CN101246629A - 一种开关量双温报警短路报故障线型探测器及报警方法 - Google Patents
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Abstract
一种开关量双温报警短路报故障线型探测器及报警方法，实现双级定温报警、短路故障输出、断路故障输出、电信号处理装置断电故障输出。电信号处理装置检测在规定时间内，两根弹性金属导体之间的阻值或电压减小的变化量大于或小于不同的设定值且两根弹性金属导体之间电阻跃变判断输出一级定温报警信号或短路故障报警信号。一级定温报警信号输出后，两根弹性金属导体之间短路，通过电信号处理装置判断输出二级定温报警信号。当没有一级报警信号时，两根弹性金属导体间短路，通过电信号处理装置判断输出短路故障信号。两根弹性金属导体其中一根断路，之间阻值相对无穷大，电信号处理装置判断输出断路故障及电信号处理装置继电器判断输出断电故障信号。
Description
技术领域
本发明涉及火灾报警装置，一种开关量双温报警短路报故障线型探测器及报警方法。
技术背景
现有技术中的一种带短路故障报警的不可恢复式线型感温探测器，申请号ZL 200620133478.2见图1：该探测器包括探测线缆、电阻、和电信号测量装置，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。正常情况下两探测导体4、5间阻间无穷大，当温度升高可熔融绝缘层6熔化，探测导体4与半导体材料层7短路报火警，当探测线缆受热或外力作用下两探测导体4、5短路时报短路故障。
上述一种带短路故障报警的不可恢复式线型感温探测器在使用过程中，因探测器只能输出一次火警，且探测线缆在受机械外力损伤而非受热情况下探测导体4与半导体材料层7也容易发生短路报火警(误报火警)。因此需要提出一种新的不可恢复式双温报警短路、断路故障输出线型感温探测器，以提高线型感温探测器在使用中的可靠性。
发明内容
本发明的目的是提供一种开关量双温报警短路报故障线型探测器及报警方法，实现双级定温报警、短路故障输出、断路故障输出、电信号处理装置断电故障输出。
一种开关量双温报警短路报故障线型探测器及报警方法，由感温电缆两端分别与电信号处理装置和终端电阻连接形成闭路信号采集电路，终端电阻R电阻值在50Ω～50MΩ优选。其特征在于感温电缆的结构是两根弹性金属导体，其中一根包覆可熔或可融PTC与NTC特性导电材料层，另一根包覆可熔或可融NTC或CTR特性材料层，两根有不同包覆层的线芯一起绞合或缠绕在一起，其绞合或缠绕节距在20mm～200mm之间优选。通过电信号处理装置，检测在规定时间内两根弹性金属导体之间的阻值或电压减小的变化量大于一设定值且两根弹性金属导体之间电阻跃变判断输出一级定温报警信号，当在规定时间内两根弹性金属导体之间的阻值或电压减小的变化量小于一设定值，且两根弹性金属导体之间电阻跃变则判断输出弹性金属导体与可熔或可融PTC与NTC特性导电材料包覆层短路故障报警信号。当温度继续升高且超过另一设定温度时，包覆可熔或可融PTC与NTC特性导电材料层软化或熔化，两根弹性金属导体之间短路，则通过电信号处理装置判断输出二级定温报警信号。当没有一级报警信号时，两根弹性金属导体间短路，则通过电信号处理装置判断输出短路故障信号。当两根弹性金属导体其中一根断路，两根弹性金属导体之间阻值相对∞大，则通过电信号处理装置判断输出断路故障信号及电信号处理装置继电器判断输出断电故障信号。
本发明一种双温报警短路报故障线型感温探测器及报警方法的突出优点是：可通过电信号处理装置根据两根弹性导体间的阻值变化判断输出两级定温报警信号、短路故障信号、断路故障信号及电信号处理装置断电故障信号输出。
一种开关量双温报警短路报故障线型探测器及报警方法，其中感温报警温度为60℃、70℃、85℃、105℃、138℃、180℃六个等级中由高低两个报警温度任意组合，制成的感温电缆，产品质量可靠性高，成本低，感温报警灵敏度高。
附图说明
图1是现有技术一种带短路报故障的不可恢复线型感温探测器示意图；
图2～4是本发明一种开关量双温报警短路报故障线型探测器及报警方法实施例1～例2结构示意图。
具体实施方式
一种开关量双温报警短路报故障线型探测器及报警方法，所述探测器例1，见图2、图3，包括感温电缆两端分别与电信号处理装置28和终端电阻27连接，终端电阻阻值在50Ω～50MΩ优选，形成闭路电阻信号采集电路，其特征在于：感温电缆是由一根弹性金属导体21包覆可熔或可融NTC或CTR特性材料层22，另一根弹性金属导体25包覆可熔或可融PTC与NTC特性导电材料层23，两根有不同材料包覆层的线体以退扭绞合方式缠绕在一起，其绞合缠绕节距在20mm～200mm之间优选，制成感温电缆。
一种开关量双温报警短路报故障线型探测器及报警方法包括按下列顺序步骤：
(一)电信号处理装置28上电阶段，电信号处理装置28上电后，故障继电器常开点闭合或常闭点断开，输出正常工作信号，同时进入线型感温探测器上电初始化A阶段；否则故障继电器常开点断开或常闭点闭合输出电信号处理装置28断电故障信号。
(二)在A阶段，电信号处理装置28检测在规定时间内弹性金属导体21与弹性金属导体25之间阻值或电压是否小于一设定阀值U，即弹性金属导体21与弹性金属导体25的可熔或可融PTC与NTC特性导电材料层23之间短路。电信号处理装置28检测在规定时间内弹性金属导体21与弹性金属导体25之间阻值或电压是否小于一设定阀值V，即弹性金属导体21与弹性金属导体25之间短路。电信号处理装置28检测在规定时间内弹性金属导体21与弹性金属导体25的阻值是否相对无穷大或电压值是否大于一设定阀值S，即弹性金属导体21、弹性金属导体25其中一根断路或全部断路，是，则电信号处理装置28判断输出短路、断路故障报警信号；否，则转入正常监视状态B阶段。
(三)在B阶段a种情况，当感温电缆受热弹性金属导体21与弹性金属导体25之间的NTC或CTR特性材料阻隔层因受热阻值或电压减小，电信号处理装置28检测在规定时间内弹性金属导体21与弹性金属导体25之间的阻值或电压减小的变化量是否大于一设定值阀W，是，则转入一级火警判断C阶段，否，则处于正常监视状态B阶段。
在B阶段b种情况，电信号处理装置28检测包覆可熔或可融NTC或CTR特性材料层22的弹性金属导体21是否与弹性金属导体25包覆的可熔或可融PTC与NTC特性导电材料层23发生短路，即发生短路后阻值或电压发是否小于一设定阀值U且大于另一设定阀值V，是，则转入一级火警判断C阶段，否，则处于正常监视状态B阶段。
在B阶段c种情况，电信号处理装置28检测弹性金属导体21与弹性金属导体25之间阻值或电压是否小于一设定值阀V，即弹性金属导体21与弹性金属导体25之间发生短路，是，则转入短路故障判断D阶段，否，则处于正常监视状态B阶段。
在B阶段d种情况，电信号处理装置28检测弹性金属导体21、弹性金属导体25，是否其中一根断路或全部断路，如果弹性金属导体21与弹性金属导体25之间阻值是否相对无穷大或电压是否大于一设定阀值S，即弹性金属导体21、弹性金属导体25的其中一根断路或全部发生断路，是，则转入故障判断D阶段，否，则处于正常监视状态B阶段。
(四)在C阶段报警方法1：当弹性金属导体21与弹性金属导体25之间的阻值或电压减小的变化量大于一设定阀值W时，且感温电缆受热超过设定温度时，包覆可熔或可融NTC或CTR特性材料层22软化或熔化，在弹性金属导体21与弹性金属导体25的弹力作用下，包覆可熔或可融NTC或CTR特性材料层22的弹性金属导体21露出，露出的弹性金属导体21与弹性金属导体25包覆的可熔或可融PTC与NTC特性导电材料层23短路，即弹性金属导体21与弹性金属导体25之间阻值或电压小于一设定阀值U，电信号处理装置28检测在规定时间内弹性金属导体21与弹性金属导体25之间的阻值或电压是否小于一设定阀值U，是，则电信号处理装置28判断输出一级定温报警信号，电信号处理装置28判断输出一级定温报警信号后自锁，一级定温报警信号自锁后转入二级火警判断E阶段；否，则转入正常监视状态B阶段。
在C阶段报警方法2：当弹性金属导体21与可熔或可融PTC与NTC特性导电材料层23之间发生短路，即阻值或电压小于一设定阀值U，阻值或电压小于一设定阀值U后阻值或电压在规定时间内是否继续发生变化且变化量大于Y，是，则电信号处理装置28判断输出一级定温报警信号，电信号处理装置28判断输出一级定温报警信号后自锁，一级定温报警信号自锁后转入二级火警判断E阶段；否，则转入故障判断D阶段。
(五)在D阶段，当弹性金属导体21与弹性金属导体25之间阻值或电压小于一设定阀值U后阻值或电压在规定时间内是否继续发生变化且变化量小于Y，即弹性金属导体21与弹性金属导体25的可熔或可融PTC与NTC特性导电材料层23之间短路。当弹性金属导体21、弹性金属导体25其中一根断路或全部断路，弹性金属导体21与弹性金属导体25之间阻值相对无穷大或电压大于一设定阀值S，即弹性金属导体21、弹性金属导体25其中一根断路或全部断路。当弹性金属导体21与弹性金属导体25之间阻值或电压小于一设定阀值V，即弹性金属导体21与弹性金属导体25之间短路，电信号处理装置28检测在规定时间内判断输出短路、断路故障报警信号。
(六)在E阶段，当一级定温报警信号输出后，感温电缆温度继续升高且超过另一设定温度时，包覆可熔或可融导电材料层23软化或熔化，弹性金属导体21与弹性金属导体25之间短路。电信号处理装置28检测弹性金属导体21与弹性金属导体25之间的阻值或电压是否小于一设定阀值V，即弹性金属导体21与弹性金属导体25之间发生短路，是，则电信号处理装置28判断输出二级定温报警信号，电信号处理装置28判断输出二级定温报警信号后自锁；否，则重复E阶段。
(七)电信号处理装置28输出一、二级定温报警信号自锁后，可通过电信号处理装置28的复位装置或通过电信号处理装置28断电复位，如果感温电缆不维修，则重新转入电信号处理装置28上电阶段。
上述实施例1的结构最外层可再挤塑或绕包外护套层24或编织外护套层26。
上述实施例1的结构最外层也可先包覆一层屏蔽层29，最后再挤塑或绕包外护套层24。
实施例2一种开关量双温报警短路报故障线型探测器及报警方法，所述探测器见图4，其特征在于感温电缆的结构：一根弹性金属导体21包覆可熔或可融PTC与NTC特性导电材料层23，再包覆可熔或可融NTC或CTR特性材料层22，然后与弹性金属导体25绞合或缠绕在一起，再挤塑或绕包外护套层24。也可是一根弹性金属导体21先包覆可熔或可融NTC或CTR特性材料层22后再包覆可熔或可融PTC与NTC特性导电材料层23，然后与弹性金属导体25绞合或缠绕在一起，再挤塑或绕包外护套层24。
上述实施例2的结构也可以是线芯绞合或缠绕在一起后，先包覆一层屏蔽层29，然后再挤塑或绕包外护套层24。
上述实施例1、例2的结构也可以是绞合或缠绕在一起后，先包覆一层绝缘带30，然后再挤塑或绕包外护套层24或编织外护套层26。
上述实施例1、实施例2的弹性金属导体21、弹性金属导体25可以是同一种材质，也可以是两种不同材质。
上述实施例1、例2结构中的可熔或可融PTC与NTC特性导电材料层23也可是可熔或可融NTC、CTR、PTC特性材料层。
上述实施例1、例2结构中的可熔或可融PTC与NTC特性导电材料在低温变化阶段呈PTC特性，在高温变化阶段呈NTC特性，PTC与NTC特性的温度转换点可调。
上述实施例1、例2的结构中也可以增加一根与原有两根线芯中任意一根相同的线芯。
上述实施例1、例2的电信号处理装置28检测包括采样、存储、对比，采样时间在0.5S～5S选定。
上述实施例1、例2的电信号处理装置28判断输出报警信号，可经过多次检测采样存储对比判断输出报警信号。
本发明导体、导体包覆层所采用的材料的特性说明：
1.可熔或可融NTC或CTR特性材料层(通用材料)：选择绝缘材料的性能是：维卡软化点为40℃～180℃，体积电阻率在108～1020Ω·cm的所有塑料、橡胶材料。
2.弹性金属导体：规格在Φ0.2mm～3.0mm之间选用。
材质可选用钢线、铜线、铁线、镍线、铂线、不锈钢、记忆合金线及上述材料的合金材料，导线外层或是镀锌、镀锡、镀铜、镀银、镀铬、镀镍。因金属线材受拉伸、延展或受热后具有一定强度和弹性，所以称为弹性金属导体。
3、可熔或可融NTC与PTC特性导电材料层(通用材料)：选择绝缘材料的性能是：维卡软化点为40℃～180℃，体积电阻率在10-2～108所有塑料、橡胶、制成的可熔或可融NTC与PTC特性导电材料或具有NTC特性、CTR特性、PTC特性的材料。
4、挤塑外护套层(通用材料)：材料可以是高分子聚合物绝缘材料或PTC、NTC、CTR特性高分子聚合物材料，也可以是半导体高分子聚合物材料。挤塑护套层的厚度在0.1mm～2.0mm之间选择。
5、屏蔽层(通用材料)：材料可以是铝塑或铜塑复合带或金属箔，厚度为0.01mm～1.0mm之间选用，宽度在2～20m之间优选。
6、编织外护套层(通用材料)：材料可以是所有塑料、金属单丝，线径在Φ0.01mm～1.0mm之间选用。
7、绝缘带(通用材料)：材料可以是所有塑料，厚度为0.01mm～1.0mm之间选用，宽度在2mm～20mm之间优选。
8、半导体材料：材料可以是维卡软化点为40℃～180℃，体积电阻率在10-2～108所有塑料、橡胶制成。
Claims (9)
1、一种开关量双温报警短路报故障线型探测器及报警方法，其中所述探测器是由感温电缆两端分别与电信号处理装置(28)和终端电阻(27)连接组成，其特征在于感温电缆的结构：是由一根弹性金属导体(21)包覆可熔或可融NTC或CTR特性材料层(22)，另一根弹性金属导体(25)包覆可熔或可融PTC与NTC特性导电材料层(23)，两根有不同材料包覆层的线体以退扭绞合方式缠绕在一起，其绞合缠绕节距在20mm～200mm之间优选，制成感温电缆；
一种开关量双温报警短路报故障线型探测器及报警方法包括按下列顺序步骤：
(一)电信号处理装置(28)上电阶段，电信号处理装置(28)上电后，故障继电器常开点闭合或常闭点断开输出正常工作信号，同时进入线型感温探测器上电初始化A阶段；否则故障继电器常开点断开或常闭点闭合输出电信号处理装置(28)断电故障信号；
(二)在A阶段，电信号处理装置(28)检测在规定时间内判断弹性金属导体(21)与弹性金属导体(25)之间、弹性金属导体(21)与弹性金属导体(25)的可熔或可融PTC与NTC特性导电材料层(23)之间的阻值或电压是否小于一设定阀值V或U及弹性金属导体(21)与弹性金属导体(25)之间阻值是否相对无穷大或电压值是否大于一设定阀值S，是，电信号处理装置(28)判断输出短路、断路故障报警信号；否，则转入正常监视状态B阶段；
(三)在B阶段a种情况，电信号处理装置(28)检测在规定时间内弹性金属导体(21)与弹性金属导体(25)之间的阻值或电压减小的变化量是否大于一设定阀值W，是，则转入一级火警判断C阶段，否，则处于正常监视状态B阶段；
在B阶段b种情况，电信号处理装置(28)检测弹性金属导体(21)与弹性金属导体(25)之间的阻值或电压是否小于一设定阀值U且大于另一设定阀值V，即弹性金属导体(21)与弹性金属导体(25)的包覆层(23)发生短路，是，则转入一级火警判断C阶段，否，则处于正常监视状态B阶段；
在B阶段c种情况，电信号处理装置(28)检测弹性金属导体(21)与弹性金属导体(25)之间阻值或电压是否小于一设定阀值V，即弹性金属导体(21)与弹性金属导体(25)之间发生短路，是，则转入短路故障判断D阶段，否，则处于正常监视状态B阶段；
在B阶段d种情况，电信号处理装置(28)检测弹性金属导体(21)、弹性金属导体(25)，之间阻值是否相对无穷大或电压是否大于一设定阀值S，即弹性金属导体(21)、弹性金属导体(25)，其中一根断路或全部发生断路，是，则转入故障判断D阶段，否，则处于正常监视状态B阶段；
(四)在C阶段报警方法1：当弹性金属导体(21)与弹性金属导体(25)之间的阻值或电压减小的变化量大于一设定阀值W时，电信号处理装置(28)检测在规定时间内，弹性金属导体(21)与弹性金属导体(25)之间的阻值或电压是否小于一设定阀值U，是，则电信号处理装置(28)判断输出一级定温报警信号，电信号处理装置(28)判断输出一级定温报警信号后自锁，一级定温报警信号自锁后转入二级火警判断E阶段；否，则转入正常监视状态B阶段；
在C阶段报警方法2：当弹性金属导体(21)与弹性金属导体(25)之间的阻值或电压小于一设定阀值U时，电信号处理装置(28)检测阻值或电压在规定时间内是否继续发生变化且变化量大于Y，是，则电信号处理装置(28)判断输出一级定温报警信号，电信号处理装置(28)判断输出一级定温报警信号后自锁，一级定温报警信号自锁后转入二级火警判断E阶段；否，则转入故障判断D阶段；
(五)在D阶段，当弹性金属导体(21)与弹性金属导体(25)之间的阻值或电压小于一设定阀值U时，电信号处理装置(28)检测阻值或电压在规定时间内是不发生变化或变化量小于一设定阀值Y时判断输出短路故障信号；当弹性金属导体(21)与弹性金属导体(25)之间的阻值或电压小于一设定阀值V时，电信号处理装置(28)检测在规定时间内判断输出短路故障信号；当弹性金属导体(21)、弹性金属导体(25)之间阻值相对无穷大或电压大于一设定阀值S时，信号处理装置(28)检测在规定时间内判断输出断路故障信号；
(六)在E阶段，电信号处理装置(28)检测在规定时间内，弹性金属导体(21)与弹性金属导体(25)之间的阻值或电压是否小于一设定阀值V，是，则电信号处理装置(28)判断输出二级定温报警信号；否，则重复E阶段；
(七)电信号处理装置(28)输出一、二级定温报警信号自锁后，可通过电信号处理装置(28)的复位装置或通过电信号处理装置28断电复位，如果感温电缆不维修，则重新转入电信号处理装置(28)上电阶段。
2、根据权利要求1所述的一种开关量双温报警短路报故障线型探测器及报警方法，其特征在于感温电缆的结构：最外层可再挤塑或绕包外护套层(24)或编织外护套层(26)；也可以先包覆一层屏蔽层(29)，最后再挤塑或绕包外护套层(24)。
3、根据权利要求1所述的一种开关量双温报警短路报故障线型探测器及报警方法，其特征在于感温电缆的结构还可以是：一根弹性金属导体(21)包覆可熔或可融PTC与NTC特性导电材料层(23)再包覆可熔或可融NTC或CTR特性材料层(22)，然后直接与一根弹性金属导体(25)绞合或缠绕在一起，最后再挤塑或绕包外护套层(24)或编织外护套层(26)；也可是一根弹性金属导体(21)先包覆可熔或可融NTC或CTR特性材料层(22)后再包覆可熔或可融PTC与NTC特性导电材料层(23)，然后与根弹性金属导体(25)绞合或缠绕在一起，最后再挤塑或绕包外护套层(24)。
4、根据权利要求3所述所述的一种开关量双温报警短路报故障线型探测器及报警方法，其特征在于感温电缆的结构还可以是：线芯绞合或缠绕在一起后，先包覆一层屏蔽层(29)，然后再挤塑或绕包外护套层(24)。
5、根据权利要求1～4所述的一种开关量双温报警短路报故障线型探测器及报警方法，其特征在于感温电缆的结构中：弹性金属导体(21)、弹性金属导体(25)可以是同一种材质，也可以是两种不同材质。
6、根据权利要求1～4所述的一种开关量双温报警短路报故障线型探测器及报警方法，其特征在于感温电缆的结构中：可熔或可融PTC与NTC特性导电材料层(23)也可换成可熔或可融NTC、CTR、PTC特性材料或半导体材料层。
7、根据权利要求1～4所述的一种开关量双温报警短路报故障线型探测器及报警方法，其特征在于感温电缆的结构中也可增加一根与原有两根线芯中任意一根相同的线芯。
8、根据权利要求1～4所述的一种开关量双温报警短路报故障线型探测器及报警方法，的电信号处理装置(28)检测包括采样、存储、对比，采样时间在0.5S～5S选定。
9、根据权利要求1～4所述的一种开关量双温报警短路报故障线型探测器及报警方法，的电信号处理装置(28)判断输出报警信号，可经过多次检测采样存储对比判断输出报警信号。
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|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20080820 |