CN118314677A - 感温电缆、火灾报警方法及火灾报警系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种感温电缆，其中，感温控制单元中的控制器可以通过第一温度采集电路和第二温度采集电路感知附近温度变化，并以输出预警信号的方式进行高温预警(或火灾预警)，预警信号可携带控制器的地址信息，通过确定发出预警信号的控制器的位置，便可以准确定位到高温点位(或着火点)。本发明还提供了一种火灾报警方法和火灾报警系统，基于上述感温电缆实施，通过对多个相关感温控制单元的温度场数据信息进行复合判断，可以减少误报警，尤其可以减少因电磁干扰、潮湿环境、施工挤压、局部快速升温等因素引起的误报警。
Description
技术领域
本发明大致涉及消防技术领域，尤其是一种感温电缆、火灾报警方法及火灾报警系统。
背景技术
感温电缆又称为线型感温火灾探测器，是一种响应于某一连续线路周围温度的火灾探测器。感温电缆分为可恢复式和不可恢复式两类，其中，不可恢复式感温电缆由两根用热敏材料绝缘的导体组成，当环境温度上升到预定动作温度时，温度敏感材料破裂，导致两根导体短路，从而产生报警信号；可恢复式感温电缆，也称为模拟量感温电缆，其电阻会随着温度变化而变化，当电阻变化达到设定的报警阈值时，探测器发出报警信号。这些感温电缆虽然可以用于监控电力线缆的运行温度，在电力线缆上某点位的温度过高时发出报警信号，但是无法依靠其准确定位到高温点位。此外，这些感温电缆的抗潮性能和抗电磁干扰性能普遍较差，在将这些感温电缆用于监控电力线缆时，感温电缆经常因为电磁干扰和/或受潮引起误报警(电力线缆的布置场所通常具有较高的电磁干扰和/或潮湿度)。
背景技术部分的内容仅仅是发明人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。
发明内容
针对现有技术中的一个或多个缺陷，本发明提供一种感温电缆，包括：
电源信号复用线缆；
感温线，沿所述电源信号复用线缆的长度方向间隔设置有多个，所述感温线包括第一导线、第二导线和感温材料，所述感温材料连接在所述第一导线与所述第二导线之间，所述感温材料为导体，所述感温材料的电阻值随温度的变化而变化；和
多个感温控制单元，所述感温控制单元包括控制器和第一温度采集电路，所述多个感温控制单元分别电连接在相邻的感温线之间，相邻的感温控制单元和位于它们之间的感温线构成第二温度采集电路，其中，所述控制器与所述电源信号复用线缆、所述第一温度采集电路以及所述第二温度采集电路分别耦接，所述控制器配置成经由所述电源信号复用线缆接收和/或发送信号，所述控制器配置成根据第一温度采集电路的第一模拟量和/或第二温度采集电路的第二模拟量输出预警信号，其中，所述第一模拟量和所述第二模拟量均随温度的变化而变化。
根据本发明的一个方面，所述控制器配置成：
在所述第一模拟量达到第一预警阈值，且所述第二模拟量在第一预警区间时，输出预警信号；和/或，
在所述第一模拟量的变化率达到第二预警阈值，且所述第二模拟量的变化率在第二预警区间时，输出预警信号；和/或，
在所述第二模拟量的变化率达到第三预警阈值时，输出预警信号。
根据本发明的一个方面，所述第一温度采集电路包括串联的第一电阻和第二电阻，其中，所述第一电阻为热敏电阻，所述第一电阻与所述第二电阻之间设置有采集节点；
所述控制器包括电源端口和第一采集端口，其中，所述第一温度采集电路耦接在所述电源端口与地之间，所述第一采集端口与所述采集节点耦接，所述控制器配置成通过所述第一采集端口采集第一电压信号，并将所述第一电压信号作为所述第一模拟量。
根据本发明的一个方面，所述感温控制单元还包括第三电阻、第四电阻、第五电阻和差分电路，其中，第三电阻耦接在所述第一导线的上游端与所述第二导线的上游端之间，所述第四电阻耦接在所述电源端口与所述第一导线的下游端之间，所述第五电阻耦接在所述第二导线的下游端与地之间，所述差分电路具有两个输入端，其中一个输入端与第一导线的下游端耦接，另一个输入端与第二导线的下游端耦接；
所述控制器配置成接收所述差分电路的输出信号，并作为所述第二模拟量。
根据本发明的一个方面，所述差分电路集成在所述控制器中。
根据本发明的一个方面，所述感温控制单元还包括稳压电容，所述稳压电容的一个电极接地，另一个电极与所述电源端口耦接。
根据本发明的一个方面，所述电源信号复用线缆包括第三导线和第四导线；
所述控制器包括供电端口和数据端口；
所述感温控制单元包括第一滤波电路，所述第一滤波电路与所述第三导线、所述供电端口和所述数据端口分别耦接，所述第一滤波电路配置成配合所述电源信号复用线缆为所述控制器提供稳定的电源以及限幅和限宽的信号。
根据本发明的一个方面，所述第一滤波电路包括第六电阻、滤波电容和去噪泄放器件，其中，所述第六电阻连接在所述第三导线与所述供电端口之间；所述滤波电容的一个电极接地，另一个电极耦接在所述第六电阻与所述供电端口之间；所述去噪泄放器件内置尖峰泄放电路，所述去噪泄放器件连接在所述第三导线与所述数据端口之间。
根据本发明的一个方面，所述感温控制单元还包括第一二极管，所述第一二极管连接在所述第三导线与所述第一滤波电路之间，所述第一二极管配置成允许电流由第三导线流向第一滤波电路。
根据本发明的一个方面，所述控制器内置第二滤波电路，所述第二滤波电路与所述数据端口耦接，所述第二滤波电路配置成滤除干扰信号。
根据本发明的一个方面，所述感温电缆还包括绝缘层，所述电源信号复用线缆和所述感温线内嵌在所述绝缘层中，所述绝缘层上设置有多个安装孔，所述感温控制单元设置在所述安装孔中；所述绝缘层外套设有绝缘防护层，所述绝缘防护层沿所述感温电缆通长设置。
本发明还提供一种火灾报警方法，基于如上所述的感温电缆，所述火灾报警方法包括：
根据所述预警信号，确定多个相关感温控制单元；
采集每个所述相关感温控制单元的温度场数据信息，所述温度场数据信息包括第一模拟量、第一模拟量的变化率、第二模拟量以及第二模拟量的变化率；
根据所述多个相关感温控制单元的温度场数据信息，确认是否进行火警报警。
根据本发明的一个方面，所述根据所述预警信号，确定多个相关感温控制单元的步骤包括：
根据所述预警信号，确定发出该预警信号的感温控制单元；
将发出该预警信号的感温控制单元及其附近的多个感温控制单元作为相关感温控制单元。
根据本发明的一个方面，所述根据所述多个相关感温控制单元的温度场数据信息，确认是否进行火警报警的步骤包括：
根据所述多个相关感温控制单元的第一模拟量，确定第一要素；
根据所述多个相关感温控制单元的第一模拟量的变化率，确定第二要素；
根据所述多个相关感温控制单元的第二模拟量，确定第三要素；
根据所述多个相关感温控制单元的第二模拟量的变化率，确定第四要素；
根据预设的第一要素的权重系数、预设的第二要素的权重系数、预设的第三要素的权重系数和预设的第四要素的权重系数，对第一要素、第二要素、第三要素和第四要素进行加权融合，得到第五要素；
若所述第五要素大于报警阈值，则进行火警报警；
否则，不进行火警报警。
根据本发明的一个方面，根据以下公式确定所述第一要素A：
其中，n为相关感温控制单元的数量，MiR1为所述多个相关感温控制单元中的第i个相关感温控制单元的第一模拟量，Mi-1R1为所述多个相关感温控制单元中的第i-1个相关感温控制单元的第一模拟量。
根据本发明的一个方面，所述第二要素为超过预设阈值的相关感温控制单元的第一模拟量的变化率的数量。
根据本发明的一个方面，根据以下公式确定所述第三要素C：
其中，n为相关感温控制单元的数量，MiRa为所述多个相关感温控制单元中的第i个相关感温控制单元的第二模拟量，Mi-1Ra为所述多个相关感温控制单元中的第i-1个相关感温控制单元的第二模拟量,Mn为环境基准值。
根据本发明的一个方面，根据以下公式确定所述第四要素D：
其中，n为相关感温控制单元的数量，MiRa/T为所述多个相关感温控制单元中的第i个相关感温控制单元的第二模拟量的变化率。
本发明还提供一种火灾报警系统，包括：
如上所述的感温电缆；
终端盒，连接在所述感温电缆的末端；
信号处理单元，连接在所述感温电缆的前端，所述信号处理单元配置成：
根据所述预警信号，确定多个相关感温控制单元；
采集每个所述相关感温控制单元的温度场数据信息，所述温度场数据信息包括第一模拟量、第一模拟量的变化率、第二模拟量以及第二模拟量的变化率；
根据所述多个相关感温控制单元的温度场数据信息，确认是否进行火警报警。
根据本发明的一个方面，所述信号处理单元配置成：
根据所述预警信号，确定发出该预警信号的感温控制单元；
将发出该预警信号的感温控制单元及其附近的多个感温控制单元作为相关感温控制单元。
根据本发明的一个方面，所述信号处理单元配置成：
根据所述多个相关感温控制单元的第一模拟量，确定第一要素；
根据所述多个相关感温控制单元的第一模拟量的变化率，确定第二要素；
根据所述多个相关感温控制单元的第二模拟量，确定第三要素；
根据所述多个相关感温控制单元的第二模拟量的变化率，确定第四要素；
根据预设的第一要素的权重系数、预设的第二要素的权重系数、预设的第三要素的权重系数和预设的第四要素的权重系数，对第一要素、第二要素、第三要素和第四要素进行加权融合，得到第五要素；
若所述第五要素大于报警阈值，则进行火警报警；
否则，不进行火警报警。
根据本发明的一个方面，所述信号处理单元配置成：根据以下公式确定所述第一要素A：
其中，n为相关感温控制单元的数量，MiR1为所述多个相关感温控制单元中的第i个相关感温控制单元的第一模拟量，Mi-1R1为所述多个相关感温控制单元中的第i-1个相关感温控制单元的第一模拟量。
根据本发明的一个方面，所述第二要素为超过预设阈值的相关感温控制单元的第一模拟量的变化率的数量。
根据本发明的一个方面，所述信号处理单元配置成：根据以下公式确定所述第三要素C：
其中，n为相关感温控制单元的数量，MiR2为所述多个相关感温控制单元中的第i个相关感温控制单元的第二模拟量，Mi-1R2为所述多个相关感温控制单元中的第i-1个相关感温控制单元的第二模拟量,Mn为环境基准值。
根据本发明的一个方面，所述信号处理单元配置成：根据以下公式确定所述第四要素D：
其中，n为相关感温控制单元的数量，MiR2/T为所述多个相关感温控制单元中的第i个相关感温控制单元的第二模拟量的变化率。
与现有技术相比，本发明的实施例提供了一种感温电缆，其中，感温控制单元中的控制器可以通过第一温度采集电路和第二温度采集电路感知附近温度变化，并以输出预警信号的方式进行高温预警(或火灾预警)，预警信号可携带控制器的地址信息，通过确定发出预警信号的控制器的位置，便可以准确定位到高温点位(或着火点)；通过第一滤波电路和电源信号复用线缆可以为控制器提供稳定的电源以及限幅和限宽的信号，通过在控制器中内置第二滤波电路可以滤除干扰信号，提高了感温电缆的抗电磁干扰性能；通过将电源信号复用线缆和感温线内嵌在绝缘层中，将感温控制单元设置在绝缘层上的安装孔中并以绝缘防护层覆盖安装孔，可以提高感温电缆的防潮性能。
本发明的实施例还提供一种火灾报警方法和火灾报警系统，基于上述感温电缆实施，通过对多个相关感温控制单元的温度场数据信息进行复合判断，可以减少误报警，尤其可以减少因电磁干扰、潮湿环境、施工挤压、局部快速升温等因素引起的误报警。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1示出了根据本发明的一个实施例的感温电缆的原理图；
图2示出了图1中部分位置的放大图；
图3示出了根据本发明的一个实施例的感温电缆的示意图；
图4示出了根据本发明的一个实施例的火灾报警方法的流程图；
图5示出了根据本发明的一个实施例的火灾报警系统的示意图。
具体实施方式
在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语"安装"、"相连"、"连接"应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接:可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之"上"或之"下"可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征"之上"、"上方"和"上面"包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征"之下"、"下方"和"下面"包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
图1示出了根据本发明的一个实施例的感温电缆100的原理图，图2示出了图1中部分位置的放大图，图3示出了根据本发明的一个实施例的感温电缆100的示意图，下面结合图1至图3进行详细描述。
如图1至图3所示，感温电缆100包括电源信号复用线缆110、感温线120和感温控制单元130，其中，电源信号复用线缆110沿第一方向延伸，它可用于为感温控制单元130提供电力供应和数据通信。感温线120和感温控制单元130分别设置有多个，其中，多个感温线120沿电源信号复用线缆110的长度方向间隔设置，多个感温控制单元130分别电连接在相邻的感温线120之间，也即，感温线120和多感温控制单元130在电源信号复用线缆110的长度方向依次交替设置并相互连接。感温线120包括第一导线121、第二导线122和感温材料Ra，其中，感温材料Ra连接在第一导线121与第二导线122之间，感温材料Ra为导体，它的电阻值随温度的变化而变化(例如温度越高，感温材料Ra的电阻值越小)。感温控制单元130包括控制器131和第一温度采集电路132，此外，相邻的感温控制单元130和位于它们之间的感温线120构成第二温度采集电路133，其中，第一温度采集电路132和第二温度采集电路133均可以精确监控环境温度的变化。具体的，控制器131与电源信号复用线缆110、第一温度采集电路132以及第二温度采集电路133分别耦接，控制器131配置成经由电源信号复用线缆110接收和发送信号，控制器131还配置成可从第一温度采集电路132获取第一模拟量，可从第二温度采集电路133获取第二模拟量，控制器131还配置成可根据第一模拟量和/或第二模拟量输出预警信号，其中，第一模拟量和第二模拟量均随温度的变化而变化，因此，预警信号可准确反映出温度异常，通过追溯预警信号的来源，可以准确找到高温点位或潜在的着火点。
根据本发明的一个实施例，如图1和图2所示，控制器131可以配置成在第一模拟量达到第一预警阈值，且第二模拟量在第一预警区间时，输出预警信号。控制器131还可以配置成在第一模拟量的变化率达到第二预警阈值，且第二模拟量的变化率在第二预警区间时，输出预警信号；其中，第一模拟量的变化率为：第一模拟量在单位时间内的变化量，第二模拟量的变化率为：第二模拟量在单位时间内的变化量。控制器131还可以配置成在第二模拟量的变化率达到第三预警阈值时，输出预警信号。通过上述配置进一步增强了感温电缆100的预警能力，使得感温电缆100不仅能够响应于当前的温度状态，还能够对温度变化的趋势进行预警，从而在火灾预防和早期发现方面发挥关键作用。
根据本发明的一个实施例，如图1和图2所示，第一温度采集电路132可以包括相互串联的第一电阻R1和第二电阻R2，在第一电阻R1与第二电阻R2之间设置有采集节点，采集节点用于连接控制器131。其中，第一电阻R1可以是热敏电阻，其电阻值根据温度的变化而变化；优选地，第一电阻R1为负温度系数热敏电阻，其电阻值随温度的升高而降低。控制器131可以是系统集成芯片，其具有电源端口U1和第一采集端口AD1。第一温度采集电路132耦接在电源端口U1与地之间，电源端口U1可以为第一温度采集电路132提供稳定的电压，当第一温度采集电路132附近的环境温度发生变化时，第一电阻R1的电阻值发生变化，相应的，采集节点位置的电压值也会发生变化。第一采集端口AD1与第一温度采集电路132中的采集节点耦接，控制器131配置成可以通过第一采集端口AD1获取采集节点处的电压值(第一电压信号)，并将第一电压信号作为第一模拟量。
根据本发明的一个实施例，如图1和图2所示，感温控制单元130还包括第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5以及差分电路1331，其中，第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5以及差分电路1331可配合感温线120组成第二温度采集电路133。具体的，第三电阻R3耦接在第一导线121的上游端与第二导线122的上游端之间(在图1和图2中，以左侧为上游端，右侧为下游端)，以闭合第二温度采集电路133。第四电阻R4耦接在电源端口U1与第一导线121的下游端之间。第五电阻R5耦接在第二导线122的下游端与地之间。差分电路1331具有两个输入端，其中，一个输入端X与第一导线121的下游端耦接，以采集第一导线121的下游端的电压值；另一个输入端Y与第二导线122的下游端耦接，以采集第二导线122的下游端的电压值；差分电路1331可以对这两个电压值(第一导线121的下游端的电压值和第二导线122的下游端的电压值)进行处理，并在输出端输出这两个电压值的差值。控制器131的电源端口U1可以为第二温度采集电路133提供稳定的电压，当第二温度采集电路133附近的环境温度发生变化时，感温材料Ra的电阻值发生变化，相应的，第一导线121的下游端的电压值与第二导线122的下游端的电压值的差值发生变化，即差分电路1331的输出端的电压值发生变化。控制器131可以配置成接收差分电路1331的输出信号(即差分电路1331的输出端的电压值)，并将其作为第二模拟量。优选地，差分电路1331可以集成在控制器131中，控制器131配置两个采集端口作为差分电路1331的两个输入端X、Y。
根据本发明的一个实施例，如图1和图2所示，感温控制单元130还可以包括稳压电容134，稳压电容134的一个电极接地，另一个电极与控制器131的电源端口U1耦接(也即与第一电阻R1的输入端以及第二电阻R4的输入端分别耦接)。通过如上配置，稳压电容134与控制器131的电源端口U1协同工作，为第一温度采集电路132和第二温度采集电路133提供稳定的电压供应。其优势在于，能够有效地减少由于电源波动引起的噪声，从而显著降低控制器131产生误预警的风险，助于提升感温电缆100的电磁兼容性，进一步确保了感温电缆100在电磁干扰环境中的运行稳定性。
根据本发明的一个实施例，如图1和图2所示，控制器131可以包括供电端口U2和数据端口I/O，其中，供电端口U2可用于连接外部电源，数据端口I/O可用于接收外部信号，也可用于对外输出信号。电源信号复用线缆110包括第三导线111和第四导线112，感温控制单元130包括第一滤波电路135，第一滤波电路135与第三导线111、供电端口U2以及数据端口I/O分别耦接，第一滤波电路135配置成配合电源信号复用线缆110为控制器131提供更稳定的电源以及限幅和限宽的信号，以有效地抑制电源线上的噪声和干扰，防止信号过强而对控制器131造成损害或干扰，同时确保信号的清晰度和准确性。
根据本发明的一个实施例，如图1和图2所示，第一滤波电路135可以包括第六电阻R6、滤波电容136和去噪泄放器件137，其中，第六电阻R6连接在第三导线111与供电端口U2之间；滤波电容136的一个电极接地，另一个电极耦接在第六电阻R6与供电端口U2之间(即连接到供电端口U2)，通过设置滤波电容136能够有效地滤除电源信号复用线缆110上的高频噪声，实现为控制器131提供稳定的电源的目的；去噪泄放器件137内置尖峰泄放电路，其连接在第三导线111与数据端口I/O之间，它的作用是在不影响正常信号传输的前提下，对尖峰电压进行快速泄放(即限定信号的幅值和宽度)，从而保护控制器131免受电压尖峰的损害。
根据本发明的一个实施例，如图1和图2所示，控制器131内置有第二滤波电路(图中未示出)，第二滤波电路可以与数据端口I/O耦接，通过第二滤波电路可以滤除干扰信号，提高控制器131的抗电磁干扰性能。
根据本发明的一个实施例，如图1和图2所示，感温控制单元130还可以包括第一二极管138，第一二极管138连接在第三导线111与第一滤波电路135之间，第一二极管138配置成允许电流由第三导线111流向第一滤波电路135。此外，控制器131还具有电源地接口U3，该电源地接口U3接地，并且通过第二二极管139连接第四导线112，第二二极管139配置成不允许电流由第四导线112流向电源地接口U3。
根据本发明的一个实施例，如图3所示，感温电缆100还包括绝缘层140，电源信号复用线缆110和感温线120内嵌在绝缘层140中，绝缘层140上间隔设置有多个安装孔150，感温控制单元130设置在相应的安装孔150中。在绝缘层140外还套设有绝缘防护层160，绝缘防护层160沿感温电缆100通长设置。通过上述设置可以大幅提高感温电缆100的防潮性能，降低感温电缆100在潮湿环境中误预警的可能性。
与现有技术相比，本发明的实施例提供了一种感温电缆100，具有良好的抗电磁干扰性能和抗潮湿性能，其中，感温控制单元130中的控制器131可以通过第一温度采集电路132和第二温度采集电路133感知附近温度变化，并以输出预警信号的方式进行高温预警(或火灾预警)，有利于快速、准确的定位到高温点位(或着火点)。
图4示出了根据本发明的一个实施例的火灾报警方法200的流程图，火灾报警方法200可基于如上所述的感温电缆100实施，如图4所示，火灾报警方法200包括以下步骤，下面分别对其进行详细描述。
在步骤S210：根据预警信号，确定多个相关感温控制单元。
在具体实施方式中，在接收到预警信号时，可以对预警信号的来源进行追溯，以确定发出预警信号的感温控制单元。例如，预警信号中一般含有发出该预警信号的感温控制单元(控制器)的地址信息，因此，通过预警信号中的地址信息，即可准确的确定发出预警信号的感温控制单元。在确定发出预警信号的感温控制单元之后，可以将该感温控制单元以及其周边一定范围内的其它感温控制单元作为相关感温控制单元。优选地，以该感温控制单元为中心，将该感温控制单元以及其上游、下游一定范围内的其它感温控制单元作为相关感温控制单元。相关感温控制单元例如有n个，n个相关感温控制单元从感温电缆的上游至下游依次排序，序号依次为1、2、3、…、n，需要说明的是，相关感温控制单元数量应依据感温电缆的布置情况和实际应用场景来决定，本发明对于这一数量的具体设定不做硬性规定，以适应不同的应用需求和环境条件。
在步骤S220：采集每个相关感温控制单元的温度场数据信息，其中，温度场数据信息包括第一模拟量、第一模拟量的变化率、第二模拟量以及第二模拟量的变化率。
在具体实施方式中，可以向多个相关感温控制单元发送查询指令，具体的，可以依次且单独的向每个相关感温控制单元发送特定的查询指令，该查询指令仅对相应的相关感温控制单元有效，当相关感温控制单元接收到与其相关的查询指令之后，相关感温控制单元上反馈它所获得的温度场数据信息，其它感温控制单元不对该查询指令进行响应。在一些实施例中，也可以向这些相关感温控制单元发送一个特定的查询指令，该查询指令仅对这些相关感温控制单元有效，其它感温控制单元不对该查询指令进行响应。
在采集到所有相关感温控制单元的温度场数据信息后，可以以这些温度场数据信息建立矢量组，如表1所示：
在步骤S230：根据多个相关感温控制单元的温度场数据信息，确认是否进行火警报警。
在具体实施方式中，可以根据多个相关感温控制单元的第一模拟量，确定第一要素。具体的，第一要素可以记作A，式中：n为相关感温控制单元的数量，MiR1为序号为i的相关感温控制单元的第一模拟量，Mi-1R1为序号为i-1的相关感温控制单元的第一模拟量。
可以根据多个相关感温控制单元的第一模拟量的变化率，确定第二要素，第二要素为超过预设阈值的相关感温控制单元的第一模拟量的变化率的数量，第二要素可记作B。具体的，可以将M1R1/T、M2R1/T、M1R3/T…MnR1/T依次与预设阈值进行比较，并记录(统计)M1R1/T、M2R1/T、M1R3/T…MnR1/T中超过预设阈值的数量B。
可以根据多个相关感温控制单元的第二模拟量，确定第三要素。具体的，第三要素可以记作C，式中：MiRa为序号为i的相关感温控制单元的第二模拟量，Mi-1Ra为序号为i-1的相关感温控制单元的第二模拟量,Mn为环境基准值。
可以根据多个相关感温控制单元的第二模拟量的变化率，确定第四要素。具体的，第四要素可以记作D，式中：MiRa/T为序号为i的相关感温控制单元的第二模拟量的变化率。
可以根据预设的第一要素的权重系数K1、预设的第二要素的权重系数K2、预设的第三要素的权重系数K3和预设的第四要素的权重系数K4，对第一要素、第二要素、第三要素和第四要素进行加权融合，得到第五要素。具体的，第五要素记作Q,Q＝K1A+K2B+K3C+K4D。
可以将第五要素与预设的报警阈值进行比较，若第五要素大于报警阈值，则进行火警报警，否则不进行火警报警。
与现有技术相比，本发明的实施例提供了一种基于感温电缆的火灾报警方法200，其通过对多个相关感温控制单元的温度场数据信息进行复合判断，可以减少误报警，具体的，通过综合考虑多个感温控制单元的第一模拟量(A)和第二模拟量(C)，能够更精确地捕捉到温度变化的细微差异，从而提高预警系统的准确性；通过综合考虑多个感温控制单元的变化率(B和D)，有助于区分缓慢的环境变化和快速的异常变化，如火灾发生时的急剧升温；通过引入权重系数(K1,K2,K3,K4)对不同要素进行加权融合，使得第五要素能够根据实际应用场景的需求调整各要素的重要性，同时使第五要素能够更全面地反映火灾风险，从而提高火警报警的可靠性。
图5示出了根据本发明的一个实施例的火灾报警系统300的示意图，下面结合图5进行详细描述。
如图5所示，火灾报警系统300包括感温电缆100、终端盒320和信号处理单元310，其中，信号处理单元310连接在感温电缆100的前端，终端盒320连接在感温电缆100的末端。终端盒320可保障感温电电缆末端的感温控制单元正常工作，以及通过发送心跳信号保障数据链路通畅。信号处理单元310配置成可根据预警信号确定多个相关感温控制单元，可采集每个相关感温控制单元的温度场数据信息，可根据多个相关感温控制单元的温度场数据信息，确认是否进行火警报警，其中，温度场数据信息包括第一模拟量、第一模拟量的变化率、第二模拟量以及第二模拟量的变化率。
根据本发明的一个实施例，如图5所示，信号处理单元310可以配置成根据预警信号，确定发出该预警信号的感温控制单元；将发出该预警信号的感温控制单元及其附近的多个感温控制单元作为相关感温控制单元。
根据本发明的一个实施例，如图5所示，信号处理单元310配置成：根据多个相关感温控制单元的第一模拟量，确定第一要素；根据多个相关感温控制单元的第一模拟量的变化率，确定第二要素；根据多个相关感温控制单元的第二模拟量，确定第三要素；根据多个相关感温控制单元的第二模拟量的变化率，确定第四要素；根据预设的第一要素的权重系数、预设的第二要素的权重系数、预设的第三要素的权重系数和预设的第四要素的权重系数，对第一要素、第二要素、第三要素和第四要素进行加权融合，得到第五要素；若第五要素大于报警阈值，则进行火警报警，否则不进行火警报警。
根据本发明的一个实施例，如图5所示，信号处理单元310配置成：根据以下公式确定第一要素A：其中，n为相关感温控制单元的数量，MiR1为多个相关感温控制单元中的第i个相关感温控制单元的第一模拟量，Mi-1R1为多个相关感温控制单元中的第i-1个相关感温控制单元的第一模拟量。
根据本发明的一个实施例，如图5所示，第二要素为超过预设阈值的相关感温控制单元的第一模拟量的变化率的数量。
根据本发明的一个实施例，如图5所示，信号处理单元310配置成：根据以下公式确定第三要素C：其中，n为相关感温控制单元的数量，MiR2为多个相关感温控制单元中的第i个相关感温控制单元的第二模拟量，Mi-1R2为多个相关感温控制单元中的第i-1个相关感温控制单元的第二模拟量,Mn为环境基准值。
根据本发明的一个实施例，如图5所示，信号处理单元310配置成：根据以下公式确定第四要素D：其中，n为相关感温控制单元的数量，MiR2/T为多个相关感温控制单元中的第i个相关感温控制单元的第二模拟量的变化率。
与现有技术相比，本发明的实施例还提供一种火灾报警系统300，其可以对多个相关感温控制单元的温度场数据信息进行复合判断，有利于减少误报警，尤其有利于减少因电磁干扰、潮湿环境、施工挤压、局部快速升温等因素引起的误报警。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (25)
1.一种感温电缆，包括：
电源信号复用线缆；
感温线，沿所述电源信号复用线缆的长度方向间隔设置有多个，所述感温线包括第一导线、第二导线和感温材料，所述感温材料连接在所述第一导线与所述第二导线之间，所述感温材料为导体，所述感温材料的电阻值随温度的变化而变化；和
多个感温控制单元，所述感温控制单元包括控制器和第一温度采集电路，所述多个感温控制单元分别电连接在相邻的感温线之间，相邻的感温控制单元和位于它们之间的感温线构成第二温度采集电路，其中，所述控制器与所述电源信号复用线缆、所述第一温度采集电路以及所述第二温度采集电路分别耦接，所述控制器配置成经由所述电源信号复用线缆接收和/或发送信号，所述控制器配置成根据第一温度采集电路的第一模拟量和/或第二温度采集电路的第二模拟量输出预警信号，其中，所述第一模拟量和所述第二模拟量均随温度的变化而变化。
2.根据权利要求1所述的感温电缆，其中，所述控制器配置成：
在所述第一模拟量达到第一预警阈值，且所述第二模拟量在第一预警区间时，输出预警信号；和/或，
在所述第一模拟量的变化率达到第二预警阈值，且所述第二模拟量的变化率在第二预警区间时，输出预警信号；和/或，
在所述第二模拟量的变化率达到第三预警阈值时，输出预警信号。
3.根据权利要求1所述的感温电缆，其中，所述第一温度采集电路包括串联的第一电阻和第二电阻，其中，所述第一电阻为热敏电阻，所述第一电阻与所述第二电阻之间设置有采集节点；
所述控制器包括电源端口和第一采集端口，其中，所述第一温度采集电路耦接在所述电源端口与地之间，所述第一采集端口与所述采集节点耦接，所述控制器配置成通过所述第一采集端口采集第一电压信号，并将所述第一电压信号作为所述第一模拟量。
4.根据权利要求3所述的感温电缆，其中，所述感温控制单元还包括第三电阻、第四电阻、第五电阻和差分电路，其中，第三电阻耦接在所述第一导线的上游端与所述第二导线的上游端之间，所述第四电阻耦接在所述电源端口与所述第一导线的下游端之间，所述第五电阻耦接在所述第二导线的下游端与地之间，所述差分电路具有两个输入端，其中一个输入端与第一导线的下游端耦接，另一个输入端与第二导线的下游端耦接；
所述控制器配置成接收所述差分电路的输出信号，并作为所述第二模拟量。
5.根据权利要求4所述的感温电缆，其中，所述差分电路集成在所述控制器中。
6.根据权利要求3-5中任意一项所述的感温电缆，其中，所述感温控制单元还包括稳压电容，所述稳压电容的一个电极接地，另一个电极与所述电源端口耦接。
7.根据权利要求1所述的感温电缆，其中，所述电源信号复用线缆包括第三导线和第四导线；
所述控制器包括供电端口和数据端口；
所述感温控制单元包括第一滤波电路，所述第一滤波电路与所述第三导线、所述供电端口和所述数据端口分别耦接，所述第一滤波电路配置成配合所述电源信号复用线缆为所述控制器提供稳定的电源以及经过限幅和限宽的信号。
8.根据权利要求7所述的感温电缆，其中，所述第一滤波电路包括第六电阻、滤波电容和去噪泄放器件，其中，所述第六电阻连接在所述第三导线与所述供电端口之间；所述滤波电容的一个电极接地，另一个电极耦接在所述第六电阻与所述供电端口之间；所述去噪泄放器件内置尖峰泄放电路，所述去噪泄放器件连接在所述第三导线与所述数据端口之间。
9.根据权利要求7所述的感温电缆，其中，所述感温控制单元还包括第一二极管，所述第一二极管连接在所述第三导线与所述第一滤波电路之间，所述第一二极管配置成允许电流由第三导线流向第一滤波电路。
10.根据权利要求7所述的感温电缆，其中，所述控制器内置第二滤波电路，所述第二滤波电路与所述数据端口耦接，所述第二滤波电路配置成滤除干扰信号。
11.根据权利要求1所述的感温电缆，其中，所述感温电缆还包括绝缘层，所述电源信号复用线缆和所述感温线内嵌在所述绝缘层中，所述绝缘层上设置有多个安装孔，所述感温控制单元设置在所述安装孔中；所述绝缘层外套设有绝缘防护层，所述绝缘防护层沿所述感温电缆通长设置。
12.一种火灾报警方法，基于权利要求1-11中任意一项所述的感温电缆，所述火灾报警方法包括：
根据所述预警信号，确定多个相关感温控制单元；
采集每个所述相关感温控制单元的温度场数据信息，所述温度场数据信息包括第一模拟量、第一模拟量的变化率、第二模拟量以及第二模拟量的变化率；
根据所述多个相关感温控制单元的温度场数据信息，确认是否进行火警报警。
13.根据权利要求12所述的火灾报警方法，其中，所述根据所述预警信号，确定多个相关感温控制单元的步骤包括：
根据所述预警信号，确定发出该预警信号的感温控制单元；
将发出该预警信号的感温控制单元及其附近的多个感温控制单元作为相关感温控制单元。
14.根据权利要求12所述的火灾报警方法，其中，所述根据所述多个相关感温控制单元的温度场数据信息，确认是否进行火警报警的步骤包括：
根据所述多个相关感温控制单元的第一模拟量，确定第一要素；
根据所述多个相关感温控制单元的第一模拟量的变化率，确定第二要素；
根据所述多个相关感温控制单元的第二模拟量，确定第三要素；
根据所述多个相关感温控制单元的第二模拟量的变化率，确定第四要素；
根据预设的第一要素的权重系数、预设的第二要素的权重系数、预设的第三要素的权重系数和预设的第四要素的权重系数，对第一要素、第二要素、第三要素和第四要素进行加权融合，得到第五要素；
若所述第五要素大于报警阈值，则进行火警报警；
否则，不进行火警报警。
15.根据权利要求14所述的火灾报警方法，其中，根据以下公式确定所述第一要素A：
其中，n为相关感温控制单元的数量，MiR1为所述多个相关感温控制单元中的第i个相关感温控制单元的第一模拟量，Mi-1R1为所述多个相关感温控制单元中的第i-1个相关感温控制单元的第一模拟量。
16.根据权利要求14所述的火灾报警方法，其中，所述第二要素为超过预设阈值的相关感温控制单元的第一模拟量的变化率的数量。
17.根据权利要求14所述的火灾报警方法，其中，根据以下公式确定所述第三要素C：
其中，n为相关感温控制单元的数量，MiRa为所述多个相关感温控制单元中的第i个相关感温控制单元的第二模拟量，Mi-1Ra为所述多个相关感温控制单元中的第i-1个相关感温控制单元的第二模拟量,Mn为环境基准值。
18.根据权利要求14所述的火灾报警方法，其中，根据以下公式确定所述第四要素D：
其中，n为相关感温控制单元的数量，MiRa/T为所述多个相关感温控制单元中的第i个相关感温控制单元的第二模拟量的变化率。
19.一种火灾报警系统，包括：
权利要求1-11中任意一项所述的感温电缆；
终端盒，连接在所述感温电缆的末端；
信号处理单元，连接在所述感温电缆的前端，所述信号处理单元配置成：
根据所述预警信号，确定多个相关感温控制单元；
采集每个所述相关感温控制单元的温度场数据信息，所述温度场数据信息包括第一模拟量、第一模拟量的变化率、第二模拟量以及第二模拟量的变化率；
根据所述多个相关感温控制单元的温度场数据信息，确认是否进行火警报警。
20.根据权利要求19所述的火灾报警系统，其中，所述信号处理单元配置成：
根据所述预警信号，确定发出该预警信号的感温控制单元；
将发出该预警信号的感温控制单元及其附近的多个感温控制单元作为相关感温控制单元。
21.根据权利要求19所述的火灾报警系统，其中，所述信号处理单元配置成：
根据所述多个相关感温控制单元的第一模拟量，确定第一要素；
根据所述多个相关感温控制单元的第一模拟量的变化率，确定第二要素；
根据所述多个相关感温控制单元的第二模拟量，确定第三要素；
根据所述多个相关感温控制单元的第二模拟量的变化率，确定第四要素；
根据预设的第一要素的权重系数、预设的第二要素的权重系数、预设的第三要素的权重系数和预设的第四要素的权重系数，对第一要素、第二要素、第三要素和第四要素进行加权融合，得到第五要素；
若所述第五要素大于报警阈值，则进行火警报警；
否则，不进行火警报警。
22.根据权利要求21所述的火灾报警系统，其中，所述信号处理单元配置成：根据以下公式确定所述第一要素A：
其中，n为相关感温控制单元的数量，MiR1为所述多个相关感温控制单元中的第i个相关感温控制单元的第一模拟量，Mi-1R1为所述多个相关感温控制单元中的第i-1个相关感温控制单元的第一模拟量。
23.根据权利要求21所述的火灾报警系统，其中，所述第二要素为超过预设阈值的相关感温控制单元的第一模拟量的变化率的数量。
24.根据权利要求21所述的火灾报警系统，其中，所述信号处理单元配置成：根据以下公式确定所述第三要素C：
其中，n为相关感温控制单元的数量，MiRa为所述多个相关感温控制单元中的第i个相关感温控制单元的第二模拟量，Mi-1Ra为所述多个相关感温控制单元中的第i-1个相关感温控制单元的第二模拟量,Mn为环境基准值。
25.根据权利要求21所述的火灾报警系统，其中，所述信号处理单元配置成：根据以下公式确定所述第四要素D：
其中，n为相关感温控制单元的数量，MiR2/T为所述多个相关感温控制单元中的第i个相关感温控制单元的第二模拟量的变化率。
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