CN101344543A

CN101344543A - 微型多路电气火灾监控报警器

Info

Publication number: CN101344543A
Application number: CNA2007100578967A
Authority: CN
Inventors: 王毅
Original assignee: TIANJIN ZHONGTIANFENG ELECTRIC APPLIANCE CO Ltd
Current assignee: TIANJIN ZHONGTIANFENG ELECTRIC APPLIANCE CO Ltd
Priority date: 2007-07-11
Filing date: 2007-07-11
Publication date: 2009-01-14

Abstract

本发明属于消防器材领域的微型多路电气火灾监控报警器，其技术特点是：监控报警器电路由单片机、火灾探测器信号输入电路、继电器输出控制电路、电源控制电路构成，其中：分别与N个零序互感器相连接的火灾探测器信号输入电路与单片机的A/D转换口相连接；N个继电器输出控制电路的输入端分别与单片机的输出端口相连接，其输出端分别与断路器的分励脱扣器相连接；电源控制电路与单片机的充电控制端口和电压检测端口相连接。本发明设计合理，能够对多路电力线的泄漏电流同时不间断的进行检测，其检测的结果超过预定值时，可以通过声光方式报警，本发明还可以根据不同用户的实际需要设置不同的运行参数，扩大了本发明的使用范围。

Description

微型多路电气火灾监控报警器

技术领域

本发明属于消防器材领域，尤其是一种微型多路电气火灾监控报警器。

背景技术

随着国民经济快速发展和人民生活水平逐年提高，各种电气设备及家用电器的使用量陡增，电气火灾事故的数量也随之剧增。从20世纪90年代起，全国很多地区的电气火灾已接近火灾总数的30％，位居各类火灾的前列，给国家经济和人民生命财产造成了巨大损失。在电气火灾中又有80％是由于建筑火灾引起，电气因素是引发建筑火灾的首要因素，这是由于电缆的老化及其它原因导致电缆中的过剩电流泄漏出来，当泄漏电流达到一定的值时，就很容易发生火灾。传统的电气防火主要采用两种防护措施：一是在电力线中加入熔断器，当电力线中的电流过大时，熔断器被烧断而切断电路以防止电力线过热起火，但它对电力线中的泄漏电流无法检测与预防；二是在建筑物内安装一些温度传感器或烟感器，当火灾发生时上述传感器能及时检测出来并报警，这种方式是对火灾发生后的一种补救措施。上述两种电气火灾的防护措施都没有对电力线中存在的泄漏电流这一潜在危险进行检测及报警，因此不能适合现代消防防火的要求。近年来，市场上出现了一些对电力线的泄漏电流进行检测并对泄漏电流超过报警值时进行报警的电气火灾监控报警器，这些电器火灾报警器设备普遍存在以下一些问题：(1).设计不合理：一台报警器只能对一路电力线上的泄漏电流进行检测与报警，即一个报警器只能检测一路电力线的泄漏电流情况，如果需要检测多路的话，只能安装多个报警器，造成设备成本的提高；(2).报警器的运行参数是固定的，不能根据电力线的实际情况进行运行参数的修改，因此其适应面较窄，不能很好地满足各种用户的需要；(3).由于火灾报警器与断路器、火灾探测器都装在一起故体积非常大使得开关柜也要增大；(4).不能直接将检测出的泄漏电流直接显示给用户。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种同时对多路电力线进行漏电检测、报警、断路处理且运行参数可以灵活设置、显示、适用范围广的微型多路电气火灾监控报警器。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种微型多路电气火灾监控报警器，由机壳及其内部的监控报警电路构成，在机壳上设有显示装置、按键、蜂鸣器以及与零序互感器、断路器的分励脱扣器相连接的接线柱，其特征在于：监控报警器电路由单片机、火灾探测器信号输入电路、继电器输出控制电路、电源控制电路构成，其中：

(1).分别与N个零序互感器相连接的火灾探测器信号输入电路与单片机的A/D转换口相连接；

(2).N个继电器输出控制电路的输入端分别与单片机的输出端口相连接，继电器输出控制电路的输出端分别与断路器的分励脱扣器相连接；

(3).电源控制电路与单片机的充电控制端口和电压检测端口相连接；

(4).单片机的输入、输出端口分别与机壳上的按键、显示装置及蜂鸣器相连接。

而且，所述的火灾探测器信号输入电路的个数为N＝2-16个。

而且，所述的火灾探测器信号输入电路的具体结构及连接关系如下：电阻R1及电阻R2的一端与信号源的一端相连接，电阻R1的另一端与二极管D1的负极共同连接到单片机的A/D转换口上，信号源的另一端、电阻R2的另一端、二极管D1的正极及单片机的接地管脚相连接并共同接地。

而且，所述的信号源为零序互感器的输出信号。

而且，所述的电源控制电路由开关电源电路及充电控制电路构成。

而且，所述的开关电源电路由三端离线式脉宽调制开关电路芯片构成。

而且，所述的充电控制电路与单片机的充电控制端口和电压检测端口相连接，其中，单片机的充电控制端口连接到电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接到光耦U1内的发光二极管的正极，光耦U1内的三极管的集电极与充电三极管J1的集电极共同连接由开关电源输出的充电电源的正极上，光耦U1内的三极管的发射极连接充电三极管J1的基极，充电三极管J1的发射极分别连接二极管D2正极、二极管D3的负极和电阻R4的一端，二极管D2的负极及二极管D3的正极与充电电池的正极相连，电阻R4的另一端作为电压检测端点连接到单片机的电压检测端口并与电阻R5的一端相连接，电阻R5的另一端与光耦U1内发光二极管的负极、充电电池的负极共同接地。

而且，所述的继电器输出控制电路的个数N＝2-16个，继电器输出控制电路由单片机控制的三极管、二极管、电阻连接构成。

而且，所述的显示装置显示N个火灾探测器信号输入电路所探测的泄漏电流值及所对应的位置和报警的时间或自检的故障位置。

而且，所述的单片机为具有A/D转换功能接口的单片机。

本发明的优点和积极效果是：

1.本发明设计合理，内部采用以单片机为核心的监控报警电路可以对多路电力线同时进行检测与报警，其检测的结果可以通过显示装置以巡回方式显示出来，一旦检测出的泄漏电流大于泄漏电流的报警值，即进行报警处理，报警可以通过机壳上设有的蜂鸣器发出声音报警，同时还可以通过显示装置显示出来，即显示出现警情的路数、泄漏电流值、出现警情的时间以及一些报警信息。

2.本发明能够根据用户自己的需要通过按键设置报警电流参数，并且可以分别设定各路电流的报警值，以满足不同用户的需要，扩大本发明的使用范围。

3.本发明的继电器输出控制电路可以直接控制配电柜上所对应的断路器的分励脱扣器，当出现警情时，可以直接断开该电力线，彻底避免火灾的发生。

4.本发明中的火灾探测器信号输入电路设计简单合理，能够对零序互感器传来的信号进行线性整流，整流后的信号不失真，能够真实地反应信号源的信息。

5.本发明中的充电控制电路可以检测充电电池电压的高低，并对充电电池进行智能充电，能够有效地提高充电电池的使用寿命；同时充电控制电路还可以检测充电回路、供电回路是否出现断线，如发现断线可以及时做出声光报警，通过上述的报警处理可以及时地对控制电路进行检查与处理，以保证控制电路正常工作。

附图说明

图1是本发明的壳体正侧视图；

图2是本发明的壳体后侧视图；

图3是本发明的监控报警电路方框图；

图4是本发明的火灾探测器信号输入电路的原理图；

图5是本发明的充电控制电路的原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例做进一步详述。

本微型多路电气火灾监控报警器，由机壳及其内部的监控报警电路构成，在机壳的前面板1上设有显示装置3、按键4、蜂鸣器2，在本实施例中，显示装置为三组数码显示管，用来显示N个火灾探测器信号输入电路所探测的泄漏电流值及所对应的位置和报警的时间或自检的故障位置，即循环显示出现警情的路数、泄漏电流值、出现警情的时间或者在系统自检状态下出现故障的位置信息等；前面板上设有按键，这些按键用来设定每一路的泄漏电流的报警值、每一路参数的显示时间等参数。在机壳的后面板5上设置有与零序互感器及断路器的分励脱扣器相连接的接线柱6，本微型多路电气火灾报警器在安装时需要和前端的零序互感器相连接用于泄漏电流的检测，并和后端断路器的分励脱扣器相连接，用来切断供电电源。

在机壳内部安装的监控报警电路由单片机、火灾探测器信号输入电路、继电器输出控制电路、电源控制电路构成。本实施例采用的单片机为具有A/D转换功能接口的ATMEL16单片机，监控报警电路的具体构成及其连接关系如下：

(1).N个零序互感器分别连接到N个火灾探测器信号输入电路上，N个火灾探测器信号输入电路的输出端与单片机的N个A/D转换口相连接；N个火灾探测器信号输入电路是相同的，下面以图4为例说明其中一路的火灾探测器信号输入电路的结构：电阻R1及电阻R2的一端与信号源的一端相连接，电阻R1的另一端与二极管D1的负极共同连接到单片机的A/D转换口PAO上，信号源的另一端、电阻R2的另一端、二极管D1的正极及单片机的接地管脚相连接并共同接地，上述信号源为零序互感器的输出信号。

(2).N个继电器输出控制电路的输入端分别与单片机的输出端口相连接、其N个继电器输出控制电路的输出端分别与N个断路器的分励脱扣器相连接，每个分励脱扣器控制电路均由单片机控制的继电器及三极管、二极管、电阻连接构成，一旦单片机检测到的某一路的泄漏电流超过报警值，单片机一方面提供声光报警，另一方面控制继电器来断开断路器中的分励脱扣器，从而将该路从电力线断开。

(3).电源控制电路由开关电源电路及充电控制电路构成，开关电源电路由三端离线式脉宽调制开关电路芯片构成，电源控制电路与单片机的充电控制端口PDO和电压检测端口PA1相连接；其中，单片机的充电控制端口PDO连接到电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接到光耦U1内的发光二极管的正极，光耦U1内的三极管的集电极与充电三极管J1的集电极共同连接由开关电源输出的充电电源的正极，光耦U1内的三极管的发射极连接充电三极管J1的基极，充电三极管J1的发射极分别连接二极管D2正极、二极管D3的负极和电阻R4的一端，二极管D2的负极及二极管D3的正极与充电电池的正极相连，电阻R4的另一端作为电压检测端点连接到单片机的电压检测端口PA1并与电阻R5的一端相连接，电阻R5的另一端与光耦U1内发光二极管的负极、充电电池的负极共同接地。

(4).单片机的输入、输出端口分别连接与机壳上的按键、显示装置及蜂鸣器相连接。

在本实施例中，N＝6，即可以同时监控六路电力线，根据本发明可以很容易地调整监控的路数，只需增加同样的火灾探测器信号输入电路及继电器输出控制电路并接入到单片机的相应接口上，本发明中N的个数可以为2～16。

本发明工作原理如下：

(1).火灾探测器信号输入电路：当零序互感器输出的信号源正半周信号到来时，电流经电阻R1进入单片机的A/D转换口PAO，由于电阻R1的阻值远远低于单片机的A/D转换口PAO处内置电阻的阻值，信号源的信号基本上是加在单片机的A/D转换口PAO，对较弱的信号源信号也能够进行采集；当信号源负半周信号到来时，由于电流经二极管D1后的压降不低于-0.7V，很好地满足单片机A/D转换接口PAO对输入信号的要求，因此经整流后的信号是一种线性信号，能够真实反应信号源的信息。

(2).充电控制电路：当单片机的充电控制端口PDO输出脉冲信号为高电平时使得光耦U1导通，由开关电源提供的充电电源在光耦U1导通时流过充电三极管J1及二极管D2对充电电池进行充电；单片机的充电控制端口PDO输出的脉冲信号为低电平时，光耦U1关闭，充电电源不能流过充电三极管也就不能对充电电池进行充电。脉冲信号中高电平的长短由单片机通过充电控制端口PDO来实时控制，当单片机的电压检测端口PA1检测出的电压较低时，说明充电电池电压较低，此时需要加大输出脉冲信号中的高电平的宽度，从而延长充电时间，反之则减小输出脉冲信号中的高电平的宽度，从而缩短充电时间，从而周期性地对充电电池进行充电。单片机的电压检测端口PA1在检测时，如果检测到的电压值为零时，说明充电电池的供电回电路出现故障，因为如果供电回路没断的情况下，充电电池即使电压再低一般也不会为零。同时，因为单片机的充电控制端口PDO输出的脉冲信号是周期性的，如果单片机的电压检测端口PA1检测不到脉冲信号时，说明充电回路出现故障。当出现故障时，单片机可以做出相应的报警处理。

本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims

1.一种微型多路电气火灾监控报警器，由机壳及其内部的监控报警电路构成，在机壳上设有显示装置、按键、蜂鸣器以及与零序互感器、断路器的分励脱扣器相连接的接线柱，其特征在于：监控报警器电路由单片机、火灾探测器信号输入电路、继电器输出控制电路、电源控制电路构成，其中：

2.根据权利要求1所述的微型多路电气火灾监控报警器，其特征在于：所述的火灾探测器信号输入电路的个数为N＝2-16个。

3.根据权利要求1或2所述的微型多路电气火灾监控报警器，其特征在于：所述的火灾探测器信号输入电路的具体结构及连接关系如下：电阻R1及电阻R2的一端与信号源的一端相连接，电阻R1的另一端与二极管D1的负极共同连接到单片机的A/D转换口上，信号源的另一端、电阻R2的另一端、二极管D1的正极及单片机的接地管脚相连接并共同接地。

4.根据权利要求3所述的微型多路电气火灾监控报警器，其特征在于：所述的信号源为零序互感器的输出信号。

5.根据权利要求1所述的微型多路电气火灾监控报警器，其特征在于：所述的电源控制电路由开关电源电路及充电控制电路构成。

6.根据权利要求5所述的微型多路电气火灾监控报警器，其特征在于：所述的开关电源电路由三端离线式脉宽调制开关电路芯片构成。

7.根据权利要求5所述的微型多路电气火灾监控报警器，其特征在于：所述的充电控制电路与单片机的充电控制端口和电压检测端口相连接，其中，单片机的充电控制端口连接到电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接到光耦U1内的发光二极管的正极，光耦U1内的三极管的集电极与充电三极管J1的集电极共同连接由开关电源输出的充电电源的正极上，光耦U1内的三极管的发射极连接充电三极管J1的基极，充电三极管J1的发射极分别连接二极管D2正极、二极管D3的负极和电阻R4的一端，二极管D2的负极及二极管D3的正极与充电电池的正极相连，电阻R4的另一端作为电压检测端点连接到单片机的电压检测端口并与电阻R5的一端相连接，电阻R5的另一端与光耦U1内发光二极管的负极、充电电池的负极共同接地。

8.根据权利要求1所述的微型多路电气火灾监控报警器，其特征在于：所述的继电器输出控制电路的个数N＝2-16个，继电器输出控制电路由单片机控制的三极管、二极管、电阻连接构成。

9.根据权利要求1所述的微型多路电气火灾监控报警器，其特征在于：所述的显示装置显示N个火灾探测器信号输入电路所探测的泄漏电流值及所对应的位置和报警的时间或自检的故障位置。

10.根据权利要求1所述的微型多路电气火灾监控报警器，其特征在于：所述的单片机为具有A/D转换功能接口的单片机。