CN101515399B - 一种热电偶原理线型感温火灾探测器 - Google Patents
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Abstract
一种热电偶原理线型感温火灾探测器。其包括线型温度感知元件、转换盒和终端电阻；其中线型温度感知元件包括两根探测导体和并行设置在两根探测导体之间的NTC特性阻隔层，并且两根探测导体中至少一根为热电偶丝；所述的终端电阻的电阻值Rz大于临界电阻值Rlj。本发明提供的热电偶原理线型感温火灾探测器是利用使终端电阻的电阻值大于临界电阻值的方法来确保探测器能够正常可靠地进行报警，并在转换盒中添加了一个能够与电压监测单元一起交替监测线型温度感知元件的电阻测量单元，这样就可以解决单纯根据电压测量值进行故障报警所存在的缺陷。
Description
技术领域
本发明属于消防领域，特别是涉及一种热电偶原理线型感温火灾探测器。
背景技术
传统的热电偶原理线型感温火灾探测器是消防领域中常用的线型感温火灾探测器之一。图1为一种传统的热电偶原理线型感温火灾探测器结构示意图。如图1所示，这种热电偶线型感温火灾探测器主要包括线型温度感知元件1及连接在线型温度感知元件1的一端，内部设有电压监测单元7，因而能够实时检测整个回路的电压值，同时能够进行数据处理，并在整个回路的报警参数超过报警阈值时输出报警信号的转换盒2；其中线型温度感知元件1包括两根探测导体3，4和并行设置在两根探测导体3，4之间的NTC特性阻隔层5，并且两根探测导体3，4中至少一根为热电偶丝。但是，这种传统的热电偶原理线型感温火灾探测器存在下列问题：所述的转换盒2无法监测线型感温火灾探测器的开路或断路故障。为了解决这个问题，中国专利第200520144345.0中公开了一种热电偶模拟量线型感温火灾探测线缆，其是在线型温度感知元件1的末端增加一个起断路监视作用的终端电阻6。
对于一个满足国家标准(GB16280-2005)的合格的上述类型的线型感温火灾探测器来说，其必须满足动作性能测试和不动作性能测试两项基本实验，要求线型温度感知元件1在一米受热的额定动作温度(如85℃)条件下的电压测量值Ua应当大于线型温度感知元件1全线受热不动作温度(如国标中对应额定动作温度85℃的不动作温度为60℃)条件下的电压测量值Ub，即Ua＞Ub。而电压测量值Ua和Ub之间的差值越大，越便于测量，因而报警的可靠性越高。上述在线型温度感知元件1的末端添加终端电阻6的方法则会使电压测量值Ua和Ub均变小，并使Ua-Ub的差值变小，如果终端电阻6的电阻值R选值过小，一旦出现测量电压Ua-Ub＜0的情况，这样探测器就无法满足国标规定的技术条件，从而导致探测器无法正常工作，即出现报警不可靠的问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种能够确保正常可靠报警的热电偶原理线型感温火灾探测器。
为了达到上述目的，本发明提供的热电偶原理线型感温火灾探测器包括线型温度感知元件；连接在线型温度感知元件的一端，内部设有电压监测单元，因而能够实时检测整个回路的电压值，同时能够进行数据处理，并在整个回路的报警参数超过报警阈值时输出报警信号的转换盒；和连接在线型温度感知元件的另一端，起断路监视作用的终端电阻；其中线型温度感知元件包括两根探测导体和并行设置在两根探测导体之间的NTC特性阻隔层，并且两根探测导体中至少一根为热电偶丝；所述的终端电阻的电阻值Rz大于临界电阻值Rlj。
所述的终端电阻的电阻值Rz小于常温下线型温度感知元件的电阻值Rch的10倍。
所述的转换盒进一步包括环境温度测量单元。
本发明提供的热电偶原理线型感温火灾探测器包括线型温度感知元件；连接在线型温度感知元件的一端，内部设有电压监测单元，因而能够实时检测整个回路的电压值，同时能够进行数据处理，并在整个回路的报警参数超过报警阈值时输出报警信号的转换盒；和连接在线型温度感知元件的另一端，起断路监视作用的终端电阻；其中线型温度感知元件包括两根探测导体和并行设置在两根探测导体之间的NTC特性阻隔层，并且两根探测导体中至少一根为热电偶丝；所述的终端电阻的电阻值Rz大于临界电阻值Rlj，并且转换盒还包括能够与电压监测单元交替进行工作的电阻监测单元。
所述的终端电阻的电阻值Rz小于对应于电阻测量单元10％综合测量误差的常温下线型温度感知元件的电阻值Rch的9倍。
所述的转换盒进一步包括环境温度测量单元。
本发明提供的热电偶原理线型感温火灾探测器是利用使终端电阻的电阻值大于临界电阻值的方法来确保探测器能够正常可靠地进行报警，并在转换盒中添加了一个能够与电压监测单元一起交替监测线型温度感知元件的电阻测量单元，这样就可以解决单纯根据电压测量值进行故障报警所存在的缺陷。
附图说明
图1为一种传统的热电偶原理线型感温火灾探测器结构示意图。
图2为一种本发明提供的热电偶原理线型感温火灾探测器结构示意图。
图3为本发明提供的热电偶原理线型感温火灾探测器中终端电阻变化时电压监测单元测量的整个回路的电压值变化曲线示意图。
图4为另一种本发明提供的热电偶原理线型感温火灾探测器结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明提供的热电偶原理线型感温火灾探测器进行详细说明。与已有技术相同的部件采用相同的附图标号，并省略对其进行的详细说明。
实施例1：
如图2所示，本实施例提供的热电偶原理线型感温火灾探测器包括线型温度感知元件1；连接在线型温度感知元件1的一端，内部设有电压监测单元7，因而能够实时检测整个回路的电压值，同时能够进行数据处理，并在整个回路的报警参数超过报警阈值时输出报警信号的转换盒12；和连接在线型温度感知元件1的另一端，起断路监视作用的终端电阻6；其中线型温度感知元件1包括两根探测导体3，4和并行设置在两根探测导体3，4之间的NTC特性阻隔层5，并且两根探测导体3，4中至少一根为热电偶丝；所述的终端电阻6的电阻值Rz大于临界电阻值Rlj。
图3为本发明提供的热电偶原理线型感温火灾探测器中终端电阻6变化时电压监测单元7测量的整个回路的电压值U变化曲线示意图。其中横坐标为终端电阻6的电阻值Rz，纵坐标为电压监测单元7测量的整个回路的电压值U，曲线A为在1米受热额定动作温度条件下电压监测单元7测量的整个回路的电压值Ua，而曲线B则是在全线受热不动作温度条件下电压监测单元7测量的整个回路的电压值Ub。
所述的临界电阻Rlj是指：在1米受热额定动作温度条件下电压监测单元7测量的整个回路的电压值Ua与在不动作温度条件下电压监测单元7测量的整个回路的电压值Ub相等时所对应的终端电阻6的电阻值Rz。临界电阻Rlj与探测器的材质、长度、结构及额定报警温度等因素有关，可通过试验结果加以确定。
如上所述，如果终端电阻6的电阻值Rz选值过小，一旦出现电压测量值Ua-Ub＜0的情况，探测器就无法满足国标规定的技术条件，从而导致探测器无法正常工作，即出现报警不可靠的问题。因此终端电阻6的电阻值Rz应大于临界电阻Rlj，即Rz＞Rlj。
另外，理论上终端电阻6的电阻值Rz可以无穷大，但是，如果终端电阻6的电阻值Rz设定太大，将无法监测探测器的断路故障。假定常温(如25℃左右)下线型温度感知元件1本身的电阻为Rch，终端电阻6的设定值为10Rch；终端电阻6正常连接时由线型温度感知元件1和终端电阻6组成的电路的电阻值为0.91Rch；终端电阻6未连接时线型温度感知元件1的电阻值为Rch，因此，终端电阻6未连接时和正常连接时的电阻值之差ΔR为0.09Rch，终端电阻6的电阻值Rz越大，ΔR就越小。这时，如果环境温度不均匀或者测量装置存在误差，将会出现因ΔR过小而无法判定电压差值ΔU的问题，因而也就无法断定断路故障。因而一般来说，所述的终端电阻6的电阻值Rz还应小于常温下线型温度感知元件1的电阻值Rch的10倍，即10Rch。
此外，所述的热电偶原理线型感温火灾探测器的报警阈值只考虑了常温下线型温度感知元件1米受热报警情况，终端电阻6的电阻值Rz一定后其报警阈值就确定了，而环境温度变化后除1米受热部分之外其余部分(如国标规定其余部分长度为199米)的参数将会发生变化，从而可能引起探测器的误报警，为了修正环境温度变化所引起探测器整体测量参数的变化，所述的热电偶原理线型感温火灾探测器中转换盒12进一步包括环境温度测量单元9。此时，转换盒12将根据电压监测单元7和环境温度测量单元9的测量值来决定是否发出报警信号。
实施例2：
本实施例是在实施例1基础上的改进，如图3所示，本实施例提供的热电偶原理线型感温火灾探测器是在实施例1中的转换盒12中增加一个能够与电压监测单元7交替进行工作的电阻监测单元8，其余部分相同。
这是因为当探测器的转换盒12中未设置电阻测量单元8时，转换盒12是根据断路而引起的测量电压突变而进行故障判断。当断路故障发生在终端电阻6的末端时，转换盒12监测的电压值会发生突变，那么单纯地根据监测上述电压值进行故障判断是可行的。但是，当断路发生在位于终端电阻6和转换盒12之间的线型温度感知元件1的某一部位时，一方面由于终端电阻6的断开会使转换盒12监测的电压值升高，另一方面因线型温度感知元件1长度的缩短会导致转换盒12监测的电压值降低，在某种情况下，这两种因素的同时存在可能会导致转换盒12总的监测电压值不发生突变，因此单纯地采用监测电压值就可能无法对断路故障进行判断。
为了准确地判断探测器的断路故障，以提高探测器报警的可靠性，本发明是利用所述的转换盒12中电压监测单元7和电阻监测单元8实时交替来监测由线型温度感知元件1和终端电阻6所组成的电路，通过电阻监测单元8所测量的电阻值准确可靠地判断上述电路的断路情况，而根据电压监测单元7所测量的电压值进行火警情况的判断。
所述的交替检测时间、交替间隔时间根据试验或经验确定。
另外，理论上终端电阻6的电阻值Rz可以无穷大，但是，如果终端电阻6的电阻值Rz设定太大，将无法监测探测器的断路故障。假定常温(如25℃左右)下线型温度感知元件1本身的电阻为Rch，终端电阻6的设定值为9Rch；终端电阻6正常连接时由线型温度感知元件1和终端电阻6组成的电路的电阻值为0.9Rch；终端电阻6未连接时线型温度感知元件1的电阻值为Rch，因此，终端电阻6未连接时和正常连接时的电阻值之差ΔR为10％Rch，通常，由于环境温度的不均匀、探测器本身电阻值的离散性以及电阻测量单元8存在测量误差等原因，这些因素都会导致电阻测量单元8存在10％左右的综合测量误差，因此一旦ΔR小于10％Rch而无法判定其存在，因而也就无法断定断路故障。因而一般来说，所述的终端电阻6的电阻值Rz还应小于常温下线型温度感知元件1的电阻值Rch的9倍，即9Rch。
此外，所述的热电偶原理线型感温火灾探测器的报警阈值只考虑了线型温度感知元件1米受热报警情况，终端电阻6的电阻值Rz一定后其报警阈值就确定了，而环境温度变化后除1米受热部分之外其余部分(如国标规定其余部分长度为199米)的参数将会发生变化，从而可能引起探测器误发出故障及火灾报警信号，为了修正环境温度变化所引起探测器整体电阻参数和电压参数的变化，所述的热电偶原理线型感温火灾探测器中转换盒12进一步包括环境温度测量单元9。此时，转换盒12将根据电压监测单元7和环境温度测量单元9的测量值来决定是否发出火灾报警信号，而根据电阻监测单元8和环境温度测量单元9的测量值来决定是否发出故障报警信号。
虽然以上结合附图和实施例对本发明进行了说明，但应能理解，本领域的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。
Claims (6)
1.一种热电偶原理线型感温火灾探测器，包括线型温度感知元件(1)；连接在线型温度感知元件(1)的一端，内部设有电压监测单元(7)，因而能够实时检测整个回路的电压值，同时能够进行数据处理，并在整个回路的报警参数超过报警阈值时输出报警信号的转换盒(12)；和连接在线型温度感知元件(1)的另一端，起断路监视作用的终端电阻(6)；其中线型温度感知元件(1)包括两根探测导体(3，4)和并行设置在两根探测导体(3，4)之间的NTC特性阻隔层(5)，并且两根探测导体(3，4)中至少一根为热电偶丝；其特征在于：所述的终端电阻(6)的电阻值Rz大于临界电阻值Rlj；所述的临界电阻值Rlj是指：在1米受热额定动作温度条件下电压监测单元(7)测量的整个回路的电压值Ua与在不动作温度条件下电压监测单元(7)测量的整个回路的电压值Ub相等时所对应的终端电阻(6)的电阻值Rz。
2.根据权利要求1所述的热电偶原理线型感温火灾探测器，其特征在于：所述的终端电阻(6)的电阻值Rz小于常温下线型温度感知元件(1)的电阻值Rch的10倍。
3.根据权利要求1所述的热电偶原理线型感温火灾探测器，其特征在于：所述的转换盒(12)进一步包括环境温度测量单元(9)。
4.一种热电偶原理线型感温火灾探测器，包括线型温度感知元件(1)；连接在线型温度感知元件(1)的一端，内部设有电压监测单元(7)，因而能够实时检测整个回路的电压值，同时能够进行数据处理，并在整个回路的报警参数超过报警阈值时输出报警信号的转换盒(12)；和连接在线型温度感知元件(1)的另一端，起断路监视作用的终端电阻(6)；其中线型温度感知元件(1)包括两根探测导体(3，4)和并行设置在两根探测导体(3，4)之间的NTC特性阻隔层(5)，并且两根探测导体(3，4)中至少一根为热电偶丝；其特征在于：所述的终端电阻(6)的电阻值Rz大于临界电阻值Rlj，并且转换盒(12)还包括能够与电压监测单元(7)交替进行工作的电阻监测单元(8)；所述的临界电阻值Rlj是指：在1米受热额定动作温度条件下电压监测单元(7)测量的整个回路的电压值Ua与在不动作温度条件下电压监测单元(7)测量的整个回路的电压值Ub相等时所对应的终端电阻(6)的电阻值Rz。
5.根据权利要求4所述的热电偶原理线型感温火灾探测器，其特征在于：所述的终端电阻(6)的电阻值Rz小于对应于电阻测量单元(8)10％综合测量误差的常温下线型温度感知元件(1)的电阻值Rch的9倍。
6.根据权利要求4所述的热电偶原理线型感温火灾探测器，其特征在于：所述的转换盒(12)进一步包括环境温度测量单元(9)。
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