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        一種復合型火災探測器的制作方法

        點擊次數:  更新時間:2023-11-13 13:51:21  

        本實用新型涉及一種火災報警技術。


        背景技術:


        物質燃燒時會產生UV185~260nm火焰窄光譜信號,地球上只有物質燃燒時才回產生UV185~260nm火焰窄光譜信號,太陽光中的UV185~260nm光譜信號在到達地球時,已基本全部衰減。日本濱松生產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特性。但電弧焊火花、雷電、X光以及太陽黑子爆發時也會產生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,通常人們利用物質燃燒產生的紅外線與紫外傳感器一起進行火焰探測,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合火災探測器,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,特別是對于現實使用的電弧焊火花或打火機、蠟燭等非火災火焰無法進行量化區別。


        對于明火或爆炸、劇烈燃燒火災,除產生紅紫外線外,點、局部、或大范圍的溫度快速上升是其最重要特征,傳統測溫傳感器因為距離原因,不能和紫外探測器復合用于對明火的快速準確探測。


        紅外溫度探測傳感器對溫度的敏感,在一定范圍內和距離無關,因此使用紅外溫度探測傳感器、紫外探測器以及計算機技術的參數進行融合的復合火焰探測器,可以根據現場要求不同,進行報警溫度門限設置以對火災火焰和非火災火焰進行相對量化區別,達到快速準確的明火火災判斷。


        技術實現要素:


        本實用新型的目的在于提供一種復合型火災探測器,以解決對火災的光譜信號檢測,存在的誤報與漏報的技術問題。


        為了實現上述發明目的,本實用新型所采用的技術方案如下:


        一種復合型火災探測器,包括防爆殼體、計算判斷報警狀態的數據處理單元電路、數據采集處理電路、通訊模塊、電源模塊、采集被測目標視場面積內的表面溫度及探測器周圍環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據采集處理電路送入數據處理單元電路,數據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;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構;電路部分安裝在殼底座內。


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


        本實用新型的優點:


        將檢測范圍小的紅外探頭進行拼接復合,并且加入了紫外光探測的探頭,大大降低了產品高精度底誤報率的問題,并且設計小型化集成。


        a)監測功能:實時檢測危險環境火焰發出的被測目標紫外光和被測目標溫度;


        b)報警功能:早期火災隱患的發現,探測器對局部點或區域的溫度異常升高的預警、火災報警功能;


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


        d)自檢功能:上電自檢和探測器故障告警;


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


        f)多參數信息有效融合,定量分析,降低誤報、漏報率,提高可靠性。


        附圖說明


        圖1是本實用新型的電路原理框圖。


        圖2是本實用新型的結構剖視圖。


        圖3是本實用新型的結構主視圖。


        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置的信息處理單元電路板,4是金屬防爆外殼。


        具體實施方式


        本實用新型的電路結構參見圖1所示,包括防爆殼體、計算判斷報警狀態的數據處理單元電路、數據采集處理電路、通訊模塊、電源模塊、采集被測目標視場面積內的表面溫度及探測器周圍環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據采集處理電路送入數據處理單元電路,數據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。紅外溫度探測單元為本質安全型電路,其他組成部分均安裝在防爆殼體內,紅外溫度與紫外火焰探測復合型火災探測器滿足GB 3836-2010防爆要求。


        本實用新型的工作原理:


        紅外溫度與紫外火焰探測復合型火災探測器,采集被測目標視場面積內的表面溫度及探測器周圍環境溫度,結合被測目標視場內的紫外光,通過軟件將采集數據進行融合算法判別,按照內部設定好的算法進行分析處理形成最終判決,給出火災預警狀態。


        紅外溫度探測單元由四個點陣式的紅外線探測頭通訊接口切換電路組成。單只點陣式的紅外線探測頭測量視場角度120° x25°,四個點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,依據國標《GB 3836.4-2010爆炸性環境第4部分:由本質安全型“i”保護的設備》附錄A之判據,工作電壓、電流遠小于最小點燃電流和電壓,可滿足防爆區域的本安規范要求。探測頭的響應時間小于1秒,滿足消防特種探測器規范要求。


        紫外線探測頭通過兩個施密特觸發器構成的多諧波振蕩器產生脈沖信號,脈沖信號經放大和升壓變壓器的升壓達到紫外探頭的工作電壓。當紫外探頭感應到紫外線的時候,紫外探頭導通,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器輸出整形,用于MCU的計數器定時采集,在一定時間(時間可設定)內計數器達到3次時,發出報警信號。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據處理單元供電,工作電壓為5V,安裝在隔爆殼體內,不會引起外部的點燃。


        本實用新型的結構參見圖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構;電路部分安裝在殼底座內。


        傳感器殼體選用經過防爆認證的成熟產品,上蓋板根據探測頭形狀設計為滿足隔爆要求的結構件,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行了隔爆設計,以滿足爆炸性環境使用要求。





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