CN205317913U - 智能监控消防设备电源电压和电流的监控传感器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种智能监控消防设备电源电压和电流的监控传感器，分别与消防设备电源监控主机和辅助报警装置连接，包括通讯接口电路、主控MCU、控制输出电路、DI状态采集电路、模拟量采集电路和状态信息显示电路、按键电路和蜂鸣器电路。按键电路、蜂鸣器电路、状态信息显示电路、通讯接口电路、控制输出电路、DI状态采集电路和模拟量采集电路分别连接到主控MCU，通讯接口电路还连接到消防设备电源监控主机；DI状态采集电路连接到消防设备电源开关辅助触点；控制输出电路还连接到辅助报警装置，用于控制外接的辅助报警装置工作。

Description

智能监控消防设备电源电压和电流的监控传感器

技术领域

本实用新型涉及电子设备领域，具体地说，是涉及一种智能监控消防设备电源电压和电流的监控传感器。

背景技术

随着经济社会的发展以及科学技术的进步，电驱动的消防设备逐步成为保障人们生命财产安全的重要力量。由于消防设备的特殊性，平时均处于断电或低功耗待命状态。如果不是发生火灾，可能很多人都不会注意到它们的存在。因此，消防设备的电源可能因为长期忽视或者维护不当造成供电问题，进而造成这些设备在发生火灾时无法工作，导致严重的生命财产损失。

目前，消防设备电源监控系统主要为消防设备电源监控主机+若干消防设备电源监控传感器的组织结构。这种结构中，监控传感器自身没有备用电源，需要监控主机对其供电，同时监控传感器与监控主机间以工业现场总线连接组成监控网络。

目前市场上绝大部分消防设备电源监控传感器的原理框图构成如图4所示。框图中，连线代表具有信息传递的耦接关系。传感器主体介绍如下：

1.人机界面：包括输入型功能模块——拨码电路(用于设置传感器的通讯参数，如地址及通讯波特率等)、输出型功能模块状态信息显示电路(用于显示各种与传感器相关的状态信息)。在传感器主体内，人机界面的功能模块均与主控MCU相耦接，输入型功能模块的信息单向传入MCU，输出型功能模块的信息单向从MCU传入。

2.控制输出电路：用于在装置报警时控制外接的辅助报警装置，例如大功率的警报器、报警灯、警铃等。在传感器主体内，控制输出电路与主控MCU相耦接，信息单向从MCU传入。

3.DI状态采集电路：用于接收外接的消防设备电源开关的辅助触点的状态，辅助触点的通断状态与消防设备电源开关一一对应，因此可以判断出消防设备电源开关所处的开闭状态。在传感器主体内，DI状态采集电路与主控MCU相耦接，以数字信号的方式单向传入MCU。

4.模拟量采集电路：用于采集所监视的消防设备电源的电压、电流信号并对信号进行必要的滤波和条理。在传感器主体内，模拟量采集电路与主控MCU相耦接，以模拟信号的方式单向传入MCU。

5.通讯接口电路：用于同监控主机组成一个监控网络，实现监测数据上传及控制命令下达的功能。在传感器主体内，通讯接口电路与主控MCU相耦接，信息在两者间双向传递。

根据对目前市场上已有产品的总结，有一个最大的不足之处是传感器不能独立工作，具体表现如下：

1.传感器的工作参数不能全部由本地设定：传感器的工作参数中除了通讯相关的参数以外，全部需要通过监控主机进行设定。这使得传感器必须要配接在监控主机才能使用。另外，拨码开关内的金属拨片在长时间暴露在空气中会生锈，使其导电性能下降，容易导致装置的通讯参数发生变化，出现通讯故障。

2.无法显示详细的监控信息：目前市场上的传感器全部采用LED指示灯来显示传感器的工作与监控状态，但LED指示灯通常较少，不能很精确地显示出传感器具体的状态，必须要通过监控主机来查询。另外，传感器监测的电压与电流值也不能在传感器中显示出来，这对消防设备电源故障的排查带来了很大的不便。

3.无法进行声报警：目前所有的传感器都没有加入声报警功能，当传感器检测到消防设备电源出现故障时，只进行光报警。众所周知，传感器可能会安装在现场很复杂的地方，如果传感器受到其它设备或物体的遮挡，就会很不容易被检修人员发现和定位。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种智能监控消防设备电源电压和电流的监控传感器，用于监控消防设备的电源。当被监控的电源发生过压、欠压、缺相、错相、供电中断、过流等影响消防设备工作的故障时，传感器会进行故障报警，通知维护人员进行检修，进而确保消防设备的电源始终处于最佳的可用状态，杜绝了消防设备因电源故障而不能工作的情况。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种智能监控消防设备电源电压和电流的监控传感器，分别与消防设备电源监控主机和辅助报警装置连接，包括通讯接口电路、主控MCU、控制输出电路、DI状态采集电路、模拟量采集电路和状态信息显示电路，其特征在于，

所述智能监控消防设备电源电压和电流的监控传感器还包括按键电路和蜂鸣器电路，所述按键电路、所述蜂鸣器电路、所述状态信息显示电路、所述通讯接口电路、所述控制输出电路、所述DI状态采集电路和所述模拟量采集电路分别连接到所述主控MCU，

所述按键电路用于对传感器的工作参数和通讯参数进行设定以及对采集数据和工作状态进行查询；

所述蜂鸣器电路用于在消防设备电源发生故障时进行声音报警；

所述通讯接口电路还连接到所述消防设备电源监控主机，用于将监测数据发送到所述消防设备电源监控主机，并接收所述消防设备电源监控主机发送的指令信息；

所述DI状态采集电路连接到消防设备电源开关辅助触点，用于接收所述消防设备电源开关辅助触点的状态，并将采集到的状态传送至主控MCU；

所述模拟量采集电路，用于采集所监视的消防设备电源的电压电流信号，对电压电流信号进行滤波和调理，并将处理后的信号传送至所述主控MCU；

所述控制输出电路还连接到所述辅助报警装置，用于控制外接的辅助报警装置工作。

优选地，其中：

所述状态信息显示电路进一步包括液晶显示器，用于实时显示传感器监测的电压电流值和消防设备电源存在的故障信息。

优选地，其中：

所述控制输出电路为继电器控制电路。

优选地，其中：

所述模拟量采集电路包括电压采集电路和电流采集电路，

所述电压采集电路由一组或多组由限流电阻、电压互感器、第一采样电阻和第一加法电路串联连接的电路构成，所述限流电阻一端连接消防设备电源电压输入端，另一端连接到所述电压互感器；所述电压互感器连接到所述第一采样电阻，所述第一采样电阻连接到第一加法电路；所述第一加法电路还连接到所述主控MCU；

所述电流采集电路由一组或多组由电流互感器、第二采样电阻和第二加法电路串联连接的电路构成，所述电流互感器一端连接消防设备电源电流输入端，另一端连接第二采样电阻，所述第二采样电阻连接所述第二加法电路，所述第二加法电路还连接到所述主控MCU。

优选地，其中：

所述DI状态采集电路为由一个或多个光电耦合器组成的电路。

与现有技术相比，本实用新型所述的智能监控消防设备电源电压和电流的监控传感器，达到了如下效果：

1)本实用新型提供的智能监控消防设备电源电压和电流的监控传感器，配置方法呈现多样性，方便了用户的使用。工作参数都保存在装置内的存储器中，长期稳定，避免了因通讯参数的意外改变而造成的通讯故障问题。

2)本实用新型提供的智能监控消防设备电源电压和电流的监控传感器，面板上增加液晶显示器，可以实时显示传感器监测到的电压值、电流值，显示消防设备电源所存在的故障。通过按键操作，可以非常方便地查询到传感器所记录的事件记录，工作参数等信息。

3)本实用新型提供的智能监控消防设备电源电压和电流的监控传感器上增加蜂鸣器电路，与LED指示灯一起达到声光报警的目的。声报警信号以其独具的特性，可以及时提示巡检人员进行故障排查。

4)本实用新型提供的智能监控消防设备电源电压和电流的监控传感器可以脱离监控主机而独立使用，特别适合应用在一些需要监控的消防设施较少的场合，既满足了消防设备电源监控的要求，又降低了监控系统的成本。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本申请的智能监控消防设备电源电压和电流的监控传感器的构成示意图；

图2为本申请的智能监控消防设备电源电压和电流的监控传感器中模拟量采集电路的一种构成示意图；

图3为本申请的智能监控消防设备电源电压和电流的监控传感器中DI状态采集电路的一种构成示意图；

图4为现有技术中消防设备电源监控传感器的构成框图。

具体实施方式

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。此外，“耦接”一词在此包含任何直接及间接的电性耦接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表所述第一装置可直接电性耦接于所述第二装置，或通过其他装置或耦接手段间接地电性耦接至所述第二装置。说明书后续描述为实施本实用新型的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本实用新型的一般原则为目的，并非用以限定本实用新型的范围。本实用新型的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明，但不作为对本实用新型的限定。

结合图1，本实用新型提供一种智能监控消防设备电源电压和电流的监控传感器100，分别与消防设备电源监控主机和辅助报警装置连接，包括通讯接口电路20、主控MCU10、控制输出电路30、DI状态采集电路40、模拟量采集电路50、状态信息显示电路80、按键电路60和蜂鸣器电路70。所述按键电路60、所述蜂鸣器电路70、所述状态信息显示电路80、所述通讯接口电路20、所述控制输出电路30、所述DI状态采集电路40和所述模拟量采集电路50分别连接到所述主控MCU10；所述按键电路60用于对传感器的工作参数进行设定和控制查询传感器的信息；所述蜂鸣器电路70用于在消防设备电源发生故障时进行声音报警；所述通讯接口电路20还连接到所述消防设备电源监控主机，用于将监测数据发送到所述消防设备电源监控主机，并接收所述消防设备电源监控主机发送的指令信息；所述DI状态采集电路40连接到消防设备电源开关辅助触点，用于接收所述消防设备电源开关辅助触点的状态，并将采集到的状态传送至主控MCU10；所述模拟量采集电路50，用于采集所监视的消防设备电源的电压电流信号，对电压电流信号进行滤波和调理，并将处理后的信号传送至所述主控MCU10；所述控制输出电路30还连接到辅助报警装置，用于控制外接的辅助报警装置工作。

本实用新型中的智能监控消防设备电源电压和电流的监控传感器100增加了按键电路60，方便用户操作。通过在传感器面板上的操作按键，用户可以对传感器的工作参数进行设定，这使得传感器配置方法呈现多样性，方便了用户的使用。另外，由于装置的通讯参数也通过按键进行设定，因此省去了现有技术中的拨码开关电路。因所有的工作参数都保存在装置内的存储器中，长期稳定，避免了因通讯参数的意外改变而造成的通讯故障问题。

本实用新型中的智能监控消防设备电源电压和电流的监控传感器100增加了蜂鸣器电路70，当传感器监测到消防设备电源发生故障时，可以同LED指示灯一起进行声光报警，辅助检修人员定位故障，以便及时排除故障。另外，比起光报警信号，声报警信号不易受到遮挡物的影响，发出声报警信号时，可以及时提示巡检人员进行故障排查。

本实用新型中的状态信息显示电路80进一步包括液晶显示器，用于实时显示传感器检测的电压电流值和消防设备电源存在的故障信息。在传感器的面板上增加液晶显示器，可以实时显示传感器监测到的电压值、电流值，显示消防设备电源所存在的故障。通过按键操作，可以非常方便地查询到传感器所记录的事件记录，工作参数等信息。

通过上述改进，不但增加了传感器的易用性和报警信息传递的及时性，而且也让传感器脱离监控主机而独立使用成为可能，特别适合应用在一些需要监控的消防设施较少的场合，既满足了消防设备电源监控的要求，又降低了监控系统的成本。

本实用新型所述的智能监控消防设备电源电压和电流的监控传感器100中，控制输出电路30为继电器控制电路。本部分电路的主要作用为输出故障报警信号，达到控制外接的辅助性报警设备工作状态的目的。核心部件为1路常开型继电器。实现过程：传感器的主控MCU10向本电路发送动作信号，接收到动作信号后，核心部件继电器按信号要求动作，常开点闭合导通，接通辅助报警的装置电源。辅助报警装置电源接通后，装置发出相应的声光等报警信号，达到辅助报警的目的。

本实用新型所述的智能监控消防设备电源电压和电流的监控传感器100中，模拟量采集电路50包括电压采集电路和电流采集电路，参见图2。所述电压采集电路由一组或多组由限流电阻、电压互感器、第一采样电阻和第一加法电路串联连接的电路构成，所述限流电阻一端连接消防设备电源电压输入端，另一端连接到所述电压互感器；所述电压互感器连接到所述第一采样电阻，所述第一采样电阻连接到第一加法电路，第一加法电路还连接到所述主控MCU10。所述电流采集电路由一组或多组由电流互感器、第二采样电阻和第二加法电路串联连接的电路构成，所述电流互感器一端连接消防设备电源电流输入端，另一端连接第二采样电阻，所述第二采样电阻连接所述第二加法电路，第二加法电路还连接到主控MCU10。

上述模拟量采集电路50的主要作用为采集被监视的消防设备电源的电压、电流等模拟信号，对信号进行必要的滤波和调理。以图2所示实施方式为例，模拟量采集电路50的核心部件为3只电压互感器及3只电流互感器。实现过程：被监视的消防设备电源的三相电压通过精密的限流电阻后与电压互感器的输入端耦接，三相电流线分别穿过3只电流互感器的穿线孔。电压与电流通过各自的互感器进行隔离采集，在互感器的输出端耦接了采样电阻。信号经过采样电阻后变为了与输入信号成固定比例关系的电压信号。该电压信号再经过与2.4V的参考电压进行加法运算的电路后就变为了可以供主控MCU10模数转换器采集的信号了。

本实用新型所述的智能监控消防设备电源电压和电流的监控传感器100中，DI状态采集电路40为由一个或多个光电耦合器组成的电路，参见图3。本部分电路的主要作用为接收来自被监测的消防设备电源开关的辅助触点的分合信号，间接采集电源开关的开闭状态。核心部件可为一个或多个光电耦合器，例如可选为6个。参见图3。实现过程：消防设备电源开关的辅助触点与一个24V电源及采集电路的光电耦合器的发光二极管控制侧共同形成回路。当辅助触点闭合时，24V电源驱动光电耦合器的发光二极管发光，耦合器输出侧为一个光敏器件，受光后两端饱和导通，引起电平变化。该逻辑电平通过主控MCU10的数字引脚传入主控MCU10，经过逻辑判断后即可知道消防设备电源开关的开闭状态。

与现有技术相比，本实用新型所述的智能监控消防设备电源电压和电流的监控传感器，达到了如下效果：

1)本实用新型提供的智能监控消防设备电源电压和电流的监控传感器，配置方法呈现多样性，方便了用户的使用。工作参数都保存在装置内的存储器中，长期稳定，避免了因通讯参数的意外改变而造成的通讯故障问题。

2)本实用新型提供的智能监控消防设备电源电压和电流的监控传感器，面板上增加液晶显示器，可以实时显示传感器监测到的电压值、电流值，显示消防设备电源所存在的故障。通过按键操作，可以非常方便地查询到传感器所记录的事件记录，工作参数等信息。

3)本实用新型提供的智能监控消防设备电源电压和电流的监控传感器上增加蜂鸣器电路，与LED指示灯一起达到声光报警的目的。声报警信号以其独具的特性，可以及时提示巡检人员进行故障排查。

4)本实用新型提供的智能监控消防设备电源电压和电流的监控传感器可以脱离监控主机而独立使用，特别适合应用在一些需要监控的消防设施较少的场合，既满足了消防设备电源监控的要求，又降低了监控系统的成本。

上述说明示出并描述了本实用新型的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种智能监控消防设备电源电压和电流的监控传感器，分别与消防设备电源监控主机和辅助报警装置连接，包括通讯接口电路、主控MCU、控制输出电路、DI状态采集电路、模拟量采集电路和状态信息显示电路，其特征在于，

所述智能监控消防设备电源电压和电流的监控传感器还包括按键电路和蜂鸣器电路，所述按键电路、所述蜂鸣器电路、所述状态信息显示电路、所述通讯接口电路、所述控制输出电路、所述DI状态采集电路和所述模拟量采集电路分别连接到所述主控MCU，

所述按键电路用于对传感器的工作参数和通讯参数进行设定以及对采集数据和工作状态进行查询；

所述蜂鸣器电路用于在消防设备电源发生故障时进行声音报警；

所述通讯接口电路还连接到所述消防设备电源监控主机，用于将监测数据发送到所述消防设备电源监控主机，并接收所述消防设备电源监控主机发送的指令信息；

所述DI状态采集电路连接到消防设备电源开关辅助触点，用于接收所述消防设备电源开关辅助触点的状态，并将采集到的状态传送至主控MCU；

所述模拟量采集电路，用于采集所监视的消防设备电源的电压电流信号，对电压电流信号进行滤波和调理，并将处理后的信号传送至所述主控MCU；

所述控制输出电路还连接到所述辅助报警装置，用于控制外接的辅助报警装置工作。

2.根据权利要求1所述的智能监控消防设备电源电压和电流的监控传感器，其特征在于，

所述状态信息显示电路进一步包括液晶显示器，用于实时显示传感器监测的电压电流值和消防设备电源存在的故障信息。

3.根据权利要求1所述的智能监控消防设备电源电压和电流的监控传感器，其特征在于，

所述控制输出电路为继电器控制电路。

4.根据权利要求1所述的智能监控消防设备电源电压和电流的监控传感器，其特征在于，

所述模拟量采集电路包括电压采集电路和电流采集电路，

所述电压采集电路由一组或多组由限流电阻、电压互感器、第一采样电阻和第一加法电路串联连接的电路构成，所述限流电阻一端连接消防设备电源电压输入端，另一端连接到所述电压互感器；所述电压互感器连接到所述第一采样电阻，所述第一采样电阻连接到第一加法电路；所述第一加法电路还连接到所述主控MCU；

所述电流采集电路由一组或多组由电流互感器、第二采样电阻和第二加法电路串联连接的电路构成，所述电流互感器一端连接消防设备电源电流输入端，另一端连接第二采样电阻，所述第二采样电阻连接所述第二加法电路，所述第二加法电路还连接到所述主控MCU。

5.根据权利要求1～4之任一所述的智能监控消防设备电源电压和电流的监控传感器，其特征在于，

所述DI状态采集电路为由一个或多个光电耦合器组成的电路。