CN104376678A - 一种定位式线型感温火灾探测器及其报警方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种定位式线型感温火灾探测器，包括缆式线型感温部件、信号处理单元和终端电阻，其感温部件包括模拟量缆式线型感温电缆和若干相邻间距不大于1米的并联的单线型数字测温芯片或两总线型温度感知模块；信号处理单元包括地址存储装置。同时提供了用于定位式线型感温火灾探测器的报警方法。具有较高的稳定性、可靠性和灵敏度，在实现了正常运行状态、火灾状态和故障状态的准确判断的基础上，实现了不同类型故障报警，通过多数据融合实现了定温、差温报警的融合互补，精准实现了无间断连续火灾探测，更重要的是实现了及时准确的火灾位置定位，具有显著的救灾意义，还可进一步实现多级火灾探测和多级报警功能，具有很高的实用性和推广意义。

Description

一种定位式线型感温火灾探测器及其报警方法

技术领域

本发明属于安全工程学科中火灾探测报警技术领域，具体涉及一种线型感温火灾探测器报警装置及其报警方法。

背景技术

目前，现有技术的缆式线型感温火灾探测器已在工业消防领域应用广泛。以可恢复式线型感温火灾探测器为例，其由终端电阻、感温电缆、微机处理装置组成。感温电缆由两根外覆NTC特性材料的导体绞合而成。微机处理装置与感温电缆连接。当感温电缆某处温度升高时，其两导体之间的线间阻值即会下降，当阻值下降到一定设定阈值时，微机处理装置即发出火灾报警信号。但该探测器的报警温度与受热长度、环境温度和使用长度有关，其灵敏度低，且无法根据火灾类型进行不同类型的火灾报警，也无法进行多级报警，更无法定位火灾发生的位置以便及时救火在第一时间降低火灾带来的伤害和损失。

由于上述问题的存在，大大限制了现有技术的缆式线型感温火灾探测器的应用范围。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明的第一个目的是提供一种定位式线型感温火灾探测器，第二个目的是提供一种用于定位式线型感温火灾探测器的报警方法，以提高火灾探测的稳定性、可靠性和灵敏度，并可实现无间断连续火警探测、多级报警和火灾定位。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供的定位式线型感温火灾探测器，包括缆式线型感温部件、信号处理单元和终端电阻R；

所述缆式线型感温部件包括模拟量缆式线型感温电缆和若干并联的单线型数字测温芯片或两总线型温度感知模块；相邻放置的单线型数字测温芯片或两总线型温度感知模块之间间距不大于1米；所述模拟量缆式线型感温电缆包括两根外包NTC或PTC特性材料的金属导体；

所述信号处理单元包括运算处理装置，以及与运算处理装置相连的第一电信号测量装置、第二电信号测量装置、数据通信装置、报警输出装置和地址存储装置，所述运算处理装置用于第一电信号测量装置、第二电信号测量装置、数据通信装置、报警输出装置和地址存储装置之间的信息交互和控制；

所述并联单线型数字测温芯片或两总线型温度感知模块的线路与第一电信号测量装置连接，所述模拟量缆式线型感温电缆的末端并联连接终端电阻R，首端与第二电信号测量装置连接。

优选的，

所述地址存储装置，用于存储每个单线型数字测温芯片或两总线型温度感知模块的序列号，及该序列号对应的地址信息；

所述单线型数字测温芯片或两总线型温度感知模块用于将温度信号转化成电信号；

所述第一电信号测量装置用于对每个序列号对应的单线型数字测温芯片或两总线型温度感知模块输出的电信号进行信号量采集；所述第二电信号测量装置用于对模拟量缆式线型感温电缆与终端电阻R并联连接的线路输出的电信号进行信号量采集；

所述运算处理装置，用于根据第一电信号测量装置和第二电信号测量装置测得的信号量进行探测器所处工作状态的判断，所述工作状态包括正常运行状态、火灾状态和故障状态；以及

用于根据第一电信号测量装置测得信号量中的各序列号对应的温度信号，结合存储装置中各序列号对应的地址信息，进行火灾位置的定位；以及

用于当判断探测器处于火灾或故障状态时，进行报警类型或故障类型的判断，并启动报警输出装置进行火灾报警或故障报警； 

所述数据通信装置，用于运算处理装置与外设上位机之间的数据通信。

优选的，所述数据通信装置，用于将包括第一电信号测量装置测得的温度信号及其对应的序列号和地址信息，第二电信号测量装置测得的信号量，以及运算处理装置输出的探测器工作状态、故障类型、火灾类型、火灾位置信息在内的数据信息传输给外设上位机。

优选的，所述缆式线型感温部件包括第一线缆和第二线缆，所述第一线缆包括外层的第一绝缘护套，以及第一绝缘护套内的、通过两根或两根以上的第一金属导体并联连接的若干单线型数字测温芯片或两总线型温度感知模块；

所述第二线缆为模拟量缆式线型感温电缆，包括外层的第二绝缘护套以及第二绝缘护套内的间隔平行放置的两根第二金属导体，所述两根第二金属导体外侧分别包覆有NTC特性阻隔层或PTC特性阻隔层。

作为另一种优选，所述缆式线型感温部件包括第一线缆和第二线缆，所述第一线缆包括外层的第一绝缘护套，以及第一绝缘护套内的、通过两根或两根以上的第一金属导体并联连接的若干单线型数字测温芯片或两总线型温度感知模块；

所述第二线缆为模拟量缆式线型感温电缆，包括外层的第二绝缘护套以及第二绝缘护套内的两根第二金属导体，所述两根第二金属导体外覆NTC特性阻隔层或PTC特性阻隔层后等距螺旋绞合成一体。

作为进一步的优选。所述第一线缆和第二线缆平行紧贴或等距绞合成一体后外覆绝缘护套形成单根感温总线缆。

作为另一种优选，所述缆式线型感温部件为单根感温总线缆，包括外层的绝缘护套，以及绝缘护套内的通过两根或两根以上的第一金属导体并联连接的若干单线型数字测温芯片或两总线型温度感知模块，以及绝缘护套内的间隔平行放置的两根第二金属导体；所述绝缘护套内的间隙中填充有NTC特性材料或PTC特性材料。

本发明同时提供了用于上述定位式线型感温火灾探测器的报警方法，所述定位式线型感温火灾探测器通过数据通信装置连接外设上位机，该报警方法包括如下步骤：

地址存储的步骤：存储每个单线型数字测温芯片或两总线型温度感知模块的序列号，及该序列号对应的地址信息； 

信号量实时采集的步骤：

通过单线型数字测温芯片或两总线型温度感知模块将温度信号转化成电信号；通过第一电信号测量装置对每个序列号对应的单线型数字测温芯片或两总线型温度感知模块输出的电信号进行信号量采集；通过第二电信号测量装置对模拟量缆式线型感温电缆与终端电阻R并联连接的线路输出的电信号进行信号量采集；

运算处理的步骤，包括：通过运算处理装置，根据第一电信号测量装置和第二电信号测量装置测得的信号量，判断探测器所处的工作状态，所述工作状态包括正常运行状态、火灾状态和故障状态；以及

当处于故障状态时，根据所测得的信号量判断当前的故障类型；以及

当处于火灾状态时，根据所测得的信号量判断当前火灾对应的报警类型，并根据第一电信号测量装置测得信号量中的各序列号对应的温度信号，结合存储装置中各序列号对应的地址信息，进行火灾位置的定位； 

报警的步骤：当判断探测器的工作状态为火灾状态时，启动报警输出装置进行火灾报警；当探测器的工作状态为故障状态时，启动报警输出装置进行故障报警；

信息实时显示的步骤：通过数据通信装置将数据信息发送给外设上位机，并通过上位机实时显示。

优选的，所述运算处理的步骤中，包括：

设置预设故障数据及其对应的故障类型、定温报警阈值T(DW)、第一温度变化速率阈值ΔT(CW)和第二温度变化速率阈值ΔR(CW)的步骤；

故障状态及故障类型的判断步骤：

当第一电信号测量装置采集到的信号量等于预设故障数据，或第二电信号测量装置采集到的信号量等于预设的故障数据时，运算处理装置判断探测器的工作状态为故障状态，故障类型为对应该预设故障数据的故障类型；

火灾状态及其对应报警类型的判断步骤，包括：

当第一电信号测量装置采集到的信号量达到预设的定温报警阈值T(DW)时，则运算处理装置判断探测器的工作状态为火灾状态，报警类型为该定温报警阈值T(DW)对应级别的定温报警；

当第一电信号测量装置采集到的信号量的变化速率达到第一温度变化速率阈值ΔT(CW)时，则运算处理装置判断探测器的工作状态为火灾状态，报警类型为该第一温度变化速率阈值ΔT(CW)对应级别的差温报警；

当第二电信号测量装置采集到的信号量的变化速率达到第二温度变化速率阈值ΔR(CW)时，则运算处理装置判断探测器的工作状态为火灾状态，报警类型为该第二温度变化速率阈值ΔR(CW)对应级别的差温报警；

正常工作状态判断的步骤：当探测器处于非故障状态和非火灾状态时，运算处理装置则判断探测器的工作状态为正常工作状态；

火灾位置定位的步骤：根据第一电信号测量装置测得信号量中的各序列号对应的温度信号，结合存储装置中各序列号对应的地址信息，进行火灾位置的定位； 

所述报警的步骤中：当判断探测器的工作状态为火灾状态时，启动报警输出装置进行对应报警类型的火灾报警；当探测器的工作状态为故障状态时，启动报警输出装置进行对应故障类型的故障报警；

所述信息实时显示的步骤中，发送给外设上位机并通过上位机显示的数据信息包括：第一、第二电信号测量装置测得的实时信号量、第一电信号测量装置测得信号量中的各序列号对应的温度信号及地址信息、运算处理步骤获得的工作状态、故障类型、报警类型及报警时间、火灾位置定位信息；并通过外设上位机按时序实时曲线显示第一、第二电信号测量装置测得的信号量对应的缆式线型感温部件感知的温度变化曲线。在这种方案设计下，本发明可实现任意点无间断的连续火警探测。

进一步优选的，所述运算处理的步骤中：包括两个以上的定温报警阈值T(DW)、两个以上的第一温度变化速率阈值ΔT(CW)和两个以上的第二温度变化速率阈值ΔR(CW)。在这种进一步优选的方案设计下，可实现针对不同级别的多级报警功能。

优选的，所述定温报警阈值T(DW)设为-40-200℃之间的任意数值，所述第一温度变化速率阈值ΔT(CW)和第二温度变化速率阈值ΔR(CW)大于+1℃/min，即大于1℃/min的升温速率。

有益效果：本发明提供的定位式线型感温火灾探测器，其缆式线型感温部件包括模拟量缆式线型感温电缆和若干相邻间距不大于1米的并联连接的单线型数字测温芯片或两总线型温度感知模块，提高了探测器的稳定性、可靠性，尤其是较之单一多点式缆式线型感温火灾探测器，灵敏度有了很大的提升。

同时本发明提供的定位式线型感温火灾探测器和报警方法，将两组电信号测量装置采集到的电信号对应的信号量数值及其变化速率，与预设的定温报警阈值、第一温度变化速率阈值及第二温度变化速率阈值进行对比，通过多数据融合实现了本探测器定温报警和差温报警的融合互补，无论是感温部件周围有大火源发生时（即受热长度大于相邻并联间单线型数字测温芯片或两总线型温度感知模块之间的最大间距时），还是当感温部件周围有小火源发生时（即受热长度小于相邻并联间单线型数字测温芯片或两总线型温度感知模块之间的最大间距，受热位置位于时相邻并联间单线型数字测温芯片或两总线型温度感知模块之间时），都能准确地实现火灾探测和报警，在实现了正常运行状态、火灾状态和故障状态的准确判断的基础上，精准地实现了无间断连续火灾探测。

同时，本发明提供的定位式线型感温火灾探测器及其报警方法，通过第一电信号测量装置测得各序列号对应的单线型数字测温芯片或两总线型温度感知模块输出的温度信号，结合存储装置中各序列号对应的地址信息，可以实现火灾位置的定位，且定位精度在1米之内；并可通过外设上位机实时显示相关信息，包括探测器的工作状态、故障类型、报警时间、报警类型和火灾位置定位信息，甚至是实时显示缆式线型感温部件感知的温度变化曲线。通过本发明提供的火灾探测器及其报警方法，可让用户在第一时间全方位了解火灾信息，以便在火情发展的前期阶段，及时地、有针对性地开展救火工作，最大程度降低火灾带来的伤害和损失，具有较高的实用性和社会推广意义。

更进一步的，本发明还可通过多个定温报警阈值、第一温度变化速率阈值及第二温度变化速率阈值的设定和检测判断，实现多级火灾探测和多级报警功能。

总体而言，本发明提供的定位式线型感温火灾探测器和报警方法，具有较高的稳定性、可靠性和灵敏度，在实现了正常运行状态、火灾状态和故障状态的准确判断的基础上，实现了不同类型的故障报警，通过多数据融合实现了定温报警和差温报警的融合互补，精准地实现了无间断连续火灾探测，更为重要的是实现了及时、准确的火灾位置定位，定位精度在1米之内，具有显著的救灾意义，还可进一步实现多级火灾探测和多级报警功能，具有很高的实用性，适于推广应用。

附图说明

图1为实施例1明提供的定位式线型感温火灾探测器的结构示意图；

图2为系统实施例1中 缆式线型感温部件的剖视结构示意图；

图3为系统实施例2中 缆式线型感温部件的剖视结构示意图；

图4为系统实施例3中 缆式线型感温部件的剖视结构示意图。

具体实施方式

图2、3、4分别为系统实施例1、2、3中缆式线型感温部件的纵向剖视的结构示意图，下面结合附图和实施例对本发明作更进一步的说明。

系统实施例1：如图1所示，本实施例提供的定位式线型感温火灾探测器，包括缆式线型感温部件、信号处理单元和终端电阻R。

所述缆式线型感温部件包括模拟量缆式线型感温电缆和若干并联的两总线型温度感知模块；所述两总线型温度感知模块用于将温度信号转化成电信号；相邻放置的两总线型温度感知模块之间间距不大于1米；所述模拟量缆式线型感温电缆包括两根外包NTC特性材料的金属导体。所述NTC为负温度系数材料。

所述信号处理单元包括运算处理装置，以及与运算处理装置相连的第一电信号测量装置、第二电信号测量装置、数据通信装置、报警输出装置和地址存储装置，所述运算处理装置用于第一电信号测量装置、第二电信号测量装置、数据通信装置、报警输出装置和地址存储装置之间的信息交互和控制。 

本实施例中，所述数据通信装置为WIFI无线通信模块。当然也可以是有线连接的通信模块；本实施例中，运算处理装置通过数据通信装置外接外设上位机；

所述地址存储装置，用于存储每个两总线型温度感知模块的序列号，及该序列号对应的地址信息；所述地址信息为每个两总线型温度感知模块具体安装的地址，也就是其实际探测的地址信息；所述地址存储装置为EEPROM或EPROM；

所述运算处理装置，用于根据第一电信号测量装置和第二电信号测量装置测得的信号量进行探测器所处工作状态的判断，所述工作状态包括正常运行状态、火灾状态和故障状态；以及

用于根据第一电信号测量装置测得信号量中的各序列号对应的温度信号，结合存储装置中各序列号对应的地址信息，进行火灾位置的定位；以及

用于当判断探测器处于火灾或故障状态时，进行报警类型或故障类型的判断，并启动报警输出装置进行火灾报警或故障报警； 

所述数据通信装置，用于运算处理装置与外设上位机之间的数据通信。具体为将包括第一电信号测量装置测得的温度信号及其对应的序列号和地址信息，第二电信号测量装置测得的信号量，以及运算处理装置输出的探测器工作状态、故障类型、火灾类型、火灾位置信息在内的数据信息传输给外设上位机。

所述并联两总线型温度感知模块的线路与第一电信号测量装置连接，所述两总线型温度感知模块将温度信号转化成电信号后输入第一电信号测量装置中；所述模拟量缆式线型感温电缆的末端并联连接终端电阻R，首端与第二电信号测量装置连接。所述第一电信号测量装置用于对每个序列号对应的两总线型温度感知模块输出的电信号进行信号量采集；所述第二电信号测量装置用于对模拟量缆式线型感温电缆与终端电阻R并联连接的线路输出的电信号进行信号量采集。

如图2所示，本实施例1中所述缆式线型感温部件包括第一线缆和第二线缆，从图2中给出的第一线缆的剖视图可见，第一线缆包括外层的第一绝缘护套11，以及第一绝缘护套11内的、通过两根第一金属导体12并联连接的若干两总线型温度感知模块13；所述第二线缆为模拟量缆式线型感温电缆，包括外层的第二绝缘护套14以及第二绝缘护套14内的相隔一定的间距平行放置的两根第二金属导体15，所述两根第二金属导体外侧分别包覆有NTC特性阻隔层16。

所述第一线缆和第二线缆可以采用平行紧贴或等距绞合的方式形成一体，并可进一步再在外部设置绝缘护套形成单根感温总线缆。

本发明中，所述两总线型温度感知模块具有独立的序列号及其对应的探测地址信息，用以在每个两总线型温度感知模块制作成感温电缆前将其独立的序列号及其对应的地址信息写入地址存储装置中。

所述第一电信号测量装置为与若干并联的两总线型温度感知模块的进行数据通信和采集的电路，用本领域常规技术手段即可实现。所述第二电信号测量装置包含前置电路、滤波电路、放大电路和AD转换电路；所述前置电路的输入端与模拟量缆式线型感温电缆首端（信号输出端）连接，前置电路后依次连接滤波电路、放大电路和AD转换电路，所述AD转换电路的输出与运算处理装置连接。

所述两总线型温度感知模块为带地址码的测温电路模块。

工作过程：两组电信号测量装置分别对信号量进行采集和处理，并将采集的数据传送给运算处理装置，运算处理装置对两组传入的数据进行分析和计算，根据运算处理结果进行正常运行、火灾（定温、差温）、故障（线间短路、断路、两总线型温度感知模块损坏）的判断。当有火灾报警或故障报警发生时，运算处理装置启动报警输出装置进行报警。数据通信装置通过相应的接口通信协议将缆式线型感温部件中模拟量缆式线型感温电缆和若干并联的两总线型温度感知模块感知的温度数据，及其对应的地址信息，及探测器所处工作状态、报警情况等信息上传至外设上位机。外设上位机接收数据后，可将缆式线型感温部件感知的周围温度进行实时曲线显示，并能准确记录定位式线型感温火灾探测器的报警距离、报警类型、报警时间等相关信息。

系统实施例2：与系统实施例1结构基本相同，相同之处不再累述，所不同的是：用单线型数字测温芯片替代系统实施例1中的两总线型温度感知模块；

所述单线型数字测温芯片为18B20数字测温芯片，当然也可以是其它单线型数字测温芯片。

所述模拟量缆式线型感温电缆包括两根外包PTC特性材料的金属导体。所述PTC为正温度系数材料。

如图3所示，所述缆式线型感温部件包括第一线缆和第二线缆，从图3中给出的第一线缆的剖视图可见，所述第一线缆包括外层的第一绝缘护套21，以及第一绝缘护套内21的、通过两根第一金属导体22并联连接的若干单线型数字测温芯片23；

所述第二线缆为模拟量缆式线型感温电缆，包括外层的第二绝缘护套24以及第二绝缘护套24内的两根第二金属导体25，所述两根第二金属导体25外覆PTC特性阻隔层26后采用两两等距螺旋绞合方式设置在第二绝缘护套24内。

系统实施例3：与系统实施例1结构基本相同，相同之处不再累述，所不同的是：

如图4所示出的剖视图可见，所述缆式线型感温部件为单根感温总线缆，包括外层的绝缘护套31，以及绝缘护套31内的通过两根第一金属导体32并联连接的若干两总线型温度感知模块33，以及绝缘护套31内的间隔平行放置的两根第二金属导体35；所述绝缘护套内的间隙中填充有NTC特性材料36。

即所述绝缘护套与通过第一金属导体并联连接的若干两总线型温度感知模块之间、所述两根第二金属导体之间、所述通过第一金属导体并联连接的若干单线型数字测温芯片或两总线型温度感知模块与第二金属导体之间，均填充有NTC特性材料。

如图4所示，本系统实施例3中的间隔平行放置的两根第二金属导体35，分别平行放置在通过两根第一金属导体32并联连接的若干两总线型温度感知模块33的两侧。当然也可根据需要将两根第二金属导体35放置在通过两根第一金属导体32并联连接的若干两总线型温度感知模块33的单侧。

同样的，本实施例中可用单线型数字测温芯片替代两总线型温度感知模块，也可以用PTC特性材料替代NTC特性材料，从而对应的PTC特性阻隔层替代为NTC特性阻隔层。

系统实施例1、2、3中，所述并联的若干单线型数字测温芯片或两总线型温度感知模块之间的连接金属导体可以根据需要设置两根或两根以上。文中若干为一个或一个以上。同时在相邻放置的单线型数字测温芯片或两总线型温度感知模块之间间距不大于1米的基础上，并联连接的多个单线型数字测温芯片或两总线型温度感知模块之间的位置间距可以根据实际应用情况灵活设置。

方法实施例4：本方法实施例4提供的用于上述定位式线型感温火灾探测器的报警方法，包括如下步骤：

地址存储的步骤：存储每个单线型数字测温芯片或两总线型温度感知模块的序列号，及该序列号对应的地址信息； 

信号量实时采集的步骤：

通过单线型数字测温芯片或两总线型温度感知模块将温度信号转化成电信号；通过第一电信号测量装置对每个序列号对应的单线型数字测温芯片或两总线型温度感知模块输出的电信号进行信号量采集；通过第二电信号测量装置对模拟量缆式线型感温电缆与终端电阻R并联连接的线路输出的电信号进行信号量采集；

运算处理的步骤，包括：通过运算处理装置，根据第一电信号测量装置和第二电信号测量装置测得的信号量，判断探测器所处的工作状态，所述工作状态包括正常运行状态、火灾状态和故障状态；以及

当处于故障状态时，根据所测得的信号量判断当前的故障类型；以及

当处于火灾状态时，根据所测得的信号量判断当前火灾对应的报警类型，并根据第一电信号测量装置测得信号量中的各序列号对应的温度信号，结合存储装置中各序列号对应的地址信息，进行火灾位置的定位； 

报警的步骤：当判断探测器的工作状态为火灾状态时，启动报警输出装置进行火灾报警；当探测器的工作状态为故障状态时，启动报警输出装置进行故障报警；

信息实时显示的步骤：通过数据通信装置将数据信息发送给外设上位机，并通过上位机实时显示。

具体的，所述运算处理的步骤中，包括：

设置预设故障数据及其对应的故障类型、定温报警阈值T(DW)、第一温度变化速率阈值ΔT(CW)和第二温度变化速率阈值ΔR(CW)的步骤；

故障状态及故障类型的判断步骤：

当第一电信号测量装置采集到的信号量等于预设故障数据，或第二电信号测量装置采集到的信号量等于预设的故障数据时，运算处理装置判断探测器的工作状态为故障状态，故障类型为对应该预设故障数据的故障类型；

火灾状态及其对应报警类型的判断步骤，包括：

当第一电信号测量装置采集到的信号量达到预设的定温报警阈值T(DW)时，则运算处理装置判断探测器的工作状态为T(DW)火灾状态，报警类型为该定温报警阈值T(DW)对应级别的定温报警；

当第一电信号测量装置采集到的信号量的变化速率达到第一温度变化速率阈值ΔT(CW)时，则运算处理装置判断探测器的工作状态为ΔT(CW)火灾状态，报警类型为该第一温度变化速率阈值ΔT(CW)对应级别的差温报警；

当第二电信号测量装置采集到的信号量的变化速率达到第二温度变化速率阈值ΔR(CW)时，则运算处理装置判断探测器的工作状态为ΔR(CW)火灾状态，报警类型为该第二温度变化速率阈值ΔR(CW)对应级别的差温报警；

正常工作状态判断的步骤：当探测器处于非故障状态和非火灾状态时，运算处理装置则判断探测器的工作状态为正常工作状态；此时运行指示灯闪烁；

火灾位置定位的步骤：根据第一电信号测量装置测得信号量中的各序列号对应的温度信号，结合存储装置中各序列号对应的地址信息，进行火灾位置的定位。 

所述报警的步骤中：当判断探测器的工作状态为火灾状态时，启动报警输出装置进行对应报警类型的火灾报警，同时火警灯闪烁；当探测器的工作状态为故障状态时，启动报警输出装置进行对应故障类型的故障报警，同时故障灯闪烁。

具体的，所述信息实时显示的步骤中，发送给外设上位机并通过上位机显示的数据信息包括：第一、第二电信号测量装置测得的实时信号量、第一电信号测量装置测得信号量中的各序列号对应的温度信号及地址信息、运算处理步骤获得的工作状态、故障类型、报警类型及报警时间、火灾位置定位信息；并通过外设上位机按时序实时曲线显示第一、第二电信号测量装置测得的信号量对应的缆式线型感温部件感知的温度变化曲线。

所述预设故障数据及其对应的故障类型，根据定位式线型感温火灾探测器的实际线路情况进行常规设定即可，如当缆式线型感温部件线间短路、断路、单线型数字测温芯片或两总线型温度感知模块损坏时会导致数据异常，则出现对应不同故障类型的故障数据如无数据回传、数据为0或无穷大等。

方法实施例5：本方法实施例5提供的用于定位式线型感温火灾探测器的报警方法，与方法实施例4步骤基本相同，相同之处不再累述，所不同的是：

所述运算处理的步骤中：包括两个定温报警阈值T(DW1)和T(DW2)，两个第一温度变化速率阈值ΔT(CW1)和ΔT(CW2)、两个第二温度变化速率阈值ΔR(CW1)、ΔR(CW2)。其中T(DW2)> T(DW1)，ΔT(CW2)> ΔT(CW1), ΔR(CW2)> ΔR(CW1)。

所述火灾状态及其对应报警类型的判断步骤中，包括：

当发生火情，缆式线型感温部件感知的温度不断上升，当第一电信号测量装置采集到的信号量达到预设的定温报警阈值T(DW1)时，则运算处理装置判断探测器的工作状态为T(DW1)火灾状态，报警类型为该定温报警阈值T(DW1)对应级别的定温报警；

当火势增大，缆式线型感温部件感知的温度继续上升，当第一电信号测量装置采集到的信号量达到预设的定温报警阈值T(DW2)时，则运算处理装置判断探测器的工作状态为T(DW2)火灾状态，报警类型为该定温报警阈值T(DW2)对应级别的定温报警；

当第一电信号测量装置采集到的信号量的变化速率达到第一温度变化速率阈值ΔT(CW1)时，则运算处理装置判断探测器的工作状态为ΔT(CW1)火灾状态，报警类型为该第一温度变化速率阈值ΔT(CW1)对应级别的差温报警；

当第一电信号测量装置采集到的信号量的变化速率达到第一温度变化速率阈值ΔT(CW2)时，则运算处理装置判断探测器的工作状态为ΔT(CW2)火灾状态，报警类型为该第一温度变化速率阈值ΔT(CW2)对应级别的差温报警；

当第二电信号测量装置采集到的信号量的变化速率达到第二温度变化速率阈值ΔR(CW1)时，则运算处理装置判断探测器的工作状态为ΔR(CW1)火灾状态，报警类型为该第二温度变化速率阈值ΔR(CW1)对应级别的差温报警；

当第二电信号测量装置采集到的信号量的变化速率达到第二温度变化速率阈值ΔR(CW2)时，则运算处理装置判断探测器的工作状态为ΔR(CW2)火灾状态，报警类型为该第二温度变化速率阈值ΔR(CW2)对应级别的差温报警。

工作原理：

（一）：正常供电后，第一电信号测量装置对多个单线型数字测温芯片或两总线型温度感知模块进行不断巡检，第二电信号测量装置对外覆有NTC或PTC特性材料的两金属导体末端与终端电阻并联的电路进行监测。当缆式线型感温部件线间短路、断路、单线型数字测温芯片或两总线型温度感知模块损坏时，其两组电信号测量装置所采集的电信号将发生改变。当出现单线型数字测温芯片或两总线型温度感知模块回传的温度数据异常或无数据回传等情况时，如果与存储在运算处理装置中的预设故障数据一致，则运算处理装置判断为故障工作状态，此时报警输出装置输出故障信号，同时故障灯闪烁。

（二）：当缆式线型感温部件周围有大火源发生（即受热长度大于相邻并联间单线型数字测温芯片或两总线型温度感知模块之间的最大间距时，有至少一个单线型数字测温芯片或两总线型温度感知模块位于大火源范围中）时，第一、第二电信号测量装置所采集的电信号将发生变化，一旦单线型数字测温芯片或两总线型温度感知模块所对应的电信号达到某个温度报警限制T（DW）时，运算处理装置判断当前为T（DW）火灾状态，报警类型为T(DW)对应级别的定温报警；此时报警输出装置输出T（DW）对应级别的定温火警信号，同时火警灯闪烁。如果设定多个定温报警阈值即可实现多级报警功能。当温度达不到T(DW)时或超过T(DW)时，通过一定时间内判断单线型数字测温芯片或两总线型温度感知模块感知的升温速率, 一旦升温速率达到或超过运算处理装置中设置的温度变化速率阈值ΔT(CW)时，运算处理装置判断为ΔT(CW)火灾状态，报警类型为ΔT(CW)对应级别的差温报警；此时报警输出装置输出ΔT(CW)对应级别的差温火警信号，同时火警灯闪烁。当然也可根据需要，预设多个定温报警阈值，以实现所需的多级定温报警功能。

（三）：当缆式线型感温部件周围有小火源发生（即受热长度小于相邻并联间单线型数字测温芯片或两总线型温度感知模块之间的最大间距，受热位置位于时相邻并联间单线型数字测温芯片或两总线型温度感知模块之间）时，因为没有数字测温芯片或温度感知模块位于火源中，所以对多个单线型数字测温芯片或两总线型温度感知模块进行不断巡检的第一电信号测量装置所采集的电信号基本无变化；而第二电信号测量装置对外覆有NTC或PTC特性材料的两金属导体与终端电阻并联的电路进行监测，其电信号会随着温度的变化而发生变化。一旦变化速率达到运算处理装置中设置的温度变化速率阈值ΔR(CW)时，运算处理装置判断为ΔR(CW)火灾状态，报警类型为ΔR(CW)对应级别的差温报警；此时报警输出装置输出ΔR(CW)对应级别的差温火警信号，同时火警灯闪烁。通过上述多数据融合实现了定温报警和差温报警的融合互补，本发明可实现任意点无间断的连续火警探测。当然也可根据需要，预设多个第一温度变化速率阈值ΔT(CW)和多个第二温度变化速率阈值ΔR(CW)，以实现所需的更为灵活的多级差温报警功能。

（四）：当通过各序列号对应的单线型数字测温芯片或两总线型温度感知模块的判断实现定温或差温报警时，可通过对应的序列号，结合存储装置中各序列号对应的地址信息，准确指出火警部位，从而实现火灾位置的准确定位，且定位精度小于相邻并联间的单线型数字测温芯片或两总线型温度感知模块之间的最大间距D(max)，该D（max）不大于1米。

（五）：由于信号处理单元中具有数据通信装置，通过相应的接口通信协议的设置即可将缆式线型感温部件的数据信息上传至外设上位机。所述数据信息可包括模拟量缆式线型感温电缆感知的温度数据、各序列号对应的单线型数字测温芯片或两总线型温度感知模块感知的温度数据及其对应的地址信息、探测器所处的工作状态、报警情况等。外设上位机接收数据后，可将缆式线型感温部件感知的周围温度进行实时曲线显示，并能准确记录和显示定位式线型感温火灾探测器的报警距离、报警类型、报警时间等相关信息。通过数据通信装置在运算处理装置与外设上位机之间传输的数据信息，以及其在外设上位机上实时显示的形式，可以更加需要灵活设置。

以上实施列对本发明不构成限定，相关工作人员在不偏离本发明技术思想的范围内，所进行的多样变化和修改，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种定位式线型感温火灾探测器，其特征在于：包括缆式线型感温部件、信号处理单元和终端电阻R；

所述缆式线型感温部件包括模拟量缆式线型感温电缆和若干并联的单线型数字测温芯片或两总线型温度感知模块；相邻放置的单线型数字测温芯片或两总线型温度感知模块之间间距不大于1米；所述模拟量缆式线型感温电缆包括两根外包NTC或PTC特性材料的金属导体；

所述信号处理单元包括运算处理装置，以及与运算处理装置相连的第一电信号测量装置、第二电信号测量装置、数据通信装置、报警输出装置和地址存储装置，所述运算处理装置用于第一电信号测量装置、第二电信号测量装置、数据通信装置、报警输出装置和地址存储装置之间的信息交互和控制；

所述并联单线型数字测温芯片或两总线型温度感知模块的线路与第一电信号测量装置连接，所述模拟量缆式线型感温电缆的末端并联连接终端电阻R，首端与第二电信号测量装置连接。

2.根据权利要求1所述的定位式线型感温火灾探测器，其特征在于：

所述地址存储装置，用于存储每个单线型数字测温芯片或两总线型温度感知模块的序列号，及该序列号对应的地址信息；

所述单线型数字测温芯片或两总线型温度感知模块用于将温度信号转化成电信号；

所述第一电信号测量装置用于对每个序列号对应的单线型数字测温芯片或两总线型温度感知模块输出的电信号进行信号量采集；所述第二电信号测量装置用于对模拟量缆式线型感温电缆与终端电阻R并联连接的线路输出的电信号进行信号量采集；

所述运算处理装置，用于根据第一电信号测量装置和第二电信号测量装置测得的信号量进行探测器所处工作状态的判断，所述工作状态包括正常运行状态、火灾状态和故障状态；以及

用于根据第一电信号测量装置测得信号量中的各序列号对应的温度信号，结合存储装置中各序列号对应的地址信息，进行火灾位置的定位；以及

用于当判断探测器处于火灾或故障状态时，进行报警类型或故障类型的判断，并启动报警输出装置进行火灾报警或故障报警； 

所述数据通信装置，用于运算处理装置与外设上位机之间的数据通信。

3.根据权利要求2所述的定位式线型感温火灾探测器，其特征在于：

所述数据通信装置，用于将包括第一电信号测量装置测得的温度信号及其对应的序列号和地址信息，第二电信号测量装置测得的信号量，以及运算处理装置输出的探测器工作状态、故障类型、火灾类型、火灾位置信息在内的数据信息传输给外设上位机。

4.根据权利要求1所述的定位式线型感温火灾探测器，其特征在于：所述缆式线型感温部件包括第一线缆和第二线缆，所述第一线缆包括外层的第一绝缘护套，以及第一绝缘护套内的、通过两根或两根以上的第一金属导体并联连接的若干单线型数字测温芯片或两总线型温度感知模块；

所述第二线缆为模拟量缆式线型感温电缆，包括外层的第二绝缘护套以及第二绝缘护套内的间隔平行放置的两根第二金属导体，所述两根第二金属导体外侧分别包覆有NTC特性阻隔层或PTC特性阻隔层。

5.根据权利要求1所述的定位式线型感温火灾探测器，其特征在于：所述缆式线型感温部件包括第一线缆和第二线缆，所述第一线缆包括外层的第一绝缘护套，以及第一绝缘护套内的、通过两根或两根以上的第一金属导体并联连接的若干单线型数字测温芯片或两总线型温度感知模块；

所述第二线缆为模拟量缆式线型感温电缆，包括外层的第二绝缘护套以及第二绝缘护套内的两根第二金属导体，所述两根第二金属导体外覆NTC特性阻隔层或PTC特性阻隔层后等距螺旋绞合成一体。

6.根据权利要求5所述的定位式线型感温火灾探测器，其特征在于：所述第一线缆和第二线缆平行紧贴或等距绞合成一体后外覆绝缘护套形成单根感温总线缆。

7.根据权利要求1所述的定位式线型感温火灾探测器，其特征在于：所述缆式线型感温部件为单根感温总线缆，包括外层的绝缘护套，以及绝缘护套内的通过两根或两根以上的第一金属导体并联连接的若干单线型数字测温芯片或两总线型温度感知模块，以及绝缘护套内的间隔平行放置的两根第二金属导体；所述绝缘护套内的间隙中填充有NTC特性材料或PTC特性材料。

8.用于权利要求1至7任一权利要求所述的定位式线型感温火灾探测器的报警方法，其特征在于包括如下步骤：

地址存储的步骤：存储每个单线型数字测温芯片或两总线型温度感知模块的序列号，及该序列号对应的地址信息； 

信号量实时采集的步骤：

通过单线型数字测温芯片或两总线型温度感知模块将温度信号转化成电信号；通过第一电信号测量装置对每个序列号对应的单线型数字测温芯片或两总线型温度感知模块输出的电信号进行信号量采集；通过第二电信号测量装置对模拟量缆式线型感温电缆与终端电阻R并联连接的线路输出的电信号进行信号量采集；

运算处理的步骤，包括：通过运算处理装置，根据第一电信号测量装置和第二电信号测量装置测得的信号量，判断探测器所处的工作状态，所述工作状态包括正常运行状态、火灾状态和故障状态；以及

当处于故障状态时，根据所测得的信号量判断当前的故障类型；以及

当处于火灾状态时，根据所测得的信号量判断当前火灾对应的报警类型，并根据第一电信号测量装置测得信号量中的各序列号对应的温度信号，结合存储装置中各序列号对应的地址信息，进行火灾位置的定位； 

报警的步骤：当判断探测器的工作状态为火灾状态时，启动报警输出装置进行火灾报警；当探测器的工作状态为故障状态时，启动报警输出装置进行故障报警；

信息实时显示的步骤：通过数据通信装置将数据信息发送给外设上位机，并通过上位机实时显示。

9.根据权利要求8所述的用于定位式线型感温火灾探测器的报警方法，其特征在于：所述运算处理的步骤中，包括：

设置预设故障数据及其对应的故障类型、定温报警阈值T(DW)、第一温度变化速率阈值ΔT(CW)和第二温度变化速率阈值ΔR(CW)的步骤；

故障状态及故障类型的判断步骤：

当第一电信号测量装置采集到的信号量等于预设故障数据，或第二电信号测量装置采集到的信号量等于预设的故障数据时，运算处理装置判断探测器的工作状态为故障状态，故障类型为对应该预设故障数据的故障类型；

火灾状态及其对应报警类型的判断步骤，包括：

当第一电信号测量装置采集到的信号量达到预设的定温报警阈值T(DW)时，则运算处理装置判断探测器的工作状态为火灾状态，报警类型为该定温报警阈值T(DW)对应级别的定温报警；

当第一电信号测量装置采集到的信号量的变化速率达到第一温度变化速率阈值ΔT(CW)时，则运算处理装置判断探测器的工作状态为火灾状态，报警类型为该第一温度变化速率阈值ΔT(CW)对应级别的差温报警；

当第二电信号测量装置采集到的信号量的变化速率达到第二温度变化速率阈值ΔR(CW)时，则运算处理装置判断探测器的工作状态为火灾状态，报警类型为该第二温度变化速率阈值ΔR(CW)对应级别的差温报警；

正常工作状态判断的步骤：当探测器处于非故障状态和非火灾状态时，运算处理装置则判断探测器的工作状态为正常工作状态；

火灾位置定位的步骤：根据第一电信号测量装置测得信号量中的各序列号对应的温度信号，结合存储装置中各序列号对应的地址信息，进行火灾位置的定位； 

所述报警的步骤中：当判断探测器的工作状态为火灾状态时，启动报警输出装置进行对应报警类型的火灾报警；当探测器的工作状态为故障状态时，启动报警输出装置进行对应故障类型的故障报警；

所述信息实时显示的步骤中，发送给外设上位机并通过上位机显示的数据信息包括：第一、第二电信号测量装置测得的实时信号量、第一电信号测量装置测得信号量中的各序列号对应的温度信号及地址信息、运算处理步骤获得的工作状态、故障类型、报警类型及报警时间、火灾位置定位信息；并通过外设上位机按时序实时曲线显示第一、第二电信号测量装置测得的信号量对应的缆式线型感温部件感知的温度变化曲线。

10.根据权利要求9所述的用于定位式线型感温火灾探测器的报警方法，其特征在于：所述运算处理的步骤中：包括两个以上的定温报警阈值T(DW)、两个以上的第一温度变化速率阈值ΔT(CW)和两个以上的第二温度变化速率阈值ΔR(CW)。