CN2532483Y - 红外线火焰探测器 - Google Patents
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Abstract
红外线火焰探测器，包括外壳、底座和传感元件，传感元件由自动调节光圈镜头、电荷耦合器件(CCD)和电路板组成；外壳顶部开小孔设置红外滤光镜片，电压自动调节光圈镜头设在红外滤光镜片的一侧，电压自动调节光圈镜头的另一侧与设置在底座上的电荷耦合器件(CCD)相对应。本实用新型可探测红外光谱区域火焰的辐射，对其它光谱区域的火焰不能探测，且通过红外滤光镜自动调节光圈镜头能有效地克服较强可见光线的干扰，达到准确报警的目的。
Description
本实用新型涉及热辐射探测技术，具体涉及一种红外线火焰探测器。
现有技术中，火灾自动报警探测器主要分烟感探测器和温感探测器。但在特殊的场合，如化工厂、天燃气站火灾初期便是火焰和高温，由于该高温必须通过空气传导才能使探测器报警，极有可能延误报警时间，特别是易燃易爆场合。要求快速灭火，感光探测器更能满足要求，因此，火焰探测器应运而生。火焰探测器是利用火焰的辐射作探测信号的，现有一般感光探测器有紫外和红外光两种。但目前的红外线火焰探测器对较强的可见光的干扰不能较好地抑制，因较强的可见光线可将这些探测器中的传感信号堵塞截止，使这些传感器容易引起火灾报警的误报或漏报。如中国专利98251734.4公开的“红紫外复合式火焰探测器”采用半导体材料制成的红外光敏传感器和充气式紫外光敏器件，同样存在上述缺陷。
本实用新型的目的在于克服上述现有技术之不足，提供一种能有效克服较强可见光线干扰，提高火警报警可靠性和准确率的新型红外线火焰探测器。
实现上述目的，本实用新型采用下述方案：
红外线火焰探测器，包括外壳、底座和传感元件，传感元件由自动调节光圈镜头、电荷耦合器件(CCD)和电路板组成；外壳顶部开小孔设置红外滤光镜片，电压自动调节光圈镜头设在红外滤光镜片的一侧，电压自动调节光圈镜头的另一侧与设置在底座上的电荷耦合器件(CCD)相对应。电路板由可调增益放大器A1、A2、功率放大器A3、积分电路、A/D转换器和阀值调整电路等组成。
所述红外滤光镜片透射波长为800-1200nm。所述红外滤光镜片为光学玻璃透光镜时，电压自动调节光圈镜头上镀敷红外滤光膜。
采用上述结构的报警器，可探测红外光谱区域火焰的辐射，对其它光谱区域的火焰不能探测，且通过红外滤光镜自动调节光圈镜头能有效地克服较强可见光线的干扰，达到准确报警的目的。
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型一实施例结构示意图。
图2是本实用新型电路原理图。
图3是阀值调整电路原理图。
参见图1，本火焰探测器的外壳1顶端开有一个圆孔，该圆孔上嵌有一片红外滤光镜2，电压自动调节光圈镜头3置于红外滤光镜2的下方，并与电荷耦合器件4与相对应。电荷耦合器件4还通过CCD驱动与脉冲发生器连接。电荷耦合器件4采用CCD模块，可为NXA1011或NXA1031等型号，接收从红外滤光镜2、电压自动调节光圈镜头3通过来的火焰信号，将该物理信号转换为电信号，输入到电路5进行处理，输出火灾报警信号。外壳底座6是用来固定外壳1、自动电压调节光圈镜头3、电路板5的，电荷耦合器件4固定在电路板5上。
下面根据图2说明红外线火焰探测器电路工作原理：
脉冲发生器为一方波脉冲发生器(可以在多种标准电路图集中找到)，脉冲发生器输出信号进入CCD驱动电路产生相应面阵CCD的全部时钟信号及控制信号(CCD驱动集成电路必须配合相应的面阵CCD模块，这些器件的参数及标准电路可在电子元器件数据手册中查到)，CCD模块在时钟信号、控制信号的控制下，在CCD模块的输出端输出一个电信号，一路进入可调增益运算放大器A1，再通过积分电路、功率放大器3驱动镜头光圈到一个合适的通光量，另一路进入可调增益运算放大器A2，归一化以配合一个10位的A/D转换器，A/D转换器的输出连接到一个连接块，该连接块可将A/D转换器的每一路任意连接到一个多输入与非门参见图3，该与非门的输出通过放大器A4驱动报警输出。
见图3，阀值调整电路工作原理如下：A/D转换器输出并行10位二进制8421码信号，如果A/D转换器的基准电压为5V，则“0000000001”代表5/210V＝0.0049V即分辨率为0.005V，“1111111111”代表5V，同理其它的二进制8421码信号可以代表相应的电压值，如果要设定报警阀值为4.375V，则将A/D转换器的输出D9、D8、D7通过连接器连到与非门上，其它的A/D转换器的输出D0-D6不连到与非门上，这样就达到报警阀值调整的目的。
当外壳的圆孔上嵌装的为光学玻璃透光镜时，该电压自动调节光圈镜头3必须在镜头上镀敷红外滤光膜。电压自动调节光圈镜头3的焦距和该火焰探测器的探测距离、宽度相关，该镜头的通光口径和该火焰探测器的灵敏度相关，所以该镜头可选用不同焦距和不同口径的。电荷耦合器件的尺寸应配合电压自动控制调节光圈镜头的通光口径。
其工作过程为：在无火焰发生时，探测器监视现场的可见光在进入自动控制电压调节光圈镜头前已被红外镜滤除，省下的其它光线通过镜头聚焦在电耦合器件上，转换为电信号经过电路板处理后产生一个电平电压驱动调节镜头光圈至合适大小，使得进入电荷耦合器件的干扰光线始终保持一个较低的水平。当火灾发生时，近红外光谱区域火焰光热辐射通过红外滤光镜，自动电压调节光圈镜头将火焰热辐射光聚焦在电荷耦合器件上产生电信号，这个信号幅度与干扰光所产生的信号幅度相比，两者差别很大，所以火焰信号可以顺利检出。
综上所述，本实用新型属于近红外光谱区域火焰光热辐射探测技术，对可见光谱区域的较强光线的干扰不会输出火灾报警信号，对近红外光谱区域火焰光热辐射可以可靠地报警。
Claims (3)
1、红外线火焰探测器，包括外壳(1)、底座(6)和传感元件，其特征在于：传感元件由自动调节光圈镜头(3)、电荷耦合器件(4)和电路板(5)组成；外壳(1)顶部开小孔设置红外滤光镜片(2)，电压自动调节光圈镜头(3)设在红外滤光镜片(2)的一侧，电压自动调节光圈镜头(3)的另一侧与设置在底座(6)上的电荷耦合器件(4)相对应；电荷耦合器件(4)与脉冲发生器连接其输出接电路板(5)，电路板(5)的输出接报警装置。
2、如权利要求1所述的火焰探测器，其特征在于：所述红外滤光镜片(2)透射波长为800-1200nm。
3、如权利要求1所述的火焰探测器，其特征在于：所述红外滤光镜片(2)为光学玻璃透光镜时，电压自动调节光圈镜头(3)上镀敷红外滤光膜。
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2001
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