CN204946592U - 一种感温电缆和感温探测器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种感温电缆，其结构包括铰接在一起的导线A(1)和导线B(2)，导线A的结构包括弹性金属导体A(11)及弹性金属导体A(12)上包裹的可融或可熔绝缘材料层(11)；导线B由弹性金属导体B(22)、NTC负温度系数热敏电阻材料层(23)和绝缘线(5)组成；绝缘线嵌在负温度系数热敏材料层内，与弹性金属导体B平行，或者以导体B为轴螺旋缠绕。这种感温电缆在小尺寸火源中可有效延缓因局部突发高温使包裹在弹性导体外的负温度系数热敏材料层发生融化造成导线A和导线B短路速度，从而使感温电缆信号转换器能在导线A和导线B短路前检测出火警。

Description

一种感温电缆和感温探测器

技术领域

本实用新型涉及消防器材，具体为火灾报警设备，具体涉及感温电缆。

背景技术

电缆隧道、大型电缆室、液压站、油库、石油储罐、电力分布系统、仓库、化学品储存及生产工厂以及飞机库等处对消防有相当严格的要求，需要可靠的火灾预警探测设备。常用的感温火灾报警器，一般利用感温电缆作为信号采集的来源。其原理是，环境温度升高时，感温电缆的金属丝之间阻值变化，实现警报输出。

常用的感温电缆有这样几种：

(1)利用负温度系数(NTC)热敏电阻的同轴感温电缆，一旦有火情发生，负温度系数(NTC)热敏电阻材料因温度升高，其阻值随之发生变化，由信号转换器感知阻值并报警；这类感温电缆在点值上精度较高，但其随长度增加时精度会变差，受环境温度影响较大容易发生误报；

(2)包裹由可融熔热敏材料的弹性导体与包裹有负温度系数热敏电阻材料缠绕组成的感温电缆；在常温下，两根弹性导体间的阻值为无穷大；一旦所受温度接近报警温度时，包裹有可融熔热敏材料的弹性导体上的可融熔热敏材料融化，两根弹性导体间的阻值等于负温度系数(NTC)热敏电阻材料的阻值，负温度系数(NTC)热敏电阻材料因温度升高，其阻值随之发生变化，通过信号转换器感知这一变化，实现火警报警；这种结构的感温电缆具有不受环境温度和长度影响的优点，但对于突发的小尺寸火源，因其突然受到大于等于280℃以上温度的烘烤，包裹有负温度系数(NTC)热敏电阻材料发生软化或融化，在两弹性导体的绞合力作用下，两根导体迅速地直接短路，信号转换器因来不及检测到感温线导体间阻值逐渐的变化过程，因此无法使信号转换器感知火警，会误判为短路故障而不是发出火警警报。

ZL200710011435.6提出了一种可熔融温度系数NTC特性可恢复式感温探测器，其感温电缆结构为，其中一根导线的弹性金属导体包覆软化点40～180℃可熔融NTC特性材料层，另一根导线为弹性金属导体；在其中一根导线外包覆绝缘编织层；即将弹性金属导体与另一导线的可熔融NTC特性材料层之间用绝缘编织层隔开。在可熔融NTC特性材料受热软化时，在弹性金属导体的弹力作用下，编织层切入可熔融NTC特性材料层，使弹性金属导体与相邻导线的NTC特性材料层接触，阻值发生变化，从而实现报警；在温度下降时NTC特性材料层恢复高阻状态，感温电缆恢复正常工作状态，可重复使用感温电缆。这一技术方案用绝缘编织层隔开相邻导线，其目的是为了能够重复使用感温电缆。但是这种技术方案，在实际加工过程中，两根导线绞合时，在绞合力的作用下，容易出现绝缘编织层进入可熔融NTC特性材料层的情况，可熔融NTC特性材料层的阻值改变，从而在没有火险发生的情况下导致误报警。

因此，需要对现有技术做出改进，提供一种能够时两根导体不会发生直接短路，在突发小尺寸火源或突然受到280℃以上温度烘烤时，能够及时感知阻值的变化，不至于因包裹的材料软化太快而造成短路误报，同时产品性能稳定，不会因为绞合力作用误报警的感温电缆和感温探测器。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种用于火警的感温电缆，能够准确实现小尺寸火源的报警。

本实用新型还提供了一种使用上述感温电缆的感温探测器。

技术方案为，一种感温电缆，其结构包括绞合在一起的导线A和导线B，所述的导线A的结构包括弹性金属导体A及弹性金属导体A上包裹的可融或可熔绝缘材料层；优选的，所述可融或可熔绝缘材料层的熔化或软化温度区域为40℃～200℃；

导线B包括弹性金属导体B、负温度系数(NTC)热敏电阻材料层和绝缘线；负温度系数热敏电阻材料层包裹在弹性金属导体B上；

绝缘线嵌入负温度系数热敏材料层内；以一根或多根绝缘线为一组，将一组绝缘线以弹性金属导体B为轴，螺旋缠绕在弹性金属导体B周围；或者一组或多组(优选为1～50组)绝缘线沿弹性金属导体B(21)轴向放置，与弹性金属导体B(21)轴向线平行，并环绕排列在弹性金属导体B(21)周围；

绝缘线(23)与弹性金属导体B(21)直接接触或者不接触。

优选的，每组绝缘线含1～10根绝缘线。

优选的，绝缘线软化温度点为40℃～1000℃；绝缘线线径为0.1～15mm；绝缘线的材料为尼龙丝、纤维丝、塑料丝、棉纱、涤纶、涂覆或包覆有绝缘材料的金属线或半导体线。

优选的，当所述绝缘线以弹性金属导体B为轴螺旋缠绕时，所述绝缘线螺旋缠绕的螺距为0.1mm～50mm。当所述绝缘线(23)与弹性金属导体B(21)平行放置时，相邻的绝缘线间的圆心角为0.1°～120°。

优选的，所述弹性金属导体A或弹性金属导体B为弹性金属丝或记忆合金丝，直径为0.1～10mm，抗拉强度为1000～5000pa；材料选自铜、铁、镍、钼、不锈钢或上述材料的合金。

优选的，所述可融或可熔绝缘材料层和负温度系数热敏电阻材料层的厚度为0.1～20mm。

优选的，所述负温度系数热敏电阻材料层的熔化或软化温度区域为40℃～250℃。

优选的，所述导线A与导线B的绞合节距为1mm～150mm，导线A与导线B绞合后外包裹护套。

将上述感温电缆的弹性金属导体A和弹性金属导体B的一端分别接入信号转换盒；另一端分别与匹配电阻的两端连接，得到感温探测器。优选的，匹配电阻的阻值为1KΩ～20MΩ。

上述的感温电缆和感温探测器，在其突然受到大于等于280℃以上温度的烘烤时，尤其是突发小尺寸火源的情况下，包裹在弹性金属导线A外的可融或可熔绝缘材料层、包裹在弹性金属导线B外的负温度系数(NTC)热敏电阻材料层软化或融化，螺旋缠绕在弹性金属导线B上的绝缘线将弹性金属导线A、B隔开，避免两者因为绞合力的作用发生直接短路，从而报警系统误判为故障；同时，由于两根弹性金属导体间负温度系数热敏电阻材料阻值发生变化，信号转换器感知阻值的变化，从而能够及时发出火险报警，而不出现报故障的误报。

这种感温电缆和感温探测器在突发小尺寸火源的情况下或者突然受到大于等于280℃以上温度的烘烤时，可有效延缓因局部突发高温使包裹在弹性导体外的负温度系数热敏材料层发生融化造成弹性金属导线A和B短路速度，从而使感温电缆信号转换器能在弹性金属导线A和B短路前检测出火警。因此这种感温电缆不会发生误判，能够及时准确报警。而且这种感温电缆的加工方法简单，可靠性好，能够满足GB16280-2015的规定。

附图说明

图1为本实用新型感温电缆导线A的结构示意图

图2为本实用新型感温电缆导线A在A-A方向上的横向剖面图

图3为实施例1所示感温电缆导线B的结构示意图

图4为实施例1所示感温电缆导线B在A-A方向上的横向剖面图

图5为实施例1所示感温电缆导线B在B-B方向上的轴向剖面图

图6为实施例2所示感温电缆导线B的结构示意图

图7为实施例2所示感温电缆导线B在A’-A’方向上的横向剖面图

图8为实施例2所示感温电缆导线B在B’-B’方向上的轴向剖面图

图9为实施例3所示感温电缆导线B的结构示意图

图10为实施例3所示感温电缆导线B在A”-A”方向上的横向剖面图

图11为导线A与导线B的铰接结构示意图

图12为感温电缆结构示意图

图13为使用本实用新型感温电缆的感温探测器结构示意图

1—导线A，11—弹性金属导体A，12—绝缘材料层，2—导线B，21—弹性金属导体B，22—负温度系数热敏电阻材料层，23—绝缘线，3—护套，4—信号转换器，5—匹配电阻

具体实施方式

实施例1

如图1和图2所示，在弹性金属导体A11上包裹厚度为可融或可熔绝缘材料层12，形成导线A1。

如图3、图4和图5所示，导线B的结构由弹性金属导体B21、负温度系数(NTC)热敏电阻材料层22和绝缘线23组成；负温度系数热敏电阻材料层包裹在弹性金属导体B上；1～10根绝缘线为一组，以弹性金属导体B为轴，将一组绝缘线螺旋缠绕在弹性金属导体B上，与弹性金属导体B直接接触，并且嵌在负温度系数热敏材料层内。负温度系数热敏电阻材料层的熔化或软化温度区域为40℃～250℃。

绝缘线线径为0.1～15mm；绝缘线软化温度点为40℃～1000℃。绝缘线的材料为尼龙丝、纤维丝、塑料丝、棉纱、涤纶、涂覆或包覆有绝缘材料的金属线或半导体线。

导线B的加工方法为，以1～10根绝缘线为一组，将一组绝缘线以弹性金属导体B21为轴，螺旋缠绕在弹性金属导体B21上，缠绕螺距控制在0.1mm～50mm；然后，在螺旋缠绕的绝缘线23外侧，再包裹一层加热过的负温度系数(NTC)热敏电阻材料层。在包裹负温度系数(NTC)热敏电阻材料层时，由于该层材料处于高温软化状态，因而螺旋缠绕在弹性金属导体上的绝缘线能够嵌入负温度系数(NTC)热敏电阻材料层中。

弹性金属导体A和B的直径为0.1～10mm，抗拉强度为1000～5000pa；材料选自铜、铁、镍、钼、不锈钢或上述材料的合金。

负温度系数热敏电阻材料层选自具有负温度系数(NTC)特性的热敏电阻材料、半导体热敏材料或导电材料。可融或可熔绝缘材料层11的熔化或软化温度区域为40℃～200℃。可融或可熔绝缘材料层、负温度系数热敏电阻材料层的厚度为0.1～20mm。

将导线A1与导线B2进行绞合，其绞合节距为1mm～150mm，并且在铰接的导线A1与导线B2外挤塑包裹护套3，形成感温电缆。如图10和图11所示，感温电缆的结构为铰接在一起的导线A和导线B，外面包裹护套3。

实施例2

导线A1的结构和加工方法同实施例1，如图1和图2所示。

如图6、图7和图8所示，导线B的结构由弹性金属导体B21、负温度系数(NTC)热敏电阻材料层22和绝缘线23组成；负温度系数热敏电阻材料层包裹在弹性金属导体B上；1～10根绝缘线为一组，将一组绝缘线嵌在负温度系数热敏材料层内，以弹性金属导体B为轴，螺旋缠绕在弹性金属导体B上，并且不与弹性金属导体B直接接触。

导线B的加工方法是，在弹性金属导体B21上先包裹一层负温度系数热敏电阻材料，然后螺旋缠绕一组绝缘线，缠绕螺距控制在0.1mm～50mm.。在螺旋缠绕的绝缘线外侧再包裹一层负温度系数(NTC)热敏电阻材料层，使绝缘线嵌入负温度系数(NTC)热敏电阻材料层中，绝缘线与弹性金属导体B不直接接触。

将导线A1与导线B2进行铰接，其绞合节距为1mm～150mm，并且在铰接的导线A1与导线B2外挤塑包裹护套3，形成感温电缆，结构如图11和图12所示。其余内容同实施例1。

实施例3

导线A1的结构和加工方法同实施例1，如图1和图2所示。

导线B的结构由弹性金属导体B21、负温度系数(NTC)热敏电阻材料层22和绝缘线23组成；负温度系数热敏电阻材料层包裹在弹性金属导体B上；以1～10根绝缘线为一组，1～50组绝缘线嵌在负温度系数热敏材料层内，沿弹性金属导体B21轴向放置，与弹性金属导体B轴向线平行，并环绕排列在弹性金属导体B周围，两者可以直接接触或不直接接触。

导线B的加工方法是，在弹性金属导体B21上先包裹一层负温度系数热敏电阻材料，然后将多组绝缘线沿金属导体B21轴向以平行方式敷设在弹性金属导体B周围，且与弹性金属导体B轴线平行；同时在挤塑包裹一层负温度系数热敏电阻材料，使绝缘线嵌入负温度系数(NTC)热敏电阻材料层中，绝缘线与弹性金属导体B不直接接触，结构如图9和图10。相邻的绝缘线间的圆心角为0.1°～120°。

或者，在多组平行的绝缘线与弹性金属导体B外包裹负温度系数(NTC)热敏电阻材料层，使绝缘线嵌入负温度系数(NTC)热敏电阻材料层中，绝缘线与弹性金属导体B可以直接接触。相邻的绝缘线间的圆心角为0.1°～120°。

将导线A1与导线B2进行铰接，其绞合节距为1mm～150mm，并且在铰接的导线A1与导线B2外挤塑包裹护套3，形成感温电缆。结构如图11和图12所示。其余内容同实施例1。

实施例4

取实施例1、2或3的电缆，如图13所示，分别将电缆的导体与信号转换盒4连接，以检测感温电缆的阻值变化；在感温电缆右侧设置阻值为1KΩ～20MΩ的匹配电阻R5，匹配电阻的两端分别与感温电缆的导体连接。所得到的感温探测器符合GB16280-2014的标准。

在15～35℃的环境下，取宽度为10cm的明火(温度280℃左右)灼烧感温电缆。此时可融或可熔绝缘材料层以及负温度系数(NTC)热敏电阻材料层发生软化或融化，绝缘线将弹性金属导体A和B分隔开，有效延缓因局部突发高温使包裹在弹性导体外的负温度系数热敏材料层发生融化造成导线A和导线B短路速度，使感温电缆信号转换器能在导线A和导线B短路前检测出火警。不至于发生直接短路从而误判为故障。两根弹性金属导体间负温度系数热敏电阻材料阻值发生变化，信号转换器感知阻值的变化，从而能够实现火警报警，而不出现报故障的误报。重复20次的情况下，均无漏报或误报，在10s内准确发出火警警报。

Claims (10)

1.一种感温电缆，包括绞合在一起的导线A(1)和导线B(2)，其特征在于：

所述的导线A(1)包括弹性金属导体A(11)及弹性金属导体A(11)上包裹的可融或可熔绝缘材料层(12)；

所述的导线B(2)包括弹性金属导体B(21)、包裹在弹性金属导体B(21)上的NTC负温度系数热敏电阻材料层(22)和绝缘线(23)；

绝缘线(23)嵌入负温度系数热敏材料层(22)内；

以一根或多根绝缘线为一组，将一组绝缘线以弹性金属导体B(21)为轴螺旋缠绕在弹性金属导体B(21)周围；或者一组或多组绝缘线(23)沿弹性金属导体B(21)轴向放置，与弹性金属导体B(21)轴向线平行，并环绕排列在弹性金属导体B(21)周围；

绝缘线(23)与弹性金属导体B(21)直接接触或者不接触。

2.权利要求1所述的感温电缆，其特征在于，以1～10根绝缘线为一组；

当所述绝缘线(23)以弹性金属导体B(21)为轴螺旋缠绕时，螺旋缠绕的螺距为0.1mm～50mm；

当所述绝缘线(23)与弹性金属导体B(21)平行放置时，相邻的每组绝缘线之间的圆心角为0.1°～120°，且绝缘线的数量为1～50组。

3.权利要求1所述的感温电缆，其特征在于，所述绝缘线(23)软化温度点为40℃～1000℃；每根绝缘线(23)线径为0.1～15mm；绝缘线(23)的材料为尼龙丝、纤维丝、塑料丝、棉纱、涤纶、涂覆或包覆有绝缘材料的金属线或半导体线。

4.权利要求1所述的感温电缆，其特征在于，所述弹性金属导体A(11)或弹性金属导体B(21)为弹性金属丝或记忆合金丝，直径为0.1～10mm，抗拉强度为1000～5000pa；材料选自铜、铁、镍、钼、不锈钢丝或上述材料的合金。

5.权利要求1所述的感温电缆，其特征在于，所述可融或可熔绝缘材料层(12)的熔化或软化温度区域为40℃～200℃；所述负温度系数热敏电阻材料层(22)的熔化或软化温度区域为40℃～250℃。

6.权利要求1所述的感温电缆，其特征在于，所述负温度系数热敏材料层(22)和可融或可熔绝缘材料层(12)的厚度为0.1～20mm。

7.权利要求1所述的感温电缆，其特征在于，所述导线A(1)与导线B(2)的绞合节距为1mm～150mm。

8.权利要求1所述的感温电缆，其特征在于，导线A(1)与导线B(2)绞合后外包裹护套(3)。

9.一种感温探测器，其特征在于，包括信号转换盒(4)、匹配电阻(5)和权利要求1～8所述的感温电缆；

感温电缆的弹性金属导体A(11)和弹性金属导体B(21)分别接入信号转换盒(4)；匹配电阻(5)的两端分别与感温电缆的弹性金属导体A(11)和弹性金属导体B(21)连接。

10.权利要求9所述的感温探测器，其特征在于，所述匹配电阻(5)的阻值为1KΩ～20MΩ。