CN201540627U - 多参量红外火焰探测器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种包括壳体、嵌装于壳体上的滤光片以及设置在滤光片后壳体内部的红外线传感功能电路，红外线传感功能电路包括两路具有接收不同波段的红外线传感信号处理电路和一路具有接收红外辐射场能量的红外能量信号处理电路以及一中央处理器，两路红外线传感信号处理电路均包括依次相连的热释电元件、阻抗变换电路一、三级带通放大器、整形电路和A/D转换器一；一路红外能量信号处理电路包括依次相连的红外场辐射敏感元件、阻抗变换电路二、直流放大器和A/D转换器二；A/D转换器一和A/D转换器二均与中央处理器相连，且中央处理器还与输出电路相连。本实用新型具有响应速度快、报警可靠性高和环境适应能力强的特点。

Description

多参量红外火焰探测器

技术领域

本实用新型涉及火灾预警技术领域，具体涉及一种多参量红外火焰探测器。

背景技术

目前，传统使用的感温电缆探测器和点式探测器，在使用过程中均存在响应速度慢、有险情不报、环境适应能力差和使用寿命短以及维护不方便等问题，这样大大降低了火灾预警系统的反应速率和可靠性，造成保护对象的安全无法得到保障。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对上述现有技术中的不足，提供一种多参量红外火焰探测器，其基于探测火焰红外线特征和探测红外场能量变化特征的多参量复合使用，具有响应速度快、报警可靠性高和环境适应能力强的特点。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种多参量红外火焰探测器，包括壳体、嵌装于所述壳体上的滤光片以及设置在所述滤光片后壳体内部的红外线传感功能电路，其特征在于：所述红外线传感功能电路包括两路具有接收不同波段的红外线传感信号处理电路和一路具有接收红外辐射场能量的红外能量信号处理电路以及一中央处理器，所述两路红外线传感信号处理电路均包括依次相连的热释电元件、阻抗变换电路一、第一级带通放大器、第二级带通放大器、第三级带通放大器、整形电路和A/D转换器一；所述一路红外能量信号处理电路包括依次相连的红外场辐射敏感元件、阻抗变换电路二、直流放大器和A/D转换器二；所述A/D转换器一和A/D转换器二均与所述中央处理器相连，且所述中央处理器还与输出电路相连。

所述两个热释电元件所接收的红外线波长分别为3.8μm和4.5μm。

所述红外场辐射敏感元件所接收的红外线波长为4.0μm～11μm。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、具有响应速度快、报警可靠性高，采用三个通道电路的数字采集与处理过程，克服了常规火焰探测器的无火焰有险情不报的问题。

2、环境适应能力强，可用于电力系统、交通安全、机库以及隧道环境等场合，并能充分发挥其优越性。

3、探测范围大，探测距离可达30米，正庚烷火面积约0.1m²。

4、使用寿命长和维护简单。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的结构原理框图；

图2为本实用新型的工作程序框图。

附图标记说明：

1-主通道；          2-辅助通道；        3-监探通道；

4-热释电元件；      5-阻抗变换电路一；  6-第一级带通放大器；

7-第二级带通放大器；8-第三级带通放大器；9-整形电路；

10-A/D转换器一；    11-红外场辐射敏感元 12-阻抗变换电路二；

                    件；

13-直流放大器；     14-A/D转换器二；    15-中央处理器；

16-输出电路。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的一种多参量红外火焰探测器，包括壳体、嵌装于所述壳体上的滤光片以及设置在所述滤光片后壳体内部的红外线传感功能电路，所述红外线传感功能电路包括两路具有接收不同波段的红外线传感信号处理电路和一路具有接收红外辐射场能量的红外能量信号处理电路以及一中央处理器，所述两路红外线传感信号处理电路均包括依次相连的热释电元件4、阻抗变换电路一5、第一级带通放大器6、第二级带通放大器7、第三级带通放大器8、整形电路9和A/D转换器一10；所述一路红外能量信号处理电路包括依次相连的红外场辐射敏感元件11、阻抗变换电路二12、直流放大器13和A/D转换器二14；所述A/D转换器一10和A/D转换器二14均与所述中央处理器15相连，且所述中央处理器15还与输出电路16相连。

在本实施例中，输出电路提供一火警信号LED和两个继电器，输出电路采用的输出方式为预警继电器输出和报警继电器输出；且两个热释电元件4所接收的红外线波长分别为3.8μm和4.5μm，红外场辐射敏感元件11所接收的红外线波长为4.0μm～11μm。

结合图1和图2对本实用新型的工作程序及原理做详细说明：

多参量红外火焰探测器工作时，首先由中央处理器CPU初始化赋值，设定发出报警信号和预警信号的规定阈值，然后探测器进行预热延时，随后由设置的三路(主通道1、辅助通道2和监探通道3)信号处理电路进行测量，其中，主通道adc s2用来测量火焰所发出的特征红外线，该特征红外线波长窄而单一，用窄通道、峰值透过率在波长3.8μm的热释电元件4将该红外信号转换为电压信号，而后经阻抗变换电路一5、低频第一级带通放大器6、第二级带通放大器7、第三级带通放大器8、整形电路9和A/D转换器一10，将火焰发出的红外特征信号的幅度大小和火焰频率信号自动送入CPU，以备进行数字运算处理；辅助通道adc s1用来测量火焰发生时不会产生的红外线波段的红外线，同样用窄通道、峰值透过率在波长4.5μm的热释电元件4将该红外信号转换为电压信号，经阻抗变换电路一5、低频第一级带通放大器6、第二级带通放大器7、第三级带通放大器8、整形电路9和A/D转换器一10，将现场的非火焰人工光源所产生的红外信号幅度大小和闪动情况送入CPU，以备进行数字运算处理，以便消除人工闪动光源和闪动的太阳光反射的干扰；同时，红外场辐射能量的监探通道测量现场产生红外辐射场能量的幅值大小，用透过率在波长为4.0μm～11μm热电堆元件11将红外辐射场能量转换为电压信号，经阻抗变换电路二12、直流放大器13和A/D转换器二14，将现场的红外辐射场能量的幅值大小送入CPU，以备进行数字处理，以便提供火灾发生前的预警信号和鉴别真假火灾的信息；最后由中央处理器15根据三个通道送入的值进行数字信号处理，去掉干扰信号，来进一步判别监控现场情况。当火焰特性信号达到预设规定阈值时，则CPU发出报警信号，并驱动LED和相应的继电器；当火焰特性信号没有达到预设规定阈值，而现场的红外辐射场能量的幅值达到预设规定阈值时，表明监控现场存在火灾隐患，则探测器发出预警信号，起到有备无患的作用；当没有达到预警和报警值时，探测器继续进行循环测量。

本实用新型的主要技术参数如下：

工作电压：DC 24V

静态电流：30mA

报警电流：40mA

探测角度：≥90°

响应时间：＜10秒

工作波长：3.8μm(背景)

          4.5μm(主红外)

4.0μm-11μm(环境红外场)

工作温度：-20℃～55℃

工作湿度：5％～95％RH

输出方式：预警继电器输出

报警继电器输出

4～20mA模拟量

RS485输出：MODBUS RTU

外形尺寸：180mm×80mm×125mm

灵敏度设定：I级25m(探测为33cm×33cm×5cm乙醇明火)

防爆等级：ExdIICT6

防护等级：IP66

执行标准：隔爆型“d”标准

应用范围：公路隧道  电力系统

飞机库       大空间厂房

各类机房     石化场所

化工产品仓库 粮仓、纸库、烟叶库

综上，本实用新型探测精度高、可靠性好，且响应速度快，同时使用寿命长和维护简单，可用于电力系统、交通安全、机库以及隧道环境等场合，并能充分发挥其优越性。

Claims (3)

1.一种多参量红外火焰探测器，包括壳体、嵌装于所述壳体上的滤光片以及设置在所述滤光片后壳体内部的红外线传感功能电路，其特征在于：所述红外线传感功能电路包括两路具有接收不同波段的红外线传感信号处理电路和一路具有接收红外辐射场能量的红外能量信号处理电路以及一中央处理器，所述两路红外线传感信号处理电路均包括依次相连的热释电元件(4)、阻抗变换电路一(5)、第一级带通放大器(6)、第二级带通放大器(7)、第三级带通放大器(8)、整形电路(9)和A/D转换器一(10)；所述一路红外能量信号处理电路包括依次相连的红外场辐射敏感元件(11)、阻抗变换电路二(12)、直流放大器(13)和A/D转换器二(14)；所述A/D转换器一(10)和A/D转换器二(14)均与所述中央处理器(15)相连，且所述中央处理器(15)还与输出电路(16)相连。

2.按照权利要求1所述的多参量红外火焰探测器，其特征在于：所述两个热释电元件(4)所接收的红外线波长分别为3.8μm和4.5μm。

3.按照权利要求1所述的多参量红外火焰探测器，其特征在于：所述红外场辐射敏感元件(11)所接收的红外线波长为4.0μm～11μm。

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