CN203288022U

CN203288022U - 基于日盲紫外线技术的空间火灾预警装置

Info

Publication number: CN203288022U
Application number: CN2013202584713U
Authority: CN
Inventors: 徐浩; 程江洲; 王思颖; 龙思洋; 袁晓杏
Original assignee: China Three Gorges University CTGU
Current assignee: China Three Gorges University CTGU
Priority date: 2013-05-14
Filing date: 2013-05-14
Publication date: 2013-11-13
Anticipated expiration: 2023-05-14

Abstract

基于日盲紫外线技术的空间火灾预警装置，包括供电模块，日盲紫外线传感器、温湿度传感器、烟雾传感器分别通过电路连接单片机，所述单片机连接声光报警装置。本实用新型一种基于日盲紫外线技术的空间火灾预警装置，采用日盲紫外线传感器，以紫外线技术对火灾进行检测，检测距离更远。检测火灾方面在空间进行近、中、远距离覆盖，很大程度上提高了判断范围。检测时，在时间上有一定先后顺序，在时间上可以设置三段保护，提高了检测的准确性和可靠性。

Description

基于日盲紫外线技术的空间火灾预警装置

技术领域

本实用新型一种基于日盲紫外线技术的空间火灾预警装置。

背景技术

目前，社会对于火灾预警要求越来越来重视，不仅要求报警器能够检测火灾，而且还要求报警器能够快速、准确、远距离检测功能。现在火灾报警装置大多采用烟雾传感器和二氧化碳传感器做为检测手段。这种检测方法有四类缺陷：1、检测必须要有烟雾情况下才能对火灾进行判断，就很有可能造成误判情况。比如：厨房炒菜的油烟就有可能引发报警器误判。2、有一定延时特性，当发生火灾后，必须要等到有烟雾传到传感器处才能检测，在这段延误时间，可能造成火势扩大。3、还可能存在逆风情况，将烟雾吹离报警器，造成报警器无法检测。4、当火灾区域发生离报警器很远时，烟雾无法传到报警器处，使得报警器无法检测。上述四类因数造成此类报警装置有一定的死区，无法检测判断火灾。

发明内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种基于日盲紫外线技术的空间火灾预警装置，采用日盲紫外线传感器，以紫外线技术对火灾进行检测，检测距离更远。采用多种类型传感器结合检测方式，在空间进行近、中、远距离覆盖，很大程度上提高了判断范围。

本实用新型的上述目的是通过这样的技术方案来实现的：基于日盲紫外线技术的空间火灾预警装置，包括供电模块，日盲紫外线传感器、温湿度传感器、烟雾传感器分别通过电路连接单片机，所述单片机连接声光报警装置。

所述日盲紫外线传感器连接三极管整形电路，三极管整形电路连接TS555单稳态电路，TS555单稳态电路连接单片机，单片机通过PWM升压电路连接日盲紫外线传感器。

所述烟雾传感器采用单总线协议，与单片机通过一检测电路连接。

所述声光报警装置包括LED灯、蜂鸣器，所述LED灯、蜂鸣器分别与单片机连接。

所述供电模块包括：5V升压电路、-5V变换电路、电源管理电路；外部供电输入端子P1通过开关S1与电源回路连接，外部供电输入端子P1通过5V升压电路输出稳定5V电压，5V电压通过变换电路输出稳定-5V电压；所述电源管理电路包括电源管理芯片，用于对外部供电电源电压监测。

所述单片机连接串口蓝牙。

本实用新型一种基于日盲紫外线技术的空间火灾预警装置，采用日盲紫外线传感器，以紫外线技术对火灾进行检测，检测距离更远。检测火灾方面在空间进行近、中、远距离覆盖，很大程度上提高了判断范围。检测时，在时间上有一定先后顺序，在时间上可以设置三段保护，提高了检测的准确性和可靠性。

附图说明

图1为本实用新型紫外线检测电路图。

图2为本实用新型烟雾传感器检测电路图。

图3为本实用新型单片机、声光报警装置以及温湿度传感器电路图。

图4为图3的声音报警电路。

图5为图3的LED灯报警电路。

图6为实用新型供电模块电路图。

图7为图6的-5V变换电路。

图8为实用新型装置结构示意图。

图9为实用新型装置流程图。

具体实施方式

工作原理：

本实用新型一种基于日盲紫外线技术的空间火灾预警装置，是在传统火灾报警器器上进行该进。阳光中也含有紫外线，但其波段在280nm~400nm之间，明火发出的紫外线波段在180nm~400nm，日盲型紫外线传感器可以检测紫外线波段在225nm~275nm之间，可以很好规避阳关对传感器检测的干扰。本实用新型采用了三个不同类型传感器：紫外线传感器、烟雾传感器、温湿度传感器。分别对燃烧过程中四个物理与化学现象进行检测。当有物质在燃烧时，会发出紫外线，会产生烟雾、二氧化碳以及会产生热，并且火灾处空气湿度会比正常情况要低。选紫外线传感器、烟雾传感器、温湿度传感器不仅提高检测的准确性，更重要的是可以达到一种空间、时间全角度检测。

日盲紫外线传感器主要是检测明火发出的紫外线，由于紫外线具有传播速度快、传播距离远的特点。因此这类传感器可以快速并且远距离探测火源。

烟雾传感器可以检测火灾过程中的烟雾，属于中短距离检测。在时间上有一定延后，但对近距离火灾和室内火灾有很好的判断效果。

温湿度传感器用于检测传感器周围区温湿度，属于近距离检测，对于距离稍微远一点的火灾检测就会有一个很长的延时。本实用新型一种基于日盲紫外线技术的空间火灾预警装置，在空间距离和时间上都做了充分考虑，能够更加准确对火灾进行预警。

所述单片机连接串口蓝牙，可以采用蓝牙技术实现无线传输功能。

实施例：

基于日盲紫外线技术的空间火灾预警装置，包括供电模块，日盲紫外线传感器、温湿度传感器、烟雾传感器分别通过电路连接单片机，所述单片机连接声光报警装置。

如图1所示，当火源辐射的紫外线照射到日盲紫外线传感器R2868上后，日盲紫外线传感器R2868会产生微弱的脉冲电流电信号，通过对脉冲电流信号处理和采集可以判断是否有火灾发生。所述日盲紫外线传感器连接三极管整形电路，三极管整形电路连接TS555单稳态电路，TS555单稳态电路连接单片机，单片机通过PWM升压电路连接日盲紫外线传感器。升压电路包括电阻R19，电容C19、C20，二极管D6、D5，NPN三极管Q4、升压变压器H-01。触发口连至单片机D4引脚。单片机产生40HZ、35%占空比的PWM波，通过开关三极管在升压变压器H-01的一次侧产生交变的电流、并在铁芯中产生交变磁场，升压变压器H-01二次侧感应出交变电压，从而将5V电压转换成幅值达250V尖脉冲电压，驱动日盲紫外线传感器R2868。脉冲处理电路包括电阻R32、R17、R18，电容C21、C27、C28，三极管Q3，芯片TS555。脉冲输出口连至单片机B0引脚。R2868接收到紫外线后会产生1.7V左右的尖脉冲信号，通过三极管Q3组成的开关电路形成幅值为5V的窄脉冲信号，再通过TS555单稳触发电路形成宽脉冲信号，传送给单片机。

如图2所示，当烟雾传感器检测到烟雾后，3号引脚上产生信号传送到传感器内部。电路有传感器芯片BL59A10，光耦TPL251-2，电阻元件R22、R23、R24、R25、R26、R27、R28、R29、R30、R31，电容元件C46、C47、C48，PNP三极管Q3。烟雾传感器通过7号引脚与单片机A0引脚相连，烟雾传感器采用单总线协议。单片机通过A0引脚控制此乃片不时检测烟雾，然后烟雾传感器通过单片机A0引脚回传数字信号。

如图3~图5所示，单片机采用英特梅尔公司的Atmega32单片机。声光报警装置通过单片机控制LED灯和蜂鸣器来实现。声光报警电路包含有电阻R1、R2、R3，DS1：红色LED、DS2：蓝色LED，三极管Q1，蜂鸣器LS1，电容C1。当没有检测到火灾时，单片机通过A2引脚来控制DS2发光来表示正常，当检测到火灾后，单片机通过A1引脚来控制DS1发光、以及通过A3引脚驱动蜂鸣器鸣叫来表示出现火灾情况。温湿度传感器采用sht11高精度芯片，Sht11内部采用集成处理，不需要外接电路，sht11上DAT、SCK引脚与单片机上B3、B4号引脚相连，通过数字信号就可将温湿度信息上传到单片。单片机会隔2分钟保存一次温湿度数据，通过将现有数据与历史数据做对比分析，来判断数据是异常，并配合另外两个传感器数据综合判断火灾是否发生。

如图6、图7所示，供电模块包含5V升压电路，-5V变换电路以及电源管理电路。外部供电输入端子P1,输入电压是3.7V，P1通过S1开关与电源回路接通，P1输入电压通过DC-DC变换芯片MAX770转换成稳定5V电压，5V电压再通过DC-DC转换芯片MAX764变换成-5V。5V升压电路由MAX770,，电感L2，三极管Q2，快恢二极管D3，电容C7、C10、C15、C18，电阻R12、R14组成。-5V变换电路由MAX764，电感L1，快恢二极管D1，电容C2、C3、C4、C5组成。当S1接通后，DS3发光二极管会亮，表示装置处于工作状态。在电源回路中还有一个电源管理芯片DS2438，用于对外部电源进行电压监测，当外部电压低于某一个定值，装置会报警，提示检查外部电源。

如图9所示，本实用装置启动后，先检测紫外线，当紫外线脉冲数目N很大，超过n1时可以直接判断为火灾。N<n2后再检测烟雾传感器信号，当信号U超过a时，直接判断为火灾报警。U<a情况下，再检测温湿度传感数据，当发现这两个数据与历史数据有非常大的变化时T>t1、H<h1，直接判断火灾发生。当T<t1、H>h1,再结合上述两个传感器数据对火灾进行综合判断。

Claims

1.基于日盲紫外线技术的空间火灾预警装置，包括供电模块，其特征在于，日盲紫外线传感器、温湿度传感器、烟雾传感器分别通过电路连接单片机，所述单片机连接声光报警装置。

2.根据权利要求1所述基于日盲紫外线技术的空间火灾预警装置，其特征在于，所述日盲紫外线传感器连接三极管整形电路，三极管整形电路连接TS555单稳态电路，TS555单稳态电路连接单片机，单片机通过PWM升压电路连接日盲紫外线传感器。

3.根据权利要求1所述基于日盲紫外线技术的空间火灾预警装置，其特征在于，所述烟雾传感器采用单总线协议，与单片机通过一检测电路连接。

4.根据权利要求1所述基于日盲紫外线技术的空间火灾预警装置，其特征在于，所述声光报警装置包括LED灯、蜂鸣器，所述LED灯、蜂鸣器分别与单片机连接。

5.根据权利要求1所述基于日盲紫外线技术的空间火灾预警装置，其特征在于，所述供电模块包括：5V升压电路、-5V变换电路、电源管理电路；

外部供电输入端子（P1）通过开关（S1）与电源回路连接，外部供电输入端子（P1）通过5V升压电路输出稳定5V电压，5V电压通过变换电路输出稳定-5V电压；

所述电源管理电路包括电源管理芯片，用于对外部供电电源电压监测。

6.根据权利要求1所述基于日盲紫外线技术的空间火灾预警装置，其特征在于，所述单片机连接串口蓝牙。