CN220773708U - 一种非独立测温式电气火灾监控探测器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种非独立测温式电气火灾监控探测器，包括采集单元和通过二总线连接的多个分布式温度采集探头；本实用新型所提出的一种非独立测温式电气火灾监控探测器，采用分布式温度采集探头采集配电线路的温度，且布线安装简单便捷，具有可扩展性强的特点；其次，在采集单元和分布式温度采集探头之间通过二总线控制通信，使供电和通讯一体化，且布线简单，具有便于施工的特点；同时，采用EMC电磁兼容设计，宽范围电压输入，适用范围广，具有操作方便简单的特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及火灾探测技术领域，具体涉及一种非独立测温式电气火灾监控探测器。
背景技术
目前，电气火灾在全部火灾中所占有的比例高达四成，因短路、过负荷、接触不良等原因所造成的配电线路线缆温度过高而引发的电气火灾，在所有电气火灾中占有的比例将近七成。传统中主要使用漏电断路器对配电线路进行保护，这种断路器只有在电路中电流超过一定值时执行保护功能，无法对电路中的各种异常状态进行实时监测监控，这样即使能够保护跳闸，也还是常常有火灾发生。由此，电气火灾监控探测器是不可替代的。现有测温式电气火灾监控探测器采集单元与温度采集探头连接复杂，温度采集探头直接捆绑在线缆上，极不牢靠，安装也很不方便。
发明内容
针对现有技术中的上述不足，本实用新型提供了一种非独立测温式电气火灾监控探测器，主要用于监测低压配电线路温度异常隐患，实现配电线路过载、接头松动，接触电阻过大等原因引起的温升异常实时监测预警。
为了达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案为：
一种非独立测温式电气火灾监控探测器，包括采集单元和通过二总线连接的多个分布式温度采集探头；
所述采集单元包括电源模块、二总线总站模块、液晶显示模块、核心处理器模块以及RS485通信模块，所述电源模块分别与所述二总线总站模块、液晶显示模块、核心处理器模块以及RS485通信模块连接，所述核心处理器模块分别与所述液晶显示模块、二总线总站模块以及RS485通信模块连接；
所述分布式温度采集探头包括二总线子站模块、信号处理模块、第一降压模块以及温度采集模块，所述温度采集模块与所述信号处理模块连接，所述信号处理模块与所述二总线子站模块连接，所述第一降压模块分别与所述信号处理模块以及二总线子站模块连接。
进一步的，所述二总线总站模块与所述二总线子站模块通过二总线连接。
进一步的，所述电源模块包括EMC电磁兼容模块、交直流转换模块以及第二降压模块，所述EMC电磁兼容模块与所述交直流转换模块连接，所述交直流转换模块与所述第二降压模块连接。
进一步的，所述EMC电磁兼容模块由EMS防护电路与EMI滤波电路构成，所述EMS防护电路与EMI滤波电路连接。
进一步的，所述EMS防护电路由压敏电阻和绕线电阻构成，所述EMI滤波电路由X电容与共模电感构成，所述压敏电阻的一端与所述绕线电阻的一端连接，所述压敏电阻的另一端分别与所述X电容的一端以及所述共模电感的一端连接，所述绕线电阻的另一端分别与所述X电容的另一端以及所述共模电感的另一端连接。
进一步的，所述信号处理模块包括差分放大模块、滤波模块以及模数转换模块，所述差分放大模块与所述滤波模块连接，所述滤波模块与所述模数转换模块连接。
本实用新型具有以下有益效果：
1.本实用新型所提出的一种非独立测温式电气火灾监控探测器，采用分布式温度采集探头采集配电线路的温度，且布线安装简单便捷，具有可扩展性强的特点；
2.本实用新型提出的一种非独立测温式电气火灾监控探测器，在采集单元和分布式温度采集探头之间通过二总线控制通信，使供电和通讯一体化，且布线简单，具有便于施工的特点；
3.本实用新型提出的一种非独立测温式电气火灾监控探测器，采用EMC电磁兼容设计，宽范围电压输入，适用范围广，具有操作方便简单的特点。
附图说明
图1为本实用新型所提出的一种非独立测温式电气火灾监控探测器的整体结构示意图；
图2为本实用新型所提出的一种非独立测温式电气火灾监控探测器的采集单元的结构示意图；
图3为电源模块的结构示意图；
图4为EMC电磁兼容模块的原理示意图；
图5为本实用新型所提出的一种非独立测温式电气火灾监控探测器的分布式温度采集探头的结构示意图；
图6为分布式温度采集探头的外形结构示意图。
具体实施方式
下面对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的发明创造均在保护之列。
如图1所示，一种非独立测温式电气火灾监控探测器，包括采集单元和通过二总线连接的多个分布式温度采集探头。
所述采集单元包括电源模块、二总线总站模块、液晶显示模块、核心处理器模块以及RS485通信模块，所述电源模块分别与所述二总线总站模块、液晶显示模块、核心处理器模块以及RS485通信模块连接，所述核心处理器模块分别与所述液晶显示模块、二总线总站模块以及RS485通信模块连接。
所述分布式温度采集探头包括二总线子站模块、信号处理模块、第一降压模块以及温度采集模块，所述温度采集模块与所述信号处理模块连接，所述信号处理模块与所述二总线子站模块连接，所述第一降压模块分别与所述信号处理模块以及二总线子站模块连接。
在本实用新型的一个可选实施例中，非独立测温式电气火灾监控探测器包括一台采集单元和多个分布式温度采集探头，采集单元和各个分布式温度采集探头之间通过同一组二总线连接，并通过二总线同时进行电源供电以及数据交互，如图1所示。
如图2所示，图2为本实用新型所提出的一种非独立测温式电气火灾监控探测器的采集单元的结构示意图。本实施例中采集单元由电源模块、二总线总站模块、液晶显示模块、核心处理器模块以及RS485通信模块构成。所述电源模块分别与所述二总线总站模块、液晶显示模块、核心处理器模块以及RS485通信模块连接，所述核心处理器模块分别与所述液晶显示模块、二总线总站模块以及RS485通信模块连接。所述电源模块用于提供稳定可靠的电源；所述二总线总站模块接收二总线子站模块传输的温度数字信号，并将该温度数字信号传给核心处理器模块；所述核心处理器模块用于接收二总线总站模块上传来的配电线路温升信息，并对配电线路异常状态进行及时报警与上传；所述RS485通信模块用于实现本地数据上传，并实现本地配电线路温升的实时监测；所述液晶显示模块用于实时显示本地配电线路温度信息。
如图3所示，图3为电源模块的结构示意图，图3中AC(N)和AC(L)分别表示交流电的火线和零线。本实施例中电源模块由EMC电磁兼容模块、交直流转换模块以及第二降压模块构成。EMC电磁兼容模块由4级EMS防护电路与B级EMI滤波电路构成。EMS防护电路由压敏电阻和绕线电阻构成，并且能够有效吸收电路中的浪涌、脉冲等。EMI滤波电路由X电容与共模电感构成，并且能够有效电源端引入的差模与共模干扰。交直流转换模块采用LS10系列AD\DC转换器，并具备交流85V-305V/直流90-430V宽范围输入适配能力，布局灵活。第二降压模块采用TPS543系列电源转换器，并且输出效率高、波纹小，能够为各模块提供稳定可靠的电源。
本实施例中的核心处理器模块采用ARM Cortex-M3内核，具有中心内核效率高、性能强大的特点。RS485通信模块采用SP3485收发器，并且具有低功耗、抗干扰能力强的特点。二总线总站模块采用POWERBUS总线主站控制器，二总线子站模块采用POWERBUS总线从站通讯控制器，供电与通讯一体化，极大的简化了施工布线。液晶显示模块采用1.3英寸单色OLED显示屏12864液晶屏，具有屏幕高清、全视角的特点。
具体的，所述二总线总站模块与所述二总线子站模块通过二总线连接。
具体的，所述电源模块包括EMC电磁兼容模块、交直流转换模块以及第二降压模块，所述EMC电磁兼容模块与所述交直流转换模块连接，所述交直流转换模块与所述第二降压模块连接。
具体的，所述EMC电磁兼容模块由EMS防护电路与EMI滤波电路构成，所述EMS防护电路与EMI滤波电路连接。
如图4所示，图4为EMC电磁兼容模块的原理示意图。EMS防护电路由压敏电阻R1和绕线电阻TVS1构成，EMI滤波电路由X电容C1和共模电感L1构成。
具体的，所述EMS防护电路由压敏电阻和绕线电阻构成，所述EMI滤波电路由X电容与共模电感构成，所述压敏电阻的一端与所述绕线电阻的一端连接，所述压敏电阻的另一端分别与所述X电容的一端以及所述共模电感的一端连接，所述绕线电阻的另一端分别与所述X电容的另一端以及所述共模电感的另一端连接。
具体的，所述信号处理模块包括差分放大模块、滤波模块以及模数转换模块，所述差分放大模块与所述滤波模块连接，所述滤波模块与所述模数转换模块连接。
如图5所示，图5为一种非独立测温式电气火灾监控探测器的分布式温度采集探头的结构示意图。所述多个分布式温度采集探头包括二总线子站模块、信号处理模块、第一降压模块以及温度采集模块，所述温度采集模块与所述信号处理模块连接，所述信号处理模块与所述二总线子站模块连接，所述第一降压模块分别与所述信号处理模块以及二总线子站模块连接。所述温度采集模块用于采集配电线路中的温度模拟信号；所述信号处理模块用于将配电线路中的模拟信号进行处理得到温度数字信号；所述二总线子站模块用于将温度数字信号传入采集单元的二总线总站模块；所述第一降压模块用于提供稳定的电源。
如图6所示，图6为分布式温度采集探头的外形结构示意图。图6中分布式温度采集探头包括可拆卸的主体1，以及设置在主体1顶部的若干温度感应片5，且每处温度感应片5均连接有测温探头，测温探头贯穿至主体1内部，并连接有温度采集模块10；若干温度感应片5的上方固定有U形的安装臂2，安装臂2与主体1之间形成夹持通道；主体1上设置了第一接线端子3和第二接线端子4，并与温度采集模块10电性连接。夹持通道内设置有硅胶垫7并且位于安装臂2的U形凹侧位置；安装臂2的两端还设置有卡接孔6，并在主体1上设置与其配合的卡接凸起8。其中，安装臂2和主体1通过卡接孔6、卡接凸起8的配合就能够快速实现卡接的安装。硅胶垫7用于提供探头夹紧配电导线9的力。主体1包括上壳体11和下壳体12，可将主体1进行拆分成上壳体11和下壳体12，以便于内部的温度采集模块10的安装。
本实施例中信号处理模块由差分放大模块、滤波模块以及模数转换器模块构成。差分放大模块采用OPA2365单电源运算放大器，具有低失调、低温漂的特点，能够输出高精度的放大信号。滤波模块采用RC滤波电路，用于消除采用信号中的高频干扰。模数转换器模块采用MSP430系列微控制器，能够将采集到的模拟信号转化为温度数字信号，同时将温度数字信号通过二总线子站模块上传给采集单元。本实施例中的温度采集模块采用A级PT100薄膜电阻，具有高精度、低温漂的特点。
本实用新型中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本实用新型的原理，应被理解为本实用新型的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本实用新型公开的这些技术启示做出各种不脱离本实用新型实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本实用新型的保护范围内。
Claims (6)
1.一种非独立测温式电气火灾监控探测器，其特征在于，包括采集单元和通过二总线连接的多个分布式温度采集探头；
所述采集单元包括电源模块、二总线总站模块、液晶显示模块、核心处理器模块以及RS485通信模块，所述电源模块分别与所述二总线总站模块、液晶显示模块、核心处理器模块以及RS485通信模块连接，所述核心处理器模块分别与所述液晶显示模块、二总线总站模块以及RS485通信模块连接；
所述分布式温度采集探头包括二总线子站模块、信号处理模块、第一降压模块以及温度采集模块，所述温度采集模块与所述信号处理模块连接，所述信号处理模块与所述二总线子站模块连接，所述第一降压模块分别与所述信号处理模块以及二总线子站模块连接。
2.根据权利要求1所述的一种非独立测温式电气火灾监控探测器，其特征在于，所述二总线总站模块与所述二总线子站模块通过二总线连接。
3.根据权利要求1所述的一种非独立测温式电气火灾监控探测器，其特征在于，所述电源模块包括EMC电磁兼容模块、交直流转换模块以及第二降压模块，所述EMC电磁兼容模块与所述交直流转换模块连接，所述交直流转换模块与所述第二降压模块连接。
4.根据权利要求3所述的一种非独立测温式电气火灾监控探测器，其特征在于，所述EMC电磁兼容模块由EMS防护电路与EMI滤波电路构成，所述EMS防护电路与EMI滤波电路连接。
5.根据权利要求4所述的一种非独立测温式电气火灾监控探测器，其特征在于，所述EMS防护电路由压敏电阻和绕线电阻构成，所述EMI滤波电路由X电容与共模电感构成，所述压敏电阻的一端与所述绕线电阻的一端连接，所述压敏电阻的另一端分别与所述X电容的一端以及所述共模电感的一端连接，所述绕线电阻的另一端分别与所述X电容的另一端以及所述共模电感的另一端连接。
6.根据权利要求1所述的一种非独立测温式电气火灾监控探测器，其特征在于，所述信号处理模块包括差分放大模块、滤波模块以及模数转换模块，所述差分放大模块与所述滤波模块连接，所述滤波模块与所述模数转换模块连接。
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