CN210154687U

CN210154687U - 一种火焰检测装置

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Publication number: CN210154687U
Application number: CN201920333081.5U
Authority: CN
Inventors: 管立伟; 苏伟达; 陈尚贤; 吴清森; 郑振耀; 秦寅翔; 汪昕隆
Original assignee: Fujian Normal University
Current assignee: Fujian Normal University
Priority date: 2019-03-16
Filing date: 2019-03-16
Publication date: 2020-03-17
Anticipated expiration: 2029-03-16

Abstract

本实用新型涉及一种火焰检测装置包括控制芯片、电源电路、工作指示灯、CAN通信电路、存储电路和火焰信号处理模块；火焰信号处理模块包括火焰检测器工作电路和火焰检测器信号处理电路；火焰检测器工作电路与火焰检测器信号处理电路电性相连；火焰检测器信号处理电路、电源电路、CAN通信电路、工作指示灯和存储电路均与控制芯片电性相连；CAN通信电路还与外部消防系统监控装置通信相连。本实用新型不需要采用直流变压器，电路结构简单，成本低廉，安装方便，稳定可靠。

Description

一种火焰检测装置

技术领域

本实用新型涉及工业控制技术领域，特别是一种火焰检测装置。

背景技术

高大空间建筑如体育馆、仓库、影剧院等场所具有易燃物品多、火灾危险性大等特点，必须有效控制此类场所的初期火灾，防止火灾的蔓延。自动跟踪定位消防系统是控制建筑初期火灾的重要自动灭火设施，已经得到广泛应用。自动跟踪定位消防系统中一个重要组成部分是火焰检测，火焰检测部分将检测到的火灾信息传递给自动跟踪定位消防系统的控制部分进行分析判断，进一步定点喷水灭火。现有火焰检测器的工作电压一般是采用直流升压电路，电路方案复杂，成本较高，电路稳定性差。而现有火焰检测器的信号处理电路一般是采用触发器或者比较器来实现，电路方案复杂，电路稳定性差。

发明内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种火焰检测装置，目的在于克服现有技术方案中电路方案复杂、成本高、电路稳定性差的问题。

本实用新型采用以下方案实现：一种火焰检测装置，包括控制芯片、电源电路、工作指示灯、CAN通信电路、存储电路和火焰信号处理模块；所述火焰信号处理模块包括火焰检测器工作电路和火焰检测器信号处理电路；所述火焰检测器工作电路与所述火焰检测器信号处理电路电性相连；所述火焰检测器信号处理电路、所述电源电路、所述CAN通信电路、所述工作指示灯和所述存储电路均与所述控制芯片电性相连；所述CAN通信电路还与外部消防系统监控装置通信相连。

进一步地，所述火焰检测器工作电路包括火焰检测器U1、第一电阻R1，第二电阻R2，第三电阻R3，第四电阻R4，第五电阻R5，第六电阻R6，第一电容C1，第二电容C2，第三电容C3，第四电容C4，第一二极管D1，第二二极管D2，第三二极管D3和接插件P1；所述接插件P1的1脚与外部220V交流火线L端连接；所述接插件P1的2脚与外部220V交流零线N端连接；所述接插件P1的2脚分别与所述第一二极管D1的阴极、所述第三电容C3的一端和所述第一电阻R1的一端连接；所述接插件P1的1脚与所述第一电容C1的一端连接；所述第一电容C1的另一端分别与所述第一二极管D1的阳极和所述第二二极管D2的阴极连接；所述第一电阻R1的另一端分别与所述第三二极管D3的阴极、所述第四电阻R4的一端和所述第二电阻R2的一端连接；所述第四电阻R4的另一端与所述第五电阻R5的一端连接；所述第二电阻R2的另一端分别与所述第二电容C2的一端和所述第三电阻R3的一端连接；所述第三电阻R3的另一端与所述火焰检测器U1的正极连接；所述火焰检测器U1的负极分别与所述第六电阻R6的一端和所述第四电容C4的一端连接，并作为所述火焰检测器U1的信号输出端；所述第二二极管D2的阳极、所述第三电容C3的另一端、所述第三二极管D3的阳极、所述第五电阻R5的另一端、所述第二电容C2的另一端、所述第六电阻R6的另一端和所述第四电容C4的另一端均接地。

进一步地，所述火焰检测器信号处理电路包括第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第五电容C5、第六电容C6、第四二极管D4、第一三极管Q1、第二三极管Q2和光电耦合器U2；所述第十二电阻R12的一端与所述火焰检测器U1的负极连接，并作为所述火焰检测器U1的信号接收端；所述第十二电阻R12的另一端分别与所述第四二极管D4的阴极和所述第十三电阻R13的一端连接；所述第十三电阻R13的另一端分别与所述第十五电阻R15的一端和所述第二三极管Q2的基极连接；所述第四二极管D4的阳极、所述第十五电阻R15的另一端和所述光电耦合器U2内部发光二极管的阴极均接地；所述第二三极管Q2的集电极分别与所述第九电阻R9的一端和所述第十一电阻R11的一端连接；所述第九电阻R9的另一端、所述第十电阻R10的一端和所述第一三极管Q1的发射极均与外部电源连接；所述第十一电阻R11的另一端分别与所述第十电阻R10的另一端和所述第一三极管Q1的基极连接；所述第一三极管Q1的集电极与所述第十四电阻R14的一端连接；所述第十四电阻R14的另一端与所述电耦合器U2内部发光二极管的阳极连接；所述电耦合器U2内部光敏三极管的集电极分别与所述第五电容C5的一端和所述所述第六电容C6的一端连接，并由所述电源电路供电；所述电耦合器U2内部光敏三极管的发射极与所述第十六电阻R16的一端连接；所述第十六电阻R16的另一端、所述第五电容C5的另一端和所述第六电容C6的另一端均接地。

进一步地，所述火焰检测器型号为滨松紫外火焰传感器R2868。

进一步地，所述控制芯片采用的是单片机，型号为STM32。

进一步地，所述光电耦合器型号为TLP521-1GB。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

（1）本发明在工程安装时直接采用220V交流电，经火焰检测器工作电路将交流电变成高电压直流电，提供给火焰检测器使用，不需要采用直流变压器，电路结构简单，成本低廉，安装方便，稳定可靠。

（2）本发明将火焰检测器输出的信号进行限幅和整形处理，使信号便于微处理器进一步处理，电路结构简单，成本低廉，稳定可靠。

附图说明

图1为本实用新型实施例的火焰检测装置结构示意图。

图2为本实用新型实施例的火焰检测器工作电路图。

图3为本实用新型实施例的火焰检测器信号处理电路图。

图4为本实用新型实施例的火焰检测器检测火焰流程图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步说明。

如图1所示,本实施例提供了一种火焰检测装置，包括控制芯片、电源电路、工作指示灯、CAN通信电路、存储电路和火焰信号处理模块；所述火焰信号处理模块包括火焰检测器工作电路和火焰检测器信号处理电路；所述火焰检测器工作电路与所述火焰检测器信号处理电路电性相连；所述火焰检测器信号处理电路、所述电源电路、所述CAN通信电路、所述工作指示灯和所述存储电路均与所述控制芯片电性相连；所述CAN通信电路还与外部消防系统监控装置通信相连。

如图2所示，在本实施例中，所述火焰检测器工作电路包括火焰检测器U1、第一电阻R1，第二电阻R2，第三电阻R3，第四电阻R4，第五电阻R5，第六电阻R6，第一电容C1，第二电容C2，第三电容C3，第四电容C4，第一二极管D1，第二二极管D2，第三二极管D3和接插件P1；所述接插件P1的1脚与外部220V交流火线L端连接；所述接插件P1的2脚与外部220V交流零线N端连接；所述接插件P1的2脚分别与所述第一二极管D1的阴极、所述第三电容C3的一端和所述第一电阻R1的一端连接；所述接插件P1的1脚与所述第一电容C1的一端连接；所述第一电容C1的另一端分别与所述第一二极管D1的阳极和所述第二二极管D2的阴极连接；所述第一电阻R1的另一端分别与所述第三二极管D3的阴极、所述第四电阻R4的一端和所述第二电阻R2的一端连接；所述第四电阻R4的另一端与所述第五电阻R5的一端连接；所述第二电阻R2的另一端分别与所述第二电容C2的一端和所述第三电阻R3的一端连接；所述第三电阻R3的另一端与所述火焰检测器U1的正极连接；所述火焰检测器U1的负极分别与所述第六电阻R6的一端和所述第四电容C4的一端连接，并作为所述火焰检测器U1的信号输出端；所述第二二极管D2的阳极、所述第三电容C3的另一端、所述第三二极管D3的阳极、所述第五电阻R5的另一端、所述第二电容C2的另一端、所述第六电阻R6的另一端和所述第四电容C4的另一端均接地。

如图3所示，在本实施例中，所述火焰检测器信号处理电路包括第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第四二极管D4、第一三极管Q1、第二三极管Q2和光电耦合器U2；所述第十二电阻R12的一端与所述火焰检测器U1的负极连接，并作为所述火焰检测器U1的信号接收端；所述第十二电阻R12的另一端分别与所述第四二极管D4的阴极和所述第十三电阻R13的一端连接；所述第十三电阻R13的另一端分别与所述第十五电阻R15的一端和所述第二三极管Q2的基极连接；所述第四二极管D4的阳极、所述第十五电阻R15的另一端和所述光电耦合器U2内部发光二极管的阴极均接地；所述第二三极管Q2的集电极分别与所述第九电阻R9的一端和所述第十一电阻R11的一端连接；所述第九电阻R9的另一端、所述第十电阻R10的一端和所述第一三极管Q1的发射极均与外部电源连接；所述第十一电阻R11的另一端分别与所述第十电阻R10的另一端和所述第一三极管Q1的基极连接；所述第一三极管Q1的集电极与所述第十四电阻R14的一端连接；所述第十四电阻R14的另一端与所述电耦合器U2内部发光二极管的阳极连接；所述电耦合器U2内部光敏三极管的集电极分别与所述第五电容C5的一端和所述所述第六电容C6的一端连接，并由所述电源电路供电；所述电耦合器U2内部光敏三极管的发射极与所述第十六电阻R16的一端连接，并作为输出端与所述控制芯片连接；所述第十六电阻R16的另一端、所述第五电容C5的另一端和所述第六电容C6的另一端均接地。

在本实施例中，所述火焰检测器型号为滨松紫外火焰传感器R2868。

在本实施例中，所述控制芯片采用的是单片机，型号为STM32。

在本实施例中，所述光电耦合器型号为TLP521-1GB。

在本实施例中，所述的第一电容C1和第三电容C3型号为CBB22金属化聚丙烯膜直流电容器，电容量220nF，额定电压630V。

在本实施例中，所述的第一二极管D1和第二二极管D2型号为整流二极管IN4007。

在本实施例中，所述的第三二极管D3型号为瞬态电压抑制二极管P6KE300A。

在本实施例中，所述的第二电容C2型号为高压瓷片电容，电容量220pF，额定电压3000V。

在本实施例中，所述的第四电容C4型号为高压瓷片电容，电容量1000pF，额定电压3000V。

在本实施例中，所述的第一三极管Q1型号为PNP三极管S9012。

在本实施例中，所述的第二三极管Q2型号为NPN三极管S9013。

在本实施例中，所述第四二极管D4型号为齐纳稳压二极管。

在本实施例中，第七电容C7型号为高压瓷片电容，电容量1000pF，额定电压3000V。

特别的，本实施例的火焰检测装置还包括外壳、U形固定臂和底座所述外壳为空心圆柱形壳体，所述空心圆柱形壳体的第一底面预留紫外传感器安装位置和工作指示灯，所述空心圆柱形壳体的第二底面预留用于接入外部线缆的接口。

所述火焰检测器工作电路板和火焰检测器信号处理电路板安装在空心圆柱形壳体内；

所述U形固定臂的两侧与所述壳体转动连接；

所述底座与所述U形固定臂的底部固定连接，所述底座上预留用于与外部固定连接的通孔。

较佳的，本实施例火焰检测器工作电路将220V交流电变成高电压直流电，提供给火焰检测器使用；火焰检测器信号处理电路将火焰检测器输出的信号进行限幅和整形处理，使信号便于微处理器按照预设逻辑进行分析判断是否存在火源，判断结果由CAN通信电路发送给自动跟踪定位消防系统监控装置，同时工作指示灯闪烁。

较佳的，如图4所示，本实施例还提供一种基于所述火焰检测装置的火焰检测方法：具体包括以下步骤：

步骤1：启动装置，初始化控制电路板MCU外设资源。

步骤2：设置微处理器STM32的脉冲捕获方式。

步骤3：微处理器STM32进入休眠状态。

步骤4：有火源时微处理器STM32获取中断信号唤醒。

步骤5：对火焰检测器信号进行判断是否有火，若是则执行步骤6，否则执行步骤3。

其中微控制器STM32对火焰检测器信号进行判断是否有火的原理为：火焰传感器输出脉冲同时送到微控制器STM32定时器和计数器中，当脉冲间隔大于定时器的设定值T时，定时器关闭并且将计数器复位为零。当计数器达到设定值时，就会产生一个输出脉冲，并且复位计数器；

步骤6：CAN通信单元向消防系统监控装置发送火源信息，指示灯闪烁。

步骤7：是否收到消防系统监控装置应答,若是则执行步骤8，否则执行步骤9。

步骤8：指示灯熄灭。

步骤9：CAN通信单元向消防系统监控装置连续间隔一定时间发送3次火源信息。

步骤10：是否收到消防系统监控装置应答;若是则执行步骤8，否则执行步骤11。

步骤11：微处理器STM32将火源历史信息写入存储单元中，执行步骤3。

步骤12：结束。

值得一提的是，本实用新型保护的是硬件结构，至于控制方法不要求保护。以上仅为本实用新型实施例中一个较佳的实施方案。但是，本实用新型并不限于上述实施方案，凡按本实用新型方案所做的任何均等变化和修饰，所产生的功能作用未超出本方案的范围时，均属于本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种火焰检测装置，其特征在于：包括控制芯片、电源电路、工作指示灯、CAN通信电路、存储电路和火焰信号处理模块；所述火焰信号处理模块包括火焰检测器工作电路和火焰检测器信号处理电路；所述火焰检测器工作电路与所述火焰检测器信号处理电路电性相连；所述火焰检测器信号处理电路、所述电源电路、所述CAN通信电路、所述工作指示灯和所述存储电路均与所述控制芯片电性相连；所述CAN通信电路还与外部消防系统监控装置通信相连。

2.根据权利要求1所述的一种火焰检测装置，其特征在于：所述火焰检测器工作电路包括火焰检测器U1、第一电阻R1，第二电阻R2，第三电阻R3，第四电阻R4，第五电阻R5，第六电阻R6，第一电容C1，第二电容C2，第三电容C3，第四电容C4，第一二极管D1，第二二极管D2，第三二极管D3和接插件P1；所述接插件P1的1脚与外部220V交流火线L端连接；所述接插件P1的2脚与外部220V交流零线N端连接；所述接插件P1的2脚分别与所述第一二极管D1的阴极、所述第三电容C3的一端和所述第一电阻R1的一端连接；所述接插件P1的1脚与所述第一电容C1的一端连接；所述第一电容C1的另一端分别与所述第一二极管D1的阳极和所述第二二极管D2的阴极连接；所述第一电阻R1的另一端分别与所述第三二极管D3的阴极、所述第四电阻R4的一端和所述第二电阻R2的一端连接；所述第四电阻R4的另一端与所述第五电阻R5的一端连接；所述第二电阻R2的另一端分别与所述第二电容C2的一端和所述第三电阻R3的一端连接；所述第三电阻R3的另一端与所述火焰检测器U1的正极连接；所述火焰检测器U1的负极分别与所述第六电阻R6的一端和所述第四电容C4的一端连接，并作为所述火焰检测器U1的信号输出端；所述第二二极管D2的阳极、所述第三电容C3的另一端、所述第三二极管D3的阳极、所述第五电阻R5的另一端、所述第二电容C2的另一端、所述第六电阻R6的另一端和所述第四电容C4的另一端均接地。

3.根据权利要求2所述的一种火焰检测装置，其特征在于：所述火焰检测器信号处理电路包括第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第五电容C5、第六电容C6、第四二极管D4、第一三极管Q1、第二三极管Q2和光电耦合器U2；所述第十二电阻R12的一端均与所述火焰检测器U1的负极连接，并作为所述火焰检测器U1的信号接收端；所述第十二电阻R12的另一端分别与所述第四二极管D4的阴极和所述第十三电阻R13的一端连接；所述第十三电阻R13的另一端分别与所述第十五电阻R15的一端和所述第二三极管Q2的基极连接；所述第四二极管D4的阳极、所述第十五电阻R15的另一端和所述光电耦合器U2内部发光二极管的阴极均接地；所述第二三极管Q2的集电极分别与所述第九电阻R9的一端和所述第十一电阻R11的一端连接；所述第九电阻R9的另一端、所述第十电阻R10的一端和所述第一三极管Q1的发射极均与外部电源连接；所述第十一电阻R11的另一端分别与所述第十电阻R10的另一端和所述第一三极管Q1的基极连接；所述第一三极管Q1的集电极与所述第十四电阻R14的一端连接；所述第十四电阻R14的另一端与所述电耦合器U2内部发光二极管的阳极连接；所述电耦合器U2内部光敏三极管的集电极分别与所述第五电容C5的一端和所述第六电容C6的一端连接，并由所述电源电路供电；所述电耦合器U2内部光敏三极管的发射极与所述第十六电阻R16的一端连接；所述第十六电阻R16的另一端、所述第五电容C5的另一端和所述第六电容C6的另一端均接地。

4.根据权利要求3所述的一种火焰检测装置，其特征在于：所述火焰检测器型号为滨松紫外火焰传感器R2868。

5.根据权利要求1所述的一种火焰检测装置，其特征在于：所述控制芯片采用的是单片机，型号为STM32。

6.根据权利要求3所述的一种火焰检测装置，其特征在于：所述光电耦合器型号为TLP521-1GB。