CN205563977U - 便携式线型感温火灾探测器现场检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种便携式线型感温火灾探测器现场检测装置，包括机箱体，以及连接在机箱体上的机箱盖，所述机箱体内设有电池、温箱、和电路；电池的电源端子与电路上的第一端子A连接；电路上的第二端子B通过导线与温箱相连；电路上的第三端子C与外接电源线连接；电池用于为电路和温箱提供电力；温箱的一端开口，开口处能够通过塞子封闭；线型感温火灾探测器敏感部件标准报警长度段可通过温箱上的开口置入温箱内；温箱受控于电路而进行加热；电路能够对温箱内部温度进行加热控制。本实用新型填补了线型感温火灾探测器现场检测领域的空白，对工程现场的线型感温火灾探测器的安全运行、性能评估及故障分析具有重要意义。
Description
技术领域
本实用新型涉及安全工程学科中火灾探测器的检测装置，尤其是一种适用于工程现场的便携式线型感温火灾探测器现场检测装置。
背景技术
线型感温火灾探测器的标准报警长度的差温和定温的报警动作性能参数能否符合国际标准、国家标准、行业标准，是评价线型感温火灾探测器性能优劣的重要指标之一。
目前，线型感温火灾探测器的检测装置主要为室内固定的温箱与环境试验箱，室内固定的检测装置通常对未投入工程使用的线型感温火灾探测器样品性能参数进行检测，不能对安装于现场的正在使用的线型感温火灾探测器进行现场测试。
目前，对安装于现场的正在使用的线型感温火灾探测器进行现场测试采用火烧、水煮、吹风机等一些简单的定性的方法进行加热，这些方法存在着许多不足：1、测试项目单一，检测方法落后，属于定性检测，不能进行定量检测，检测数据不准确；2、火烧检测属于破坏性试验，火烧检测后需要对试验的敏感部件进行更换，且许多工程现场是不允许使用明火的；3、采用水煮或者吹风机的检测方法，其供电的方式通常为220V交流电源，在无电源现场无法使用。
综上所述，目前国内尚未存在一种可用于工程现场的便携式线型感温火灾探测器现场检测装置，研发此种火灾探测器现场检测装置，将填补线型感温火灾探测器现场检测领域的空白，对工程现场的线型感温火灾探测器的安全运行、性能评估及故障分析具有重要意义。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种适用于工程现场的线型感温火灾探测器、满足线型感温火灾探测器的标准报警长度进行定温、差温性能试验条件的要求、并符合相关国际标准、国家标准和行业标准的高精度的便携式线型感温火灾探测器现场检测装置，其具有现场操作方便、测试项目多，低功耗，应用范围广的优点。本实用新型采用的技术方案是：
一种便携式线型感温火灾探测器现场检测装置，包括机箱体，以及连接在机箱体上的机箱盖，其特征在于：
所述机箱体内设有电池、温箱、和电路；电池的电源端子与电路上的第一端子A连接；电路上的第二端子B通过导线与温箱相连；电路上的第三端子C与外接电源线连接；
电池用于为电路和温箱提供电力；
温箱的一端开口，开口处能够通过塞子封闭；线型感温火灾探测器敏感部件标准报警长度段可通过温箱上的开口置入温箱内；温箱受控于电路而进行加热；
电路能够对温箱内部温度进行加热控制。
进一步地，所述温箱包括温箱箱体和一通孔；所述温箱箱体由外而内包括外保护层、内保护层和内保温层；通孔贯通外保护层和内保护层，外保护层和内保护层之间构成第一腔室，第一腔室内填充有隔热材料，内保护层和内保温层之间构成第二腔室，第二腔室内设置有线型电加热材料和电加热装置；电加热装置与线型电加热材料相连；内保温层以内为第三腔室，第三腔室内设有温度传感器，温度传感器与电加热装置连接，温度传感器与电加热装置通过导线穿过温箱箱体上的通孔与电路上的第二端子B连接；第三腔室为在线型感温火灾探测器进行现场检测时，线型感温火灾探测器敏感部件标准报警长度段所放置的区域。
更进一步地，温箱开口处的塞子为弹性塞。
更进一步地，电加热装置设置在温箱箱体的通孔处。
进一步地，所述电路包括：CPU电路、电源转换电路、电池电量检测电路、电池充放电电路、按键电路、显示电路、温度采样调理电路、温度控制电路、第一端子A、第二端子B和第三端子C；
CPU电路分别与电源转换电路、电池电量检测电路、电池充放电电路、按键电路、显示电路、温度采样调理电路和温度控制电路连接；第一端子A分别与电源转换电路、电池电量检测电路和电池充放电电路连接；第二端子B分别与温度采样调理电路和温度控制电路连接，第三端子C和电池充放电电路连接；温度控制电路与温箱中的电加热装置电连接；温度采样调理电路与温箱中的温度传感器电连接。
更进一步地，电池通过其电源端子与电路的第一端子A连接，作为电路的供电电源，电源经电源转换电路转换后给CPU电路供电，然后通过CPU电路给温度采样调理电路、温度控制电路、按键电路、显示电路供电，温度控制电路通过电路上的第二端子B与通孔给温箱箱体内的电加热装置和温度传感器供电；
所述按键电路用于该检测装置运行状态的设置，包括检测装置的启动、关闭与工作模式设定；通过按键电路的按键来设置工作模式，CPU电路通过读取按键电路传输过来的信号，将模式信息通过显示电路的显示屏显示出来，并根据按键电路设置的工作模式对温度控制电路输出电压与电流进行控制；电加热装置将温度控制电路输出的直流电转化为交流电供给电加热材料进行加热，实现对温箱箱体进行加热；
同时，温度传感器实时检测温箱箱体的第三腔室的实际温度，通过通孔与第二端子B将温度信号传输给温度采样调理电路，温度采样调理电路将传送过来的温度信号转化成CPU电路可识别的电信号后传送给CPU电路；CPU电路对温度采样调理电路传来的电信号进行采样、分析与处理后将控制信息传输给温度控制电路，控制温度控制电路输出电压与电流大小进而控制温箱箱体的第三腔室的温度。
一种便携式线型感温火灾探测器现场检测装置的温度控制方法，包括恒温控制方法和温升速率控制方法；
恒温控制方法为：上电运行后，CPU电路中的CPU首先进行程序初始化，CPU电路中的数据存储器清零并调取已经存储的参数及加温控制曲线，读取设定的温度参考值Wref，采样时刻一到，读取当前温度信息Wn、当前时间信息Tn、加热装置电压信息Vn，计算出温度参考值Wref与当前温度值Wn之间的差值ΔW=Wref-Wn，进入控制算法程序，CPU程序对差值ΔW通过PID算法进行算法控制，从而控制电加热装置的电压，进而对电加热材料进行加热；具体表现为：当前温度值Wn小于温度参考值Wref时，即ΔW<0，则控制电加热装置电压Vn增大，温箱内温度上升；当前温度值Wn大于温度参考值Wref时，即ΔW>0，则控制电加热装置电压Vn减小，温箱内温度将下降；在上述实时闭环控制作用下，温箱内温度维持在设定的温度参考值Wref附近；
温升速率控制方法为：CPU首先进行程序初始化，数据存储器清零并调取已经存储的参数及加温控制曲线，读取设定的温升速率参考值Aref，上一采样时刻到来时所读取温度信息Wn-1、时间信息Tn-1、加热装置电压信息Vn-1，当前采样时刻，读取当前温度信息Wn、当前时间信息Tn、加热装置电压信息Vn，计算出当前时刻实际温升速率为An=(Wn- Wn-1)/( Tn- Tn-1)，则温升速率参考值Aref与当前温升速率An之间的差值ΔA=Aref-An，进入控制算法程序，CPU程序对差值通过PID算法进行算法控制，从而控制电加热装置的电压，进而对电加热材料进行加热；具体表现为：当前实际温升速率为An小于温升速率参考值Aref时，即ΔA<0，则控制加热装置电压Vn增大，温箱内温升速率上升；当前实际温升速率为An大于温升速率参考值Aref时，即ΔA>0，则控制加热装置电压Vn减小，温箱内温升速率将下降；在上述实时闭环控制作用下，温箱内温升速率维持在设定的温升速率参考值Aref附近。
本实用新型的优点在于：
1）检测装置内置采用ARM单片机为核心的电路板，对线型加热材料进行闭环控制，其稳定性好，可实时显示温箱的当前温度与温升速率，也可实时监测电池的电量情况并显示出来。
2）检测装置采用一种可控的线型加热材料，可通过按键实现不同温度的恒温与不同升温速率条件来达到线型感温火灾探测器的标准报警长度进行定温、差温性能试验条件的要求。
3）现场操作方便、测试项目多、采用可充电电池供电，应用范围广。
4）填补了线型感温火灾探测器现场检测领域的空白，对工程现场的线型感温火灾探测器的安全运行、性能评估及故障分析具有重要意义。
附图说明
图1为本实用新型的外观图。
图2为本实用新型的机箱体内部结构图。
图3为本实用新型的温箱箱体内部结构图。
图4为本实用新型的电路结构框图。
图5为本实用新型的温度闭环自动控制系统框图。
图6为本实用新型的线型火灾探测器敏感部件标准报警长度段放置示意图一。
图7为本实用新型的线型火灾探测器敏感部件标准报警长度段放置示意图二。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
参见附图1和附图2，便携式线型感温火灾探测器现场检测装置，包括机箱体1、机箱盖2和提手3，机箱盖2和机箱体1一侧铰接，一侧通过卡扣4连接；所述机箱体1，内置电池5、温箱6、电路7和外接电源线8，电池5的电源端子5-1与电路7上的第一端子A连接，外接电源线8与电路7的第三端子C连接，电路7上的第二端子B通过导线穿过温箱箱体6-2上的通孔6-3与温箱6连接；所述温箱6包括弹性塞6-1、温箱箱体6-2和通孔6-3；电池5采用充电电池；
参见图3，温箱6的一端开口，线型感温火灾探测器敏感部件标准报警长度段可通过温箱6上的开口置入温箱6内；温箱箱体6-2上的开口可通过弹性塞6-1封闭。所述温箱箱体6-2由外而内包括外保护层6-4、内保护层6-5和内保温层6-7；通孔6-3贯通外保护层6-4和内保护层6-5，外保护层6-4和内保护层6-5之间构成第一腔室6-6，第一腔室6-6内填充有隔热材料6-6-1，内保护层6-5和内保温层6-7之间构成第二腔室6-8，第二腔室6-8内设置有线型电加热材料6-9和电加热装置6-12，电加热装置6-12可采用DC/AC逆变器，电加热装置6-12优选设置在温箱箱体6-2的通孔6-3处，方便与电路7连接；电加热装置6-12与线型电加热材料6-9相连；内保温层6-7以内为第三腔室6-10，第三腔室6-10内设有温度传感器6-11，温度传感器6-11与电加热装置6-12连接，温度传感器6-11与电加热装置6-12通过导线穿过温箱箱体6-2上的通孔6-3与电路7上的第二端子B连接；第三腔室6-10为在线型感温火灾探测器进行现场检测时，线型感温火灾探测器敏感部件9标准报警长度段所放置的区域。
参见图4，电路7包括：CPU电路、电源转换电路、电池电量检测电路、电池充放电电路、按键电路、显示电路、温度采样调理电路、温度控制电路、第一端子A、第二端子B和第三端子C；CPU电路分别与电源转换电路、电池电量检测电路、电池充放电电路、按键电路、显示电路、温度采样调理电路和温度控制电路连接；第一端子A分别与电源转换电路、电池电量检测电路和电池充放电电路连接；第二端子B分别与温度采样调理电路和温度控制电路连接，第三端子C和电池充放电电路连接；温度控制电路与温箱6中的电加热装置6-12电连接；温度采样调理电路与温箱6中的温度传感器6-11电连接。
参见附图5，其为便携式线型感温火灾探测器现场检测装置的温度闭环自动控制系统框图。上电运行后，CPU电路中的CPU首先进行程序初始化，CPU电路中的数据存储器清零并调取已经存储的参数及加温控制曲线，读取设定的温度参考值Wref，采样时刻一到，读取当前温度信息Wn、当前时间信息Tn、加热装置电压信息Vn，计算出温度参考值Wref与当前温度值Wn之间的差值ΔW=Wref-Wn，进入控制算法程序，CPU程序对差值ΔW通过PID算法进行算法控制（PID算法即按偏差的比例P、积分I和微分D进行控制的算法），从而控制电加热装置的电压，进而对电加热材料6-9进行加热；具体表现为：当前温度值Wn小于温度参考值Wref时，即ΔW<0，则控制电加热装置电压Vn增大，温箱内温度上升；当前温度值Wn大于温度参考值Wref时，即ΔW>0，则控制电加热装置电压Vn减小，温箱内温度将下降；则在这种实时闭环控制作用下，温箱内温度在设定的温度参考值Wref附近上下波动，并维持在设定的温度值Wref附近，实现了恒温功能。
对于温升速率的控制，其过程与上述类似，区别在于，比较的是温升速率的设定值与温箱实际的温升速率。上电运行后，CPU首先进行程序初始化，数据存储器清零并调取已经存储的参数及加温控制曲线，读取设定的温升速率参考值Aref，上一采样时刻到来时所读取温度信息Wn-1、时间信息Tn-1、加热装置电压信息Vn-1，当前采样时刻，读取当前温度信息Wn、当前时间信息Tn、加热装置电压信息Vn，计算出当前时刻实际温升速率为An=(Wn- Wn-1)/( Tn- Tn-1)，则温升速率参考值Aref与当前温升速率An之间的差值ΔA=Aref-An，进入控制算法程序，CPU程序对差值通过PID算法进行算法控制，从而控制电加热装置的电压，进而对电加热材料6-9进行加热；具体表现为：当前实际温升速率为An小于温升速率参考值Aref时，即ΔA<0，则控制加热装置电压Vn增大，温箱内温升速率上升；当前实际温升速率为An大于温升速率参考值Aref时，即ΔA>0，则控制加热装置电压Vn减小，温箱内温升速率将下降；则在这种实时闭环控制作用下，温箱内温升速率在设定的温升速率参考值Aref附近上下波动，并维持在设定的温升速率值附近，实现了恒速率升温。
参见图6和图7，其为线型火灾探测器敏感部件标准报警长度段放置示意图，火灾探测器敏感部件标准报警长度段放置在温箱6的第三腔室6-10内，然后用弹性塞6-1塞住温箱口；图6的放置方式可放置的敏感部件长度最大为3m，图7所示的螺旋放置方式可放置敏感部件长度最大为10m。
本实用新型的工作原理为：该检测装置由可充电的而电池5供电，电池5通过其电源端子5-1与电路7的第一端子A连接，作为电路7的供电电源，电源经电源转换电路转换后给CPU电路供电，然后通过CPU电路给温度采样调理电路、温度控制电路、按键电路、显示电路供电，温度控制电路通过电路7上的第二端子B与通孔6-3给温箱箱体内的电加热装置6-12和温度传感器6-11供电；
按键电路用来设置检测装置的运行状态，包括检测装置的启动、关闭与工作模式设定。检测装置的工作模式包括恒温模式和升温模式，其中恒温温度和升温的速率可通过按键电路来设置。检测装置启动后，通过按键电路的按键来设置工作模式，以85℃恒温模式为例来进行说明，通过按键电路设置恒温模式并设定恒温温度为85℃；CPU电路通过读取按键电路传输过来的信号，将模式信息通过显示电路的显示屏显示出来，并根据按键电路设置的工作模式对温度控制电路输出电压与电流进行控制，温度控制电路的输出通过第二端子B和通孔6-3与电加热装置6-12连接，电加热装置6-12采用DC/AC逆变器，将温度控制电路输出的直流电转化为交流电供给电加热材料6-9进行加热，实现对温箱箱体6-2进行加热；同时，温度传感器6-11实时检测温箱箱体6-2的第三腔室6-10的实际温度，通过通孔6-3与第二端子B将温度信号传输给温度采样调理电路，温度采样调理电路将传送过来的温度信号转化成CPU电路可识别的电信号后传送给CPU电路；CPU电路对温度采样调理电路传来的电信号进行采样、分析与处理后将控制信息传输给温度控制电路，控制温度控制电路输出电压与电流大小进而控制温箱箱体6-2的第三腔室6-10的温度，通过这种闭环控制方式，使其稳定在设定的85℃附近；CPU电路将温箱箱体6-2的第三腔室6-10的实时温度通过显示电路的显示屏实时显示。升温模式的工作过程与上述过程类似，区别之处在于，恒温模式控制的是温度并保持在设置温度值附近，升温模式控制的是温升速率并保持在设定的温升速率附近，升温模式时，显示电路不仅要显示第三腔室6-10的实时温度值，还要实时显示温升速率值。
电池电量检测电路通过第一端子A与电池5的电源端子5-1连接来实时检测电池剩余电量，并把电池剩余电量传输给CPU电路，CPU电路再将电池剩余电量通过显示电路以百分比的形式显示出来，当电池剩余电量低于一定值时，CPU电路将控制显示电路显示电量过低警告信息，并显示及时充电提醒。
机箱体1内带有外接电源线8，当电池5电量不足时，通过外接电源线8的插头连接220V电源插座，外接电源线8通过第三端子C与电池充放电电路连接，电池充放电电路将220V的交流电转换成电池5的额定充电电压12V，并通过第二端子B与电池5的电源端子5-1连接对电池5进行充电， CPU电路对电池电量检测电路传输来的电池电量信息进行实时监测，当电池5充满电后，CPU电路将控制电池充放电电路停止对电池进行充电，同时CPU电路会控制显示电路显示充电已完成的信息。
Claims (6)
1.一种便携式线型感温火灾探测器现场检测装置，包括机箱体(1)，以及连接在机箱体(1)上的机箱盖(2)，其特征在于：
所述机箱体(1)内设有电池(5)、温箱(6)、和电路(7)；电池(5)的电源端子(5-1)与电路(7)上的第一端子A连接；电路(7)上的第二端子B通过导线与温箱(6)相连；电路(7)上的第三端子C与外接电源线(8)连接；
电池(5)用于为电路(7)和温箱(6)提供电力；
温箱(6)的一端开口，开口处能够通过塞子封闭；线型感温火灾探测器敏感部件标准报警长度段可通过温箱(6)上的开口置入温箱(6)内；温箱(6)受控于电路(7)而进行加热；
电路(7)能够对温箱(6)内部温度进行加热控制。
2.如权利要求1所述的便携式线型感温火灾探测器现场检测装置，其特征在于：
所述温箱(6)包括温箱箱体(6-2)和通孔(6-3)；
所述温箱箱体(6-2)由外而内包括外保护层(6-4)、内保护层(6-5)和内保温层(6-7)；通孔(6-3)贯通外保护层(6-4)和内保护层(6-5)，外保护层(6-4)和内保护层(6-5)之间构成第一腔室(6-6)，第一腔室(6-6)内填充有隔热材料(6-6-1)，内保护层(6-5)和内保温层(6-7)之间构成第二腔室(6-8)，第二腔室(6-8)内设置有线型电加热材料(6-9)和电加热装置(6-12)；电加热装置(6-12)与线型电加热材料(6-9)相连；内保温层(6-7)以内为第三腔室(6-10)，第三腔室(6-10)内设有温度传感器(6-11)，温度传感器(6-11)与电加热装置(6-12)连接，温度传感器(6-11)与电加热装置(6-12)通过导线穿过温箱箱体(6-2)上的通孔(6-3)与电路(7)上的第二端子B连接；第三腔室(6-10)为在线型感温火灾探测器进行现场检测时，线型感温火灾探测器敏感部件(9)标准报警长度段所放置的区域。
3.如权利要求1所述的便携式线型感温火灾探测器现场检测装置，其特征在于：
温箱(6)开口处的塞子为弹性塞(6-1)。
4.如权利要求2所述的便携式线型感温火灾探测器现场检测装置，其特征在于：
电加热装置(6-12)设置在温箱箱体(6-2)的通孔(6-3)处。
5.如权利要求2所述的便携式线型感温火灾探测器现场检测装置，其特征在于：
所述电路(7)包括：CPU电路、电源转换电路、电池电量检测电路、电池充放电电路、按键电路、显示电路、温度采样调理电路、温度控制电路、第一端子A、第二端子B和第三端子C；
CPU电路分别与电源转换电路、电池电量检测电路、电池充放电电路、按键电路、显示电路、温度采样调理电路和温度控制电路连接；第一端子A分别与电源转换电路、电池电量检测电路和电池充放电电路连接；第二端子B分别与温度采样调理电路和温度控制电路连接，第三端子C和电池充放电电路连接；温度控制电路与温箱(6)中的电加热装置(6-12)电连接；温度采样调理电路与温箱(6)中的温度传感器(6-11)电连接。
6.如权利要求5所述的便携式线型感温火灾探测器现场检测装置，其特征在于：
电池(5)通过其电源端子(5-1)与电路(7)的第一端子A连接，作为电路(7)的供电电源，电源经电源转换电路转换后给CPU电路供电，然后通过CPU电路给温度采样调理电路、温度控制电路、按键电路、显示电路供电，温度控制电路通过电路(7)上的第二端子B与通孔(6-3)给温箱箱体内的电加热装置(6-12)和温度传感器(6-11)供电；
所述按键电路用于该检测装置运行状态的设置，包括检测装置的启动、关闭与工作模式设定；通过按键电路的按键来设置工作模式，CPU电路通过读取按键电路传输过来的信号，将模式信息通过显示电路的显示屏显示出来，并根据按键电路设置的工作模式对温度控制电路输出电压与电流进行控制；电加热装置(6-12)将温度控制电路输出的直流电转化为交流电供给电加热材料(6-9)进行加热，实现对温箱箱体(6-2)进行加热；
同时，温度传感器(6-11)实时检测温箱箱体(6-2)的第三腔室(6-10)的实际温度，通过通孔(6-3)与第二端子B将温度信号传输给温度采样调理电路，温度采样调理电路将传送过来的温度信号转化成CPU电路可识别的电信号后传送给CPU电路；CPU电路对温度采样调理电路传来的电信号进行采样、分析与处理后将控制信息传输给温度控制电路，控制温度控制电路输出电压与电流大小进而控制温箱箱体(6-2)的第三腔室(6-10)的温度。
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2016
- 2016-03-04 CN CN201620170374.2U patent/CN205563977U/zh not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105608856A (zh) * | 2016-03-04 | 2016-05-25 | 无锡圣敏传感科技股份有限公司 | 便携式线型感温火灾探测器现场检测装置及其温度控制方法 |
| CN113963504A (zh) * | 2021-10-19 | 2022-01-21 | 国网天津市电力公司 | 便携式线型感温火灾探测器测试装置 |
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