng)角度120° x100°的測(cè)量范圍。紅外溫度探測(cè)單元的供電電壓為3.3V,工作電流總和為30mA,依據(jù)國(guó)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(cè)頭的響應(yīng)時(shí)間小于1秒,滿足消防特種探測(cè)器規(guī)范要求。


紫外線探測(cè)頭通過(guò)兩個(gè)施密特觸發(fā)器構(gòu)成的多諧波振蕩器產(chǎn)生脈沖信號(hào),脈沖信號(hào)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(shí)候,紫外探頭導(dǎo)通,紫外線傳感器探頭有脈沖信號(hào)輸出。脈沖信號(hào)通過(guò)施密特觸發(fā)器輸出整形,用于MCU的計(jì)數(shù)器定時(shí)采集,在一定時(shí)間(時(shí)間可設(shè)定)內(nèi)計(jì)數(shù)器達(dá)到3次時(shí),發(fā)出報(bào)警信號(hào)。紫外線探測(cè)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(cè)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(huì)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(cè)模塊和紫外火焰探測(cè)模塊的紅外測(cè)溫、紫外火焰探測(cè)傳感器敏感頭均安裝在上蓋板上,紫外火焰探測(cè)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(guò)防爆認(rèn)證的成熟產(chǎn)品,上蓋板根據(jù)探測(cè)頭形狀設(shè)計(jì)為滿足隔爆要求的結(jié)構(gòu)件,紅外測(cè)溫、紫外火焰探測(cè)傳感器敏感頭均安裝在上蓋板,紅外測(cè)溫單元為本安電路,紫外火焰探測(cè)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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