CN113820558A - 模拟线式火焰传感器检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种模拟线式火焰传感器模拟装置及方法，包括模拟线式火焰传感器模块、中央控制模块、电源调理模块、AD数据采集模块和显示模块；中央控制模块分别与电源调理模块、显示模块、模拟线式火焰传感器模块、AD数据采集模块以及被测灭火抑爆控制盒相连接；模拟线式火焰传感器模块分别与AD数据采集模块和被测灭火抑爆控制盒相连接。本发明根据线式火焰传感器随温度变化，电阻和电容变化范围较大的特性，实现对线式火焰传感器的宽范围模拟；模拟线式火焰传感器装置具备适用性较高，适用于所有使用该传感器的控制装置，实现其状态检测，弥补现有检测仪无法检测的空白。

Description

模拟线式火焰传感器检测装置及方法

技术领域

本发明涉及测试装置的技术领域，具体地，涉及模拟线式火焰传感器检测装置及方法。

背景技术

据悉现役的车辆动力舱多采用的火焰探测器为双参数线式火焰传感器，其占用空间小、探测点密集、探测范围广的特点，也广泛应用于飞机机舱、船舱、方舱大型场所。线式火焰传感器通常作为灭火抑爆系统的重要部件之一，其采集探测的数据及时被灭火抑爆控制盒接收，经分析处理识别火警并实施灭火操作。灭火抑爆控制盒在生产调试甚至后期维护过程中，存在多个重要参数需要检测与维修。通过查新检索发现，目前适用于灭火抑爆系统的检测装置，缺乏对主控制盒中关于线式火焰传感器采集部分的状态检测。

在公告号为CN103177641B的专利文献中公开了一种用于模拟热敏电阻型温度传感器的装置。本发明所述的用于模拟热敏电阻型温度传感器的装置，包括电源、处理模块、输入模块、显示模块和数字变阻器，所述电源分别与处理模块、输入模块和显示模块连接，所述处理模块分别与输入模块、显示模块和数字变阻器连接，其中输入模块用于输入温度值，处理模块根据接收到的温度值，控制显示模块显示温度值并进行处理，得到与该温度值相对应的电阻值编码，通过编码控制数字变阻器输出该电阻值。此发明使用数字变阻器来模拟热敏电阻随温度的变化，与本发明为阻容型双参数线式温度传感器，线式火焰传感器的电阻值和电容值为非线性宽范围变化，较普通的热敏电阻更复杂多变也更难模拟。此发明最终输出对应温度的电阻值，未对接收该阻值的设备的状态给出检测结果，不具备测试能力。

在公开号为CN112880472A的专利文献中公开了一种灭火系统在线检测装置，包括电源、电爆管检测电路、火焰传感器检测及模拟电路和执行机构检测电路，电源的输出端分别连接电爆管检测电路、火焰传感器检测及模拟电路、执行机构检测电路的电源输入端。本发明还公开了一种灭火系统在线检测方法。本发明采用三通插座在线取出火焰传感器信号、执行机构动作信号，经过信号处理和标准比对，在线检测灼烧、按压控制等流程是否工作正常，从而判断灭火系统是否故障。该发明在线检测灭火系统时，使用灼烧火焰传感器等操作判断灭火抑爆系统是否正常，用灭火系统的部件-火焰传感器去检测另一部件控制盒的状态，当出现故障时无法准确定位是哪个部件故障，对灭火抑爆系统检测能力不高，降低了维修性。

在公开号为CN111375155A的专利文献中公开了一种便携式自动灭火抑爆装置通用检测仪，包括显示控制单元、检测单元、测试电缆、电源电缆和通讯电缆。显示控制单元通过通讯电缆与检测单元连接，检测单元与被测车辆上的自动灭火抑爆装置控制盒通和自动灭火抑爆装置引出线通过测试电缆连接；电源电缆的两端分别与检测单元和被测车辆内的直流电源连接。该发明仅局限于三种型号自动灭火抑爆装置，对被测控制盒热电偶火焰传感器采集电路报火警功能检测，对目前新型车辆动力舱或者大型舰船、仓储场所通用的线式火焰传感器采集电路缺乏有效的状态检测，已经无法匹配现有控制盒状态检测，通用性、适用性不强，增加了装备维修的难度。

在公告号为CN104732741B的专利文献中公开了一种基于线式火焰传感器的火警系统的检测方法及装置，其中方法包括：检测线式火焰传感器的短路状态和开路状态；若存在短路状态和/或开路状态，待确定相应的故障位置并排除故障后，对线式火焰传感器工作性能参数进行检测；模拟发送数据包给采集分析模块，根据采集分析模块对该数据包的分析结果，检测采集分析模块是否能正确判别出线式火焰传感器的短路状态、开路状态以及报警功能是否正常。

结合线式火焰传感器的温度特性，电阻值随温度上升非线性降低，电容值随温度上升非线性升高的特性，灭火抑爆控制盒通常会设计一种可实现阻容值全覆盖的采集电路来匹配传感器的特性。这给灭火抑爆控制盒检测装置增大难度。传统的检测手段是采用固定的电阻值、电容值模拟传感器的某个点接入控制盒，此方法操作复杂，模拟精度低，可靠性较低，扩展性差，已经不能适应当前对模拟线式火焰传感器的需求。因此，需要提出一种技术方案以改善上述技术问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种线式火焰传感器模拟检测装置及方法。

根据本发明提供的一种模拟线式火焰传感器检测装置，包括模拟线式火焰传感器模块、中央控制模块、电源调理模块、AD数据采集模块和显示模块；

所述中央控制模块分别与电源调理模块、显示模块、模拟线式火焰传感器模块、AD数据采集模块以及被测对象灭火抑爆控制盒相连接；所述模拟线式火焰传感器模块分别与AD数据采集模块和被测对象灭火抑爆控制盒相连接。

优选地，所述模拟线式火焰传感器模块的输出端与被测对象灭火抑爆控制盒的输入端连接，当模拟传感器装置设置为开始测试状态后，自动模拟线式火焰传感器随温度变化时电阻和电容的状态，并同时采集接出点的电压值，经计算得到被测控制盒采集电路的电流值，判断被测控制盒状态是否正常，若故障则给出故障部位提示。

优选地，所述电源调理模块进行220V转3.3V电压转换，提供中央控制模块工作电压，所述电源调理模块包括滤波电路、欠压保护电路和过压处理电路。

优选地，所述滤波电路包括滤波电容、电压转换芯片和降压电源芯片，得到3.3V直流电压；所述欠压保护电路和过压处理电路包括稳压器、电阻、电容和电感，输出稳定的3.3V电压给到中央控制器。

优选地，所述模拟线式火焰传感器模块对线式火焰传感器的宽范围进行模拟，给被测对象控制盒提供不同数据段的电压采集；所述模拟线式火焰传感器模块包括模拟火线电阻电路、模拟火线电容电路、分压电路和电子开关。

优选地，所述显示模块对被测对象控制盒线式火焰传感器采集电路的检测结果显示；所述显示模块包括指示灯驱动电路；所述指示灯驱动电路包括5路模拟火线状态指示灯，与被测采集电路的5路采集电路一一对应，指示灯亮表示故障，指示灯灭表示状态正常；还包括一个电流状态指示灯，当电流异常时指示灯亮，电流正常时指示灯灭。

本发明还提供一种线式火焰传感器模拟检测方法，所述方法应用上述中的线式火焰传感器模拟检测装置，所述方法包括如下步骤：

步骤S1：中央控制模块上电并执行测试，通过AD采集模块，实时采集被测对象灭火抑爆控制盒给模拟测试装置的激励电压Um，即模拟线式火焰传感器的电压值；

步骤S2：根据电子开关选择的模拟电阻值Rm，通过公式Ic＝Um/Rm得到当前被测灭火抑爆控制盒采集电路的电流，并进行初始判断，得到判断结果。

优选地，所述步骤S2中当电流Ic大于1A或者电流Ic为零时，则判定被测对象灭火抑爆控制盒故障，显示模块电流状态指示灯亮，显示电流异常。

优选地，所述步骤S2中当电流Ic正常时，则继续判断；已知被测灭火抑爆控制盒的基准电压为Uc，通过电流值得到当前被测灭火抑爆控制盒采集的电阻值Rc，计算被测对象灭火抑爆控制盒采集电路的上拉分压电阻为Ri＝Rc-Rm，比对Ri与被测对象灭火抑爆控制盒中的上拉电阻群是否一致。

优选地，当Ri与被测灭火抑爆控制盒中的上拉电阻群一致时，则状态正常；当差距超出±10％时，则故障，故障的部位通过显示模块显示。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明根据线式火焰传感器随温度变化，电阻和电容变化范围较大的特性，实现对线式火焰传感器的宽范围模拟；

2、本发明的模拟线式火焰传感器装置具备适用性较高，适用于所有使用该传感器的控制装置，实现其状态检测，弥补现有检测仪无法检测的空白；

3、本发明实现对线式火焰传感器主控设备的自动化检测，可直接提示测试结果，完善了对控制设备的检测能力，极大提高了主控设备的维修性。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为模拟线式火焰传感器检测装置模块原理图；

图2为模拟线式火焰传感器模块电路原理图；

图3为模拟线式火焰传感器装置检测方法流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

本发明提供一种模拟线式火焰传感器检测装置及方法，模拟线式火焰传感器装置输出端与被测控制盒输入端连接，当模拟传感器装置设置为开始测试状态后，可以自动模拟线式火焰传感器随温度变化时电阻和电容的状态，并同时采集接出点的电压值，经计算得到被测对象控制盒采集电路的电流值，判断被测控制盒状态是否正常，若故障则给出故障部位提示。模拟装置主要包含电源调理模块，模拟线式火焰传感器电路模块，AD数据采集模块，中央控制模块、显示模块。

电源调理模块用于实现220V转3.3V电压转换，提供中央控制模块工作电压，包含滤波电路，欠压保护电路，过压处理电路。滤波电路由滤波电容，电压转换芯片，降压电源芯片组成，得到3.3V直流电压；欠压、过压保护电路由稳压器，电阻，电容，电感等组成，输出稳定的3.3V电压给到中央控制器。

模拟线式火焰传感器模块用于实现对线式火焰传感器的宽范围模拟，给被测对象控制盒提供不同数据段的电压采集。包含模拟火线电阻电路、模拟火线电容电路、分压电路、电子开关组成。

已知线式火焰传感器电阻值在0℃-500℃变化范围为大于20M至1K，电容变化范围为1nf-130nf，变化范围广。根据线式火焰传感器现有的温度特性结合大量的试验数据最终确定，设计10路模拟火线电阻分别为60MΩ、30MΩ、7MΩ、1M、510KΩ、300KΩ、100KΩ、50KΩ、10KΩ、1KΩ，对应的模拟火线电容分别为1nf、1.2nf、1.8nf、3nf、4nf、5nf、8nf、28nf、127nf,电阻与电容并联后接入分压电路；设计10路电子开关，通过控制不同的电子开关开通对应的分压电路；接入被测控制盒的输入端。

中央控制模块在上电并执行测试后，中央控制模块通过AD采集模块，实时采集被测控制盒给模拟测试装置的激励电压Um，即模拟线式火焰传感器的电压值。根据电子开关选择的模拟电阻值Rm，通过公式Ic＝Um/Rm得到当前被测控制盒采集电路的电流，并进行初始判断：电流Ic为远超正常值，一般I>1A，或者为零，可以直接断定被测控制盒故障，显示模块显示电流异常。若电流正常，继续判断，已知被测对象控制盒的基准电压为Uc，通过电流值得到当前被测控制盒采集的电阻值Rc,计算被测控制盒采集电路的上拉分压电阻为Ri＝Rc-Rm，比对Ri与被测控制盒中的上拉电阻群是否一致；若一致则状态正常；若差距较大超出规定误差，一般为±10％，则该路故障，故障的部位通过显示模块显示。

上电并执行测试后，中央控制模块控制电子开关1打开，模拟线式火焰传感器(60MΩ，1nf)接入被测控制盒，AD采集模块实时采集激励电压为Um＝U0*ref/ref0，U0为AD数据采集模块基准电压，ref0为AD设置的分辨率，ref为当前采集的AD值，均为已知值，计算得到被测控制盒的电流值Ic＝Um/Rm。已知被测控制盒基准电压为Uc，可通过电流值得到被测控制盒采集模块的电阻Rc＝Uc/Ic,进而得到上拉电阻R0,比对R0与被测控制盒中的上拉电阻群是否一致；若一致则状态正常；若差距较大超出规定误差，一般为±10％，则该路故障，故障的部位通过显示模块,控制1号指示灯亮；依次判断，可得到被测控制盒整个采集电路的状态。

显示模块实现对被测控制盒线式火焰传感器采集电路的检测结果显示。包含指示灯驱动电路。设计5路模拟火线状态指示灯，对应被测采集电路的5路采集电路，指示灯亮表示故障，指示灯灭表示状态正常。

AD数据采集模块模拟线式火焰传感器接入被测控制盒以后，采集模拟装置的电信号，经AD转换芯片转为数字信号，传入中央控制模块。包含AD转换芯片，滤波电容，电阻。

本发明根据线式火焰传感器随温度变化，电阻和电容变化范围较大的特性，实现对线式火焰传感器的宽范围模拟；模拟线式火焰传感器装置具备适用性较高，适用于所有使用该传感器的控制装置，实现其状态检测，弥补现有检测仪无法检测的空白；实现对线式火焰传感器控制设备的自动化检测，可直接提示测试结果，完善了对主控设备的检测能力，极大提高了主控设备的维修性。

本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以，本发明提供的系统及其各项装置、模块、单元可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置、模块、单元也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的装置、模块、单元视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种模拟线式火焰传感器检测装置，其特征在于，包括模拟线式火焰传感器模块、中央控制模块、电源调理模块、AD数据采集模块和显示模块；

所述中央控制模块分别与电源调理模块、显示模块、模拟线式火焰传感器模块、AD数据采集模块以及被测对象灭火抑爆控制盒相连接；所述模拟线式火焰传感器模块分别与AD数据采集模块和被测对象灭火抑爆控制盒相连接。

2.根据权利要求1所述的线式火焰传感器模拟检测装置，其特征在于，所述模拟线式火焰传感器模块的输出端与被测对象灭火抑爆控制盒的输入端连接，当模拟传感器装置设置为开始测试状态后，自动模拟线式火焰传感器随温度变化时电阻和电容的状态，并同时采集接出点的电压值，经计算得到被测控制盒采集电路的电流值，判断被测控制盒状态是否正常，若故障则给出故障部位提示。

3.根据权利要求1所述的线式火焰传感器模拟检测装置，其特征在于，所述电源调理模块进行220V转3.3V电压转换，提供中央控制模块工作电压，所述电源调理模块包括滤波电路、欠压保护电路和过压处理电路。

4.根据权利要求3所述的线式火焰传感器模拟检测装置，其特征在于，所述滤波电路包括滤波电容、电压转换芯片和降压电源芯片，得到3.3V直流电压；所述欠压保护电路和过压处理电路包括稳压器、电阻、电容和电感，输出稳定的3.3V电压给到中央控制器。

5.根据权利要求1所述的线式火焰传感器模拟检测装置，其特征在于，所述模拟线式火焰传感器模块对线式火焰传感器的宽范围进行模拟，给被测对象控制盒提供不同数据段的电压采集；所述模拟线式火焰传感器模块包括模拟火线电阻电路、模拟火线电容电路、分压电路和电子开关。

6.根据权利要求1所述的线式火焰传感器模拟检测装置，其特征在于，所述显示模块对被测对象控制盒线式火焰传感器采集电路的检测结果显示；所述显示模块包括指示灯驱动电路；所述指示灯驱动电路包括5路模拟火线状态指示灯，与被测采集电路的5路采集电路一一对应，指示灯亮表示故障，指示灯灭表示状态正常；还包括一个电流状态指示灯，当电流异常时指示灯亮，电流正常时指示灯灭。

7.一种线式火焰传感器模拟检测方法，其特征在于，所述方法应用如权利要求1-6任一项所述的线式火焰传感器模拟检测装置，所述方法包括如下步骤：

步骤S1：中央控制模块上电并执行测试，通过AD采集模块，实时采集被测对象灭火抑爆控制盒给模拟测试装置的激励电压Um，即模拟线式火焰传感器的电压值；

步骤S2：根据电子开关选择的模拟电阻值Rm，通过公式Ic＝Um/Rm得到当前被测灭火抑爆控制盒采集电路的电流，并进行初始判断，得到判断结果。

8.根据权利要求7所述的线式火焰传感器模拟检测方法，其特征在于，所述步骤S2中当电流Ic大于1A或者电流Ic为零时，则判定被测对象灭火抑爆控制盒故障，显示模块电流状态指示灯亮，显示电流异常。

9.根据权利要求7所述的线式火焰传感器模拟检测方法，其特征在于，所述步骤S2中当电流Ic正常时，则继续判断；已知被测灭火抑爆控制盒的基准电压为Uc，通过电流值得到当前被测灭火抑爆控制盒采集的电阻值Rc，计算被测对象灭火抑爆控制盒采集电路的上拉分压电阻为Ri＝Rc-Rm，比对Ri与被测对象灭火抑爆控制盒中的上拉电阻群是否一致。

10.根据权利要求9所述的线式火焰传感器模拟检测方法，其特征在于，当Ri与被测灭火抑爆控制盒中的上拉电阻群一致时，则状态正常；当差距超出±10％时，则故障，故障的部位通过显示模块显示。

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