專利名稱：多參數(shù)復(fù)合火警預(yù)報傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種多參數(shù)復(fù)合傳感器，特別涉及一種用多參數(shù)敏感決策對火警進(jìn)行預(yù)報的傳感器，可用于防火預(yù)警和火災(zāi)報警。
現(xiàn)有預(yù)報火警的傳感器多為單參數(shù)傳感器，有敏感煙霧的傳感器，那是一種用光學(xué)的方法識別環(huán)境中出現(xiàn)的煙霧從而預(yù)報火警的傳感器，其缺點(diǎn)是可能因空氣中新出現(xiàn)的灰塵、蒸汽等而誤報；也有敏感可燃?xì)怏w泄漏的傳感器，還有敏感溫度異常的傳感器，以及敏感電器線路超溫的傳感器等。所有這些傳感器都是獨(dú)立工作的，均存在其敏感面窄的局限性、單獨(dú)決策的片面性，因而難以準(zhǔn)確無誤地預(yù)報火災(zāi)，同時，各個傳感器基本上是用專用電纜單獨(dú)與儀器連接的，又存在著敷線煩瑣、用線很多的缺點(diǎn)。
本實(shí)用新型的任務(wù)是設(shè)計一種應(yīng)用多參數(shù)敏感對火警進(jìn)行多物理量偵察，對獲得的多參數(shù)信息進(jìn)行聯(lián)合決策，以實(shí)現(xiàn)更全面、準(zhǔn)確、可靠的火警預(yù)報，并能相應(yīng)減少傳輸電纜的多參數(shù)復(fù)合火警預(yù)報傳感器。
本實(shí)用新型是以如下的方式實(shí)現(xiàn)的。
傳感器內(nèi)含有由座體11、座罩12構(gòu)成的殼體1，殼體內(nèi)腔與檢測環(huán)境溝通，內(nèi)裝N(N＞1)個可預(yù)報火警的敏感器件3和相應(yīng)的電路板2，為減少傳輸電纜，傳感器電路設(shè)計為總線式結(jié)構(gòu)，其電源輸入和信號輸入輸出可通過電纜和安裝在殼體1上的插座4，經(jīng)外部敷設(shè)的火警預(yù)報總線與相應(yīng)的儀表連接，傳感器上還可設(shè)計接線端子5，使電路板上的相應(yīng)電路經(jīng)電纜與裝設(shè)于外部相應(yīng)的敏感器件(如電纜火警預(yù)報敏感器件)連接。
電路板上設(shè)置有與多個敏感器件相應(yīng)的檢測單元，如可燃?xì)怏w檢測單元21，溫度檢測單元22，煙霧檢測單元23，電纜火警檢測單元24，還設(shè)有微處理器單元25及安裝于其中的相應(yīng)軟件，通信接口26，電源管理單元27。
通過插座4引入的供電電源VDD，經(jīng)過電源管理單元27調(diào)整，再供給各檢測單元和微處理器和接口使用；電源管理單元27還對供電電源VDD和穩(wěn)壓前電壓進(jìn)行檢測，其檢測輸出接到微處理器之AD變換器的相應(yīng)通道，相應(yīng)檢測單元的輸出信號接到微處理器之AD變換器的相應(yīng)通道。
微處理器25通過輸出口TIDS1對電源管理單元27進(jìn)行控制。微處理器25的通信信號接到接口電路26，接口電路的通信輸出輸入端通過插座4與外設(shè)總線電纜連接。
本實(shí)用新型火警預(yù)報傳感器用多個參數(shù)敏感，具有防止單參數(shù)傳感器因敏感器件失效而漏報火警的優(yōu)點(diǎn)，并能借助于軟件對多參數(shù)信息聯(lián)合決策，克服單參數(shù)敏感傳感器的誤報缺陷；采用總線傳輸結(jié)構(gòu)，又能使防火監(jiān)控系統(tǒng)的布線簡便化，且可使微處理器的軟件通常處于接受狀態(tài)，在得到防火報警儀或計算機(jī)呼叫本傳感器的代碼后，將本傳感器得到的火警信號匯報至防火報警儀或計算機(jī)，使得一條總線上可以接入多個有不同代碼的多參數(shù)復(fù)合火警預(yù)報傳感器，節(jié)約了每一個傳感器均要一條專用電纜接到儀器的代價，具有廣泛的應(yīng)用前景。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。


圖1，本實(shí)用新型一實(shí)施例結(jié)構(gòu)簡圖。
圖2，本實(shí)用新型電路方案結(jié)構(gòu)圖。
圖3，本實(shí)用新型一實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)圖。
圖1所示實(shí)施例在一個能夠通風(fēng)對流但又能夠局部避光的，由座、罩通過螺紋連接構(gòu)成的殼體1內(nèi)部，裝有可燃?xì)怏w、溫度或紅外、煙霧三個火警敏感器件，通過接線端子5還外接有電纜火警預(yù)報敏感器件和相應(yīng)電路的電路板2。罩12的頂面和錐面開有大量進(jìn)氣孔，使被監(jiān)測環(huán)境的氣體通過這些孔進(jìn)入傳感器內(nèi)部。座11的底面和四周也開了大量的通氣孔，使通過罩12和電路板2流入的被檢測環(huán)境的氣體能夠經(jīng)過這些孔流出，形成對流，有利于環(huán)境氣體的檢測。
安裝在殼體1的座11上的電路板2也開了若干孔洞，以便被檢測環(huán)境的氣體能夠通過傳感器實(shí)現(xiàn)對流，并在電路板與座11之間形成一個黑暗空腔，作為光電式煙霧敏感器的工作空間。
圖3則是上述實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)，相應(yīng)含有可燃?xì)怏w檢測單元21、溫度檢測單元22、煙霧檢測單元23和電纜火警檢測單元24。
可燃?xì)怏w檢測器Q與負(fù)載電阻R1組成可燃?xì)怏w檢測單元21；溫度敏感器件W(如TPM36或紅外敏感器件如3DU10)自身構(gòu)成了溫度檢測單元22；R8、R9、發(fā)光二極管V2、V3、V4和光敏管V5組成煙霧檢測單元23；排電阻器R10、R11組成電纜火警檢測單元24；晶體Z、電容器C1、C2、電阻器R12、R13和微處理器D1(如PIC16C73)組成微處理器單元25；電源管理單元27含有電源穩(wěn)壓器271，電阻器R2～R7和三極管V1；其中R2、R3構(gòu)成VDD檢測器，R6、R7構(gòu)成穩(wěn)壓前電壓檢測器。
VDD檢測器中，電阻R2一端接VDD，另一端接R3的一端，R3的另一端接地，R2、R3的連接點(diǎn)接到微處理器AN3，由微處理器對分壓點(diǎn)的電壓進(jìn)行測量，然后計算出VDD。
穩(wěn)壓前電壓檢測器中，電阻器R6的一端接穩(wěn)壓前電壓，即RP的輸出端電壓，另一端接R7，R7的另一端接地，R6、R7的連接點(diǎn)接到微處理器AN4，由微處理器對分壓點(diǎn)的電壓進(jìn)行測量，然后計算出穩(wěn)壓前電壓。
電源管理單元27中，NPN三極管V1的發(fā)射極接地，基極通過R5接微處理器的PWM輸出口TIDS1，集電極通過R4接穩(wěn)壓前電壓，微處理器通過控制PWM，使V1導(dǎo)通，在優(yōu)先保障穩(wěn)壓前電壓通過穩(wěn)壓器271的控制能輸出可靠的電源VCC的同時，控制電壓VDD與穩(wěn)壓前電壓差的數(shù)值等于熱敏器件的旁熱電阻RP規(guī)定的電壓。
可燃?xì)怏w檢測單元21中，可燃?xì)怏w檢測器Q內(nèi)部的旁熱電阻RP的一端接，VDD，另一端接穩(wěn)壓器271的輸入端，可燃?xì)怏w敏感器的敏感器件Q的一端接穩(wěn)壓電源的輸出電壓VCC，另一端接電阻器R1，R1的另一端接地，敏感器因?yàn)槊舾械娇扇細(xì)怏w而產(chǎn)生的電流變化在R1上產(chǎn)生壓降而輸出的電壓信號，被接到微處理器的AN0進(jìn)行測量。
溫度檢測單元22中，溫度敏感器件(如TPM36，或紅外敏感器件如3DU10連接一個另一端接地的負(fù)載電阻組成)的正端接VCC，負(fù)端接地，輸出的電壓接到微處理器的AN1進(jìn)行測量。
煙霧檢測單元23中，電阻器R8一端接VCC，另一端接發(fā)光二極管V2的正端，V2、V3、V4依次串接，V4的負(fù)端接地，光敏管V5的正端接VCC，負(fù)端接電阻R9的一端，電阻R9的另一端接地，R9上的壓降即是煙霧檢測電壓，被接到微處理器的AN2進(jìn)行測量。
微處理器內(nèi)部的檢測軟件應(yīng)用AD接口檢測到的可燃?xì)怏w信號、溫度信號和煙霧信號分別或聯(lián)合進(jìn)行邏輯推理，克服單一敏感器件檢測時可能的錯誤信息所導(dǎo)致的誤報，克服單一敏感器失效不能提供信息所致的漏報，從而作出可靠性更高的火警預(yù)報和火災(zāi)報警。
電纜火警檢測單元24中，排電阻器R10的公共端接VCC，其它端分別接微處理器的RB0～RB7數(shù)字量輸入端，以將RB0～RB7上拉為高電平；排電阻器R11的一端通過接線端子5與外設(shè)的熱感式電纜火警敏感器件連接，R11另一端接微處理器數(shù)字量輸入端RB0～RB7，排電阻器R11對外部可能的電干擾進(jìn)行限流以保護(hù)微處理器，當(dāng)外設(shè)的、一端接地另一端接R11的熱感電纜式敏感器因?yàn)楦惺艿脚c之捆扎在一起的動力電纜過熱而發(fā)生短路信號時，微處理器的輸入端電平被拉低，微處理器由此判定被監(jiān)視的動力電纜過熱，將發(fā)出火警預(yù)報。
含有通信接口芯片(如MAX485)的通信接口26的相應(yīng)端口DI、RO、DE、/RE和微處理器D1的相應(yīng)端口RX、TX、SDD、SDI連接。
權(quán)利要求1.一種多參數(shù)復(fù)合火警預(yù)報傳感器，含有座體(11)、座罩(12)構(gòu)成的殼體(1)，殼體內(nèi)腔與環(huán)境溝通，其特征是內(nèi)裝N(N＞1)個可預(yù)報火警的敏感器件(3)，和相應(yīng)的電路板(2)；傳感器對外連接為總線式結(jié)構(gòu)，其電源輸入和信號輸入輸出可通過電纜和安裝在殼體(1)上的插座(4)經(jīng)外部敷設(shè)的火警預(yù)報總線與相應(yīng)的儀表連接；電路板上設(shè)置有多個與敏感器件相應(yīng)的檢測單元如(21、22、23)，還設(shè)有微處理器單元(25)及安裝于其內(nèi)的相應(yīng)軟件，通信接口(26)，電源管理單元(27)，通過插座(4)引入的供電電源VDD經(jīng)過電源管理單元(27)的調(diào)整再供給各檢測單元和微處理器及接口使用，電源管理單元(27)還對供電電源VDD和穩(wěn)壓前電壓進(jìn)行檢測，其檢測輸出接到微處理器AD變換器的相應(yīng)通道；各檢測單元的輸出信號接到微處理器(25)的AD變換器的相應(yīng)通道；微處理器通過輸出口TIDS1對電源管理單元(27)進(jìn)行控制，其通信信號接到接口電路(26)，接口電路的通信輸出輸入端通過插座(4)與外設(shè)總線電纜連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多參數(shù)復(fù)合火警預(yù)報傳感器，其特征是傳感器設(shè)置有供與裝設(shè)于外部的火警預(yù)報敏感器件連接的接線端子(5)。
3.按權(quán)利要求2所述的多參數(shù)復(fù)合火警預(yù)報傳感器，其特征是傳感器內(nèi)部裝設(shè)有可燃?xì)怏w敏感器件、溫度或紅外敏感器件、煙霧敏感器件共三個火警預(yù)報敏感器件，通過接線端子(5)還外接有電纜火警預(yù)報敏感器件；相應(yīng)的可燃?xì)怏w檢測單元(21)含有可燃?xì)怏w敏感器件Q和負(fù)載電阻R1；溫度敏感器件或紅外敏感器件自身構(gòu)成了溫度檢測單元(22)；R8、R9、發(fā)光二極管V2、V3、V4和光敏管V5組成煙霧檢測單元(23)；排電阻器R10、R11組成電纜火警檢測單元(24)；微處理單元(25)由微處理器D1、晶體Z、電容器C1、C2、電阻器R12、R13組成；電源管理單元(27)含有電源穩(wěn)壓器(271)、電阻R2～R7、三極管V1；R2一端接VDD，另一端接R3的一端，R3的另一端接地，R2、R3的連接點(diǎn)接到微處理器AN3通道；R6的一端接穩(wěn)壓前電壓，另一端接R7，R7的另一端接地，R6、R7的連接點(diǎn)接到微處理器AN4通道；NPN三極管V1的發(fā)射極接地，基極通過R5接微處理器的PWM輸出口TIDS1，集電極通過R4接穩(wěn)壓前電壓；可燃?xì)怏w檢測單元(21)中，可燃?xì)怏w檢測器Q內(nèi)部的旁熱電阻RP的一端接VDD，另一端接穩(wěn)壓器(271)的輸入端，敏感器件Q的一端接穩(wěn)壓電源的輸出電壓VCC，另一端接電阻器R1，R1的另一端接地；溫度檢測單元(22)其敏感器件的正端接VCC，負(fù)端接地；煙霧檢測單元(23)的電阻器R8一端接VCC，另一端接發(fā)光二極管V2的正端，V2、V3、V4依次串接，V4的負(fù)端接地，光敏管V5的正端接VCC，負(fù)端接電阻R9的一端，電阻R9的另一端接地；可燃?xì)怏w檢測單元(21)、溫度檢測單元(22)、煙霧檢測單元(23)的輸出信號依次分別接到微處理器AD變換器AN0、AN1、AN2通道；電纜火警檢測單元(24)，其排電阻器R10的公共端接VCC，其它端分別接微處理器的RB0～RB7數(shù)字量輸入端；排電阻器R11的一端通過接線端子5與外設(shè)的熱感式電纜火警敏感器件連接，R11另一端也接微處理器數(shù)字量輸入端RB0～RB7端；含有通信接口芯片的通信接口(26)的相應(yīng)端口DI、RO、DE、/RE和微處理器D1的相應(yīng)端口RX、TX、SDD、SDI連接。
專利摘要本實(shí)用新型在殼體內(nèi)裝有多個火警預(yù)報敏感器件,傳感器為總線式結(jié)構(gòu),其輸入和輸出信息通過插座4經(jīng)外設(shè)總線與儀表連接,設(shè)有多個敏感器件對應(yīng)的檢測單元、微處理器單元及其軟件、通信接口、電源管理單元等,對火警進(jìn)行多參數(shù)敏感決策預(yù)報,不僅可克服單參數(shù)傳感器因敏感器件失效漏報或誤報的缺陷,且用總線傳輸,可大大降低防火監(jiān)控系統(tǒng)的代價,有廣泛的應(yīng)用前景。
文檔編號G08B17/10GK2482165SQ01223868
公開日2002年3月13日 申請日期2001年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月17日
發(fā)明者唐德堯 申請人:譚維克, 唐德堯