CN1967608A - 基于记忆合金丝和感压导电橡胶的火灾探测线缆及报警方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于记忆合金丝和感压导电橡胶的火灾探测线缆及报警方法，由一条记忆合金丝、一条感压导电橡胶丝组成，所述记忆合金丝与所述感压导电橡胶丝相互缠绕设置，所述感压导电橡胶丝的两端分别设有电连接端子。采用记忆合金丝相变特性、感压导电橡胶的电阻值因应力变化而变化的特性，根据该电阻的变化情况产生火灾报警信号。提高了感温电缆的最高使用环境温度和最大使用长度，有效地减少了正常温度下探测线缆本身的误报警。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于记忆合金丝和感压导电橡胶的火灾探测线缆及报警方法，用记忆合金丝和感压导电橡胶构成模拟量线型感温火灾探测线缆，采用记忆合金丝相变特性、感压导电橡胶的电阻值因应力变化而变化的特性，根据该电阻的变化情况产生火灾报警信号。
背景技术
在现有技术中，常用的NTC特性的模拟量线型感温探测线缆是一种用途广泛的火灾探测线缆，附图1(线缆的横向截面图)显示了传统的模拟量线型感温探测线缆结构示意图，在该探测线缆中，有二个探测导体1和2，二根探测导体并行在一起，在两个探测导体之间有一NTC特性的阻隔层3(NTC特性是指负温度系数特性)，当探测线缆受热时，随着温度的升高，两个探测导体之间的NTC阻隔层的电阻会变小，根据此原理达到测温报火警的目的。中国专利ZL03242897.9公开的传感电缆就是其中的一种。现有技术中的探测线缆的报警温度与探测线缆的受热长度、受热温度、环境温度和整个长度等四大因素有关；我们希望探测线缆的报警温度只和发生火灾时探测线缆的受热温度和受热长度两个因素有关，和其它因素无关或关系较小。对于其它两个因素，现有技术中的NTC原理模拟量线型感温探测线缆是无法消除的，这样就会对探测线缆的可靠性有影响，在高温环境下容易产生误报警，不适合用于户外。为此，需要提出一种新的模拟量线型感温火灾探测线缆及报警方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于记忆合金丝和感压导电橡胶的火灾探测线缆及报警方法，该探测线缆中的记忆合金丝在常规温度范围下柔软性很好，记忆合金丝作用在感压导电橡胶上，探测线缆受热温度升高时，记忆合金丝发生相变，使其作用在感压导电橡胶上的应力增大，根据感压导电橡胶上的应力变化所引起的电阻的变化情况或由电阻的变化引起的其它电参数的变化情况产生火灾报警信号。
本发明的目的是由下述技术方案实现的：一种基于记忆合金丝和感压导电橡胶的火灾探测线缆，其特征在于：由一条记忆合金丝、一条感压导电橡胶丝组成，所述记忆合金丝与所述感压导电橡胶丝相互缠绕设置，所述感压导电橡胶丝的两端分别设有电连接端子。
一种基于记忆合金丝和感压导电橡胶的火灾探测线缆，其特征在于：由一条记忆合金丝、感压导电橡胶层、一条探测导体组成，所述的记忆合金丝与所述的探测导体并行设置，在所述的记忆合金丝与所述的探测导体之间设置有所述的感压导电橡胶层。
一种基于记忆合金丝和感压导电橡胶的火灾探测线缆，其特征在于：由一条记忆合金丝、感压导电橡胶层、两条并行的探测导体组成，所述的两条探测导体并行设置，在所述的两条探测导体之间设置有所述的感压导电橡胶层，所述的记忆合金丝缠绕在所述两条探测导体的外面。
一种火灾报警方法，其特征在于：由记忆合金丝和感压导电橡胶丝组成探测线缆，设置所述的记忆合金丝在高温区域为直线状态，在常温环境下将所述的记忆合金丝与所述的感压导电橡胶丝相互缠绕在一起，所述的探测线缆受热温度升高达到高温区域时，所述记忆合金丝发生形变，对所述的感压导电橡胶丝施加压力，该压力使得感压导电橡胶丝的电阻产生改变，由一个电信号测量装置将该感压导电橡胶丝的电阻变化信号转换成火灾报警信号发送出去。
本发明与已有技术相比具有如下优点：
1、由于本发明采用了记忆合金丝作为探测导体，该导体在常规温度范围下柔软性良好，便于探测线缆的安装。
2、由于本发明采用了PCR感压导电橡胶层，当报警温度升高时随着作用在其上的应力的增大，电阻变化非常大，提高了感温电缆的最高使用环境温度和最大使用长度，有效地减少了正常温度下探测线缆本身的误报警。
3、由于本发明采用的记忆合金丝本身具有抗腐蚀性，长期处于腐蚀环境中时的电阻值不会发生很大变化，可以有效的减少高腐蚀环境下火灾探测线缆的误报警。
4、由于本发明采用的记忆合金丝本身的弹性变化特性，可以通过提高记忆合金丝变形量的办法提高其报火警时的弹性应力，大大提高了模拟量线型感温火灾探测线缆报警的可靠性。
附图说明
以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
图1、传统的模拟量线型感温探测线缆的结构示意图
图2、本发明的感温火灾探测线缆结构示意图
图3、本发明实施例二的结构示意图
图4、本发明实施例三的结构示意图
图5、本发明实施例三形式之一的结构示意图
图6、本发明实施例三形式之二的结构示意图
图7、本发明实施例三形式之三的外观示意图
图8、本发明实施例四的结构示意图
图9、本发明实施例七的结构示意图
图10、本发明实施例八的结构示意图
具体实施方式
实施例一：
参见图2(附图显示了探测线缆的纵向外观图)，本发明属于一种模拟量线型感温火灾探测线缆，由一条记忆合金丝4、一条PCR感压导电橡胶丝5组成，记忆合金丝4与PCR感压导电橡胶丝5相互缠绕设置(一条缠绕另一条或两两互绕)，感压导电橡胶的两头分别有一个用于电连接的端子A、B，正常温度下，记忆合金丝的柔性很好，作用在感压导电橡胶上的应力很小，感压导电橡胶的电阻率很大，端子A、B之间的电阻很大。火灾发生时，本发明的探测线缆的受热段温度升高到马氏体逆相变开始温度As时，记忆合金丝发生马氏体逆相变，记忆合金丝弹力增大，在记忆合金丝的弹力作用下，感压导电橡胶受到挤压发生变形，电阻率急剧减小，导致端子A、B之间的电阻迅速减小，电信号测量装置根据该电阻(或随电阻变化而变化的其它电参数)的变化量或变化速率的大小产生并输出报警信号。
实施例二：
参见图3(附图显示了探测线缆的纵向外观图)，本发明的模拟量线型感温火灾探缆，由一条记忆合金丝6、一条PCR感压导电橡胶丝7、绝缘护套8组成，记忆合金丝6与PCR感压导电橡胶丝7相互缠绕(一条缠绕另一条或两两互绕)，感压导电橡胶的两头分别有一个用于电连接的端子A、B，在记忆合金丝和感压导电橡胶丝的外面设置绝缘护套8。用于与外界绝缘。
实施例三：
参见图4(附图仅显示探测线缆的横截面，探测线缆的纵向外观图省略)，本发明的模拟量线型感温火灾探缆，由一条记忆合金丝8、一条感压导电橡胶层9、一条探测导体(或探测半导体)10组成，所述的记忆合金丝与探测导体(或探测半导体)之间设置有所述的PCR感压导电橡胶层，所述的记忆合金丝与所述的探测导体(或探测半导体)成并行设置在一起：或相互平行，或相互缠绕(一条缠绕另一条或两两互绕)，或一条沿圆周方向包围另一条呈同轴线缆结构。在本发明中，所谓并行设置可以采用以下三种形式：
形式之一：记忆合金丝8与探测导体10相互平行设置，如图5所示的探测线缆的纵向剖面图，在常温下记忆合金丝成直线形状，其原始高温设计形状为正弦波形状或螺旋形状(温度高于记忆合金马氏体逆相变终了温度Af)。
形式之二：记忆合金丝8与探测导体10相互缠绕设置，一条缠绕另一条或两两以等节距的螺旋绞合方式缠绕，如图6所示的探测线缆的纵向图。
形式之三：记忆合金丝8与探测导体10呈同轴线缆结构，其中记忆合金丝8是芯状体，探测导体10是套状导体，套状导体套在芯状体上呈同轴线缆的结构设置，如图7所示的探测线缆的横截面图，在常温下记忆合金丝成直线形状，其原始高温设计形状为正弦波形状或螺旋形状(所谓高温是指温度高于记忆合金马氏体逆相变终了温度Af)。
在本发明中，探测导体及记忆合金丝可以是空心体、实心体或细丝编织体。在本实施例中，探测导体与记忆合金丝的长度相对应，可以设计成50米～200米。在实际的应用中，所述的感压导电橡胶是以常规的电线绝缘层的包覆形式与记忆合金丝及探测导体结合的，结合的具体方式可以采用以下三种：
方式一：在所述的探测导体上包覆感压导电橡胶层；
方式二：在所述的记忆合金丝上包覆感压导电橡胶层；
方式三：在所述的探测导体上和所述的记忆合金丝上分别包覆感压导电橡胶层。
本发明中，所述探测导体(或探测半导体)可以是常规的金属丝或导电碳纤维丝或碳素弹性钢丝，或具有半导体性质的导电塑料或橡胶丝，也可以用记忆合金丝作为所述的探测导体。所述的记忆合金丝可以是镍钛记忆合金、镍钛铜记忆合金、铁基记忆合金、铜基记忆合金材料中的一种，记忆合金丝在常规温度范围下柔软性很好，一旦超过这个相变温度，记忆合金丝的强度及刚性将变得很大，所谓常规温度范围指的是记忆合金丝马氏体相温度范围，其马氏体逆相变终了温度Af的设计值可以在20℃～160℃范围内进行选择设定，本发明设计的常规温度范围是-40℃～45℃，在当所述探测线缆受热时，其温度随之上升，当温度达到记忆合金丝马氏体逆相变终了温度Af时，记忆合金丝发生马氏体逆相变，强度增大并产生很大的弹力，并且恢复到原始的高温设计形状，在记忆合金丝的弹力作用下，记忆合金丝与探测导体相互挤压，感压导电橡胶受到的应力增大，电阻率下降，记忆合金丝与探测导体之间的阻值下降，根据电阻下降值或下降速率进行报警。所述的感压导电橡胶层可以是以天然橡胶、丁腈橡胶、三元乙丙橡胶等为基材的感压导电橡胶中的一种。本发明中的导体为相对导体，可以用在常温下绝缘体的电阻率与导体的电阻率之比大于108来区别导体与绝缘体。
参见图8(附图仅显示探测线缆的横截面，探测线缆的纵向外观图省略)，本发明实施例四的模拟量线型感温火灾探测线缆，由一条记忆合金丝11、一条感压导电橡胶层12(带状层)、一条探测导体(或探测半导体)13、绝缘护套14等组成，所述的记忆合金丝11与探测导体13之间设置有PCR感压导电橡胶层12，所述的记忆合金丝与所述的探测导体成并行设置在一起：或相互平行，或相互缠绕(一条缠绕另一条或两两互绕)，或一根沿圆周方向包围另一根呈同轴结构。在记忆合金丝和感压导电橡胶层的外面设置绝缘护套。
本发明实施例五、六的模拟量线型感温火灾探测线缆，是分别在实施例三、四的基础上，将其中的探测导体改为热电偶丝，当温度上升达到记忆合金丝的马氏体逆相变温度As时，在记忆合金丝的弹力作用下，记忆合金丝与热电偶丝之间设置感压导电橡胶层的电阻率降低，形成热电偶丝与记忆合金丝之间的临时通路，记忆合金丝与热电偶丝组成临时的测温热电偶，两极之间产生电压，随着受热温度的提高电压变大，根据其电压的大小或电压变化的快慢进行火灾报警。
参见图9(附图仅显示探测线缆的纵向外观图)，本发明实施例七的模拟量线型感温火灾探测线缆，由一条记忆合金丝、感压导电橡胶层、两条探测导体组成，所述的记忆合金丝15缠绕在所述的两条探测导体17、18的外面，两条探测导体之间设置有所述的PCR感压导电橡胶层16。两条探测导体成并行设置在一起：或相互平行，或相互缠绕(一条缠绕另一条或两两互绕)，或一根沿圆周方向包围另一根呈同轴结构。在当所述探测线缆受热时，其温度随之上升，当温度达到记忆合金丝马氏体逆相变终了温度Af时，记忆合金丝发生马氏体逆相变，强度增大并产生很大的弹力，并且恢复到原始的高温设计形状，在记忆合金丝的弹力作用下，两条探测导体相互挤压，感压导电橡胶受到的应力增大，电阻率下降，导致两根探测导体之间的阻值下降，根据电阻下降值或下降速率进行报警。在本实施例中，探测导体与记忆合金丝的长度对应，可以设计成50米～200米。在实际的应用中，所述的感压导电橡胶是以常规的电线绝缘层的包覆形式与探测导体结合的，结合的具体方式可以采用以下二种：
方式一：在所述的一根探测导体上包覆感压导电橡胶层；
方式二：在所述的两根探测导体上均包覆各自的感压导电橡胶层。
参见图10(附图仅显示探测线缆的纵向外观图)，本发明实施例八的模拟量线型感温火灾探测线缆，是在实施例七的基础上的改进：由一条记忆合金丝、感压导电橡胶层、两条探测导体、绝缘护套23组成，所述的记忆合金丝19缠绕在所述的两条探测导体21、22的外面，所述的两条探测导体之间设置有所述的PCR感压导电橡胶层20。两条探测导体成并行设置在一起：或相互平行，或相互缠绕(一条缠绕另一条或两两互绕)，或一根沿圆周方向包围另一根呈同轴结构。绝缘护套设置在所述的记忆合金丝、感压导电橡胶、两条探测导体的外面。
本发明实施例九、十的模拟量线型感温火灾探测线缆，是分别在实施例七、八的基础上的改进，所述的探测导体中的至少一条为热电偶丝。当温度上升达到记忆合金丝的马氏体逆相变温度As时，在记忆合金丝的弹力作用下，两根探测导体之间设置的感压导电橡胶层的电阻率降低，形成探测导体之间的临时通路，两条探测导体组成临时的测温热电偶，探测导体两极之间产生电压，随着受热温度的提高电压变大，根据其电压的大小或电压变化的快慢进行火灾报警。
实施例十一：
一种火灾报警方法，由记忆合金丝和感压导电橡胶丝组成探测线缆，设置所述的记忆合金丝在高温区域为直线状态，在常温环境下将所述的记忆合金丝与所述的感压导电橡胶丝相互缠绕在一起，所述的探测线缆受热温度升高达到高温区域时，所述记忆合金丝发生形变，对所述的感压导电橡胶丝施加压力，该压力使得感压导电橡胶丝的电阻产生改变，由一个电信号测量装置将该感压导电橡胶丝的电阻变化信号转换成火灾报警信号发送出去。
Claims (12)
1、一种基于记忆合金丝和感压导电橡胶的火灾探测线缆，其特征在于：由一条记忆合金丝、一条感压导电橡胶丝组成，所述记忆合金丝与所述感压导电橡胶丝相互缠绕设置，所述感压导电橡胶丝的两端分别设有电连接端子。
2、一种基于记忆合金丝和感压导电橡胶的火灾探测线缆，其特征在于：由一条记忆合金丝、感压导电橡胶层、一条探测导体组成，所述的记忆合金丝与所述的探测导体并行设置，在所述的记忆合金丝与所述的探测导体之间设置有所述的感压导电橡胶层。
3、一种基于记忆合金丝和感压导电橡胶的火灾探测线缆，其特征在于：由一条记忆合金丝、感压导电橡胶层、两条并行的探测导体组成，所述的两条探测导体并行设置，在所述的两条探测导体之间设置有所述的感压导电橡胶层，所述的记忆合金丝缠绕在所述两条探测导体的外面。
4、根据权利要求1所述的火灾探测线缆，其特征在于：所述的记忆合金丝可以是镍钛记忆合金、镍钛铜记忆合金、铁基记忆合金、铜基记忆合金材料中的一种；所述的感压导电橡胶可以是天然导电橡胶、丁腈导电橡胶、三元乙丙导电橡胶等中的一种，在所述的记忆合金丝、感压导电橡胶及探测导体的外面设置有绝缘护套。
5、根据权利要求2所述的火灾探测线缆，其特征在于：所述的记忆合金丝可以是镍钛记忆合金、镍钛铜记忆合金、铁基记忆合金、铜基记忆合金材料中的一种；所述的感压导电橡胶可以是天然导电橡胶、丁腈导电橡胶、三元乙丙导电橡胶等中的一种，在所述的记忆合金丝、感压导电橡胶及探测导体的外面设置有绝缘护套。
6、根据权利要求3所述的火灾探测线缆，其特征在于：所述的记忆合金丝可以是镍钛记忆合金、镍钛铜记忆合金、铁基记忆合金、铜基记忆合金材料中的一种；所述的感压导电橡胶可以是天然导电橡胶、丁腈导电橡胶、三元乙丙导电橡胶等中的一种，在所述的记忆合金丝、感压导电橡胶及探测导体的外面设置有绝缘护套。
7、根据权利要求2所述的火灾探测线缆，其特征在于：所述记忆合金丝是芯状体，所述探测导体是套状导体，探测导体套装在记忆合金丝外面一起构成同轴线缆式结构。
8、根据权利要求2所述的火灾探测线缆，其特征在于：所述的探测导体上包覆感压导电橡胶层。
9、根据权利要求2所述的火灾探测线缆，其特征在于：所述的记忆合金丝上包覆感压导电橡胶层。
10、根据权利要求2所述的火灾探测线缆，其特征在于：所述的探测导体为热电偶丝。
11、根据权利要求3所述的火灾探测线缆，其特征在于：所述的探测导体中的至少一条为热电偶丝。
12、一种火灾报警方法，其特征在于：由记忆合金丝和感压导电橡胶丝组成探测线缆，设置所述的记忆合金丝在高温区域为直线状态，在常温环境下将所述的记忆合金丝与所述的感压导电橡胶丝相互缠绕在一起，所述的探测线缆受热温度升高达到高温区域时，所述记忆合金丝发生形变，对所述的感压导电橡胶丝施加压力，该压力使得感压导电橡胶丝的电阻产生改变，由一个电信号测量装置将该感压导电橡胶丝的电阻变化信号转换成火灾报警信号发送出去。
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