CN213180372U - 一种一体式火焰传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于火焰传感器技术领域，公开了一种一体式火焰传感器，包括光电管、传感器外壳以及控制电路板，控制电路板和光电管均设置于传感器外壳的内部，光电管的输出端与控制电路板的输入端通信连接，且光电管的接收端通过传感器外壳的一端与外部连接，控制电路板通过传感器外壳的另一端电性连接有外部的电源，且控制电路板通过传感器外壳的另一端通信连接有外部的负载。本实用新型解决了现有技术存在的分体式火焰传感器传输距离受限、容易受干扰、安装复杂并且需要额外布线、成本和故障率高的问题。

Description

一种一体式火焰传感器

技术领域

本实用新型属于火焰传感器技术领域，具体涉及一种一体式火焰传感器。

背景技术

火焰是由各种燃烧生成物、中间物、高温气体、碳氢物质以及无机物质为主体的高温固体微粒构成的。火焰的热辐射具有离散光谱的气体辐射和连续光谱的固体辐射。不同燃烧物的火焰辐射强度、波长分布有所差异，但总体来说，其对应火焰温度的1～2μm近红外波长域具有最大的辐射强度。例如汽油燃烧时的火焰辐射强度的波长。火焰传感器是专门用来搜寻火源的传感器，当然火焰传感器也可以用来检测光线的亮度，只是本传感器对火焰特别灵敏。火焰传感器利用紫外线对对火焰非常敏感的特点，使用特制的接收管来检测火焰，然后把火焰的亮度转化为高低变化的电平信号，输入到负载中，负载根据信号的变化做出相应的程序处理。

现有技术存在以下问题：

现有紫外线光电管的火焰检测器为分体式结构，光电管与检测控制电路为分开的装置，由于检测头(紫外线光电管)信号电流很弱，采用较长引线与检测电路(检测模块)连接，会受到环境电磁干扰而出现错误信号或失灵，由此紫外线光电管与控制模块间的传输距离受限，对安装走线环境与线束要求较高；单独的控制电路模块增加了安装模块位置及相应电路走线；现有检测电路多采用继电器控制输出，受继电器触点与机械结构因素的影响，其使用寿命短，体积大，成本高，加上现有检测电路采用传统分立元件与集成电路的形式，检测电路过于复杂，也增大了检测模块的成本与故障率。

实用新型内容

本实用新型旨在于至少在一定程度上解决上述技术问题之一。

为此，本实用新型目的在于提供一种一体式火焰传感器，解决了现有技术存在的分体式火焰传感器传输距离受限、容易受干扰、安装复杂并且需要额外布线、成本和故障率高的问题。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种一体式火焰传感器，包括光电管、传感器外壳以及控制电路板，控制电路板和光电管均设置于传感器外壳的内部，光电管的输出端与控制电路板的输入端通信连接，且光电管的接收端通过传感器外壳的一端与外部连接，控制电路板通过传感器外壳的另一端电性连接有外部的电源，且控制电路板通过传感器外壳的另一端通信连接有外部的负载。

进一步地，光电管为紫外线光电管。

进一步地，紫外线光电管的型号为GD-18、GD-708、GD-708A、GD-708P、GD-34、GD-35、P578或115UG。

进一步地，控制电路板包括控制电路，控制电路的输入端与光电管的输出端通信连接，控制电路的输出端通信连接有外部的负载，且控制电路的电源端电性连接有外部的电源。

进一步地，控制电路包括电源输入子电路、火焰指示子电路、控制输出子电路以及积分子电路，电源输入子电路分别与火焰指示子电路、控制输出子电路、积分子电路以及光电管连接，火焰指示子电路分别与控制输出子电路、积分子电路以及光电管连接，积分子电路与光电管连接。

进一步地，电源输入子电路包括电源输入与控制输出接口P1、电阻R1、R2以及电容C1，火焰指示子电路包括电阻R5和发光二极管D3，控制输出子电路包括整流桥D1和三极管Q1，积分子电路包括电阻R3、R4、电容C2、C3以及二极管D2，电源输入与控制输出接口P1的第1管脚和第3管脚与外部的电源电性连接，电源输入与控制输出接口P1的第2管脚与外部的负载通信连接，电源输入与控制输出接口P1的第1管脚通过串联的电阻R1、R2以及电容C1与光电管UV的第2端连接，电源输入与控制输出接口P1的第1管脚通过串联的电阻R5和发光二极管D3与整流桥D1的第1端连接，电源输入与控制输出接口P1的第2管脚与整流桥D1的第1端连接，电源输入与控制输出接口P1的第3管脚与整流桥D1的第3端连接，且电源输入与控制输出接口P1的第4管脚接地，整流桥D1的第2端与三极管Q1的集电极连接，整流桥D1的第3端与光电管UV的第1端连接，且整流桥D1的第4端与三极管Q1的发射极连接，光电管UV的第2端依次通过正向设置的二极管D2、串联的电阻R3和R4与三极管Q1的基极连接，二极管D2与电阻R3的公共点通过电容C2与整流桥D1的第4端连接，电阻R3与R4的公共点通过电容C3与整流桥D1的第4端连接。

进一步地，整流桥D1的型号为GBU810。

进一步地，三极管Q1的型号为MPS2222A。

进一步地，外部的电源为220V交流市电。

进一步地，传感器外壳包括外壳本体、火焰检测视窗、光电管安装座、控制电路板安装座以及电源输入与控制输出接口安装座，外壳本体的两端均设置有通孔，火焰检测视窗、光电管安装座和控制电路板安装座均设置于外壳本体的内部，火焰检测视窗设置于外壳本体的内部一端，光电管与光电管安装座可拆卸连接，且光电管的接收端通过火焰检测视窗和位于本端的通孔与外部连接，电源输入与控制输出接口安装座设置于远离火焰检测视窗的外壳本体的另一端的通孔处，控制电路板与控制电路板安装座可拆卸连接，控制电路板通过电源输入与控制输出接口安装座电性连接有外部的电源，且控制电路板通过电源输入与控制输出接口安装座通信连接有外部的负载。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型的一体式火焰传感器，避免了分离式火焰传感器的缺点，具有安装简单、布线少(只有电源线与控制线)、抗干扰能力强、传输距离远(直接输出220V交流控制信号，无距离限制)、成本低、可靠性高、寿命长(无机械运动部件、无触点控制输出)以及输出控制电流大的优点(可达0.7A电流，可直接驱动220V、100W以内的负载)，并且紧凑的结构节省空间以及维护方便。

本实用新型的其他有益效果将在具体实施方式中进行详细说明。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1是一体式火焰传感器结构框图；

图2是控制电路原理图；

图3是传感器外壳结构示意图。

图中，1、外壳本体；2、火焰检测视窗；3、光电管安装座；4、控制电路板安装座；5、电源输入与控制输出接口安装座。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图和实施例或现有技术的描述对本实用新型作简单地介绍，显而易见地，下面关于附图结构的描述仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。

以下将参照附图，通过实施例方式详细地描述本实用新型提供的技术方案。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。

在一些例子中，由于一些实施方式属于现有或常规技术，因此并没有描述或没有详细的描述。

应当理解，本实用新型使用的术语仅用于描述特定实施例，并不意在限制本实用新型的示例实施例。若术语“包括”、“包括了”、“包含”和/或“包含了”在本发明中被使用时，指定所声明的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在性，并且不排除一个或多个其他特征、数量、步骤、操作、单元、组件和/或他们的组合存在性或增加。

此外，本文中记载的技术特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，还可以在一个或多个实施例中以任意合适的方式组合。对于本领域的技术人员来说，易于理解与本文提供的实施例有关的方法的步骤或操作顺序还可以改变。附图和实施例中的任何顺序仅仅用于说明用途，并不暗示要求按照一定的顺序，除非明确说明要求按照某一顺序。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种一体式火焰传感器，包括光电管、传感器外壳以及控制电路板，控制电路板和光电管均设置于传感器外壳的内部，光电管的输出端与控制电路板的输入端通信连接，且光电管的接收端通过传感器外壳的一端与外部连接，控制电路板通过传感器外壳的另一端电性连接有外部的电源，且控制电路板通过传感器外壳的另一端通信连接有外部的负载。

作为优选，光电管为紫外线光电管。

作为优选，紫外线光电管的型号为GD-18。

作为优选，控制电路板包括控制电路，控制电路的输入端与光电管的输出端通信连接，控制电路的输出端通信连接有外部的负载，且控制电路的电源端电性连接有外部的电源。

作为优选，控制电路包括电源输入子电路、火焰指示子电路、控制输出子电路以及积分子电路，电源输入子电路分别与火焰指示子电路、控制输出子电路、积分子电路以及光电管连接，火焰指示子电路分别与控制输出子电路、积分子电路以及光电管连接，积分子电路与光电管连接。

作为优选，如图2所示，电源输入子电路包括电源输入与控制输出接口P1、电阻R1、R2以及电容C1，火焰指示子电路包括电阻R5和发光二极管D3，控制输出子电路包括整流桥D1和三极管Q1，积分子电路包括电阻R3、R4、电容C2、C3以及二极管D2，电源输入与控制输出接口P1的第1管脚和第3管脚与外部的电源电性连接，电源输入与控制输出接口P1的第2管脚与外部的负载通信连接，电源输入与控制输出接口P1的第1管脚通过串联的电阻R1、R2以及电容C1与光电管UV的第2端连接，电源输入与控制输出接口P1的第1管脚通过串联的电阻R5和发光二极管D3与整流桥D1的第1端连接，电源输入与控制输出接口P1的第2管脚与整流桥D1的第1端连接，电源输入与控制输出接口P1的第3管脚与整流桥D1的第3端连接，且电源输入与控制输出接口P1的第4管脚接地，整流桥D1的第2端与三极管Q1的集电极连接，整流桥D1的第3端与光电管UV的第1端连接，且整流桥D1的第4端与三极管Q1的发射极连接，光电管UV的第2端依次通过正向设置的二极管D2、串联的电阻R3和R4与三极管Q1的基极连接，二极管D2与电阻R3的公共点通过电容C2与整流桥D1的第4端连接，电阻R3与R4的公共点通过电容C3与整流桥D1的第4端连接。

工作原理：

有火焰时：一体式火焰传感器采用220V交流电源供电，输入的交流电源经电源输入与控制输出接口P1的第1管脚和第3管脚输入，当有火焰时光电管UV检测到火焰发出的紫外线时导通工作；电源正半周时电流经R1、R2、C1、D2对C2充电同时也经R3对C3充电积分，当C2与C3被充到Q1触发电压时，Q1触发导通，同时D1导通电源输入与控制输出接口P1的第2管脚输出控制电流，同时D3指示灯点亮；因C2有电源钳位作用，光电管UV达不到工作电压而处于沉睡状态；当电源处于负半周时，电流经UV、C1、R1、R2流回，并对C1形成反向充放电为下个周期导通准备，因积分子电路作用Q1的导通与关断相对在一个积分周期内处于稳态，只要有在火焰存成在，Q1始终处于导通状态；

无火焰时：输入的交流电源经电源输入与控制输出接口P1的第1管脚和第3管脚输入，当无火焰时光电管UV未检测到火焰发出的紫外线时处于沉睡状态，没有电流流过光电管UV；电源正半周时电流经R1、R2、C1、D2对C2充电同时也经R3对C3充电积分；当电源处于负半周时，因光电管UV没有测到火焰，处于断开状态，电流没有回路，由于C1的作用当没有负半周对C1放电时，C1很快充满饱和处于关断状态，由此积分子电路没有电流积分，也就没有了Q1的触发电流，Q1始终处于关断状态。

作为优选，整流桥D1的型号为GBU810。

作为优选，三极管Q1的型号为MPS2222A。

作为优选，外部的电源为220V交流市电。

作为优选，如图3所示，传感器外壳包括外壳本体1、火焰检测视窗2、光电管安装座3、控制电路板安装座4以及电源输入与控制输出接口安装座5，外壳本体1的两端均设置有通孔，火焰检测视窗2、光电管安装座3和控制电路板安装座4均设置于外壳本体1的内部，火焰检测视窗2设置于外壳本体1的内部一端，光电管与光电管安装座3可拆卸连接，且光电管的接收端通过火焰检测视窗2和位于本端的通孔与外部连接，电源输入与控制输出接口安装座5设置于远离火焰检测视窗2的外壳本体1的另一端的通孔处，控制电路板与控制电路板安装座4可拆卸连接，控制电路板通过电源输入与控制输出接口安装座5电性连接有外部的电源，且控制电路板通过电源输入与控制输出接口安装座5通信连接有外部的负载。

本实用新型的一体式火焰传感器，避免了分离式火焰传感器的缺点，具有安装简单、布线少(只有电源线与控制线)、抗干扰能力强、传输距离远(直接输出220V交流控制信号，无距离限制)、成本低、可靠性高、寿命长(无机械运动部件、无触点控制输出)以及输出控制电流大的优点(可达0.7A电流，可直接驱动220V、100W以内的负载)，并且紧凑的结构节省空间以及维护方便。

以上所描述的实施例仅仅是示意性的，若涉及到作为分离部件说明的单元，其可以是或者也可以不是物理上分开的；若涉及到作为单元显示的部件，其可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

本实用新型不局限于上述可选的实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本实用新型的保护范围的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。

Claims (10)

1.一种一体式火焰传感器，其特征在于：包括光电管、传感器外壳以及控制电路板，所述控制电路板和光电管均设置于传感器外壳的内部，所述光电管的输出端与控制电路板的输入端通信连接，且光电管的接收端通过传感器外壳的一端与外部连接，控制电路板通过传感器外壳的另一端电性连接有外部的电源，且控制电路板通过传感器外壳的另一端通信连接有外部的负载。

2.根据权利要求1所述的一种一体式火焰传感器，其特征在于：所述光电管为紫外线光电管。

3.根据权利要求2所述的一种一体式火焰传感器，其特征在于：所述紫外线光电管的型号为GD-18、GD-708、GD-708A、GD-708P、GD-34、GD-35、P578或115UG。

4.根据权利要求1所述的一种一体式火焰传感器，其特征在于：所述控制电路板包括控制电路，所述控制电路的输入端与光电管的输出端通信连接，控制电路的输出端通信连接有外部的负载，且控制电路的电源端电性连接有外部的电源。

5.根据权利要求4所述的一种一体式火焰传感器，其特征在于：所述控制电路包括电源输入子电路、火焰指示子电路、控制输出子电路以及积分子电路，所述电源输入子电路分别与火焰指示子电路、控制输出子电路、积分子电路以及光电管连接，所述火焰指示子电路分别与控制输出子电路、积分子电路以及光电管连接，所述积分子电路与光电管连接。

6.根据权利要求5所述的一种一体式火焰传感器，其特征在于：所述电源输入子电路包括电源输入与控制输出接口P1、电阻R1、R2以及电容C1，所述火焰指示子电路包括电阻R5和发光二极管D3，所述控制输出子电路包括整流桥D1和三极管Q1，所述积分子电路包括电阻R3、R4、电容C2、C3以及二极管D2，所述电源输入与控制输出接口P1的第1管脚和第3管脚与外部的电源电性连接，电源输入与控制输出接口P1的第2管脚与外部的负载通信连接，电源输入与控制输出接口P1的第1管脚通过串联的电阻R1、R2以及电容C1与光电管UV的第2端连接，电源输入与控制输出接口P1的第1管脚通过串联的电阻R5和发光二极管D3与整流桥D1的第1端连接，电源输入与控制输出接口P1的第2管脚与整流桥D1的第1端连接，电源输入与控制输出接口P1的第3管脚与整流桥D1的第3端连接，且电源输入与控制输出接口P1的第4管脚接地，所述整流桥D1的第2端与三极管Q1的集电极连接，整流桥D1的第3端与光电管UV的第1端连接，且整流桥D1的第4端与三极管Q1的发射极连接，所述光电管UV的第2端依次通过正向设置的二极管D2、串联的电阻R3和R4与三极管Q1的基极连接，所述二极管D2与电阻R3的公共点通过电容C2与整流桥D1的第4端连接，所述电阻R3与R4的公共点通过电容C3与整流桥D1的第4端连接。

7.根据权利要求6所述的一种一体式火焰传感器，其特征在于：所述整流桥D1的型号为GBU810。

8.根据权利要求6所述的一种一体式火焰传感器，其特征在于：所述三极管Q1的型号为MPS2222A。

9.根据权利要求6所述的一种一体式火焰传感器，其特征在于：所述外部的电源为220V交流市电。

10.根据权利要求1所述的一种一体式火焰传感器，其特征在于：所述传感器外壳包括外壳本体、火焰检测视窗、光电管安装座、控制电路板安装座以及电源输入与控制输出接口安装座，所述外壳本体的两端均设置有通孔，所述火焰检测视窗、光电管安装座和控制电路板安装座均设置于外壳本体的内部，所述火焰检测视窗设置于外壳本体的内部一端，所述光电管与光电管安装座可拆卸连接，且光电管的接收端通过火焰检测视窗和位于本端的通孔与外部连接，所述电源输入与控制输出接口安装座设置于远离火焰检测视窗的外壳本体的另一端的通孔处，所述控制电路板与控制电路板安装座可拆卸连接，控制电路板通过电源输入与控制输出接口安装座电性连接有外部的电源，且控制电路板通过电源输入与控制输出接口安装座通信连接有外部的负载。

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