CN108375419A - 一种基于本安型防爆的红外微波探测器及其控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于本安型防爆的红外微波探测器及其控制系统，包括底壳和上壳；所述上壳的端面上开设有防爆窗口，以及在防爆窗口的下方设置有红外探头、微波探头和报警指示灯；所述底壳的空腔内安装有PCB电路板，PCB电路板上集成有红外探测系统、本安防爆系统、微处理器系统和微波探测系统。本发明以红外传感器和高可靠微波感应人体传感器为核心器件，进行红外与微波的复合探测，同时运用本安防爆技术，将PCB电路板上的控制电路按照本安防爆设计要求，使得产品自身具备本安防爆功能，不用外加防爆箱就能使产品能够在一些易燃易爆场所使用，实现了在易燃易爆区域的应用，大大提高了产品适用范围。
Description
技术领域
本发明涉及电子设备技术领域，具体为一种基于本安型防爆的红外微波探测器及其控制系统。
背景技术
红外微波探测技术是一种应用比较广泛的探测技术，现有的红外微波探测器本身不具备防爆功能，在石油、化工、冶炼、采掘，地下综合管廊等易燃易爆区域不能使用，要想实现防爆必须和防爆箱配合使用，将红外微波探测器放到防爆箱内，让红外微波探测器与外部空气隔离这样才能具备防爆功能，防爆箱结构安装较为复杂，且加装防爆箱后产品误报率极高。
周界防范产品经过多年的发展，已应用得相当普遍，如在军工厂、军队、机场、港口、政府机关等高端领域都可见其“踪影”，并在这些领域保持着相当高的应用增长速度，如红外对射、震动电缆、埋地感应电缆、脉冲式电子围栏、激光对射等都被大量使用。
针对单一技术探测器存在误报漏报等缺陷，目前现有双鉴探测器、三鉴探测器等换代产品。双鉴探测器是指将2种不同技术原理的探测器整合在一起，只有当2种探测技术的传感器都探测到人体入侵时才报警，现有技术的双鉴探测器以微波+被动红外居多。前几年的入侵探测器市场主要由被动红外所垄断，后来金融、军方、高档小区慢慢开始使用双鉴探测产品，随着小区的发展，双鉴使用率逐渐增多，产品种类也日趋繁多。为了进一步提高探测器的性能，在双鉴探测器的基础上又增加了微处理器技术的探测器被称为三鉴探测器。
对于石油、化工、冶炼、采掘等易燃易爆领域的周界防范，一般的周界报警设备不适合布设在对防爆等级要求较高的周界领域。对防爆型微波红外探测器有强劲的需求，现有红外微波探测器本身不具有本安防爆功能，需要外加防爆箱将其隔离才能在特特殊易燃易爆场所使用。
现有技术均实现红外微波双技术探测，将微波传感技术与红外传感技术结合以“相与”的关系进行探测触发报警，但产品自身不具备防爆功能，必须配合防爆箱将产品和外部空气隔绝，防爆箱结构和安装都比较复杂，且加装防爆箱后产品误报率极高，现有技术红外微波不使用防爆箱的情况下，在石油、化工、冶炼、采掘，地下综合管廊等易燃易爆区域不能使用。
在石油、化工、冶炼、采掘，地下综合管廊对此红外微波探测器需求增大，但是现有技术红外微波探测器在对易燃易爆区域不能使用，因为现有技术红外微波探测器在过压、过载、短路等情况下，会导致内部电路过热、产生电火花、起火等，这样很可能会使周围易燃易爆区起火爆炸造成不必要的经济损失，现有技术要想实现防爆必须要加防爆箱组合使用，将红外微波探测器与外部空气隔离，但是防爆箱结构和安装都比较复杂，且加上防爆箱后会影响产品的使用情况，误报率大大提高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于本安型防爆的红外微波探测器及其控制系统，其产品PCB控制电路按照本安防爆设计要求，在电路过压、过载、短路等情况下，均不会使内部电路过热、产生电火花、起火等，产品自身具备本安防爆功能，大大提高了产品适用范围，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于本安型防爆的红外微波探测器，包括底壳和上壳；所述底壳通过边角内嵌式螺丝与上壳锁紧为一体；所述上壳的端面上开设有防爆窗口，以及在防爆窗口的下方设置有红外探头、微波探头和报警指示灯；所述底壳的空腔内安装有PCB电路板，PCB电路板上集成有红外探测元件、本安防爆元件、微处理器元件和微波探测元件。
优选的，所述红外探头设置在上壳上，并与PCB电路板上的控制电路耦合连接。
优选的，所述微波探头设置在上壳上，微波探头与PCB电路板上的控制电路耦合连接。
优选的，所述报警指示灯设置在红外探头和微波探头之间，并与PCB电路板上的控制电路耦合连接。
本发明提供另一种技术方案为：一种基于本安型防爆的红外微波探测器的控制系统，包括由红外探测元件组成的红外探测系统、本安防爆元件组成的本安防爆系统、微处理器元件组成的微处理器系统和微波探测元件组成的微波探测系统；所述红外探测系统包括的红外探测元件有热释电红外传感器、菲涅尔透镜、数字信号运放处理器和电平转换装置；所述本安防爆系统包括本安防爆电路；所述微处理器系统包括的微处理器元件有用于接收微波探测系统、红外探测系统的数字信号，并将微波数字信号与红外数字信号结合以相与的关系进行探测触发报警的报警电路；所述微波探测系统包括的微波探测元件有振荡器、发射天线、接收天线和多普勒信号调理电路。
优选的，所述热释电红外传感器检测移动人体发射的红外光谱，并将波长为8-12um之间的红外信号变化转变为电信号。
优选的，所述微波探测系统在发射微波信号的同时接受反射波信号，并将两者相混差频产生一个新的低频信号定义为多普勒信号。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本基于本安型防爆的红外微波探测器及其控制系统，以红外传感器和高可靠微波感应人体传感器为核心器件，进行红外与微波的复合探测，同时运用本安防爆技术，将PCB电路板上的控制电路按照本安防爆设计要求，在电路过压、过载、短路等情况下，均不会使内部电路过热、产生电火花、起火等，从而使得产品自身具备本安防爆功能，不用外加防爆箱就能使产品能够在一些易燃易爆场所使用，实现了在易燃易爆区域的应用，大大提高了产品适用范围。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的底壳和上壳拆分图；
图3为本发明的系统框图。
图中：1底壳、11 PCB电路板、2上壳、21防爆窗口、22红外探头、23微波探头、24报警指示灯、3红外探测系统、31热释电红外传感器、32菲涅尔透镜、33数字信号运放处理器、34电平转换装置、4本安防爆系统、41本安防爆电路、5微处理器系统、51报警电路、6微波探测系统、61振荡器、62发射天线、63接收天线、64多普勒信号调理电路。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
请参阅图1-2：一种基于本安型防爆的红外微波探测器，包括底壳1和上壳2；底壳1通过边角内嵌式螺丝与上壳2锁紧为一体；上壳2的端面上开设有防爆窗口21，以及在防爆窗口21的下方设置有红外探头22、微波探头23和报警指示灯24；底壳1的空腔内安装有PCB电路板11，PCB电路板11上集成有红外探测元件、本安防爆元件、微处理器元件和微波探测元件；其中，红外探头22设置在上壳2上，并与PCB电路板11上的控制电路耦合连接，微波探头23设置在上壳2上，微波探头23与PCB电路板11上的控制电路耦合连接；报警指示灯24设置在红外探头22和微波探头23之间，并与PCB电路板11上的控制电路耦合连接；通过将PCB电路板11上的控制电路按照本安防爆设计要求，在电路过压、过载、短路等情况下，均不会使内部电路过热、产生电火花、起火等，从而使得产品自身具备本安防爆功能，不用外加防爆箱就能使产品能够在一些易燃易爆场所使用，这样大大提高了产品适用范围。
实施例2：
请参阅图3：一种基于本安型防爆的红外微波探测器的控制系统，包括由红外探测元件组成的红外探测系统3、本安防爆元件组成的本安防爆系统4、微处理器元件组成的微处理器系统5和微波探测元件组成的微波探测系统6；
其中，红外探测系统3包括的红外探测元件有热释电红外传感器31、菲涅尔透镜32、数字信号运放处理器33和电平转换装置34，热释电红外传感器31检测移动人体发射的红外光谱，将波长为8-12um之间的红外信号变化转变为电信号，当无人体移动时，热释电红外传感器31感应到的只是背景温度，当人体进人警戒区，通过菲涅尔透镜32聚焦红外光线，热释电红外传感器31感应到人体温度与背景温度的差异信号。
本安防爆系统4包括本安防爆电路41，电火花和热效应是引起爆炸性危险气体爆炸的主要点燃源，本安防爆系统4通过限制电火花和热效应两个可能的点燃源的能量来实现防爆功能，在国家标准所规定的条件下（包括正常工作和规定故障条件），产生的任何电火花和热效应均不能点燃规定的爆炸性气体。
微处理器系统5包括的微处理器元件有用于接收微波探测系统6、红外探测系统3的数字信号，并将微波数字信号与红外数字信号结合以相与的关系进行探测触发报警的报警电路51，报警电路51耦合连接报警指示灯24，只有当两种数字信号同时或者相继在短暂时间内都探测到目标时才可发出警报信号，使得报警指示灯24闪光予以报警指示。
微波探测系统6包括的微波探测元件有振荡器61、发射天线62、接收天线63和多普勒信号调理电路64，微波探测系统5在发射微波信号的同时接受反射波信号，并将两者相混差频产生一个新的低频信号，称多普勒信号，微波探测系统6如果检测到多普勒信号则判定有移动目标存在。
工作原理：本基于本安型防爆的红外微波探测器及其控制系统，综合运用防爆技术、红外探测技术、微波探测技术，实现了在易燃易爆区域的微波红外探测，红外探测技术利用热释电红外传感器31检测物体辐射的红外线，在自然界中，任何高于绝对零度(-273.15º)的物体都可以辐射出红外线，而且辐射能量的大小与物体表面温度有关；微波探测技术是利用电磁波的多普勒原理对移动的人体进行反应，适用于探测以一定速度靠近或远离微波感应器的物体，比如以一定速度行走的人员通过某个场所，就可以用微波方便地探测出来，同时，微处理器接受红外和微波信号，进行逻辑处理，判断出人体信号，进行警戒报警。
综上所述：本发明提供的一种基于本安型防爆的红外微波探测器及其控制系统，以红外传感器和高可靠微波感应人体传感器为核心器件，进行红外与微波的复合探测，同时运用本安防爆技术，将PCB电路板11上的控制电路按照本安防爆设计要求，在电路过压、过载、短路等情况下，均不会使内部电路过热、产生电火花、起火等，从而使得产品自身具备本安防爆功能，不用外加防爆箱就能使产品能够在一些易燃易爆场所使用，实现了在易燃易爆区域的应用，大大提高了产品适用范围。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种基于本安型防爆的红外微波探测器，其特征在于，包括底壳（1）和上壳（2）；所述底壳（1）通过边角内嵌式螺丝与上壳（2）锁紧为一体；所述上壳（2）的端面上开设有防爆窗口（21），以及在防爆窗口（21）的下方设置有红外探头（22）、微波探头（23）和报警指示灯（24）；所述底壳（1）的空腔内安装有PCB电路板（11），PCB电路板（11）上集成有红外探测元件、本安防爆元件、微处理器元件和微波探测元件。
2.如权利要求1所述的一种基于本安型防爆的红外微波探测器，其特征在于：所述红外探头（22）设置在上壳（2）上，并与PCB电路板（11）上的控制电路耦合连接。
3.如权利要求1所述的一种基于本安型防爆的红外微波探测器，其特征在于：所述微波探头（23）设置在上壳（2）上，微波探头（23）与PCB电路板（11）上的控制电路耦合连接。
4.如权利要求1所述的一种基于本安型防爆的红外微波探测器，其特征在于：所述报警指示灯（24）设置在红外探头（22）和微波探头（23）之间，并与PCB电路板（11）上的控制电路耦合连接。
5.一种如权利要求1所述的基于本安型防爆的红外微波探测器的控制系统，其特征在于：包括由红外探测元件组成的红外探测系统（3）、本安防爆元件组成的本安防爆系统（4）、微处理器元件组成的微处理器系统（5）和微波探测元件组成的微波探测系统（6）；所述红外探测系统（3）包括的红外探测元件有热释电红外传感器（31）、菲涅尔透镜（32）、数字信号运放处理器（33）和电平转换装置（34）；所述本安防爆系统（4）包括本安防爆电路（41）；所述微处理器系统（5）包括的微处理器元件有用于接收微波探测系统（6）、红外探测系统（3）的数字信号，并将微波数字信号与红外数字信号结合以相与的关系进行探测触发报警的报警电路（51）；所述微波探测系统（6）包括的微波探测元件有振荡器（61）、发射天线（62）、接收天线（63）和多普勒信号调理电路（64）。
6.如权利要求1所述的一种基于本安型防爆的红外微波探测器的控制系统，其特征在于，所述热释电红外传感器（31）检测移动人体发射的红外光谱，并将波长为8-12um之间的红外信号变化转变为电信号。
7.如权利要求1所述的一种基于本安型防爆的红外微波探测器的控制系统，其特征在于，所述微波探测系统（6）在发射微波信号的同时接受反射波信号，并将两者相混差频产生一个新的低频信号定义为多普勒信号。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 277500 Sun Lou Industrial Park, Jinghe Office, Tengzhou City, Zaozhuang City, Shandong Province Applicant after: Shandong Feitian Photoelectric Technology Co., Ltd. Address before: 277500 Sun Lou Industrial Park, Jinghe Office, Tengzhou City, Zaozhuang City, Shandong Province Applicant before: Shandong Feitian laser photoelectric technology Co., Ltd. |
|
| CB02 | Change of applicant information | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20180807 |
|
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |