CN101246628B - 线型多参数复合火灾探测器 - Google Patents

Abstract

本发明为线型多参数复合火灾探测器。其可以对多火灾特征参数进行采集、分析，实现对监测区域的火灾探测，从而消除环境参数变化引起的探测器误报现象发生，并可大大提高探测器的灵敏度。其包括传感器、微处理器接口、火灾报警控制器，其特征在于：所述传感器为多参数复合传感器，所述多参数复合传感器由独立复合传感器并接而成，所述独立复合传感器包括半导体气敏传感器、红外烟雾传感器、红外热敏传感器、红外火焰传感器，数据采集单元将复合传感器发出的信息进行A/D变换，形成数子量信号，中央处理单元将数子量信号通过数据通讯接口单元输至微处理器接口，地址编码单元固化唯一标识的地址编码作为复合传感器的地址识别码，微处理器接口对各独立复合传感器进行巡检，火灾报警控制器根据微处理器接口输出的相应信息作出判断后控制报警。

Description

线型多参数复合火灾探测器

(一)技术领域

本发明涉及火灾探测报警技术领域，具体为对火灾发生之前或初期异常状态监测报警的线型多参数复合火灾探测器。

(二)背景技术

随着世界经济建设的飞速发展，大型的电厂、钢厂及化工厂纷纷上马投产，但同时一个不容人们忽视的安全生产问题也成为倍受关注的话题。由于上述企业的生产工艺复杂，大部分的生产场所环境恶劣，存在很大的安全隐患，为了保障企业的安全生产，绝大多数企业在投产前都按照国家相关规定的要求设置火灾探测报警系统。但这些工矿企业的一些特殊场所如：各类地下、地上隧道、大空间大支架的厂房及具有爆炸危险的场所，具有火灾生成产物复杂、自然环境恶劣等特点，而且上述场所的特殊建筑结构直接影响火灾的准确探测，因此尽管目前在电力、冶金及石化企业的生产场所内设置了火灾自动报警系统，仍然不能非常有效的实现部分特殊场所初期火灾的准确探测，这些特殊场所是火灾隐患已经成为影响工矿企业安全生产的重要因素。

上述的这些特殊场所，由于其环境和建筑格局的特殊性，常规的点型火灾探测器并不适用，目前在这些特殊场所火灾探测的主要手段为采用单参数的线型火灾探测器。主要有：线型感温火灾探测器、线型感烟火灾探测器、线型可燃气体探测器等，这些探测器在实际应用过程中均存在一些缺点。火灾从起燃的瞬间开始，就在周围产生各种各样的现象统称为火灾特征。一般火灾过程主要有烟雾释放特征、热能释放特征、光能释放特征及气体变化特征等几种典型的火灾特征，通过实时监测、分析保护区域相应火灾特征的环境参数变化情况就可以实现对特定场所火灾的探测报警。目前现有的线型火灾探测器，均是通过监测保护区域内单一的温度、烟雾及气体信息变化实现对火灾探测的，单一的传感机理经常会受到类似火灾特征环境参数变化的影响而误报火警。再者，目前的线型火灾探测器均是利用特定火灾特征参数在监测区域的整体变化而引起的空间效应，实现对该区域的火灾探测的，如线型光束感烟探测器是利用火灾过程产生的烟雾在空间扩散后对探测器探测光路造成衰减，从而实现对特定保护区域的火灾探测的，该类探测器无法像点型探测器那样通过特定的安装位置确定某一“火灾特征”参数发生变化，即无法显示异常区段具体位置，对于电缆隧道这种类狭长保护区域，一旦发生报警，消防管理人员不能及时准确的确定火灾隐患的具体位置，无法快速的采取相应的应急措施，可能浪费宝贵的救援时间。单一参数的线形火灾探测器的另几个缺点是：感烟探测器调试安装比较困难，现场稍有震动则正常发出的平行光束就会引起错位而导致误报火警；感温探测器主要是采集绝缘电阻变化，由于受材料变化变质的固有特性，使绝缘特性发生离散而导致传感器基本性能不可靠，不稳定，另一个缺点就是探测器用于和自动灭火系统联动时要求两种以上探测器组合判断后才能启动灭火系统，因此成本加大一倍以上。

(三)发明内容

针对目前线型火灾探测器传感机理单一的缺点，本发明提供了一种线型多参数复合火灾探测器，其可以对多火灾特征参数进行采集、分析，实现对监测区域的火灾探测，从而削除环境参数变化因素影响引起的探测器误报现象发生，并可大大提高探测器的灵敏度，方便消防人员的管理和维护。

其技术方案是这样的：其包括传感器、微处理器接口、火灾报警控制器，其特征在于：所述传感器为多参数复合传感器，所述多参数复合传感器由独立复合传感器并接而成，所述独立复合传感器包括半导体气敏传感器、红外烟雾传感器、红外热敏传感器、红外火焰传感器，数据采集单元将半导体气敏传感器、红外烟雾传感器、红外热敏传感器、红外火焰传感器发出的信息进行A/D变换，形成数子量信号，中央处理单元将数子量信号通过数据通讯接口单元输至微处理器接口，地址编码单元固化唯一标识的地址编码作为独立复合传感器的地址识别码，微处理器接口对各独立复合传感器进行巡检，火灾报警控制器根据微处理器接口输出的相应信息作出判断后控制报警。

其进一步特征在于：所述微处理器接口的硬件电路装置包括对多参数复合传感器供电的供电单元、数据通讯单元、灵敏度设置单元、地址识别及状态检测单元，数据通讯单元实时向所述独立复合传感器发送信息，并接收独立复合传感器的应答信息，数据通讯单元将信息传递给运算处理单元，运算处理单元读取地址识别及状态检测单元的信息与独立复合传感器应答的地址信息和状态信息进行比较，控制输出控制单元驱动火警指示单元、故障指示单元、报警区段信息显示单元输出信息到火灾报警控制器，由火灾报警控制器作出判断后控制报警；所述相并接的独立复合传感器之间的距离为5米；所述相并接的独立复合传感器以及之间的连接导线其外部用绝缘护套塑封。

本发明的优点是：1、可以实时采集监测区域内火灾隐患相关的气体、烟雾、温度、火焰参数信息，微处理器接口通过对各个复合传感器采集值的综合分析，判断监测区域真实的火灾隐患情况，增加了火灾探测的准确性和可靠性；2、通过对物质燃烧过程的初期气体生成物参数和烟雾参数的变化进行综合分析可以提早探测区域的初期火灾，实现火灾的超早期探测，将火灾的损失降到最低；3、可以实现地下电缆沟道等狭长空间火灾发生位置的定位检测；4、可以根据所监视现场环境的实际特点灵活进行传感参数配置，实现多参数的传感器的任意组合，工程适应性强；5、气敏传感、红外烟雾传感、红外热敏传感、红外火焰传感四种探测机理集成化设计，极大的提高了探测器的性价比，从而避免了现有探测器其传感机理单一、探测的准确性、可靠性差，无法实现定位检测的缺点。

(四)附图说明

图1为独立复合传感器的构成框图；

图2为多参数复合传感器构成示意图；

图3为本发明的方框图。

(五)具体实施方式

见图1、图2、图3，本发明包括多参数复合传感器、微处理器接口、火灾报警控制器，多参数复合传感器由独立复合传感器6并接而成，独立复合传感器6包括半导体气敏传感器、红外烟雾传感器、红外热敏传感器、红外火焰传感器，数据采集单元将半导体气敏传感器、红外烟雾传感器、红外热敏传感器、红外火焰传感器发出的信息进行A/D变换，形成数子量信号，中央处理单元将数子量信号通过数据通讯接口单元输至微处理器接口，地址编码单元固化唯一标识的地址编码作为独立复合传感器的地址识别码，微处理器接口对各独立复合传感器进行巡检；微处理器接口的硬件电路装置包括对多参数复合传感器供电的供电单元、数据通讯单元、灵敏度设置单元、地址识别检测单元，数据通讯单元实时向独立复合传感器发送信息，并接收独立复合传感器的应答信息，该应答信息包含独立复合传感器地址信息和状态信息，数据通讯单元将信息传递给运算处理单元，运算处理单元读取地址识别及状态检测单元的信息与独立复合传感器应答的地址信息和状态信息进行比较，判断是否有异常事件发生，如果有异常时间发生，运算处理单元则控制输出控制单元驱动火警指示单元、故障指示单元、报警区段信息显示单元输出报警指示信息和区段显示信息，通过火灾报警控制器报警；相并接的独立复合传感器之间的距离为5米；相并接的独立复合传感器以及之间的连接导线其外部用绝缘护套塑封。

四根导线1、2、3、4中，其中导线1、2为线型多参数复合火灾探测器的供电线路；导线3、4为线型多参数复合火灾探测器的数据传输线路，导线1、2、3、4与独立复合传感器的外触点采用焊接工艺牢固的焊接在一起，7为焊点。微处理器接口通过导线1、2为多参数复合传感器提供5V的电源，用来给半导体气敏传感器、红外烟雾传感器、红外热敏传感器、红外火焰传感器、微处理器单元、数据采集单元、地址编码单元和数据通讯接口单元供电，半导体气敏传感器、红外烟雾传感器、红外热敏传感器、红外火焰传感器分别实时监测该独立复合传感器周围环境的气体、烟雾、温度、火焰参数，各独立复合传感器分别将采集的气体、烟雾、温度、火焰参数信息转化为电信号并经各独立复合传感器内部的自带信号放大电路进行放大处理，经放大处理的传感信号通过数据采集单元进行A/D交换采集，形成数子量信号，中央处理单元分别对四路传感器的数字量信号进行采集，并控制数据通讯单元将四路采集值分别通过导线3、4传输至微处理器接口，地址数码单元固化唯一标识的地址编码作为该独立复合传感器的地址识别码，微机处理接口通过导线3、4对线型复合火灾探测器的各独立复合传感器进行巡检，各独立复合传感器分时将采集的监测区域的气体、烟雾、温度、火焰参数的数字量信号及地址信息传输给微机处理接口。

线型多参数复合火灾探测器的工作原理：微处理器接口通过对独立复合传感器采集的四种参数进行综合分析判断，确定现场是否有真正的火灾隐患发生，每个独立复合传感器内置地址编码单元，具有唯一识别的地址编码，微处理器接口通过调用独立复合传感器的地址编码信息来识别独立复合传感器的物理位置，即微处理器接口按照时序接收每个独立复合传感器发来的现场四种变化参数，经综合分析判断后确定监测区域是否有真正的火灾隐患发生，如果确认现场情况异常，则驱动火灾报警信息输出，并循环显示异常区段的位置(可以以多少米的方式显示，也可以根据安装位置参数显示多少区、段)。当线型多参数复合火灾探测器的传输线路或独立复合传感器损坏时，微处理器接口将驱动故障信息输出，并显示故障区段的位置。基于红外检测原理实现监测区域气体、烟雾、温度及火焰等四种参数的复合探测，上述四种参数基本涵盖了一个特定场所火灾产物的主要特征信息，通过对四种参数的综合比较分析，可以及时准确的探测监测区域的火灾隐患。由于探测器是采用多火灾特征参数的采集、分析实现对监测区域的火灾探测，当线型多参数复合火灾探测器采集某一火灾特征参数发生变化时，探测器的会自动判断其余火灾特征参数的变化情况，从而削除环境参数变化因素影响引起的探测器误报现象发生，并可大大提高探测器的灵敏度，在线型多参数复合火灾探测器上每隔5米设置一个独立复合传感器，独立复合传感器可以实现对保护区域气体、烟雾、热能、光能等四种典型的火灾特征环境参数的采集，每一个独立复合传感器有一个固化的地址编码，微处理器接口通过调用独立复合传感器的地址信息识别，确定线型多参数复合火灾探测器的每个独立复合传感器的地理位置，从而确定保护区域异常区段具体位置，实现监测区域内异常区段的定位探测，并在微处理器接口或主控室CRT上显示，极大方便消防人员的管理和维护。通过人为修改灵敏度设置单元的设置信息，运算处理单元可以自动调节独立复合传感器的报警灵敏度。数据通讯单元也可以接收运算处理单元的指令信息，更改信息发送方式。每只线型多参数复合传感器最多可以配置256个独立复合传感器，实现探测距离为1280米的火灾探测。数据通讯单元的信息发送方式主要有2种：从1至256顺序地址发送信息和任意地址随机发送信息。

Claims (2)

1.线型多参数复合火灾探测器，包括传感器、微处理器接口、火灾报警控制器，其特征在于：所述传感器为线型多参数复合传感器，线型多参数复合传感器由独立复合传感器并接而成，独立复合传感器包括半导体气敏传感器、红外烟雾传感器、红外热敏传感器、红外火焰传感器，数据采集单元将半导体气敏传感器、红外烟雾传感器、红外热敏传感器、红外火焰传感器发出的信息进行A/D变换，形成数字量信号，中央处理单元将数字量信号通过数据通讯接口单元输送至微处理器接口，地址编码单元固化唯一标识的地址编码作为独立复合传感器的地址识别码；微处理器接口通过独立复合传感器的地址编码信息来识别独立复合传感器的物理位置，即微处理器接口按照时序接收每个独立复合传感器发来的现场四种变化参数，经综合分析判断后确定监测区域是否有真正的火灾隐患发生，如果确认现场情况异常，则驱动火灾报警信息输出并循环显示异常区段的位置；所述微处理器接口的硬件电路装置包括对多参数复合传感器供电的供电单元、数据通讯单元、灵敏度设置单元、地址识别及状态检测单元，数据通讯单元实时向独立复合传感器发送信息，并接收独立复合传感器的应答信息，该应答信息包括独立复合传感器地址信息和状态信息，数据通讯单元将信息传递给运算处理单元，运算处理单元读取地址识别及状态检测单元的信息与独立复合传感器应答的地址信息和状态信息进行比较，控制输出控制单元驱动火警指示单元、故障指示单元、报警区段信息显示单元输出信息到火灾报警控制器；微处理器接口通过4根导线与独立复合传感器连接，四根导线1、2、3、4中，其导线1、2为线型多参数复合火灾探测器的供电线路，导线3、4为线型多参数复合火灾探测器的数据传输线路，导线1、2、3、4与独立复合传感器的外触点采用焊接工艺牢固的焊接在一起；微处理器接口通过导线1、2为多参数复合传感器提供5V的电源，用来给半导体气敏传感器、红外烟雾传感器、红外热敏传感器、红外火焰传感器、微处理器单元、数据采集单元、地址编码单元和数据通讯接口单元供电，中央处理单元分别对四路传感器的数字量信号进行采集，并控制数据通讯单元将四路采集值分别通过导线3、4传输至微处理器接口，微处理器接口通过导线3、4对线型复合火灾探测器的各独立复合传感 器进行巡检，各独立复合传感器分时将采集的监测区域的气体、烟雾、温度、火焰参数的数字量信号及地址信息传输给微处理器接口，微处理器接口对各独立复合传感器进行巡检，火灾报警控制器根据微处理器接口输出的相应信息做出判断后控制报警；每只线型多参数复合火灾探测器最多可以配置256只独立复合传感器，各独立复合传感器之间的距离为5米，独立复合传感器实现对保护区域内的气体、烟雾、热能、光能四种典型的火灾特征环境参数的采集，以5米计，可以实现探测距离为1280米的火灾探测。

2.根据权利要求1所述线型多参数复合火灾探测器，其特征在于：所述相并接的独立复合传感器以及之间的连接导线其外部用绝缘护套塑封。 

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