CN212569993U - 电气火灾监控探测器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电气火灾监控探测器，包括：主控制器、电源电路、二总线通讯电路、剩余漏电流信号处理电路、按键电路、指示灯显示电路、液晶屏驱动电路和液晶屏显示电路；所述剩余漏电流信号处理电路包括接线端子、稳压二极管、静电防护二极管、第一滤波单元、第一放大器、第二滤波单元、第二放大器、测试信号限流电阻和开关二极管。本实用新型提供的电气火灾监控探测器具有以下优点：本实用新型具有准确性高、稳定性强、电路设计简单、集成度高、成本较低和使用方便的优点，可广泛推广使用。

Description

电气火灾监控探测器

技术领域

本实用新型属于火灾监控技术领域，具体涉及一种电气火灾监控探测器。

背景技术

电气火灾监控探测器是一种独立式的智能探测器，用于对被保护线路中的被探测参数进行探测，并在被探测参数异常时报警。电气火灾监控探测器广泛用于工厂、大型库房、商场等人员密集场合，对预防火灾具有重要意义。

现有技术中，电气火灾监控探测器对被保护线路的漏电流进行探测时，当漏电流较小时，难以准确探测到漏电流信息，从而导致其探测灵敏度低，降低了电气火灾监控探测器的普遍使用性和使用的有效性。

实用新型内容

针对现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种电气火灾监控探测器，可有效解决上述问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型提供一种电气火灾监控探测器，包括：主控制器、电源电路、二总线通讯电路、剩余漏电流信号处理电路、按键电路、指示灯显示电路、液晶屏驱动电路和液晶屏显示电路；

所述电源电路的输出端与所述主控制器的供电接口连接；所述按键电路的输出端与所述主控制器的I/O口连接；所述主控制器通过所述二总线通讯电路与回路板通信连接；所述主控制器的输出端与所述指示灯显示电路连接；所述主控制器的输出端通过所述液晶屏驱动电路与所述液晶屏显示电路连接；

外部剩余电流互感器通过所述剩余漏电流信号处理电路，连接到所述主控制器的输入端；

其中，所述剩余漏电流信号处理电路包括接线端子、稳压二极管、静电防护二极管、第一滤波单元、第一放大器、第二滤波单元、第二放大器、测试信号限流电阻和开关二极管；

外部剩余电流互感器通过A/D转换器后，连接到所述接线端子的一端；所述接线端子的另一端依次串联所述稳压二极管、所述静电防护二极管、所述第一滤波单元、所述第一放大器、所述第二滤波单元和所述第二放大器后，连接到所述主控制器的输入端；所述主控制器的测试信号输出端，通过测试信号线缆，连接到所述接线端子的输出端；在所述测试信号线缆上，按测试信号传输方向，依次串联所述测试信号限流电阻和所述开关二极管。

优选的，所述电源电路包括DC24V输入接口、EMC电磁兼容防护电路、DC/DC电压转换电路和电容滤波电路；

DC24V电压依次经过所述DC24V输入接口、所述EMC电磁兼容防护电路、所述DC/DC电压转换电路和所述电容滤波电路后，连接到所述主控制器的供电接口。

优选的，所述主控制器采用STM8L151R8T6芯片。

优选的，所述二总线通讯电路包括二总线通讯从芯片和二总线通讯主芯片；所述二总线通讯从芯片通过所述二总线通讯主芯片，连接到所述主控制器；

其中，所述二总线通讯从芯片采用PB331芯片；所述二总线通讯主芯片采用PB620芯片。

优选的，所述液晶屏驱动电路采用HT1621B芯片。

优选的，所述稳压二极管采用稳压二极管IN4007；所述静电防护二极管采用PESD5V0SIBA二极管；所述第一滤波单元为电容；所述第一放大器和所述第二放大器均为MCP6004运算放大器；所述第二滤波单元为RC滤波电路。

本实用新型提供的电气火灾监控探测器具有以下优点：

本实用新型具有准确性高、稳定性强、电路设计简单、集成度高、成本较低和使用方便的优点，可广泛推广使用。

附图说明

图1为本实用新型提供的电气火灾监控探测器的结构示意图；

图2为本实用新型提供的剩余漏电流信号处理电路的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参考图1，本实用新型提供一种电气火灾监控探测器，包括：主控制器、电源电路、二总线通讯电路、剩余漏电流信号处理电路、按键电路、指示灯显示电路、液晶屏驱动电路和液晶屏显示电路。

下面对各主要部件详细介绍：

(1)电源电路

所述电源电路的输出端与所述主控制器的供电接口连接；其中，所述电源电路包括DC24V输入接口、EMC电磁兼容防护电路、DC/DC电压转换电路和电容滤波电路；

DC24V电压依次经过所述DC24V输入接口、所述EMC电磁兼容防护电路、所述DC/DC电压转换电路和所述电容滤波电路后，连接到所述主控制器的供电接口。

其工作原理为：经过DC24V输入接口输入的DC24V电压，经过EMC电磁兼容防护电路进行防护后，输入到DC/DC电压转换电路进行电压值转换，将输入的直流24V电压转换为直流3.3V电压，再经过电容滤波电路进行滤波后，产生抗干扰、稳定的3.3V电压，供主控制器使用。

(2)按键电路

所述按键电路的输出端与所述主控制器的I/O口连接；按键电路用于设置探测器的ID地址等。

(3)主控制器和二总线通讯电路

所述主控制器通过所述二总线通讯电路与回路板通信连接；二总线通讯电路用于主控制器与回路板之间进行通信，完成数据、指令的传输。

所述二总线通讯电路包括二总线通讯从芯片和二总线通讯主芯片；所述二总线通讯从芯片通过所述二总线通讯主芯片，连接到所述主控制器；其中，所述二总线通讯从芯片采用PB331芯片；所述二总线通讯主芯片采用PB620芯片。

所述主控制器采用STM8L151R8T6芯片，用于探测器内部数据处理、指令传输。分别与电源电路、二总线通讯电路、剩余漏电流信号处理电路、按键电路、指示灯显示电路和液晶屏驱动电路连接并进行相关通信。

具体的，主控制器与电源电路连接，由电源电路为其提供3.3V电压保证正常工作；

主控制器与二总线通讯电路进行连接，对由回路板通过二总线通讯传送的通讯信息进行识别处理；

主控制器与剩余漏电流信号处理电路进行连接，接收经过剩余漏电流信号处理电路处理后的剩余电流信号，对剩余电流信号进行检测和判断，当剩余电流信号超过阈值时，会控制指示灯显示电路显示报警信息，还会将故障信息传送给回路板；

主控制器与按键电路连接，根据按键的按下情况执行相关处理，比如增大或减小回路地址等；

主控制器通过液晶屏驱动电路与液晶屏显示电路连接，用于控制液晶屏驱动电路的使能，并将需要显示的信息传送给液晶屏驱动电路。

(4)指示灯显示电路

所述主控制器的输出端与所述指示灯显示电路连接。

指示灯显示电路由LED灯、LED驱动芯片、显示屏等组成；LED灯直接与主控制器进行连接，通过LED灯显示电路的报警状态；LED驱动芯片一端与主控制器连接，一端与显示屏连接，LED驱动芯片接收需要显示的数据，并驱动显示屏将数据进行显示。

(5)液晶屏驱动电路和液晶屏显示电路

所述主控制器的输出端通过所述液晶屏驱动电路与所述液晶屏显示电路连接；所述液晶屏驱动电路采用HT1621B芯片。

(6)剩余漏电流信号处理电路

外部剩余电流互感器通过所述剩余漏电流信号处理电路，连接到所述主控制器的输入端；

其中，参考图2，所述剩余漏电流信号处理电路包括接线端子、稳压二极管、静电防护二极管、第一滤波单元、第一放大器、第二滤波单元、第二放大器、测试信号限流电阻和开关二极管；

外部剩余电流互感器通过A/D转换器后，连接到所述接线端子的一端；所述接线端子的另一端依次串联所述稳压二极管、所述静电防护二极管、所述第一滤波单元、所述第一放大器、所述第二滤波单元和所述第二放大器后，连接到所述主控制器的输入端；所述主控制器的测试信号输出端，通过测试信号线缆，连接到所述接线端子的输出端；在所述测试信号线缆上，按测试信号传输方向，依次串联所述测试信号限流电阻R3和所述开关二极管。

实际应用中，所述稳压二极管采用稳压二极管IN4007；所述静电防护二极管采用PESD5V0SIBA二极管；所述第一滤波单元为电容C1；所述第一放大器和所述第二放大器均为MCP6004运算放大器；所述第二滤波单元为RC滤波电路，参考图2，为电阻R1和电阻R2并联后，再与电容C2串联组成的滤波电路。

其工作原理为：

共设置12条剩余电流监控回路，每条回路的监控误差不超过检测值的5％。

对于每一路剩余电流监控回路，其原理为：外部剩余电流互感器检测被保护线路的剩余电流值，剩余电流值经过A/D转换为电压信号，电压信号传送给接线端子，然后，剩余电流值依次经过稳压二极管进行稳压，避免过大电压对电路造成击穿；然后，再通过静电防护二极管进行静电防护，再通过第一滤波单元进行一级滤波处理后，传送到第一放大器进行一级运放放大处理；然后，再经过第二滤波单元进行二级滤波处理后，传送到第二放大器进行二级运放放大处理，最终传送给主控制器进行处理，主控制器会对输入的剩余电流信号进行处理和判断，进而判断检测的剩余电流信号是否异常。具体的，当检测到被保护线路的剩余漏电流值超过报警设定值时，控制报警灯进行报警。

由此可见，本申请提供的剩余漏电流信号处理电路，采用两级滤波电路和两级放大器对剩余电流值进行处理，有效提高电气火灾监控探测器的探测灵敏度，提高了电气火灾监控探测器的使用的有效性。

同时，主控制器会不断通过测试信号线缆向接线端子的输出端发送检测信号，检测接线端子与外部剩余电流互感器之间连接是否有短路、断路现象，若有此类现象发生，则进行报警。

由此可见，本申请中，探测器可同时检测被保护线路的剩余漏电流值，以及外部剩余电流互感器与接线端子之间是否发生短路、断路故障，检测信息全面。当检测到被保护线路的剩余漏电流值超过报警设定值时，或者检测到外部剩余电流互感器与接线端子之间的连接发生短路、断路时，主控制器控制报警灯进行及时报警。

具体报警方式可以为：探测器通过二总线通信将故障信息传输给回路板，回路板通过CAN通信将故障信息传输到上位监控设备，实现快速的检测到故障信息并进行报警，从而可以有效的预防因电气故障而引起的火灾问题。

本实用新型具有以下优点：

(1)实际应用中，电气火灾监控探测器具有12条剩余电流监控回路，每条剩余电流监控回路的监测误差不超过输入值的5％，当探测器检测到所测电路发生过流时，会在90秒内将故障信息传送给上位机系统使其发生警报，从而提高了电气火灾监控探测器的使用灵活性和检测稳定性；

(2)另外，所述电气火灾监控探测器采用二总线通讯，具有电路结构简单、安装方便的优点，可广泛推广使用。

(3)电气火灾监控探测器具有12条剩余电流监控回路，每条剩余电流监控回路的功能相同，故电路设计相同，由此可见，探测器的电路结构简单，原理基本相似，从而简化了电路结构，降低了成本。

(4)因此，本实用新型具有准确性高、稳定性强、电路设计简单、集成度高、成本较低和使用方便的优点，可广泛推广使用。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种电气火灾监控探测器，其特征在于，包括：主控制器、电源电路、二总线通讯电路、剩余漏电流信号处理电路、按键电路、指示灯显示电路、液晶屏驱动电路和液晶屏显示电路；

所述电源电路的输出端与所述主控制器的供电接口连接；所述按键电路的输出端与所述主控制器的I/O口连接；所述主控制器通过所述二总线通讯电路与回路板通信连接；所述主控制器的输出端与所述指示灯显示电路连接；所述主控制器的输出端通过所述液晶屏驱动电路与所述液晶屏显示电路连接；

外部剩余电流互感器通过所述剩余漏电流信号处理电路，连接到所述主控制器的输入端；

其中，所述剩余漏电流信号处理电路包括接线端子、稳压二极管、静电防护二极管、第一滤波单元、第一放大器、第二滤波单元、第二放大器、测试信号限流电阻和开关二极管；

外部剩余电流互感器通过A/D转换器后，连接到所述接线端子的一端；所述接线端子的另一端依次串联所述稳压二极管、所述静电防护二极管、所述第一滤波单元、所述第一放大器、所述第二滤波单元和所述第二放大器后，连接到所述主控制器的输入端；所述主控制器的测试信号输出端，通过测试信号线缆，连接到所述接线端子的输出端；在所述测试信号线缆上，按测试信号传输方向，依次串联所述测试信号限流电阻和所述开关二极管。

2.根据权利要求1所述的电气火灾监控探测器，其特征在于，所述电源电路包括DC24V输入接口、EMC电磁兼容防护电路、DC/DC电压转换电路和电容滤波电路；

DC24V电压依次经过所述DC24V输入接口、所述EMC电磁兼容防护电路、所述DC/DC电压转换电路和所述电容滤波电路后，连接到所述主控制器的供电接口。

3.根据权利要求1所述的电气火灾监控探测器，其特征在于，所述主控制器采用STM8L151R8T6芯片。

4.根据权利要求1所述的电气火灾监控探测器，其特征在于，所述二总线通讯电路包括二总线通讯从芯片和二总线通讯主芯片；所述二总线通讯从芯片通过所述二总线通讯主芯片，连接到所述主控制器；

其中，所述二总线通讯从芯片采用PB331芯片；所述二总线通讯主芯片采用PB620芯片。

5.根据权利要求1所述的电气火灾监控探测器，其特征在于，所述液晶屏驱动电路采用HT1621B芯片。

6.根据权利要求1所述的电气火灾监控探测器，其特征在于，所述稳压二极管采用稳压二极管IN4007；所述静电防护二极管采用PESD5V0SIBA二极管；所述第一滤波单元为电容；所述第一放大器和所述第二放大器均为MCP6004运算放大器；所述第二滤波单元为RC滤波电路。

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