專利名稱：野外專用復合火災探測器的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種野外專用復合火災探測器，具體地說是屬于安全工程火 災探測報警技術(shù)領域。
技術(shù)背景在己有技術(shù)中，現(xiàn)有正在應用的適用于野外大中型工業(yè)設備或物品的火 災探測器主要有纜式線型感溫火災探測器(主耍指其敏感元件感溫電纜，以 下同)、紅(紫)外火焰探測器。纜式線型感溫火災探測器由微機頭、感溫電 纜及終端盒組成，紅(紫)外火焰探測器由光路組件、紅(紫)外火焰?zhèn)鞲?器及電子電路組成。纜式線型感溫火災探測器主要工作原理是感溫電纜導體間采用負溫度系 數(shù)的高分子聚合物或高分子絕緣體間隔，外界溫度升高時感溫電纜導體間負 溫度系數(shù)的高分子聚合物的電阻值降低，當外界溫度升高到感溫電纜設定的 火警值時，感溫電纜導體間負溫度系數(shù)的高分子聚合物的電阻值降低至設定 值，或感溫電纜導體間高分子絕緣體融化，導體短接，通過電信號處理發(fā)出 并傳輸火警信號以實現(xiàn)火災探測的目標。上述的纜式線型感溫火災探測器主 要存在以下四點缺點1、感溫電纜必須貼近保護對象表面安裝，這樣才能及 時監(jiān)測保護對象的溫度，如此造成現(xiàn)場安裝的不便及保護對象的維護保養(yǎng)的 不便，另感溫電纜易于脫落和受損，造成感溫電纜不能正常工作等故障；2、 由于原理的限制纜式線型感溫火災探測器火警響應時間長， 一般情況下大于 10秒(在明火燒到的狀態(tài)下)；3、由于室外安裝，感溫電纜除經(jīng)歷風吹雨打、 日曬雨淋等惡劣環(huán)境外，且長期處于紫外線、紅外線的輻射下，工作幾年后 材料老化，絕緣性能大大降低，降低其使用壽命；4、為防靜電、雷擊使感溫 電纜外護套需和保護對象殼體等電位，則必須采用金屬編織，但如果感溫電 纜安裝夾具脫落，如遇較大風力可能使帶金屬編織的感溫電纜落到如變壓器 的高壓引出端，造成短路停電等重大電氣事故。紅(紫)外火焰探測器主要工作原理是保護對象發(fā)出火焰時，火焰發(fā)出 的紅(紫)外光強度達到紅(紫)外火焰探測器的設定值，紅(紫)外火焰探測器發(fā)出并傳輸火警信號以實現(xiàn)火災探測的目標。上述的紅(紫)外火焰 探測器主要存在以下三點缺點1、由于需屏蔽環(huán)境光線的影響， 一般采用兩 個或兩個以上參比傳感器，加之電子元件全部處于野外環(huán)境中，要求耐環(huán)境 溫度的等級高，故整體成本較高；2、由于環(huán)境光線不能完全屏蔽，探測器易 受干擾，多年應用效果證明探測器誤報率較高，性能不穩(wěn)定、不可靠；3、只 能探測保護對象是否發(fā)出明火，對保護對象的溫度是否過熱或達到報警溫度 根本不響應。另外，當上述兩種探測器發(fā)出火警信號并輸出到火災報警控制器，值班 人員一般需到兩種探測器的保護對象現(xiàn)場確認是否是真實火災后再啟動滅火 等下一步措施，因而會影響寶貴的滅火時間。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服上述不足之處，從而提供一種野外專用復合火災 探測器，以非接觸方式安裝于野外惡劣環(huán)境下的各種設備中，可早期快速探 測其溫度、過熱、火花、自燃等原因引起的初期火警并能自動切換到現(xiàn)場攝 像、值班室人工識別火災的圖象可視系統(tǒng)，其報警溫度、溫升速率、靈敏度 可據(jù)現(xiàn)場情況自行設定調(diào)整。本發(fā)明的主要解決方案是這樣實現(xiàn)的本發(fā)明主要采用紅外傳感器組件和CCD部件組成復合探測器，紅外傳感 器組件通過壓接固定在安裝塊上，CCD部件固定在安裝塊上，安裝塊固定在 盒體上，安裝塊上部安裝透紅外石英玻璃，透紅外石英玻璃通過壓緊塊固定 在安裝塊上部，透紅外石英玻璃與壓緊塊之間采用墊片隔開，電子電路板固 定在盒體內(nèi)，電子電路設置在電子電路板上，遮雨罩安裝在盒體上部，云臺 安裝在盒體下部。所述的盒體側(cè)部設有進出線接頭。所述的電子電路采用紅外傳感器組件通過導線連接濾波電路輸入端，濾 波電路輸出端通過導線連接放大電路輸入端，放大電路輸出端通過導線連接 微處理器CPU，微處理器CPU通過導線分別與輸出控制電路輸入端及靈敏度 設置電路連接；輸出控制電路分別與故障、火警、視頻輸出、CCD部件及云 臺連接。所述的紅外傳感器組件輸山信號至濾波電路，所述的濾波電路對紅外傳感器組件輸出的信號進行過濾處理；所述的放大電路對過濾電路輸出的信號 進行放大處理；所述的微處理器CPU對放大電路輸出的信號進行運算、分析 處理和識別判斷，分析處理后的信號由輸出控制電路對外輸出；所述的輸出控制電路對外輸出溫度信號、輸出故障信號、輸出火警信號 及輸出視頻信號。所述的輸出控制為控制啟動CCD部件及停止或啟動云臺。本發(fā)明與已有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，合理；由于采用紅外傳感器組件探測保護對象 因溫度的不同而發(fā)出不同波長的紅外光和保護對象發(fā)出的火焰，通過本發(fā)明 電子電路的濾波、放大等處理而探測保護對象的異常溫度和火焰，故本發(fā)明 可與保護對象隔開一定距離安裝(一般可距保護對象1 5米距離安裝)，不 影響保護對象的維護保養(yǎng)；紅外傳感器組件目前是市場成熟產(chǎn)品，質(zhì)量可靠， 且由于采用紅外探測原理，故本發(fā)明溫度變化和火焰響應時間快， 一般在幾 秒及毫秒級秒以內(nèi)(感溫電纜如按上述方式安裝，則無法探測過熱及火焰)； 同時由于紅外傳感器組件與CCD部件和云臺聯(lián)動，保護面積大，當紅外傳感 器組件檢測到保護對象溫度或溫升速率達到過熱或火警溫度或者發(fā)出火焰 時，本探測器的電子電路將火警信號對外傳輸并停止云臺旋轉(zhuǎn)，將探測器對 準保護對象發(fā)生過熱、火警或發(fā)出火焰部位，同時啟動CCD部件工作，將保 護對象的火災圖象信號輸出到控制室顯示屏供值班人員人工識別，以便值班 人員確認是否真實火災后再及時采取滅火啟動等下一步措施，因而節(jié)省寶貴 的滅火時間。


圖1、圖2為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明紅外傳感器組件結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明電路控制方框原理圖。圖5為本發(fā)明電路板方框原理圖。
具體實施方式
下面本發(fā)明將結(jié)合附圖中的實施例作進一步描述本發(fā)明主要由壓緊塊l、墊片2、透紅外石英玻璃3、上密封圈4、 安裝塊5、下密封圈6、紅外傳感器組件7、固定螺母8、 CCD部件9、盒體10、螺釘ll、電子電路板12、進出線接頭13、遮雨罩14，云臺15、聚光鏡 外套16、聚光鏡17、紅外溫度傳感器18、紅外火焰?zhèn)鞲衅?9、參比傳感器 20和復合紅外傳感器21等組成。如圖l、圖2所示本發(fā)明采用紅外傳感器組件7和CCD部件9組成復 合探測器。所述紅外傳感器組件7由聚光鏡外套16、聚光鏡17和復合紅外 傳感器21組成；所述復合紅外傳感器21由紅外溫度傳感器18、紅外火焰?zhèn)?感器19和參比傳感器20組成。紅外傳感器組件7通過壓接固定在安裝塊5 上，CCD部件9通過螺釘11固定在安裝塊5上，安裝塊5通過固定螺母8固 定在盒體10上，盒體10與安裝塊5之間采用下密封圈6密封，安裝塊5上 部安裝有透紅外石英玻璃3，透紅外石英玻璃3與安裝塊5之間采用上密封 圈4密封，透紅外石英玻璃3通過壓緊塊1固定在安裝塊5上部，透紅外石 英玻璃3與壓緊塊1之間采用墊片2隔開，電子電路板12固定在盒體10內(nèi)， 電子電路設置在電子電路板12上，盒體10側(cè)部設有進出線接頭13，遮雨罩 14通過螺釘11安裝在盒體10上部，云臺15通過螺釘11安裝在盒體10下 部。如圖3、圖4所示所述的電子電路采用紅外傳感器組件通過導線連接濾波電路輸入端，濾波電路輸出端通過導線連接放大電路輸入端，放大電路輸出端通過導線連接微處理器CPU，微處理器CPU通過導線分別與輸出控制 電路輸入端及靈敏度設置電路連接；輸出控制電路分別與故障、火警、視頻 輸出、CCD部件及云臺連接。 本發(fā)明的工作過程本發(fā)明工作時，云臺15按一定頻率來回旋轉(zhuǎn)180。帶動本探測器掃描保 護對象，保護對象的溫度或火焰信號通過不同的紅外線波長透過透紅外石英 玻璃3被本探測器的紅外傳感器組件7接受、聚光并轉(zhuǎn)換成電信號，電子電 路對紅外傳感器組件7所輸出的電信號進行濾波、放大、運算、分析和判斷， 實現(xiàn)對保護對象的溫度、溫升速率和火焰的實時監(jiān)控，當保護對象的溫度、 溫升速率在正常范圍內(nèi)并無火焰發(fā)生時，本探測器電子電路板12顯示正常的 運行信號，當保護對象溫度或溫升速率達到本發(fā)明設定的過熱或火警溫度或 發(fā)出火焰時，本探測器電子電路板12顯示火警信號并將火警信號對外輸出， 同時停止云臺15旋轉(zhuǎn)，將探測器對準保護對象發(fā)生過熱、火警或發(fā)出火焰部位，并啟動CCD部件9工作，將CCD部件9拍攝的保護對象火災圖象信號輸出到控制室顯示屏供值班人員人工識別，火警復位后云臺17正常旋轉(zhuǎn)；當本探測器電子電路板12內(nèi)部電氣線路發(fā)生故障時，本探測器電子電路板12顯 示故障信號并將故障信號對外輸出。如圖3所示保護對象的溫度或火焰通過不同的紅外線波長被本探測器的紅外傳感器組件接受并轉(zhuǎn)換成電信號，電子電路對電信號進行濾波、放大，微處理器CPU對電信號進行運算、分析和判斷，實現(xiàn)對保護對象的溫度、溫 升速率和是否發(fā)出火焰進行實時監(jiān)控，當保護對象的溫度、溫升速率在正常 范圍內(nèi)以及沒有發(fā)出火焰時，本探測器電子電路顯示正常的運行信號，通過 控制的4 20mA對外輸出保護對象的溫度值，當保護對象溫度或溫升速率達 到本發(fā)明設定的過熱、火警溫度或發(fā)出火焰時，本探測器電子電路顯示火警 信號并將火警信號通過輸出控制對外輸出，同時停止云臺旋轉(zhuǎn)，將本探測器 對準保護對象發(fā)生過熱、火警或發(fā)出火焰部位，同時通過輸出控制啟動CCD 部件工作，將CCD部件拍攝的保護對象火災圖象信號通過輸出控制傳送到控 制室顯示屏供值班人員人工識別，火警復位后輸出控制啟動云臺正常旋轉(zhuǎn)； 當本探測器內(nèi)部電子電路發(fā)生故障時，本探測器電子電路顯示故障信號并將 故障信號通過控制控制對外輸出，靈敏度的設置是通過微處理器CPU設置保 護對象不同的過熱、火警溫度值、溫升速率值、火焰強度值。如圖4所示本探測器工作時，紅外傳感器組件接受保護對象因溫度的 變化而發(fā)出不同波長的紅外線光或火焰發(fā)出的紅外光，并將其轉(zhuǎn)化為電信號， 本探測器電子電路將電信號濾波、放大供微處理器CPU分析、處理和識別， 當保護對象溫度或溫升速率達到本探測器設定的過熱、火警溫度或發(fā)出火焰 時，本探測器通過輸出控制將火警信號對外輸出，同時停止云臺旋轉(zhuǎn)，將本 探測器對準保護對象發(fā)生過熱、火警或發(fā)出火焰部位，并通過輸出控制啟動 CCD部件工作，CCD部件拍攝保護對象的火災圖象，將保護對象的火災圖象通 過輸出控制的視頻信號對外輸出，火警復位后輸出控制啟動云臺正常旋轉(zhuǎn)； 當保護對象的溫度和溫升速率在正常范圍內(nèi)且沒發(fā)火焰出時，本探測器微處 理器CPU檢測內(nèi)部電子電路是否發(fā)生故障，當探測器微處理器CPU檢測到內(nèi) 部電子電路發(fā)生故障時，本探測器電子電路通過輸出控制將故障信號對外輸 出，當本探測器微處理器CPU未檢測到內(nèi)部電子電路發(fā)生故障時，本探測器通過輸出控制的4 20mA對外輸出保護對象的溫度值。 本發(fā)明的工作原理是木探測器采用紅外傳感器組件和CCD部件組成復合探測器，紅外傳感器 組件由特制的光路組件和特制的紅外傳感器組成，特制的紅外傳感器只對溫 度在0。C 20(TC的物體發(fā)出的紅外光和物體發(fā)出的火焰敏感，紅外傳感器組 件可探測保護對象因溫度的不同而發(fā)出不同波長的紅外光和火焰發(fā)出的紅外 光，并將其轉(zhuǎn)化為電信號，電信號通過濾波、放大供本探測器的微處理器CPU 分析、處理和識別，當保護對象溫度、溫升速率達到本發(fā)明設定的過熱、火 警溫度或發(fā)出火焰時，本探測器顯示火警信號并對外輸出，同時停止云臺旋 轉(zhuǎn)，將本探測器對準保護對象發(fā)生過熱、火警或發(fā)出火焰部位，并啟動CCD 部件工作，CCD部件拍攝保護對象的火災圖象，將保護對象的火災圖象信號 輸出到控制室顯示屏供值班人員人工識別，火警復位后啟動云臺正常旋轉(zhuǎn)； 當保護對象的溫度和溫升速率在正常范圍內(nèi)時并沒有發(fā)出火焰時，本探測器 微處理器CPU檢測內(nèi)部電子電路是否發(fā)生故障，當本探測器微處理器CPU檢 測到內(nèi)部電子電路發(fā)生故障時，本探測器顯示故障信號并對外輸出；當保護 對象的溫度和溫升速率在正常范圍內(nèi)并沒有發(fā)出火焰且本探測器微處理器 CPU未檢測到內(nèi)部電子電路發(fā)生故障時，本探測器顯示正常信號并輸出4 20mA信號供外接設備顯示保護對象的溫度值。本探測器靈敏度的設置是通過微處理器CPU設置保護對象不同的過熱、 火警溫度值、溫升速率值、火焰強度值。
權(quán)利要求
1、一種野外專用復合火災探測器，包括透紅外石英玻璃(3)、紅外傳感器組件(7)、CCD部件(9)、盒體(10)及云臺(17)，其特征是采用紅外傳感器組件(7)通過壓接固定在安裝塊(5)上，在安裝塊(5)上固定CCD部件(9)，安裝塊(5)固定在盒體(10)上，安裝塊(5)上部安裝透紅外石英玻璃(3)，透紅外石英玻璃(3)通過壓緊塊(1)固定在安裝塊(5)上部，透紅外石英玻璃(3)與壓緊塊(1)之間采用墊片(2)隔開，電子電路板(12)固定在盒體(10)內(nèi)，電子電路設置在電子電路板(12)上，遮雨罩(16)安裝在盒體(10)上部，云臺(17)安裝在盒體(10)下部。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的野外專用復合火災探測器，其特征在于所述的 盒體(10)側(cè)部設有進出線接頭(13)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的野外專用復合火災探測器，其特征在于所述的 電子電路采用紅外傳感器組件通過導線連接濾波電路輸入端，濾波電路輸出 端通過導線連接放大電路輸入端，放大電路輸出端通過導線連接微處理器 CPU，微處理器CPU通過導線分別與輸出控制電路輸入端及靈敏度設置電路連 接；輸出控制電路分別與故障、火警、視頻輸出、CCD部件及云臺連接；所述的紅外傳感器組件輸出信號至濾波電路；所述的濾波電路對紅外傳 感器組件輸出的信號進行過濾處理；所述的放大電路對過濾電路輸出的信號進行放大處理；所述的微處理器CPU對放大電路輸出的信號進行運算、分析處理和識別 判斷，分析處理后的信號由輸出控制電路對外輸出；所述的輸出控制電路對外輸出溫度信號、輸出故障信號、輸出火警信號 及輸出視頻信號；所述的輸出控制為控制啟動CCD部件及停止或啟動云臺。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種野外專用復合火災探測器，特征是采用紅外傳感器組件和CCD部件組成復合探測器，紅外傳感器組件通過壓接固定在安裝塊上，安裝塊固定在盒體上，安裝塊上部安裝透紅外石英玻璃，透紅外石英玻璃通過壓緊塊固定在安裝塊上部，電子電路板固定在盒體內(nèi)，電子電路設置在電子電路板上，在盒體側(cè)部設有進出線接頭，遮雨罩安裝在盒體上部，云臺安裝在盒體下部。本發(fā)明以非接觸方式安裝于野外惡劣環(huán)境下的各種設備中，可早期快速探測其溫度、過熱、火花、自燃等原因引起的初期火警并能自動切換到現(xiàn)場攝像、值班室人工識別火災的圖象可視系統(tǒng)，其報警溫度、溫升速率、靈敏度可據(jù)現(xiàn)場情況自行設定調(diào)整。
文檔編號G08B17/12GK101251945SQ20081002337
公開日2008年8月27日 申請日期2008年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月10日
發(fā)明者星 劉 申請人:星 劉