CN101164639B - 一种带短路故障报警的不可恢复式线型感温探测器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种带短路故障报警的不可恢复式线型感温探测器，所述线型感温探测器包括探测线缆，电阻，和电阻信号测量装置，所述探测线缆包括至少两根并行设置的探测导体和可熔融绝缘层，所述探测线缆进一步包括半导体层，其中，所述半导体材料层和可熔融绝缘层设置在所述探测导体之间，隔开所述探测导体。本发明的探测器能区分短路故障和火灾短路，消除了现有探测器无法区分短路故障和短路火警这两种情况的缺点，解决了现有技术中没有短路故障报警的问题。因此，本发明具有提高了不可恢复式线型感温探测器的火灾报警可靠性的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种不可恢复式线型感温探测器，特别是涉及一种带短路故障报警的不可恢复式线型感温探测器。
背景技术
目前使用的传统的不可恢复式线型感温探测器是一种用途广泛的火灾探测器。图1及图2所示出了传统的不可恢复式线型感温探测器的探测线缆及其探测线缆的截面图。在该探测器的探测线缆中，有一个护套1，该护套内有两根(或两根以上，如三根、四根等)探测导体3绞合在一起，探测导体可为弹性导体，如记忆合金丝等，探测导体外面用有一定融点或熔点的塑料层2包覆，当探测电缆受热时，温度达到一定程度后，塑料层软化或融化，在弹性导体(或记忆合金丝)的弹力作用下，导体之间相互接触，即发生短路，从而达到火警的目的。这种探测器的优点是：当探测电缆上任意一点的温度达到设定的报警温度后，探测电缆均可短路报警，探测器报警灵敏度与受热长度无关，因此对保护对象局部过热或外来火源引起的火灾的探测灵敏度很高；同时，当探测器的其中一探测导体发生断路时，也可进行故障报警。缺点是这种感温探测器没有短路故障报警功能，短路情况下只有火灾报警功能，短路故障和短路火警信号无法区分。因此，需要有一种能区分短路故障与火灾短路的，带短路故障报警的不可恢复式线型感温探测器。
发明内容
本发明的目的在于提供一种带短路故障报警的不可恢复式线型感温探测器，该探测器能区分短路故障和短路火警，从而能对不同情况分别进行短路故障报警和火灾报警，解决了现有技术中不可恢复式线型感温探测器没有短路故障报警的缺点，提高了不可恢复式线型感温探测器的可靠性。
本发明的目的是由下述技术方案实现的：一种带短路故障报警的不可恢复式线型感温探测器，所述线型感温探测器包括探测线缆，电阻，和电阻信号测量装置，所述探测线缆包括至少两根并行设置的探测导体和可熔融绝缘层，其特征在于：所述探测线缆进一步包括半导体层，其中，所述半导体层和可熔融绝缘层设置在所述探测导体之间，隔开所述探测导体。
在本发明中，不可恢复式线型感温探测器的探测线缆还进一步包括导电层，设置在所述半导体材料层和所述可熔融绝缘层之间，与所述半导体材料层和所述可熔融绝缘层并行。所述导电层是断续的导电层或连续的导电层，提供断续的导通或连续的导通。所述导电层可由金属丝，非金属丝，金属片，金属箔带，空心柱状金属套，导电胶，或导电涂料制成。
本发明的不可恢复式线型感温探测器还包括护套，包覆在所述探测线缆之外。
本发明中的不可恢复式线型感温探测器，所述探测导体中至少一根是弹性导体。所述弹性导体为弹性钢丝或记忆合金丝。所述记忆合金丝的马氏体逆相变终了温度Af的设计值在20℃～140℃的范围内。
在本发明的不可恢复式线型感温火灾探测器中，所述半导体层至少由PTC、CRT、NTC、导电橡胶、导电淘瓷中的一种制成。所述可熔融绝缘层的熔化温度在40℃～180℃。所述可熔融绝缘层至少由蜡、萘蒽、硬脂酸、结晶玫瑰、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙稀中的一种制成。
与现有技术相比，本发明的探测器是在现有的不可恢复式线型感温探测器的两极导体之间增加一层半导体材料层，使得在不同情况下测量到的探测线缆电阻值不同，从而使短路故障和火灾短路得以区分，消除了现有探测器无法区分短路故障和短路火警这两种情况的缺点，解决了现有技术中不可恢复式线型感温探测器没有短路故障报警的问题，同时，本发明的不可恢复式线型感温探测器还可提供断路故障等功能，从而使本发明的不可恢复式线型感温探测器具有很高的可靠性。
附图说明
图1示出传统的不可恢复式线型感温探测器探测线缆的示意图；
图2示出传统的不可恢复式线型感温探测器探测线缆截面的示意图；
图3示出根据本发明一个实施例的不可恢复式线型感温探测器探测线缆横截面的示意图；
图4示出根据本发明一个实施例的不可恢复式线型感温探测器探测线缆纵截面的示意图；
图5示出本发明的不可恢复式线型感温探测器的等效电路示意图；和
图6示出本发明另一实施例的不可恢复式线型感温探测器探测线缆横截面的示意图。
具体实施方式
以下结合附图，详细说明本发明的感温探测器。
本发明的不可恢复式线型火灾感温探测器包括探测线缆，还包括电阻，和电信号测量装置等，探测线缆包括两根探测导体，设置在两根探测导体之间的半导体层和可熔融绝缘层。图3示出本发明的不可恢复式线型火灾感温探测器的线型温度感知元件，如探测线缆部分横截面的示意图，图4示出探测线缆纵截面的示意图。如图3和图4所示，在本发明的不可恢复式线型火灾感温探测器中，探测线缆包括，两根探测导体4、5，设置在两根探测导体之间的半导体材料层7和可熔融绝缘层6。本发明的不可恢复式线型火灾感温探测器还包括电阻R2，和电信号测量装置9，如图5所示。在本发明中，两根探测导体4和5是并行设置，即，是齐头并进的。并行设置即可包括同轴地设置，也可包括设置成互相平行，或互相缠绕，等等。半导体层7和可熔融绝缘层6设置在两根探测导体4和5之间，与探测导体4和5并行，隔开这两根探测导体，可熔融绝缘层的熔化温度可优选在40℃～180℃。
图5是示出本发明的线型火灾感温探测器的等效电路图。如图5所示，本发明的不可恢复式线型火灾感温探测器包括电阻R2，和电信号测量装置9，探测导体4和5等效为导线10和11，可熔融绝缘层6等效为图中的开关K，和半导体材料层7等效为图中的电阻R1，其中，电阻R2为线型温度感知元件的终端电阻，其值优选为1kΩ～20MΩ，电阻信号测量装置9的信号输入端与探测导体的一端电连接，电阻R2与探测导体的另一端相连，即，电信号测量装置9接在线型温度感知元件的一端，电阻R2接在另一端。
正常运行情况下，即，没有火灾，也没有故障的情况下，也就是可熔融绝缘层完好无损，与半导体材料层一起隔开探测导体的情况下，这时开关K没有闭合，电信号测量装置9对线型温度感知元件测量的结果是电阻值R为电阻R2的阻值，即R＝R2。
当出现断路故障时，如线型温度感知元件某处发生断路，如探测器的两探测导体中至少一根发生断路等，此时可熔融绝缘层可能仍保持完好，仍与半导体材料层一起隔开探测导体，即：相当于图5中的开关K没有闭合，但导线10、11和电阻R2形成电路某处发生断路。因此，此时电信号测量装置对探测线缆测量的结果是其电阻值R为无穷大，即R＝∞。这时，电信号测量装置9发出断路故障信号，进行断路故障报警。
当出现短路故障时，如在没有火灾的情况下，探测器探测线缆的两根探测导体之间在某处出现完全导体性接触，即出现短路故障，相当于图5中导线10、11和电阻R2形成电路某处发生短路时，此时，可熔融绝缘层可能仍保持完好，图5中开关K没有闭合，但由于电路短路，所以电信号测量装置对线型温度感知元件，即探测线缆测量的电阻R结果近似为零，即R≈0。这时电信号测量装置9发出短路故障信号，进行短路故障报警。
当发生火灾时，即，当探测器的线型温度感知元件受热，其温度随之上升，在探测器线型温度感知元件受热，温度升高达到可熔绝缘层的软化温度区域时，可熔绝缘层熔化，软化或融化，两个探测导体在弹力作用下，消除了探测器探测线缆受热部分的两个探测导体之间的可熔融绝缘层。这在图5的等效电路中，相当于图中标号8所示之处的线型温度感知元件的可熔融绝缘层熔化，8处的开关K闭合。这时，探测器受热部分的两个探测导体之间仍有半导体材料层，此部分可等效为图5中7a处的电阻R1，则电信号测量装置测量的电阻R的值由等效电阻R1和终端电阻R2并联决定，电阻R的测量值小于终端电阻R2的电阻值，即0＜R＜R2。根据此测量结果电阻信号测量装置将输出火灾报警信号。
本实施例的线型感温火灾探测器可以根据电信号测量装置测量的不同结果可靠地发出不同的报警信号，大大地提高了不可恢复式线型感温火灾探测器的可靠性。
在本发明中，探测线缆的两根探测导体4和5中至少有一根探测导体可以是弹性导体，如弹性钢丝或记忆合金丝等，另一根探测导体可以是金属丝，或是弹性导体，如弹性钢丝或是记忆合金丝等。记忆合金丝可以采用镍钛记忆合金、镍钛铜记忆合金、铁基记忆合金、铜基记忆合金及具有记忆功能的其它材料等。记忆合金丝的马氏体逆相变终了温度Af的设计值优选在20℃～140℃范围内。
在本发明中，探测线缆可以包括两根或两根以上的探测导体，探测导体可并行设置，如同轴设置，或互相平行或缠绕设置等，半导体层和可熔融绝缘层设置在探测导体之间，与探测导体并行。如当探测导体互相平行或同轴设置时，半导体材料层及可熔融绝缘层可设置在探测导体之间与探测导体平行或同轴。当探测导体互相缠绕设置时，半导体材料层和可熔融绝缘层可以是以常规的包覆形式包覆在探测导体上，再完成缠绕设置。包覆可以是在其中一根探测导体外先包覆一层半导体材料层，再包覆一层可熔融绝缘层，或反之，先包覆可熔融绝缘层，再包覆半导体材料层，等等。当然，也可将半导体材料层和可熔融绝缘层分别包覆在不同的探测导体上等。
在本发明中，半导体层可至少采用PTC、CRT、NTC、导电橡胶、导电陶瓷等半导体特性的材料之一制造，当然也可采用其它适当的材料制造，半导体层的厚度可以优选在0.1-5毫米之间。可熔融绝缘层可以至少采用蜡、萘蒽、硬脂酸、结晶玫瑰、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙稀等材料，当然也可采用其它的适当的材料制成，可熔融绝缘层的涂层厚度可以优选在0.1-2毫米之间。
图6示出了本发明的具有短路故障报警功能的不可恢复式线型感温探测器的另一个实施方案。如图6所示，在本实施方案中，本发明的线型感温探测器的线型温度感知元件包括两根并行设置的探测导体13、14，半导体材料层15，导电层16，和可熔融绝缘层17。探测器还可包括电阻R2(未示出)和电信号测量装置(未示出)。其中，半导体层15和可熔融绝缘层17设置在两根探测导体13和14之间，与探测导体13和14并行，隔开这两根探测导体，导电层16设置在半导体材料层15和可熔融绝缘层17之间，与半导体材料层15和可熔融绝缘层17并行，隔开半导体材料层15和可熔融绝缘层17。
本实施例中，除以上所述的工作过程之外，由于在半导体材料层15和可熔融绝缘层17之间并行地设置有导电层16，可以增大电信号测量装置火灾报警测量值R与正常运行情况下的测量值R＝R2之间的差值，从而提供更准确的火灾报警。
在本实施例中，导电层16可以是断续的也可以是连续的，即，导电层可以是断续导通，也可以是连续导通的。导电层16与半导体材料层15和可熔融绝缘层17并行，并且设置在它们之间，导电层可采用以下几种方式设置：缠绕设置，平行设置，同轴设置，等等，当然也可采用其它已知的方式设置。
导电层可以是至少由金属丝、非金属丝、金属片、金属箔带、空心柱状金属套、导电胶或涂料等材料制成。
断续导通的导电层可以用金属丝，非金属丝，金属片，金属箔带，空心柱状金属套等预先做好，也可以是由连续导通的导电层设置好后再用机械切割等物理或化学方法将其制成断续导通的状态。如导电层是由导电胶或涂料类材料制成的情况下，断续导通的导电层可以是采用断续地涂抹，喷涂或浸入等方式在半导体材料层外或可熔融绝缘层外沿长度方向直接形成断续导通的一个导电带/层，也可以是连续导通的导电漆或涂料带/层在设置好后再用如机械切断等物理或化学方法处理成断续导通的状态。断续导通的导电层每段的导电长度优选大于0.05m，导电段之间断续的距离，即，不导电的长度优选为0.1～10mm。
如前所述，两根探测导体可并行设置，如可同轴设置，平行设置或缠绕设置，等，半导体材料层和可熔融绝缘层可并行地设置探测导体之间，与前述类似，导电层16可并行地设置在半导体材料层和可熔融绝缘层之间。在探测导体采用缠绕设置的方式下，半导体材料层，导电层和和可融熔绝缘层可包覆一根探测导体上，也可以分别包覆在两根不同的探测导体上，如一根探测导体包覆有半导体材料层和导电层，另一根包覆有可熔融绝缘层，或一根包覆有半导体层，另一根包覆有导电层和可熔融绝缘层，等等。在探测导体平行设置或同轴设置的情况下，与前述类似，半导体层，导电层和可熔融绝缘层设置在探测导体之间。
在本发明的具有短路故障报警功能的不可恢复式线型感温探测器中，还可在其线型感温火灾探测线缆外包覆有护套，起保护和绝缘作用。如在探测导体，半导体层，和可熔融绝缘层，或者在探测导体，半导体层，导电层和可熔融绝缘层外包覆有护套，等。
虽然，以上结合附图和实施方案对本发明进行了说明，但应能理解，本领域技术人员可在不偏离本发明的实质精神和范围的情况下对本发明进行变化或改进。例如，虽然上述实施方案中仅示出包括两条探测导体的情况，但是对于本领域技术人员来，完全可以根据需要采用两条以上的探测导体，如线型温度感知元件可包括三条探测导体，等等，半导体层，导电层，和可熔融绝缘层可与至少两条探测导体并行设置，并且设置在至少两条探测导体之间，使至少两条探测导体相互隔开，等等。
Claims (12)
1.一种带短路故障报警的不可恢复式线型感温探测器，所述线型感温探测器包括探测线缆，电阻，和电阻信号测量装置，所述探测线缆包括至少两根并行设置的探测导体和可熔融绝缘层，其特征在于：所述探测线缆进一步包括半导体层，其中，所述半导体材料层和可熔融绝缘层设置在所述探测导体之间，隔开所述探测导体。
2.根据权利要求1所述的不可恢复式线型感温探测器，进一步包括护套，包覆在所述探测线缆之外。
3.根据权利要求1所述的不可恢复式线型感温探测器，其特征在于，所述探测线缆进一步包括导电层，设置在所述半导体材料层和所述可熔融绝缘层之间，与所述半导体材料层和所述可熔融绝缘层并行。
4.根据权利要求3所述的不可恢复式线型感温探测器，其特征在于：所述导电层是断续的导电层或连续的导电层，提供断续的导通或连续的导通。
5.根据权利要求4所述的不可恢复式线型感温探测器，进一步包括护套，包覆在所述探测线缆之外。
6.根据权利要求4所述的不可恢复式线型感温探测器，其特征在于：所述导电层至少由金属丝，非金属丝，金属片，金属箔带，空心柱状金属套，导电胶，或导电涂料制成。
7.根据权利要求1-6任意一个所述的不可恢复式线型感温探测器，其特征在于，所述探测导体中至少一根是弹性导体。
8.根据权利要求7所述的不可恢复式线型感温探测器，其特征在于：所述弹性导体为弹性钢丝或记忆合金丝。
9.根据权利要求8所述的不可恢复式线型感温探测器，其特征在于：所述记忆合金丝的马氏体逆相变终了温度Af的设计值在20℃～140℃的范围内。
10.根据权利要求7所述的不可恢复式线型感温探测器，其特征在于：所述半导体层至少由PTC、CRT、NTC、导电橡胶、导电陶瓷中的一种制成。
11.根据权利要求7所述的不可恢复式线型感温火灾探测器，其特征在于：所述可熔融绝缘层的熔化温度在40℃～180℃。
12.根据权利要求11所述的不可恢复式线型感温火灾探测器，其特征在于：所述可熔融绝缘层至少由蜡、萘蒽、硬脂酸、结晶玫瑰、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙稀中的一种制成。
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