專利名稱：微型多路電氣火災(zāi)監(jiān)控報警器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于消防器材領(lǐng)域，尤其是一種微型多路電氣火災(zāi)監(jiān)控報警器。
背景技術(shù)：
隨著國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和人民生活水平逐年提高，各種電氣設(shè)備及家用
電器的使用量陡增，電氣火災(zāi)事故的數(shù)量也隨之劇增。從20世紀(jì)90年代起, 全國很多地區(qū)的電氣火災(zāi)已接近火災(zāi)總數(shù)的30%，位居各類火災(zāi)的前列，給 國家經(jīng)濟(jì)和人民生命財產(chǎn)造成了巨大損失。在電氣火災(zāi)中又有80%是由于建 筑火災(zāi)引起，電氣因素是引發(fā)建筑火災(zāi)的首要因素，這是由于電纜的老化及 其它原因?qū)е码娎|中的過剩電流泄漏出來，當(dāng)泄漏電流達(dá)到一定的值時，就 很容易發(fā)生火災(zāi)。傳統(tǒng)的電氣防火主要采用兩種防護(hù)措施 一是在電力線中 加入熔斷器，當(dāng)電力線中的電流過大時，熔斷器被燒斷而切斷電路以防止電 力線過熱起火，但它對電力線中的泄漏電流無法檢測與預(yù)防；二是在建筑物 內(nèi)安裝一些溫度傳感器或煙感器，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時上述傳感器能及時檢測出來 并報警，這種方式是對火災(zāi)發(fā)生后的一種補(bǔ)救措施。上述兩種電氣火災(zāi)的防 護(hù)措施都沒有對電力線中存在的泄漏電流這一潛在危險進(jìn)行檢測及報警，因 此不能適合現(xiàn)代消防防火的要求。近年來，市場上出現(xiàn)了一些對電力線的泄 漏電流進(jìn)行檢測并對泄漏電流超過報警值時進(jìn)行報警的電氣火災(zāi)監(jiān)控報警 器，這些電器火災(zāi)報警器設(shè)備普遍存在以下一些問題(l).設(shè)計不合理 一臺 報警器只能對一路電力線上的泄漏電流進(jìn)行檢測與報警，即一個報警器只能 檢測一路電力線的泄漏電流情況，如果需要檢測多路的話，只能安裝多個報 警器，造成設(shè)備成本的提高；(2).報警器的運(yùn)行參數(shù)是固定的，不能根據(jù)電力 線的實際情況進(jìn)行運(yùn)行參數(shù)的修改，因此其適應(yīng)面較窄，不能很好地滿足各 種用戶的需要；(3).由于火災(zāi)報警器與斷路器、火災(zāi)探測器都裝在一起故體積 非常大使得開關(guān)柜也要增大；(4).不能直接將檢測出的泄漏電流直接顯示給用 戶。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種同時對多路電力線進(jìn) 行漏電檢測、報警、斷路處理且運(yùn)行參數(shù)可以靈活設(shè)置、顯示、適用范圍廣 的微型多路電氣火災(zāi)監(jiān)控報警器。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實現(xiàn)的
一種微型多路電氣火災(zāi)監(jiān)控報警器，由機(jī)殼及其內(nèi)部的監(jiān)控報警電路構(gòu)成，在機(jī)殼上設(shè)有顯示裝置、按鍵、蜂鳴器以及與零序互感器、斷路器的分 勵脫扣器相連接的接線柱，其特征在于監(jiān)控報警器電路由單片機(jī)、火災(zāi)探 測器信號輸入電路、繼電器輸出控制電路、電源控制電路構(gòu)成，其中
(1) .分別與N個零序互感器相連接的火災(zāi)探測器信號輸入電路與單片機(jī)的 A/D轉(zhuǎn)換口相連接；
(2) . N個繼電器輸出控制電路的輸入端分別與單片機(jī)的輸出端口相連接， 繼電器輸出控制電路的輸出端分別與斷路器的分勵脫扣器相連接；
(3) .電源控制電路與單片機(jī)的充電控制端口和電壓檢測端口相連接；
(4) .單片機(jī)的輸入、輸出端口分別與機(jī)殼上的按鍵、顯示裝置及蜂鳴器相 連接。
而且，所述的火災(zāi)探測器信號輸入電路的個數(shù)為N=2-16個。
而且，所述的火災(zāi)探測器信號輸入電路的具體結(jié)構(gòu)及連接關(guān)系如下電阻
Rl及電阻R2的一端與信號源的一端相連接，電阻Rl的另一端與二極管Dl的 負(fù)極共同連接到單片機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換口上，信號源的另一端、電阻R2的另一端、 二極管D1的正極及單片機(jī)的接地管腳相連接并共同接地。 而且，所述的信號源為零序互感器的輸出信號。 而且，所述的電源控制電路由開關(guān)電源電路及充電控制電路構(gòu)成。 而且，所述的開關(guān)電源電路由三端禽S^脈寬調(diào)制開關(guān)電路芯開構(gòu)成。 而且，所述的充電控制電路與單片機(jī)的充電控制端口和電壓檢測端口相連 接，其中，單片機(jī)的充電控制端口連接到電阻R3的一端，電阻R3的另一端 連接到光耦U1內(nèi)的發(fā)光二極管的正極，光耦U1內(nèi)的三極管的集電極與充電 三極管Jl的集電極共同連接由開關(guān)電源輸出的充電電源的正極上，光耦Ul 內(nèi)的三極管的發(fā)射極連接充電三極管Jl的基極，充電三極管Jl的發(fā)射極分 別連接二極管D2正極、二極管D3的負(fù)極和電阻R4的一端，二極管D2的負(fù) 極及二極管D3的正極與充電電池的正極相連，電阻R4的另一端作為電壓檢 測端點(diǎn)連接到單片機(jī)的電壓檢測端口并與電阻R5的一端相連接，電阻R5的 另一端與光耦U1內(nèi)發(fā)光二極管的負(fù)極、充電電池的負(fù)極共同接地。
而且，所述的繼電器輸出控制電路的個數(shù)N二2-16個，繼電器輸出控制電 路由單片機(jī)控制的三極管、二極管、電阻連接構(gòu)成。
而且，所述的顯示裝置顯示N個火災(zāi)探測器信號輸入電路所探測的泄漏電 流值及所對應(yīng)的位置和報警的時間或自檢的故障位置。
而且，所述的單片機(jī)為具有A/D轉(zhuǎn)換功能接口的單片機(jī)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是
1.本發(fā)明設(shè)計合理，內(nèi)部采用以單片機(jī)為核心的監(jiān)控報警電路可以對多路 電力線同時進(jìn)行檢測與報警，其檢測的結(jié)果可以通過顯示裝置以巡回方式顯
示出來， 一旦檢測出的泄漏電流大于泄漏電流的報警值，即進(jìn)行報警處理， 報警可以通過機(jī)殼上設(shè)有的蜂鳴器發(fā)出聲音報警，同時還可以通過顯示裝置 顯示出來，即顯示出現(xiàn)警情的路數(shù)、泄漏電流值、出現(xiàn)警情的時間以及一些 報警信息。
2. 本發(fā)明能夠根據(jù)用戶自己的需要通過按鍵設(shè)置報警電流參數(shù)，并且可以 分別設(shè)定各路電流的報警值，以滿足不同用戶的需要，擴(kuò)大本發(fā)明的使用范 圍。
3. 本發(fā)明的繼電器輸出控制電路可以直接控制配電柜上所對應(yīng)的斷路器 的分勵脫扣器，當(dāng)出現(xiàn)警情時，可以直接斷開該電力線，徹底避免火災(zāi)的發(fā) 生。
4. 本發(fā)明中的火災(zāi)探測器信號輸入電路設(shè)計簡單合理，能夠?qū)α阈蚧ジ衅?傳來的信號進(jìn)行線性整流，整流后的信號不失真，能夠真實地反應(yīng)信號源的
信息o
5. 本發(fā)明中的充電控制電路可以檢測充電電池電壓的高低，并對充電電池 進(jìn)行智能充電，能夠有效地提高充電電池的使用壽命；同時充電控制電路還 可以檢測充電回路、供電回路是否出現(xiàn)斷線，如發(fā)現(xiàn)斷線可以及時做出聲光 報警，通過上述的報警處理可以及時地對控制電路進(jìn)行檢査與處理，以保證 控制電路正常工作。


圖l是本發(fā)明的殼體正側(cè)視圖2是本發(fā)明的殼體后側(cè)視圖3是本發(fā)明的監(jiān)控報警電路方框圖4是本發(fā)明的火災(zāi)探測器信號輸入電路的原理圖5是本發(fā)明的充電控制電路的原理圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例做進(jìn)一步詳述。 本微型多路電氣火災(zāi)監(jiān)控報警器，由機(jī)殼及其內(nèi)部的監(jiān)控報警電路構(gòu)成，
在機(jī)殼的前面板1上設(shè)有顯示裝置3、按鍵4、蜂鳴器2，在本實施例中，顯 示裝置為三組數(shù)碼顯示管，用來顯示N個火災(zāi)探測器信號輸入電路所探測的 泄漏電流值及所對應(yīng)的位置和報警的時間或自檢的故障位置，即循環(huán)顯示出 現(xiàn)警情的路數(shù)、泄漏電流值、出現(xiàn)警情的時間或者在系統(tǒng)自檢狀態(tài)下出現(xiàn)故 障的位置信息等；前面板上設(shè)有按鍵，這些按鍵用來設(shè)定每一路的泄漏電流 的報警值、每一路參數(shù)的顯示時間等參數(shù)。在機(jī)殼的后面板5上設(shè)置有與零 序互感器及斷路器的分勵脫扣器相連接的接線柱6，本微型多路電氣火災(zāi)報警 器在安裝時需要和前端的零序互感器相連接用于泄漏電流的檢測，并和后端
斷路器的分勵脫扣器相連接，用來切斷供電電源。
在機(jī)殼內(nèi)部安裝的監(jiān)控報警電路由單片機(jī)、火災(zāi)探測器信號輸入電路、
繼電器輸出控制電路、電源控制電路構(gòu)成。本實施例采用的單片機(jī)為具有A/D 轉(zhuǎn)換功能接口的ATMEL16單片機(jī)，監(jiān)控報警電路的具體構(gòu)成及其連接關(guān)系如 下
(1) . N個零序互感器分別連接到N個火災(zāi)探測器信號輸入電路上，N個火災(zāi) 探測器信號輸入電路的輸出端與單片機(jī)的N個A/D轉(zhuǎn)換口相連接；N個火災(zāi)探 測器信號輸入電路是相同的，下面以圖4為例說明其中一路的火災(zāi)探測器信 號輸入電路的結(jié)構(gòu)電阻Rl及電阻R2的一端與信號源的一端相連接，電阻 Rl的另一端與二極管Dl的負(fù)極共同連接到單片機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換口 PA0上，信號 源的另一端、電阻R2的另一端、二極管Dl的正極及單片機(jī)的接地管腳相連 接并共同接地，上述信號源為零序互感器的輸出信號。
(2) .N個繼電器輸出控制電路的輸入端分別與單片機(jī)的輸出端口相連接、 其N個繼電器輸出控制電路的輸出端分別與N個斷路器的分勵脫扣器相連接， 每個分勵脫扣器控制電路均由單片機(jī)控制的繼電器及三極管、二極管、電阻 連接構(gòu)成， 一旦單片機(jī)檢測到的某一路的泄漏電流超過報警值，單片機(jī)一方 面提供聲光報警，另一方面控制繼電器來斷開斷路器中的分勵脫扣器，從而 將該路從電力線斷開。
(3) .電源控制電路由開關(guān)電源電路及充電控制電路構(gòu)成，開關(guān)電源電路由 三端離線式脈寬調(diào)制開關(guān)電路芯片構(gòu)成，電源控制電路與單片機(jī)的充電控制 端口 PD0和電壓檢測端口 PA1相連接；其中，單片機(jī)的充電控制端口 PD0連 接到電阻R3的一端，電阻R3的另一端連接到光耦U1內(nèi)的發(fā)光二極管的正極， 光耦Ul內(nèi)的三極管的集電極與充電三極管Jl的集電極共同連接由開關(guān)電源 輸出的充電電源的正極，光耦U1內(nèi)的三極管的發(fā)射極連接充電三極管Jl的 基極，充電三極管J1的發(fā)射極分別連接二極管D2正極、二極管D3的負(fù)極和 電阻R4的一端，二極管D2的負(fù)極及二極管D3的正極與充電電池的正極相連， 電阻R4的另一端作為電壓檢測端點(diǎn)連接到單片機(jī)的電壓檢測端口 PA1并與電 阻R5的一端相連接，電阻R5的另一端與光耦U1內(nèi)發(fā)光二極管的負(fù)極、充電 電池的負(fù)極共同接地。
(4) .單片機(jī)的輸入、輸出端口分別連接與機(jī)殼上的按鍵、顯示裝置及蜂鳴 器相連接。
在本實施例中，N=6，即可以同時監(jiān)控六路電力線，根據(jù)本發(fā)明可以很容 易地調(diào)整監(jiān)控的路數(shù)，只需增加同樣的火災(zāi)探測器信號輸入電路及繼電器輸 出控制電路并接入到單片機(jī)的相應(yīng)接口上，本發(fā)明中N的個數(shù)可以為2 16。
本發(fā)明工作原理如下-
(1).火災(zāi)探測器信號輸入電路當(dāng)零序互感器輸出的信號源正半周信號到來時，電流經(jīng)電阻R1進(jìn)入單片機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換口PA0，由于電阻R1的阻值遠(yuǎn)遠(yuǎn) 低于單片機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換口 PAO處內(nèi)置電阻的阻值，信號源的信號基本上是加 在單片機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換口PAO，對較弱的信號源信號也能夠進(jìn)行采集；當(dāng)信號源 負(fù)半周信號到來時，由于電流經(jīng)二極管D1后的壓降不低于一0.7V，很好她滿 足單片機(jī)A/D轉(zhuǎn)換接口 PAO對輸入信號的要求，因此經(jīng)整流后的信號是一種 線性信號，能夠真實反應(yīng)信號源的信息。
(2).充電控制電路當(dāng)單片機(jī)的充電控制端口 PDO輸出脈沖信號為高電平 時使得光耦Ul導(dǎo)通，由開關(guān)電源提供的充電電源在光耦Ul導(dǎo)通時流過充電 三極管Jl及二極管D2對充電電池進(jìn)行充電；單片機(jī)的充電控制端口 PDO輸 出的脈沖信號為低電平時，光耦U1關(guān)閉，充電電源不能流過充電三極管也就 不能對充電電池進(jìn)行充電。脈沖信號中高電平的長短由單片機(jī)通過充電控制 端口 PDO來實時控制，當(dāng)單片機(jī)的電壓檢測端口 PA1檢測出的電壓較低時， 說明充電電池電壓較低，此時需要加大輸出脈沖信號中的高電平的寬度，從 而延長充電時間，反之則減小輸出脈沖信號中的高電平的寬度，從而縮短充 電時間，從而周期性地對充電電池進(jìn)行充電。單片機(jī)的電壓檢測端口 PA1在 檢測時，如果檢測到的電壓值為零時，說明充電電池的供電回電路出現(xiàn)故障， 因為如果供電回路沒斷的情況下，充電電池即使電壓再低一般也不會為零。 同時，因為單片機(jī)的充電控制端口 PDO輸出的脈沖信號是周期性的，如果單 片機(jī)的電壓檢測端口 PA1檢測不到脈沖信號時，說明充電回路出現(xiàn)故障。當(dāng) 出現(xiàn)故障時，單片機(jī)可以做出相應(yīng)的報警處理。
本發(fā)明所述的實施例是說明性的，而不是限定性的，因此本發(fā)明并不限于具體實施方式
中所述的實施例，凡是由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方 案得出的其他實施方式，同樣屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
1.一種微型多路電氣火災(zāi)監(jiān)控報警器，由機(jī)殼及其內(nèi)部的監(jiān)控報警電路構(gòu)成，在機(jī)殼上設(shè)有顯示裝置、按鍵、蜂鳴器以及與零序互感器、斷路器的分勵脫扣器相連接的接線柱，其特征在于監(jiān)控報警器電路由單片機(jī)、火災(zāi)探測器信號輸入電路、繼電器輸出控制電路、電源控制電路構(gòu)成，其中(1).分別與N個零序互感器相連接的火災(zāi)探測器信號輸入電路與單片機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換口相連接；(2).N個繼電器輸出控制電路的輸入端分別與單片機(jī)的輸出端口相連接，繼電器輸出控制電路的輸出端分別與斷路器的分勵脫扣器相連接；(3).電源控制電路與單片機(jī)的充電控制端口和電壓檢測端口相連接；(4).單片機(jī)的輸入、輸出端口分別與機(jī)殼上的按鍵、顯示裝置及蜂鳴器相連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型多路電氣火災(zāi)監(jiān)控報警器，其特征在于 所述的火災(zāi)探測器信號輸入電路的個數(shù)為N=2-16個。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微型多路電氣火災(zāi)監(jiān)控報警器，其特征在 于所述的火災(zāi)探測器信號輸入電路的具體結(jié)構(gòu)及連接關(guān)系如下電阻R1及 電阻R2的一端與信號源的一端相連接，電阻Rl的另一端與二極管Dl的負(fù)極 共同連接到單片機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換口上，信號源的另一端、電阻R2的另一端、二 極管Dl的正極及單片機(jī)的接地管腳相連接并共同接地。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的微型多路電氣火災(zāi)監(jiān)控報警器，其特征在于 所述的信號源為零序互感器的輸出信號。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型多路電氣火災(zāi)監(jiān)控報警器，其特征在于 所述的電源控制電路由開關(guān)電源電路及充電控制電路構(gòu)成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的微型多路電氣火災(zāi)監(jiān)控報警器，其特征在于所述的開關(guān)電源電路由三端離線式脈寬調(diào)制開關(guān)電路芯片構(gòu)成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的微型多路電氣火災(zāi)監(jiān)控報警器，其特征在于所述的充電控制電路與單片機(jī)的充電控制端口和電壓檢測端口相連接，其中，單片機(jī)的充電控制端口連接到電阻R3的一端，電阻R3的另一端連接到光耦 Ul內(nèi)的發(fā)光二極管的正極，光耦U1內(nèi)的三極管的集電極與充電三極管Jl的 集電極共同連接由開關(guān)電源輸出的充電電源的正極上，光耦U1內(nèi)的三極管的 發(fā)射極連接充電三極管Jl的基極，充電三極管Jl的發(fā)射極分別連接二極管 D2正極、二極管D3的負(fù)極和電阻R4的一端，二極管D2的負(fù)極及二極管D3 的正極與充電電池的正極相連，電阻R4的另一端作為電壓檢測端點(diǎn)連接到單 片機(jī)的電壓檢測端口并與電阻R5的一端相連接，電阻R5的另一端與光耦Ul內(nèi)發(fā)光二極管的負(fù)極、充電電池的負(fù)極共同接地。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型多路電氣火災(zāi)監(jiān)控報警器，其特征在于 所述的繼電器輸出控制電路的個數(shù)N=2-16個，繼電器輸出控制電路由單片機(jī)控制的三極管、二極管、電阻連接構(gòu)成。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型多路電氣火災(zāi)監(jiān)控報警器，其特征在于 所述的顯示裝置顯示N個火災(zāi)探測器信號輸入電路所探測的泄漏電流值及所對應(yīng)的位置和報警的時間或自檢的故障位置。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型多路電氣火災(zāi)監(jiān)控報警器，其特征在于所述的單片機(jī)為具有A/D轉(zhuǎn)換功能接口的單片機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明屬于消防器材領(lǐng)域的微型多路電氣火災(zāi)監(jiān)控報警器，其技術(shù)特點(diǎn)是監(jiān)控報警器電路由單片機(jī)、火災(zāi)探測器信號輸入電路、繼電器輸出控制電路、電源控制電路構(gòu)成，其中分別與N個零序互感器相連接的火災(zāi)探測器信號輸入電路與單片機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換口相連接；N個繼電器輸出控制電路的輸入端分別與單片機(jī)的輸出端口相連接，其輸出端分別與斷路器的分勵脫扣器相連接；電源控制電路與單片機(jī)的充電控制端口和電壓檢測端口相連接。本發(fā)明設(shè)計合理，能夠?qū)Χ嗦冯娏€的泄漏電流同時不間斷的進(jìn)行檢測，其檢測的結(jié)果超過預(yù)定值時，可以通過聲光方式報警，本發(fā)明還可以根據(jù)不同用戶的實際需要設(shè)置不同的運(yùn)行參數(shù)，擴(kuò)大了本發(fā)明的使用范圍。
文檔編號G08B25/00GK101344543SQ20071005789
公開日2009年1月14日 申請日期2007年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月11日
發(fā)明者毅 王 申請人:天津市中天峰電器有限公司