點(diǎn)型紫外火焰探測器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種點(diǎn)型紫外火焰探測器，其中包括主控單元和與該主控單元相連接的電源單元，所述的主控單元包括紫外感應(yīng)電路、低噪聲放大器和單片機(jī)，所述的紫外感應(yīng)電路包括日光盲型紫外傳感器、高壓脈沖驅(qū)動(dòng)電路和紫外脈沖接收電路，所述的日光盲型紫外傳感器分別與所述的高壓脈沖驅(qū)動(dòng)電路和紫外脈沖接收電路相連接，所述的高壓脈沖驅(qū)動(dòng)電路和紫外脈沖接收電路分別通過所述的低噪聲放大器連接于所述的單片機(jī)。采用該種結(jié)構(gòu)的點(diǎn)型紫外火焰探測器，可以實(shí)現(xiàn)提高了探測器的信噪比，能快速的檢測到極微弱信號(hào)，從而保證了高靈敏度、高輸出和高響應(yīng)速度，提升所述的點(diǎn)型紫外火焰探測器的整體可靠性，結(jié)構(gòu)簡單，具有更廣泛的應(yīng)用范圍。
【專利說明】點(diǎn)型紫外火焰探測器【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及消防設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及火焰探測器領(lǐng)域，具體是指一種點(diǎn)型紫外火焰探測器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前市場上的火焰探測器采用的傳感器主要有感煙傳感器、紅外傳感器和紫外光敏管，無法融入火災(zāi)探測報(bào)警需要的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性，不具有火焰探測的高速響應(yīng)、遠(yuǎn)距離探測等特性，但常規(guī)火焰探測器容易發(fā)生誤報(bào)。具體如下:
[0003]a.煙霧傳感器，這是一種火焰間接檢測器，當(dāng)火焰產(chǎn)生后煙霧也隨著產(chǎn)生。當(dāng)煙霧達(dá)到一定的濃度時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。用這種方式檢測火焰有很大的弊病，有很多物質(zhì)燃燒時(shí)不產(chǎn)生煙霧(如天然氣、乙醇、甲醇等)，并且檢測距離較短，傳感器必須在煙霧最濃的位置，可見當(dāng)火焰發(fā)生到煙霧濃密，然后報(bào)警，在有的場合可能為時(shí)太晚。
[0004]b.熱釋放紅外火焰報(bào)警器，直接檢測火焰中波長為4.35±0.15 的紅外光譜，檢測目標(biāo)比較明確，它由熱釋放探頭和放大器組成，不足之處是:這種類型的傳感器具有壓電性，對聲音電磁波以及震動(dòng)都十分敏感，所以使用的地方受到一定的限制，它的檢測距離小于80m。
[0005]c.常規(guī)的紫外火焰檢測器，直接檢測火焰中180~260nm的紫外光譜，檢測的目標(biāo)也十分明確，響應(yīng)速度也比較快。它由紫外光敏探頭和放大器組成，不足之處是:靈敏度差，檢測距離小于15m，不能抗雷電的干擾，存在一定的誤報(bào)率，因此只能用在距離較短的封閉環(huán)境，如加熱爐、工業(yè)鍋爐等地方。
實(shí)用新型內(nèi)容
·[0006]本實(shí)用新型的目的是克服了上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供了一種能夠?qū)崿F(xiàn)提高系統(tǒng)的信噪比、增強(qiáng)系統(tǒng)探測可靠性、結(jié)構(gòu)簡單、具有更廣泛應(yīng)用范圍的點(diǎn)型紫外火焰探測器。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的點(diǎn)型紫外火焰探測器具有如下構(gòu)成:
[0008]該點(diǎn)型紫外火焰探測器，其主要特點(diǎn)是，所述的探測器包括主控單元和與該主控單元相連接的電源單元，所述的主控單元包括紫外感應(yīng)電路、低噪聲放大器和單片機(jī)，所述的紫外感應(yīng)電路通過所述的低噪聲放大器連接于所述的單片機(jī)，所述的紫外感應(yīng)電路包括日光盲型紫外傳感器、高壓脈沖驅(qū)動(dòng)電路和紫外脈沖接收電路，所述的日光盲型紫外傳感器分別與所述的高壓脈沖驅(qū)動(dòng)電路和紫外脈沖接收電路相連接，所述的高壓脈沖驅(qū)動(dòng)電路和紫外脈沖接收電路分別通過所述的低噪聲放大器連接于所述的單片機(jī)。
[0009]較佳地，所述的紫外感應(yīng)電路還包括阻抗匹配及放大電路和濾波電路，所述的高壓脈沖驅(qū)動(dòng)電路通過所述的阻抗匹配及放大電路、濾波電路和低噪聲放大器與所述的單片機(jī)相連接。
[0010]更佳地，所述的阻抗匹配及放大電路為二級(jí)放大電路，所述的二級(jí)放大電路中的上級(jí)放大電路的電壓輸出端連接于所述的下級(jí)放大電路的電壓輸入端。[0011]更進(jìn)一步地，所述的二級(jí)放大電路為二級(jí)三極管放大電路。
[0012]更進(jìn)一步地，所述的紫外感應(yīng)電路還包括與門電路和2個(gè)精密單穩(wěn)多諧振蕩器，所述的與門電路連接于所述的日光盲型紫外傳感器的輸出端，所述的2個(gè)精密單穩(wěn)多諧振蕩器的輸入端分別與所述的與門電路的輸出端和所述的二級(jí)放大電路的輸入端相連接。
[0013]較佳地，所述的高壓脈沖驅(qū)動(dòng)電路為變壓器隔離電路。
[0014]較佳地，所述的單片機(jī)為16位高速單片機(jī)，所述的16位高速單片機(jī)具有16位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述的16位模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端分別與所述的紫外感應(yīng)電路的輸出端相連接。
[0015]較佳地，所述的探測器還包括防爆外殼，所述的主控單元和電源單元均設(shè)置于所述的防爆外殼內(nèi)部。
[0016]采用了該實(shí)用新型中的點(diǎn)型紫外火焰探測器，具有如下有益效果:
[0017]米用日光盲型紫外傳感器，由于日光盲型紫外傳感器只對185?260nm狹窄范圍內(nèi)的紫外線進(jìn)行響應(yīng)，如圖2所示，而對其它頻譜范圍的光線不敏感，利用它可以對火焰中的紫外線進(jìn)行檢測，使點(diǎn)型紫外火焰探測器避開了太陽光造成的復(fù)雜背景干擾，使得在系統(tǒng)中信息處理的負(fù)擔(dān)大為減輕，增強(qiáng)了探測器的可靠性較高，加之它是光子檢測手段，提高了探測器的信噪比，能快速的檢測到極微弱信號(hào)。從而保證了所述的點(diǎn)型紫外火焰探測器的高靈敏度、高輸出、高響應(yīng)速度，提升所述的點(diǎn)型紫外火焰探測器的整體可靠性，保證系統(tǒng)的可靠性，提高系統(tǒng)的信噪比，同時(shí)對日光盲型紫外傳感器加入智能火焰探測模塊，通過采用放大電路、信號(hào)處理和數(shù)字濾波技術(shù)，改善了市場上現(xiàn)有火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)存在的不足，且結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，且應(yīng)用范圍更為廣泛。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型的點(diǎn)型紫外火焰探測器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2為碳?xì)浠衔锶紵椛涔庾V圖。
[0020]圖3為本實(shí)用新型的點(diǎn)型紫外火焰探測器中紫外感應(yīng)電路和低噪聲放大電路的電路結(jié)構(gòu)意圖。
[0021]圖4為本實(shí)用新型的點(diǎn)型紫外火焰探測器中單片機(jī)的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖5為本實(shí)用新型的電源單元中DC24V轉(zhuǎn)9V的部分的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖6為本實(shí)用新型的電源單元中DC9V轉(zhuǎn)5V的部分的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為了能夠更清楚地描述本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容，下面結(jié)合具體實(shí)施例來進(jìn)行進(jìn)一步的描述。
[0025]如圖1所示為本實(shí)用新型的點(diǎn)型紫外火焰探測器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]所述的點(diǎn)型紫外火焰探測器是一種裝于防爆殼體的探測器，包含了主控單元和電源單元，所述的主控單元和電源單元通過插針和插座進(jìn)行連接，所述的主控單元包括紫外感應(yīng)電路、低噪聲放大器和單片機(jī)，其中，所述的紫外感應(yīng)電路通過低噪聲放大器處理后連接到單片機(jī)，所述的紫外感應(yīng)電路包括日光盲型紫外傳感器、阻抗匹配和放大電路以及濾波電路，所述的紫外傳感器的輸出端順序通過所述的阻抗匹配和放大電路和濾波電路連接所述的單片機(jī)。[0027]在該實(shí)施方式中，所述的紫外感應(yīng)電路包括紫外傳感器、高壓脈沖驅(qū)動(dòng)電路和紫外脈沖接收電路，所述的單片機(jī)具有脈沖探測信號(hào)輸出端和感應(yīng)信號(hào)輸入端，所述的紫外傳感器通過所述的高壓脈沖驅(qū)動(dòng)電路連接所述的單片機(jī)的脈沖探測信號(hào)輸出端，所述的紫外傳感器通過所述的紫外脈沖接收電路連接所述的單片機(jī)的感應(yīng)信號(hào)輸入端。所述的單片機(jī)為16位單片機(jī)，所述的16位單片機(jī)具有16位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述的16位模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端分別連接所述的紫外感應(yīng)電路的輸出端。
[0028]在一種較優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述的阻抗匹配和放大電路為二級(jí)放大電路，所述的二級(jí)放大電路中，上級(jí)三極管放大電路的電壓輸出端連接下級(jí)三極管放大電路的電壓輸入端。
[0029]在一種更優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述的二級(jí)三極管放大電路之間還包括與門電路、2個(gè)精密單穩(wěn)多諧振蕩器，所述的與門單路連接所述的紫外傳感器的輸出端，所述的2個(gè)精密單穩(wěn)多諧振蕩器的輸入端分別連接所述的與門電路的輸出端和二級(jí)放大電路的輸入端。
[0030]在另一種較優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述的濾波電路為多階低通濾波電路，所述的各階低通濾波電路均具有截止頻率為30Hz的低通濾波器。
[0031]在又一種更為優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述的電源單元、主控單元均安裝于防爆殼體內(nèi)，主控單元與電源單元采用插針與插座的方式進(jìn)行連接。
[0032]在實(shí)際應(yīng)用中，本實(shí)用新型的點(diǎn)型紫外火焰探測器采用電路模塊化設(shè)計(jì)，以降低產(chǎn)品的工藝安裝要求，使探測器抗電磁干擾能力強(qiáng)，可靠性高。
[0033]在所述的點(diǎn)型紫外火焰探測器中，所述的高壓脈沖驅(qū)動(dòng)電路由變壓器隔離單路構(gòu)成。
[0034]本實(shí)用新型中的紫外感應(yīng)電路包括紫外傳感器、高壓脈沖驅(qū)動(dòng)電路和紫外脈沖接收電路。如圖3所示，為該紫外感應(yīng)電路的電路圖。其中U2B為觸發(fā)脈沖輸出控制器，Tl為升壓變壓器，SI為紫外傳感器，U2A為紫外脈沖接收器。
[0035]本實(shí)施例中，紫外感應(yīng)電路包括采用日本濱松R2868紫外傳感器。采用該種結(jié)構(gòu)的紫外火焰探測器，由于使用了冷陰極紫外光電管將火焰燃燒參數(shù)轉(zhuǎn)換為電脈沖信號(hào)，將信號(hào)放大后輸入16位工業(yè)計(jì)算芯片進(jìn)行比較、運(yùn)算和處理，配合專用智能控制軟件，可以及時(shí)發(fā)出火災(zāi)警報(bào)，從而可以減少誤報(bào)的發(fā)生，提高火焰探測器的精確度，從而保證探測器能快速準(zhǔn)確的判斷到低溫物體輻射信號(hào)，提升點(diǎn)型紫外火焰探測器的整體可靠性。
[0036]本實(shí)用新型的單片機(jī)模塊使用了 16位數(shù)據(jù)處理專用單片機(jī)STC11F02E。其運(yùn)行頻率高、運(yùn)算能力和處理能力強(qiáng)；且可嵌入運(yùn)行多任務(wù)操作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對兩路傳感器信號(hào)的同步采樣和同步分析，增強(qiáng)了產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性。如圖4所示，該單片機(jī)自帶兩路獨(dú)立的高速16位A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器，分辨率可以達(dá)到65536，同時(shí)該兩路獨(dú)立A/D轉(zhuǎn)換器的輸入電壓范圍為±0.6V，相對滿度輸出5V的放大電路來說，放大倍數(shù)小了 8倍左右，只需要放大250倍左右就足夠，很大程度上降低了放大器的設(shè)計(jì)難度和成本，同時(shí)對降低放大電路的信噪比帶來很大的好處。
[0037]本實(shí)用新型的點(diǎn)型紫外火焰探測器的電源單元，采用DC-DC模塊和LDO (Lowdropout regulator,低壓差線性穩(wěn)壓器)模塊結(jié)合的方式,如圖5?6所示。
[0038]本實(shí)用新型的點(diǎn)型紫外火焰探測器的技術(shù)方案中，其中所包括的各個(gè)功能設(shè)備和模塊裝置均能夠?qū)?yīng)于實(shí)際的具體硬件電路結(jié)構(gòu)或選用現(xiàn)有技術(shù)中公知的已有成型產(chǎn)品，因此這些模塊和單元僅利用硬件電路結(jié)構(gòu)就可以實(shí)現(xiàn)，不需要輔助以特定的控制軟件即可以自動(dòng)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能。
[0039]采用了該實(shí)用新型中的點(diǎn)型紫外火焰探測器，具有如下有益效果:
[0040]米用日光盲型紫外傳感器，由于日光盲型紫外傳感器只對185?260nm狹窄范圍內(nèi)的紫外線進(jìn)行響應(yīng)，如圖2所示，而對其它頻譜范圍的光線不敏感，利用它可以對火焰中的紫外線進(jìn)行檢測，使點(diǎn)型紫外火焰探測器避開了太陽光造成的復(fù)雜背景干擾，使得在系統(tǒng)中信息處理的負(fù)擔(dān)大為減輕，增強(qiáng)了探測器的可靠性較高，加之它是光子檢測手段，提高了探測器的信噪比，能快速的檢測到極微弱信號(hào)。從而保證了所述的點(diǎn)型紫外火焰探測器的高靈敏度、高輸出、高響應(yīng)速度，提升所述的點(diǎn)型紫外火焰探測器的整體可靠性，保證系統(tǒng)的可靠性，提高系統(tǒng)的信噪比，同時(shí)對日光盲型紫外傳感器加入智能火焰探測模塊，通過采用放大電路、信號(hào)處理和數(shù)字濾波技術(shù)，改善了市場上現(xiàn)有火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)存在的不足，且結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，且應(yīng)用范圍更為廣泛。
[0041]在此說明書中，本實(shí)用新型已參照其特定的實(shí)施例作了描述。但是，很顯然仍可以作出各種修改和變換而不背離本實(shí)用新型的精神和范圍。因此，說明書和附圖應(yīng)被認(rèn)為是說明性的而非限制性的。
【權(quán)利要求】
1.一種點(diǎn)型紫外火焰探測器，其特征在于，所述的探測器包括主控單元和與該主控單元相連接的電源單元，所述的主控單元包括紫外感應(yīng)電路、低噪聲放大器和單片機(jī)，所述的紫外感應(yīng)電路通過所述的低噪聲放大器連接于所述的單片機(jī)，所述的紫外感應(yīng)電路包括日光盲型紫外傳感器、高壓脈沖驅(qū)動(dòng)電路和紫外脈沖接收電路，所述的日光盲型紫外傳感器分別與所述的高壓脈沖驅(qū)動(dòng)電路和紫外脈沖接收電路相連接，所述的高壓脈沖驅(qū)動(dòng)電路和紫外脈沖接收電路分別通過所述的低噪聲放大器連接于所述的單片機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的點(diǎn)型紫外火焰探測器，其特征在于，所述的紫外感應(yīng)電路還包括阻抗匹配及放大電路和濾波電路，所述的高壓脈沖驅(qū)動(dòng)電路通過所述的阻抗匹配及放大電路、濾波電路和低噪聲放大器與所述的單片機(jī)相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的點(diǎn)型紫外火焰探測器，其特征在于，所述的阻抗匹配及放大電路為二級(jí)放大電路，所述的二級(jí)放大電路中的上級(jí)放大電路的電壓輸出端連接于所述的下級(jí)放大電路的電壓輸入端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的點(diǎn)型紫外火焰探測器，其特征在于，所述的二級(jí)放大電路為二級(jí)三極管放大電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的點(diǎn)型紫外火焰探測器，其特征在于，所述的紫外感應(yīng)電路還包括與門電路和2個(gè)精密單穩(wěn)多諧振蕩器，所述的與門電路連接于所述的日光盲型紫外傳感器的輸出端，所述的2個(gè)精密單穩(wěn)多諧振蕩器的輸入端分別與所述的與門電路的輸出端和所述的二級(jí)放大電路的輸入端相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的點(diǎn)型紫外火焰探測器，其特征在于，所述的高壓脈沖驅(qū)動(dòng)電路為變壓器隔離電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的點(diǎn)型紫外火焰探測器，其特征在于，所述的單片機(jī)為16位高速單片機(jī)，所述的16位高速單片機(jī)具有16位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述的16位模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端分別與所述的紫外感應(yīng)電路的輸出端相連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的點(diǎn)型紫外火焰探測器，其特征在于，所述的探測器還包括防爆外殼，所述的主控單元和電源單元均設(shè)置于所述的防爆外殼內(nèi)部。
【文檔編號(hào)】G08B17/12GK203433627SQ201320566896
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月12日
【發(fā)明者】張 杰, 王爽, 宋成英, 華明 申請人:上海翼捷工業(yè)安全設(shè)備股份有限公司