CN208673493U - 一种火焰探测器及火焰探测报警系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种火焰探测器及火焰探测报警系统，涉及火灾探测技术领域。火焰探测器包括：红外光感应电路，包括第一红外光感应子电路和第二红外光感应子电路；其中，第一红外光感应子电路用于监测第一预设波段的红外光辐射，第二红外光感应子电路用于监测第二预设波段的红外光辐射；第二预设波段与第一预设波段不同；紫外光感应电路，用于监测第三预设波段的紫外光辐射；控制电路，分别与第一红外光感应子电路、第二红外光感应子电路和紫外光感应电路连接，控制电路用于接收第一红外光感应子电路、第二红外光感应子电路和紫外光感应电路输出的感应信号，并确定感应信号是否均达到预设的火灾条件。解决了火焰探测器探测不准确的问题。

Description

一种火焰探测器及火焰探测报警系统

技术领域

本实用新型涉及火灾探测技术领域，具体而言，涉及一种火焰探测器及火焰探测报警系统。

背景技术

火焰探测器安装在环境复杂的场所，场所中存在许多随机出现的非火焰的红外光和紫外光辐射干扰源。而这些随机出现的辐射干扰源会干扰火焰探测器的正常工作，致使火焰探测器探测出错误的情况。甚至在火焰真的出现时，火焰探测器反而不能够探测到火焰的情况。

实用新型内容

为了克服上述现有技术中的不足，本实用新型提供一种火焰探测器及火焰探测报警系统，以解决上述问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例第一方面提供了一种火焰探测器，所述火焰探测器包括：红外光感应电路，包括第一红外光感应子电路和第二红外光感应子电路；其中，所述第一红外光感应子电路用于监测第一预设波段的红外光辐射，所述第二红外光感应子电路用于监测第二预设波段的红外光辐射；所述第二预设波段与所述第一预设波段不同；紫外光感应电路，用于监测第三预设波段的紫外光辐射；控制电路，分别与所述第一红外光感应子电路、所述第二红外光感应子电路和所述紫外光感应电路连接，所述控制电路用于接收所述第一红外光感应子电路、所述第二红外光感应子电路和所述紫外光感应电路输出的感应信号，并确定所述感应信号是否均达到预设的火灾条件。

可选的，所述第一红外光感应子电路包括：第一波长红外传感器、第一阻抗匹配电路、第一滤波电路和第一放大电路；所述第一波长与所述第一预设波段对应；所述第一波长红外传感器输出端与所述第一阻抗匹配电路输入端电连接，所述第一阻抗匹配电路输出端与所述第一滤波电路输入端电连接，所述第一滤波电路输出端与所述第一放大电路输入端电连接，所述第一放大电路输出端与所述控制电路电连接。

可选的，所述第二红外光感应子电路包括：第二波长红外传感器、第二阻抗匹配电路、第二滤波电路和第二放大电路；所述第二波长与所述第二预设波段对应；所述第二波长红外传感器输出端与所述第二阻抗匹配电路输入端电连接，所述第二阻抗匹配电路输出端与所述第二滤波电路输入端电连接，所述第二滤波电路输出端与所述第二放大电路输入端电连接，所述第二放大电路输出端与所述控制电路电连接。

可选的，所述第一波长为4.3um；所述第二波长为3.8um。

可选的，所述紫外光感应电路包括紫外传感器、脉冲驱动电路、整流电路和紫外脉冲接收电路；所述脉冲驱动电路输入端与所述控制电路电连接，所述脉冲驱动电路输出端与所述整流电路输入端电连接；所述整流电路输入端与所述紫外传感器输入端电连接；所述紫外传感器输出端与所述紫外脉冲接收电路输入端电连接；所述紫外脉冲接收电路输出端与所述控制电路电连接。

可选的，所述紫外传感器为太阳光盲传感器。

可选的，所述火焰探测器还包括：第一电路板和第二电路板和电源部件；所述第一电路板第一面设置所述第一波长红外传感器、所述第二波长红外传感器和所述紫外传感器；所述第一电路板第二面设置电源部件，所述电源部件分别与所述第一波长红外传感器、所述第二波长红外传感器和所述紫外传感器电连接，用于为所述第一波长红外传感器、所述第二波长红外传感器和所述紫外传感器供电；其中，所述第一电路板第二面与所述第一电路板第一面相对设置；所述第二电路板第一面设置所述第一阻抗匹配电路、所述第一放大电路、所述第一滤波电路、所述第二阻抗匹配电路、所述第二放大电路、所述第二滤波电路、所述脉冲驱动电路、所述整流电路和所述紫外脉冲接收电路；所述第二电路板第二面设置所述控制电路；其中，所述第二电路板第二面与所述第二电路板第一面相对设置。

可选的，所述火焰探测器还包括：壳体，所述壳体为空心圆柱形壳体，所述空心圆柱形壳体的第一底面设置观察部，所述空心圆柱形壳体的第二底面上设置有用于接入外部线缆的接口；所述空心圆柱形壳体的内部设置所述第一电路板和所述第二电路板；U形固定臂，所述U形固定臂的两侧与所述壳体转动连接；底座，所述底座与所述U形固定臂的底部固定连接，所述底座上设置有用于与外部固定连接的通孔。

可选的，所述壳体包括第一连接部和第二连接部，所述第一连接部和所述第二连接部可拆卸连接；所述第一连接部包括所述第一底面和所述空心圆柱形壳体的第一侧面，所述观察部的周向设置有多个凸起；所述第二连接部包括所述第二底面和所述空心圆柱形壳体的第二侧面，所述第二侧面与所述第一侧面可拆卸连接；所述第二连接部内部设置用于固定所述第一电路板和所述第二电路板的固定结构，所述固定结构与所述第一电路板和所述第二电路板可拆卸连接。

本实用新型实施例第二方面提供了一种火焰探测报警系统，所述系统包括：第一方面或第一方面中的任一实施例所述的火焰探测器；外部数据线，所述外部数据线与所述火焰探测器电连接；监测主机，所述监测主机通过所述外部数据线与所述火焰探测器电连接；报警装置，所述报警装置与所述监测主机电连接。

相对于现有技术而言，本实用新型实施例提供的一种火焰探测器及火焰探测报警系统至少具有以下有益效果：通过紫外光感应电路及监测波段不同的两个红外光感应子电路检测三种预设波段的辐射并输出感应信号，通过控制电路确定感应信号是否均达到预设的火灾调节。解决了火焰探测器受到外界辐射干扰源干扰，例如电弧光、阳光、点燃的火柴、车前大灯灯光、车内灯灯光、照相机闪光灯、红外聚光灯、人体红外热辐射、卤素灯等，从而产生错误的探测结果的情况，以及解决了在火焰真的出现时，火焰探测器能够准确探测到火焰的问题。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本实用新型较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种火焰探测报警系统的结构图。

图2为本实用新型实施例提供的一种火焰探测器的电路结构图。

图3为本实用新型实施例提供的红外光感应电路侧的结构图。

图4为本实用新型实施例提供的红外传感器内部的电路结构图。

图5为本实用新型实施例提供的红外传感器外部的电路结构图。

图6为本实用新型实施例提供的红外光感应电路第一种信号波形图。

图7为本实用新型实施例提供的红外光感应电路第二种信号波形图。

图8为本实用新型实施例提供的红外光感应电路第三种信号波形图。

图9为本实用新型实施例提供的紫外光感应电路侧的结构图。

图10为本实用新型实施例提供的紫外光感应电路第一种信号波形图。

图11为本实用新型实施例提供的紫外光感应电路第二种信号波形图。

图12为本实用新型实施例提供的紫外光感应电路第三种信号波形图。

图13为本实用新型实施例提供的第一种火焰探测器壳体的结构图。

图14为本实用新型实施例提供的第二种火焰探测器壳体的结构图。

图15为本实用新型实施例提供的第三种火焰探测器壳体的结构图。

图16为本实用新型实施例提供的火焰探测器的探测视角计算示意图。

图标：10-火焰探测器；20-监测主机；30-报警装置；100-红外光感应电路；101-第一波长红外传感器；103-第二波长红外传感器；200-紫外光感应电路；202-紫外传感器；300-控制电路。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中”、“上”、“下”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电性连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

传统的红外火焰探测器只使用一个红外传感器作为红外探测通道，并结合紫外传感器探测通道进行火灾探测。只使用一个红外传感器进行探测，由于没有参考波长进行信号的比对，单波长的红外传感器很容易受到外界红外辐射干扰。即使结合紫外传感器，通过紫外传感器作为另外一个火警判断的依据，但只要红外传感器受外界辐射干扰源的干扰，还是会造成火焰探测器的探测不准确的问题。

鉴于上述问题，本申请实用新型人经过长期研究探索，提出以下实施例以解决上述问题。本实用新型实施例提供了一种火焰探测器10，针对火焰探测器10工作在高温、高湿、强热辐射、强电磁干扰、强机械振动的苛刻环境，同时存在射流、弧光、日光、车前大灯灯光、车内灯灯光、人体红外热辐射、卤素灯等外界干扰源的复杂情况，进行了大量的测试实验，提取非火灾干扰因素数据，存入火焰探测器10内，利用时域和频域相结合的分析方法，供火焰探测器10分析比对，在实际应用中，同时结合软件的自学习技术，软件能够不断自我完善识别算法，从而实现火焰探测器10高可靠性工作。

为便于本领域技术人员更好的理解本方案，下面先介绍火焰探测报警系统。

请参照图1所示，图1为本实用新型实施例提供的一种火焰探测报警系统的结构图。所述系统包括：火焰探测器10；外部数据线，所述外部数据线与所述火焰探测器10电连接；监测主机20，所述监测主机20通过所述外部数据线与所述火焰探测器10电连接；报警装置30，所述报警装置30与所述监测主机20电连接。

可选的，监测主机20可以是，但不限于，智能手机、个人电脑(personal computer，PC)、平板电脑、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)、移动上网设备(mobileInternet device，MID)等。

举例来说，火焰探测报警系统中采用的火焰探测器10，能够监测保护区域，在监测到保护区域出现火情时，火焰探测器10能够在ms(毫秒)级的时间内发出火灾报警信号，通过外部数据线向监测主机20发送火灾报警信息，监测主机20接收到火灾报警信息，根据火灾报警信息驱动报警装置30进行火灾报警。由于是通过外部数据线的有线通信连接，报警信息的传输速度快而稳定，信息传输的准确性高且不容易受到外界的干扰。

请参照图2所示，图2为本实用新型实施例提供的一种火焰探测器的电路结构图。所述火焰探测器10包括：红外光感应电路100，包括第一红外光感应子电路和第二红外光感应子电路；其中，所述第一红外光感应子电路用于监测第一预设波段的红外光辐射，所述第二红外光感应子电路用于监测第二预设波段的红外光辐射；所述第二预设波段与所述第一预设波段不同；紫外光感应电路200，用于监测第三预设波段的紫外光辐射；控制电路300，分别与所述第一红外光感应子电路、所述第二红外光感应子电路和所述紫外光感应电路200连接，所述控制电路300用于接收所述第一红外光感应子电路、所述第二红外光感应子电路和所述紫外光感应电路200输出的感应信号，并确定所述感应信号是否均达到预设的火灾条件。

可理解的，控制电路300配置高性能32位微处理器芯片，能够减少因运算产生错误探测结果的情况。控制电路300通过采用先进的火焰特征识别算法和背景信息分析判据，对接收到的感应信号进行数据融合和处理。从而能够根据接收第一红外光感应子电路、第二红外光感应子电路和紫外光感应电路200输出的感应信号，并确定所述感应信号是否均达到预设的火灾条件。

可选的，微处理器芯片使用32位数据处理专用单片机MM32F031x8，其运行频率高、运算能力和处理能力强，并且搭载先进的火焰特征识别算法和背景信息分析判据，对各个传感器接收到的感应信号进行数据融合和处理。该微处理器芯片具有12位AD(摸数)转换器,可对两路模拟信号进行高速采样和转换成数字信号。该微处理器芯片使用紫外脉冲接收电路记录紫外脉冲数量。通过采集不同大小的时间窗，对窗内数据进行分析计算，判断是否为火焰信号。其微处理器芯片还能同时能判读传感器的异常信号，并进行分析处理，增强了算法程序的鲁棒性。

可理解的，在红外光谱区的两个波段上，两个红外光感应子电路分别对火焰光辐射的中心频段信号和环境中非火焰光信号的辐射变化作出响应，并分别输出第一红外光感应信号和第二红外光感应信号。再结合通过紫外光感应电路200对火焰光辐射的中心频段信号和环境中非火焰光信号的辐射变化作出响应，并输出紫外光感应信号。控制电路300接收第一红外光感应信号、第二红外光感应信号和紫外光感应信号，第二红外光感应子电路输出的第二红外光感应信号能够为第一红外光感应子电路的第一红外光感应信号提供可靠的检测基准，而且紫外光作为另外一个是否出现火焰的判断依据。根据第一红外光感应信号、第二红外光感应信号和紫外光感应信号，控制电路300能够准确监测出是否真的出现火焰，同时能够避免错误检测和遗漏检测的情况。

具体而言，第一红外光感应子电路和第二红外光感应子电路，以及紫外光感应电路200能够搭建成三个监测通道，三个监测通道同时对保护区域进行监测，并输出相应的三个感应信号，三个感应信号即为第一红外光感应信号、第二红外光感应信号和紫外光感应信号。在有火情发生时，三个感应信号同时产生变化，只有三个感应信号达到预定的比例关系，或在保持在预定的比例范围内，才会判定为真实的火情。

紫外传感器202对火焰的响应时间在us(微秒)级别，红外传感器的响应时间在ms(毫秒)级，控制电路300采集处理时间为us级，因此火焰探测器10能够快速响应和识别小规模火焰，火焰探测器10能够在ms级时间内发出火灾报警信号。

请参照图3所示，图3为本实用新型实施例提供的红外光感应电路侧的结构图。所述第一红外光感应子电路包括：第一波长红外传感器101、第一阻抗匹配电路、第一滤波电路和第一放大电路；所述第一波长与所述第一预设波段对应；所述第一波长红外传感器101输出端与所述第一阻抗匹配电路输入端电连接，所述第一阻抗匹配电路输出端与所述第一滤波电路输入端电连接，所述第一滤波电路输出端与所述第一放大电路输入端电连接，所述第一放大电路输出端与所述控制电路300电连接。

可选的，所述第二红外光感应子电路包括：第二波长红外传感器103、第二阻抗匹配电路、第二滤波电路和第二放大电路；所述第二波长与所述第二预设波段对应；所述第二波长红外传感器103输出端与所述第二阻抗匹配电路输入端电连接，所述第二阻抗匹配电路输出端与所述第二滤波电路输入端电连接，所述第二滤波电路输出端与所述第二放大电路输入端电连接，所述第二放大电路输出端与所述控制电路300电连接。

可理解的，第一波长红外传感器101和第二波长红外传感器103的输出阻抗比较高，达到了10⁵数量级。相应地，对第一放大电路和第二放大电路的输入阻抗要求非常高，如果第一放大电路和第二放大电路的输入阻抗不够高，会造成第一放大电路的输入阻抗与第一波长红外传感器101的输出阻抗不匹配，第二放大电路的输入阻抗与第二波长红外传感器103的输出阻抗不匹配，会导致第一波长红外传感器101和第二波长红外传感器103输出信号幅度衰减，影响第一波长红外传感器101和第二波长红外传感器103的探测整体性能。

可理解的，在红外光感应电路100的阻抗匹配和放大电路中，阻抗匹配电路采用超低噪声J型(结型)场效应管进行匹配和放大，J型场效应管具有输入阻抗高(可以达到10⁸数量级)，且噪声非常低的特点。从阻抗匹配电路输出的感应信号通过高通滤波器除去直流分量后，再进入放大电路。放大电路采用了两级放大，通过级间负反馈的方式，稳定了放大电路的放大倍数(总共约为220倍)。通过采用两级放大和级间负反馈的方式，增强放大电路的频率响应特性，从而提高了放大电路的稳定性和可靠性。由于放大电路的输出阻抗比较高，在放大电路末端设计使用跟随器输出，能够降低放大电路的输出阻抗。

可理解的，经过一级放大电路放大的感应信号通过多阶低通滤波器，低通滤波器的截止频率为30Hz，滤除高频噪声，同时也滤除非火灾因素的信号影响，提高感应信号的可靠性。

可理解的，经过二级放大电路放大的感应信号输出至AD转换电路中，AD转换电路对感应信号进行模数转换，转换后的数字信号再利用控制电路300中配置的高性能32位微处理器芯片搭载的算法进行处理。

可选的，所述第一波长为4.3um(微米)；所述第二波长为3.8um。

可理解的，第一红外光感应子电路为红外光主感应电路，第一波长红外传感器101采用4.3um波长红外传感器。第二红外光感应子电路为红外光参考感应电路，第二波长红外传感器103采用3.8um波长红外传感器。由于4.3um波长为火焰燃烧过程中的红外辐射波长的峰值，3.8um波长为火焰燃烧过程中的红外辐射波长的谷值，峰值与谷值有明显的区分，从而可以采用3.8um波长红外传感器做为4.3um波长红外传感器的参考传感器，从而3.8um波长红外传感器能够给4.3um波长红外传感器提供可靠的检测基准，可以减少误报的发生，提高火焰探测器10对红外光辐射探测的精确度。

同时，3.8um波长红外传感器还可以对4.3um波长红外传感器的本底信号进行滤除，排除低温物体热辐射干扰，从而保证探测器能正确探测到低温物体热辐射信号，提升该火焰探测器10的整体可靠性。

可选的，本技术方案采用的两个红外传感器的波长比较临近，使得火焰探测器10收到同一温度红外辐射时，双通道红外传感器的信号响应幅度基本一致。因此第一红外光感应子电路和第二红外光感应子电路的电路设计可以两路参数一致，能够降低设计风险，同时为生产和调试火焰探测器10带来便利。

请参照图4和图5所示，图4为本实用新型实施例提供的红外传感器内部的电路结构图。图5为本实用新型实施例提供的红外传感器外部的电路结构图。

可选的，红外传感器选型为热释电红外传感器，其和热电偶都是基于热电效应原理的热电型红外传感器，不同的是热释电传感器的热电系数远远高于热电偶，其内部的热电元由高热电系数的铁钛酸铅汞陶瓷以及钽酸锂、硫酸三甘铁等配合滤光镜片窗口组成，其极化随温度的变化而变化，具有较高的灵敏度。为了抑制因自身温度变化而产生的干扰，该传感器在工艺上将两个特征一致的热电元反向串联或接成差动平衡电路方式，非接触式检测出物体放出的红外线能量变化，并将其转换为电信号输出。

可选的，红外传感器用钽酸锂薄片作为灵敏元，为电容性信号源，其直流阻抗在101³欧数量级。红外传感器的输出一般使用低噪声JFET(结型)场效应管，而灵敏元的采样电阻数量级为2X101¹欧左右，同时该采样电阻也可以用做J型场效应管的偏置电阻，Cd为钽酸锂灵敏元、G为J型场效应管、Ri为灵敏元采样电阻。因J型场效应管的结电容及传感器中寄生的分布电容，使J型场效应管的输入端存在一个非实体的等效输入电容Ci，与偏置电阻组成了一个达到秒级的RC电容时间常数，因此，匹配级电路的设计应尽量减小Ci的数值，所以电路中必须加入一个自举电路单元来尽可能减小Ci的数值，其中自举电路是利用反馈使输入电阻的两端近似为等电位，减小向输入回路索取电流，从而提高输入阻抗、降低输入电容Ci的电路。

具体而言，红外传感器的内部结构和外部的自举电路包括：第一场效应管、灵敏元、灵敏元采样电阻；第二场效应管、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第一电阻和第二电阻；

第一场效应管的漏极与第二场效应管的源极电连接，第一场效应管的漏极还与第一电容的一端电连接；第一场效应管的栅极与灵敏元一端电连接，第一场效应管的栅极还与灵敏元采样电阻一端电连接；第一场效应管的源极与第二场效应管的栅极电连接，第一场效应管的源极还与第一电阻的一端电连接，第一场效应管的源极还与第四电容的一端电连接，第一场效应管的源极还与所述第五电容的一端电连接；

灵敏元另一端与所述灵敏元采样电阻另一端电连接，所述灵敏元另一端还与所述第一电容的另一端电连接，所述灵敏元另一端还与所述第二电容的一端电连接，所述灵敏元另一端还与所述第三电容的一端电连接，所述灵敏元另一端还与接地端电连接；

第二场效应管的漏极与第二电容的另一端电连接，第二场效应管的漏极还与第三电容的另一端电连接，第二场效应管的漏极还与电源端电连接；

第一电阻的另一端与第四电容的另一端电连接，第一电阻的另一端还与接地端电连接；第五电容的另一端与第二电阻一端电连接，第二电阻的另一端为第一波长红外传感器101的输出端。

请参照图6、图7和图8所示，图6为本实用新型实施例提供的红外光感应电路第一种信号波形图。图7为本实用新型实施例提供的红外光感应电路第二种信号波形图。图8为本实用新型实施例提供的红外光感应电路第三种信号波形图。红外光感应电路100的第一种信号波形为第一红外光感应子电路和第二红外光感应子电路在无火焰照射时探测的信号波形。红外光感应电路100的第二种信号波形为第一红外光感应子电路和第二红外光感应子电路在小尺寸火焰照射时，例如打火机的火苗，探测的信号波形。红外光感应电路100的第三种信号波形为第一红外光感应子电路和第二红外光感应子电路在能够引起火灾的标准火焰照射时探测的信号波形。

具体而言，由三幅波形图可看出，第一红外光感应子电路和第二红外光感应子电路在无火焰时，输出的感应信号幅值分别为4.3波段幅值在4.8V左右、3.8波段幅值在5.1V左右；小尺寸火焰照射时，输出的感应信号幅值分别为4.3波段幅值在0.2V范围内正弦波动、3.8波段幅值没有波动；在出现能够引起火灾的标准火焰照射时，输出的感应信号幅值分别为4.3波段幅值在2V范围内呈正弦波动、3.8波段幅值没有波动。由于火焰存在闪烁效应，所以正弦波幅值存在上下跳跃现象。

通过三幅波形图的三类试验波形可证明，在设计第一红外光感应子电路和第二红外光感应子电路时，在第一红外光感应子电路中采用4.3um波长红外传感器和在第二红外光感应子电路中采用3.8um波长红外传感器，能够使火焰探测器10可以适应存在不同温度红外辐射干扰的场合，提高了火焰探测器10的适应性、稳定性和可靠性。

相应的，在外界辐射干扰源对4.3um波长红外传感器干扰时，3.8um波长红外传感器没有感应信号输出，进而控制电路300能够做出正确的分析判断，确认4.3um波长红外传感器是处于干扰状态，而不是4.3um波长红外传感器探测到火焰。

请参照图9所示，图9为本实用新型实施例提供的紫外光感应电路侧的结构图。所述紫外光感应电路200包括紫外传感器202、脉冲驱动电路、整流电路和紫外脉冲接收电路；所述脉冲驱动电路输入端与所述控制电路300电连接，所述脉冲驱动电路输出端与所述整流电路输入端电连接；所述整流电路输入端与所述紫外传感器202输入端电连接；所述紫外传感器202输出端与所述紫外脉冲接收电路输入端电连接；所述紫外脉冲接收电路输出端与所述控制电路300电连接。

可选的，所述紫外传感器202为太阳光盲传感器，屏蔽了UVA(长波黑斑效应紫外线，波长320～420nm(纳米))波段和UVB(中波红斑效应紫外线，波长275～320nm)波段的干扰，仅对UVC(短波灭菌紫外线，波长200～275nm)波段的紫外线作出响应，响应速度比较快，能够在us(微秒)级别作出响应。

具体而言，控制电路300产生一个10KHz PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)脉冲信号，并发送给脉冲驱动电路，脉冲驱动电路的PWM输入电路接收到该脉冲信号时，驱动变压器将输入的5V直流电升压至350V直流电输出到整流电路，整流电路接收350V直流电后进行整流，并供给紫外传感器202，当紫外传感器202检测到紫外信号时紫外传感器202放电，产生脉冲波形并输出给紫外脉冲接收电路，通过紫外脉冲接收电路对脉冲波形进行整形，再将整形后的脉冲波形输出至控制电路300，控制电路300对该整形后的脉冲波形进行算法处理，从而通过紫外光感应电路200监测第三预设波段的紫外光辐射，能够当作是否发生火灾的其中一个判据。

请参照图10、图11和图12所示，图10为本实用新型实施例提供的紫外光感应电路第一种信号波形图。图11为本实用新型实施例提供的紫外光感应电路第二种信号波形图。图12为本实用新型实施例提供的紫外光感应电路第三种信号波形图。紫外光感应电路200的第一种信号波形为紫外光感应电路200在无火焰照射时探测的信号波形。紫外光感应电路200的第二种信号波形为紫外光感应电路200在小尺寸火焰照射时，例如打火机的火苗，探测的信号波形。紫外光感应电路200的第三种信号波形为紫外光感应电路200在能够引起火灾的标准火焰照射时探测的信号波形。

具体而言，由三幅波形图可看出，紫外光感应电路200在无火焰照射时输出波形无脉冲信号；在小尺寸火焰照射时存在少量脉冲信号；能够引起火灾的标准火焰照射时输出大量脉冲信号。

由于火焰产生的紫外辐射很微弱，要求探测器具有较高的检测灵敏度。然而，灵敏度过高极易受到其他紫外辐射的影响，以至引起误报，尤其是电弧焊、闪电发出的极强的紫外辐射。本技术方案设计的火焰探测器10能够对穿甲弹火光的强紫外光谱特别敏感，为确保火焰探测器10的可靠性，火焰探测器10在硬件部分可以采用“与门技术”，将两个不同波段的红外光感应信号与紫外光感应信号进行复合判断；在软件部分可以采用多种判据，只有当所有参数都符合火焰探测器10电路的逻辑算法，火焰探测器10才能够发出火灾报警信号。

请参照图13、图14和图15所示，图13为本实用新型实施例提供的第一种火焰探测器壳体的结构图。图14为本实用新型实施例提供的第二种火焰探测器壳体的结构图。图15为本实用新型实施例提供的第三种火焰探测器壳体的结构图。所述火焰探测器10还包括：第一电路板和第二电路板和电源部件；所述第一电路板第一面设置所述第一波长红外传感器101、所述第二波长红外传感器103和所述紫外传感器202；所述第一电路板第二面设置电源部件，所述电源部件分别与所述第一波长红外传感器101、所述第二波长红外传感器103和所述紫外传感器202电连接，用于为所述第一波长红外传感器101、所述第二波长红外传感器103和所述紫外传感器202供电；其中，所述第一电路板第二面与所述第一电路板第一面相对设置；所述第二电路板第一面设置所述第一阻抗匹配电路、所述第一放大电路、所述第一滤波电路、所述第二阻抗匹配电路、所述第二放大电路、所述第二滤波电路所述脉冲驱动电路、所述整流电路和所述紫外脉冲接收电路；所述第二电路板第二面设置所述控制电路300；其中，所述第二电路板第二面与所述第二电路板第一面相对设置。

可选的，所述火焰探测器10还包括：壳体，所述壳体为空心圆柱形壳体，所述空心圆柱形壳体的第一底面设置观察部，所述空心圆柱形壳体的第二底面上设置有用于接入外部线缆的接口；所述空心圆柱形壳体的内部设置所述第一电路板和所述第二电路板；U形固定臂，所述U形固定臂的两侧与所述壳体转动连接；底座，所述底座与所述U形固定臂的底部固定连接，所述底座上设置有用于与外部固定连接的通孔。

可选的，所述壳体包括第一连接部和第二连接部，所述第一连接部和所述第二连接部可拆卸连接；所述第一连接部包括所述第一底面和所述空心圆柱形壳体的第一侧面，所述观察部的周向设置有多个凸起；所述第二连接部包括所述第二底面和所述空心圆柱形壳体的第二侧面，所述第二侧面与所述第一侧面可拆卸连接；所述第二连接部内部设置用于固定所述第一电路板和所述第二电路板的固定结构，所述固定结构与所述第一电路板和所述第二电路板可拆卸连接。

具体而言，通过采用两块电路板，每块电路板均采用双面布局设计，并且两块电路板之间电气连接。在每块电路板上设置和布局电路，并将电路元件精密连接在电路上，从而集合在一起。两块电路板的上层可以实现对信号的采集及处理，两块电路板的下层可以用来提供电源及MCU对最终信号进行采集。例如第一块电路板上层设置第一波长红外传感器101、第二波长红外传感器103和紫外传感器202；第二块电路板上层设置第一阻抗匹配电路、第一放大电路、第一滤波电路、第二阻抗匹配电路、第二放大电路、第二滤波电路、脉冲驱动电路、整流电路和紫外脉冲接收电路。第一电路板下层设置电源部件，第二电路板下次设置控制电路300。这种结合方式便于器件布局，合理分配空间，有效的缩小产品的体积，大大降低各类干扰。

可选的，火焰探测器10在硬件设计上能够全部选用工业级器件，确保硬件能够在极端气候条件下正常工作。通过采用电子电路专用密封胶将火焰探测器10的电路板进行整体密封，安装时采用减震器进行减震，既可以保证了火焰探测器10整体的防水防潮性能，又可以确保火焰探测器10在强冲击和振动条件下不受损坏。因此，增强了火焰探测器10的稳定性和可靠性。火焰探测器10能够应用在各种复杂的火灾现场，具有很强的抗热辐射、电磁干扰、机械振动等外界干扰的能力，能够在高温或者低温，高湿，震动等最苛刻的环境下工作。

请参照图16所示，图16为本实用新型实施例提供的火焰探测器的探测视角计算示意图。通过固定第一块电路板，从而固定第一波长红外传感器101、第二波长红外传感器103和紫外传感器202的高度，并将第一波长红外传感器101、第二波长红外传感器103和紫外传感器202贴近滤光片，保证了各个传感器的探测视场角。通过计算可得，Tanθ/2＝r/h,探测视场角θ在120°左右。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种火焰探测器，其特征在于，所述火焰探测器包括：

红外光感应电路，包括第一红外光感应子电路和第二红外光感应子电路；其中，所述第一红外光感应子电路用于监测第一预设波段的红外光辐射，所述第二红外光感应子电路用于监测第二预设波段的红外光辐射；所述第二预设波段与所述第一预设波段不同；

紫外光感应电路，用于监测第三预设波段的紫外光辐射；

控制电路，分别与所述第一红外光感应子电路、所述第二红外光感应子电路和所述紫外光感应电路连接，所述控制电路用于接收所述第一红外光感应子电路、所述第二红外光感应子电路和所述紫外光感应电路输出的感应信号，并确定所述感应信号是否均达到预设的火灾条件。

2.根据权利要求1所述的火焰探测器，其特征在于，所述第一红外光感应子电路包括：第一波长红外传感器、第一阻抗匹配电路、第一滤波电路和第一放大电路；所述第一波长与所述第一预设波段对应；

所述第一波长红外传感器输出端与所述第一阻抗匹配电路输入端电连接，所述第一阻抗匹配电路输出端与所述第一滤波电路输入端电连接，所述第一滤波电路输出端与所述第一放大电路输入端电连接，所述第一放大电路输出端与所述控制电路电连接。

3.根据权利要求2所述的火焰探测器，其特征在于，所述第二红外光感应子电路包括：第二波长红外传感器、第二阻抗匹配电路、第二滤波电路和第二放大电路；所述第二波长与所述第二预设波段对应；

所述第二波长红外传感器输出端与所述第二阻抗匹配电路输入端电连接，所述第二阻抗匹配电路输出端与所述第二滤波电路输入端电连接，所述第二滤波电路输出端与所述第二放大电路输入端电连接，所述第二放大电路输出端与所述控制电路电连接。

4.根据权利要求3所述的火焰探测器，其特征在于，所述第一波长为4.3um；所述第二波长为3.8um。

5.根据权利要求3所述的火焰探测器，其特征在于，所述紫外光感应电路包括紫外传感器、脉冲驱动电路、整流电路和紫外脉冲接收电路；

所述脉冲驱动电路输入端与所述控制电路电连接，所述脉冲驱动电路输出端与所述整流电路输入端电连接；所述整流电路输入端与所述紫外传感器输入端电连接；所述紫外传感器输出端与所述紫外脉冲接收电路输入端电连接；所述紫外脉冲接收电路输出端与所述控制电路电连接。

6.根据权利要求5所述的火焰探测器，其特征在于，所述紫外传感器为太阳光盲传感器。

7.根据权利要求5所述的火焰探测器，其特征在于，所述火焰探测器还包括：第一电路板和第二电路板和电源部件；

所述第一电路板第一面设置所述第一波长红外传感器、所述第二波长红外传感器和所述紫外传感器；所述第一电路板第二面设置电源部件，所述电源部件分别与所述第一波长红外传感器、所述第二波长红外传感器和所述紫外传感器电连接，用于为所述第一波长红外传感器、所述第二波长红外传感器和所述紫外传感器供电；其中，所述第一电路板第二面与所述第一电路板第一面相对设置；

所述第二电路板第一面设置所述第一阻抗匹配电路、所述第一放大电路、所述第一滤波电路、所述第二阻抗匹配电路、所述第二放大电路、所述第二滤波电路、所述脉冲驱动电路、所述整流电路和所述紫外脉冲接收电路；所述第二电路板第二面设置所述控制电路；其中，所述第二电路板第二面与所述第二电路板第一面相对设置。

8.根据权利要求7所述的火焰探测器，其特征在于，所述火焰探测器还包括：

壳体，所述壳体为空心圆柱形壳体，所述空心圆柱形壳体的第一底面设置观察部，所述空心圆柱形壳体的第二底面上设置有用于接入外部线缆的接口；

所述空心圆柱形壳体的内部设置所述第一电路板和所述第二电路板；

U形固定臂，所述U形固定臂的两侧与所述壳体转动连接；

底座，所述底座与所述U形固定臂的底部固定连接，所述底座上设置有用于与外部固定连接的通孔。

9.根据权利要求8所述的火焰探测器，其特征在于，所述壳体包括第一连接部和第二连接部，所述第一连接部和所述第二连接部可拆卸连接；

所述第一连接部包括所述第一底面和所述空心圆柱形壳体的第一侧面，所述观察部的周向设置有多个凸起；

所述第二连接部包括所述第二底面和所述空心圆柱形壳体的第二侧面，所述第二侧面与所述第一侧面可拆卸连接；

所述第二连接部内部设置用于固定所述第一电路板和所述第二电路板的固定结构，所述固定结构与所述第一电路板和所述第二电路板可拆卸连接。

10.一种火焰探测报警系统，其特征在于，所述系统包括：

根据权利要求1-9任一项所述的火焰探测器；

外部数据线，所述外部数据线与所述火焰探测器电连接；

监测主机，所述监测主机通过所述外部数据线与所述火焰探测器电连接；

报警装置，所述报警装置与所述监测主机电连接。