CN101216978A - 多路管式线型感温火灾探测器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多路管式线型感温火灾探测器，特征是探测回路通过通用接头与集流块相连，集流块两个公共端分别与金属气泵和压力传感器的输入端相连接，压力传感器的另一端与参考室相连接；压力传感器通过第一电路与CPU相连接；CPU通过第三电路与多路信号输出端子相连接；CPU通过第二电路与直线步进微型电机相连接；压力仿真产生器与集流块安装在安装板上，安装板固定在盒体内。本发明可早期探测在恶劣环境下各种工业设备或物品的过热、火花、自燃等原因引起的反常温度监测和自动灭火系统联动；其报警温度、温升速率、灵敏度可设定调整；能使工程设备量降低，但保护面积反而增大；既节省设备投资，又大大节省人工安装费用。

Description

多路管式线型感温火灾探测器

技术领域

本发明涉及一种多路管式线型感温火灾探测器，具体地说是属于安全工程火灾探测报警技术领域。

背景技术

在已有技术中，现有正在应用的是第一代空气管式线型差温火灾探测器，其主要采用开关量信号报警和靠人工来实现自检；部分应用的还有第二代空气管式线型差温火灾探测器，其采用单探测管路和带老式自检装置。

第一代空气管探测器其主要工作原理是当温度正常变化时，探测管内气体压力保持平衡。当发生火灾时，现场温度急剧上升，探测管内空气受热膨胀，其膨胀速度大于泄气孔调节能力时，差温膜盒动作，发出火警信号。上述的第一代开关量空气管线型差温探测器存在两大缺点：第一，探测管的漏气或堵塞不能自动检测，要靠人工按规定的时间，采用简单的人工注气方式来检测管路是否有堵塞或漏气，如果探测管在检测周期内发生漏气，此时发生火灾则无法报警。第二是响应火灾的原理是依靠机械触点动作，这种开关量动作方式无论从理论和实践都已证明误报率较高，原因是探测器无数据分析能力，无法对管内压力膨胀速率进行判断比较，并排除由环境温度引起的误报。

而第二代空气管式线型差温火灾探测器在第一代空气管的基础上做了一些修改，但仍存在较多问题。首先探测管为单管，并且探测长度也仅为100米左右，这样一台微机处理器仅能保护100×5＝500平方米的区域(探测器保护面积(主要指空间保护)按长方型面积计算，暂按长乘宽(保护宽度为探测管周围±2.5米)计算，例如1米长探测管的保护面积为1×5＝5米²)，整个工程造价很高，并且施工量也很大。第二，其自检装置采用的是上下凸轮绞合，来推动气泵进行打气自检，而在实际应用中常常发现上下凸轮在绞合过程中很难做到每次都完全绞对吻合，这样就会使得气泵在自检时不能把泵内气体全部打尽，从而造成自检时会检查不出探测管路的末端泄漏故障。第三，探测管内采用的不是特殊性气体，其探测灵敏度还不够高，应用范围受到限制。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种多路管式线型感温火灾探测器，可早期探测在恶劣环境下各种工业设备或物品的过热、火花、自燃等原因引起的反常温度监测和自动灭火系统联动；其报警温度、温升速率、灵敏度可设定调整。

本发明的主要解决方案是这样实现的：

本发明采用探测回路通过通用接头与集流块相连，集流块两个公共端分别与金属气泵和压力传感器的输入端相连接，压力传感器的另一端与参考室相连接；第一电路、第二电路及第三电路分别设置在电路板上；压力传感器通过第一电路与CPU相连接，将压力信号转换成电信号传给CPU；CPU通过第三电路与多路信号输出端子相连接输出报警、故障信号；CPU通过第二电路与直线步进微型电机相连接；压力仿真产生器与集流块安装在安装板上，安装板固定在盒体内。

所述的探测回路由末端密封帽、探测管、螺旋连接器、进气管接头及微型电磁阀组成；探测管的一端设有末端密封帽，中间设有螺旋连接器，首端设有进气管接头；进气管接头的另一端通过盒体与微型电磁阀相连接。

所述的探测回路采用1～16路，每路探测回路为20～200米。

所述的压力仿真产生器由金属气泵、直线步进微型电机组成，对探测管进行故障检测。

所述的盒体下部设有进出线接头。

所述的CPU控制第一电路对压力传感器传送的信号进行分析处理，分析处理后的信号由CPU控制的第三电路对外传送，故障检测周期由CPU设定。

本发明与已有技术相比具有以下优点：

本发明结构简单、紧凑，合理；由于本探测器具有智能判断真假火灾功能，故由气候等外界因素的干扰所引起的相关温度变化不会产生误动作信号；一个微机处理器可带多路探测管；由于采用先进的计算机分时控制多路扫描探测管检测技术，因此具有按设定的时间间隔靠压力仿真器及多路气体采集装置，分别对各个探测管进行自动检测，自动指示探测管是泄漏，还是堵塞，能使检测管的功能更完善，不会出现气泵打气不足而检测不出探测管末端漏气的问题；其报警温度、温升速率、灵敏度可设定调整；能使工程设备量降低，但保护面积反而增大；既节省设备投资，又大大节省人工安装费用。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明电路控制方框原理图。

图3为本发明第一电路、第二电路、第三电路方框原理图。

图4为本发明气路原理图。

具体实施方式

下面本发明将结合附图中的实施例作进一步描述：

本发明主要由末端密封帽1、探测管2、螺旋连接器3、进气管接头4、高密封度微型电磁阀5(以下简称电磁阀)、盒体6、接头7、直线步进微型电机8、压力仿真产生器9、金属气泵10、进出线接头11、第一电路12、CPU13、电路板14、第三电路15、多路信号输出端子16、第二电路17、压力传感器18、参考室19、多路分时扫描气压采集系统20、安装板21、集流块22、辅助管路23等组成。

如图1所示：本发明包括敏感组件、新型多路分时扫描气压自动监测系统和含有微处理器的电子监测装置、特殊惰性探测气体。敏感组件包括外径为4-5mm内径为3-4mm的铜或不锈钢等金属空芯管探测管为200-3200米长(一路探测管最短为20米最长为200米16路探测管为3200米)及中间螺旋连接器、多路螺旋连接器，末端密封帽连接塑料管构成。多路分时扫描气压检测系统，由电磁阀、集流块，以及压力仿真产生器构成，由电子监测装置设定其工作时间间隔用以自动检测各探测管内的压力是否偏离正常值，达到自动指示管内泄漏和堵塞。含有微处理器的电子监测装置，由压力传感单元、灵敏度设置单元、微处理器单元、驱动报警单元、输入输出接口等组成。

本发明采用在探测管2的一端设有末端密封帽1，中间设有螺旋连接器3，首端设有进气管接头4；进气管接头4的另一端通过盒体6与电磁阀5相连，组成探测回路。所述的探测回路采用1～16路。每个探测回路均配一台电磁阀5，电磁阀5的另一端通过接头7与集流块22相连，集流块22两个公共端分别与金属气泵10和压力传感器18的输入端相接，压力传感器18的另一端与参考室19相接。压力传感器18通过第一电路12与CPU13相连，将压力信号转换成电信号传给CPU13。CPU13通过第三电路15与多路信号输出端子16相连输出报警、故障信号；CPU13通过第二电路17与直线步进微型电机8相接。第一电路12、第二电路17及第三电路15分别设置在电路板14上。由金属气泵10、直线步进微型电机8组成新型压力仿真产生器9；盒体6的下部设有进出线接头11；新型压力仿真产生器9与集流块22安装在安装板21上，安装板21固定在盒体6内。

如果探测回路有四路，则电磁阀5采用四台，对应一至四路探测回路的电磁阀5分别为一号电磁阀至四号电磁阀，火警探测时，由CPU13控制的第二电路17对一号电磁阀发出开启信号，一号电磁阀开启，其它电磁阀处于关闭状态，一路探测回路的气压通过辅助管路23、集流块22输送至压力传感器18，由CPU13控制的第一电路12对压力传感器18传送的信号进行分析处理，分析处理后的信号由CPU13控制的第三电路15对外传送，至此完成一路探测回路的火警探测，由CPU13控制的第二电路17发出信号关闭一号电磁阀，同时开启二号电磁阀对二路探测回路进行火警探测，检测过程同上，以此类推对三路探测回路和四路探测回路进行火警检测，至此完成了一个火警探测周期，然后再按照上述步骤依次对一路、二路、三路、四路探测回路循环进行火警探测。

多路分时扫描气压采集系统20对各个探测回路的故障检测是穿插在上叙火警探测过程中完成的，在对每路探测回路进行火警探测后，由金属气泵10、直线步进微型电机8组成新型压力仿真产生器9对探测管进行故障检测，探测回路的气压通过辅助管路23、集流块22输送至压力传感器18，由CPU13控制的第一电路12对压力传感器18传送的信号进行分析处理，分析处理后的信号由CPU13控制的第三电路15对外传送，故障检测周期可由CPU13设定。

如图2所示：密封的各个探测管所处环境温度的变化导致管内的空气压力发生变化，通过多路分时扫描气压采集系统将气压的变化传到压力传感器，并由压力传感器检测后输出变化的电平信号，经过滤波电路滤除噪声，AD转换电路把模拟量信息数字化后，送入CPU(或微处理器)进行数据运算、分析和判断，CPU(或微处理器)经过一定的算法处理输出温度传感器状态信息至输出控制电路，实现火灾报警。更改灵敏度设置电路的设置可设定不同的火警灵敏度等级。CPU(或微处理器)定时开启故障检测电路，新型压力仿真产生器运作，通过多路分时扫描气压采集系统，按照一定周期对各路探测回路施加一定的气压，通过检测各路探测回路的气压变化来判断各路探测回路的传感气路是否有泄漏、堵塞现象发生，实现探测器故障报警。

如图3所示：本发明启动后，CPU(或微处理器)先进行程序初始化和清零，然后线路板中的第二电路发出电信号开启一路探测回路的电磁阀，线路板中的第一电路对一路探测回路的气压进行检测，如果检测到火警信号，则通过CPU对第三电路发出命令，第三电路驱动报警灯亮并通过火警继电器对外发出火警信号，然后第一电路对火警信号进行复位，复位完毕后线路板中的第二电路发出信号关闭一路探测回路的电磁阀，开启二路探测回路的电磁阀，线路板中的第一电路对二路探测回路的气压进行检测，检测过程同上；如果线路板中的第一电路没有检测到一路探测回路中的火警信号，线路板中的第二电路则发出信号关闭一路探测回路的电磁阀，开启二路探测回路的电磁阀，线路板中的第一电路对二路探测回路的气压进行检测，检测过程同上；依此类推对三路探测回路和四路探测回路进行火警检测，并在设定的时间内循环对每路探测回路进行火警检测；在设定的时间内火警检测完毕后CPU(或微处理器)开启故障检测电路对每路探测回路进行一次故障检测，故障检测流程同火警检测流程，只是在检测过程中增加线路板中的第二电路发出信号驱动新型压力仿真产生器运行的过程，每路探测回路的火警及故障的检测时间可由CPU(或微处理器)设定，整个回路的火警的循环检测周期也可由CPU(或微处理器)设定。

如图4所示：火警检测时，一路探测回路的电磁阀开启，一路探测回路的气压通过集流块进入压力传感器，压力传感器对气压进行检测，检测信号(如火警信号、运行信号)经过线路处理后对外传输，然后信号复位，一路探测回路的电磁阀关闭，二路探测回路的电磁阀开启，二路探测回路的气压通过集流块进入压力传感器，压力传感器对气压进行检测，检测信号(如火警信号、运行信号)经过线路处理后对外传输，然后信号复位，二路探测回路的电磁阀关闭，依此类推对三路探测回路和四路探测回路进行火警检测；故障检测时，一路探测回路的电磁阀开启，新型压力仿真产生器动作对一路探测回路施加一定的气压，气压通过集流块进入压力传感器，压力传感器对气压进行检测，检测一路探测回路的气压变化来判断一路探测回路的传感气路是否有泄漏、堵塞现象发生，检测信号(如故障信号)经过线路处理后对外传输，然后信号复位，一路探测回路的电磁阀关闭，二路探测回路的电磁阀开启，检测过程同一路探测回路的检测，依此类推对三路探测回路和四路探测回路进行故障检测。

本发明型的工作原理是：

火灾时，某个探测管受热，导致其内部的气体体积的膨胀并使相关压力按一定速率增加，这个压力增加值及速率值被输入到电子检测装置中，借助于压力传感模拟量处理技术，通过微处理器软件设定的数值指令，进行判断比较，然后发出差温或定温火灾报警信号。由于本探测器具有智能判断真假火灾功能，故由气候等外界因素的干扰所引起的相关温度变化不会产生误动作信号。探测器采用先进的计算机分时控制多路扫描探测管检测技术，因此具有按设定的时间间隔靠压力仿真器及多路气体采集装置，分别对各个探测管进行自动检测，自动指示探测管是泄漏，还是堵塞，改进后的自检装置使得检测管的功能更完善，不会出现气泵打气不足而检测不出探测管末端漏气的问题。充入管内的特殊惰性气体使得探测灵敏度与以往相比更高，当探测器受到相同的热量，新型探测器的受热比例与老式探测器相比明显要小的多，因此这样不仅能在火灾发生的及早期就能作出报警提示，而且使得每路探测管长度能达到200米，远超老式探测器(老式探测器探测管长度国内产品100米，国外产品130米)。多路式探测管使得探测器的保护面积更大，应用范围更广。例如同一大楼多层住宅，以往需要多套探测器，而现在只需要1台就可解决多层大楼火灾同时监控的问题。过去的一台老式探测器(第一、第二代管式探测器)只能保护100×5＝500平方米的区域，而现在新式探测器(属于第三代管式探测器)一个微机头可带16根(单根长度最大为200米、最小为20米)探测管，这样最大保护面积为200×5×16＝16000平方米(探测器保护面积(主要指空间保护)按长方型面积计算，暂按长乘宽(保护宽度为探测管周围±2.5米)计算，例如1米长探测管的保护面积为1×5＝5米²)，这样使得工程设备量降低，但保护面积反而增大。既节省设备投资，又大大节省人工安装费用。

Claims (6)

1.一种多路管式线型感温火灾探测器，包括探测回路，其特征是采用探测回路通过接头(7)与集流块(22)相连接，集流块(22)两个公共端分别与金属气泵(10)和压力传感器(18)的输入端相连接，压力传感器(18)的另一端与参考室(19)相连接；第一电路(12)、第二电路(17)及第三电路(15)分别设置在电路板(14)上；压力传感器(18)通过第一电路(12)与CPU(13)相连接，将压力信号转换成电信号传给CPU(13)；CPU(13)通过第三电路(15)与多路信号输出端子(16)相连接输出报警、故障信号；CPU(13)通过第二电路(17)与直线步进微型电机(8)相连接；压力仿真产生器(9)与集流块(22)安装在安装板(21)上，安装板(21)固定在盒体(6)内。

2.根据权利要求1所述的多路管式线型感温火灾探测器，其特征在于所述的探测回路由末端密封帽(1)、探测管(2)、螺旋连接器(3)、进气管接头(4)及微型电磁阀(5)组成；探测管(2)的一端设有末端密封帽(1)，中间设有螺旋连接器(3)，首端设有进气管接头(4)；进气管接头(4)的另一端通过盒体(6)与微型电磁阀(5)相连接。

3.根据权利要求1或2所述的多路管式线型感温火灾探测器，其特征在于所述的探测回路采用1～16路，每路探测回路为20～200米。

4.根据权利要求1所述的多路管式线型感温火灾探测器，其特征在于所述的压力仿真产生器(9)由金属气泵(10)、直线步进微型电机(8)组成，对探测管进行故障检测。

5.根据权利要求1所述的多路管式线型感温火灾探测器，其特征在于所述的盒体(6)下部设有进出线接头(11)。

6.根据权利要求1所述的多路管式线型感温火灾探测器，其特征在于所述的CPU(13)控制的第一电路(12)对压力传感器(18)传送的信号进行分析处理，分析处理后的信号由CPU(13)控制的第三电路(15)对外传送，故障检测周期由CPU(13)设定。

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