专利名称：野外专用复合火灾探测器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种野外专用复合火灾探测器，具体地说是属于安全工程火 灾探测报警技术领域。
技术背景在己有技术中，现有正在应用的适用于野外大中型工业设备或物品的火 灾探测器主要有缆式线型感温火灾探测器(主耍指其敏感元件感温电缆，以 下同)、红(紫)外火焰探测器。缆式线型感温火灾探测器由微机头、感温电 缆及终端盒组成，红(紫)外火焰探测器由光路组件、红(紫)外火焰传感 器及电子电路组成。缆式线型感温火灾探测器主要工作原理是感温电缆导体间采用负温度系 数的高分子聚合物或高分子绝缘体间隔，外界温度升高时感温电缆导体间负 温度系数的高分子聚合物的电阻值降低，当外界温度升高到感温电缆设定的 火警值时，感温电缆导体间负温度系数的高分子聚合物的电阻值降低至设定 值，或感温电缆导体间高分子绝缘体融化，导体短接，通过电信号处理发出 并传输火警信号以实现火灾探测的目标。上述的缆式线型感温火灾探测器主 要存在以下四点缺点1、感温电缆必须贴近保护对象表面安装，这样才能及 时监测保护对象的温度，如此造成现场安装的不便及保护对象的维护保养的 不便，另感温电缆易于脱落和受损，造成感温电缆不能正常工作等故障；2、 由于原理的限制缆式线型感温火灾探测器火警响应时间长， 一般情况下大于 10秒(在明火烧到的状态下)；3、由于室外安装，感温电缆除经历风吹雨打、 日晒雨淋等恶劣环境外，且长期处于紫外线、红外线的辐射下，工作几年后 材料老化，绝缘性能大大降低，降低其使用寿命；4、为防静电、雷击使感温 电缆外护套需和保护对象壳体等电位，则必须采用金属编织，但如果感温电 缆安装夹具脱落，如遇较大风力可能使带金属编织的感温电缆落到如变压器 的高压引出端，造成短路停电等重大电气事故。红(紫)外火焰探测器主要工作原理是保护对象发出火焰时，火焰发出 的红(紫)外光强度达到红(紫)外火焰探测器的设定值，红(紫)外火焰探测器发出并传输火警信号以实现火灾探测的目标。上述的红(紫)外火焰 探测器主要存在以下三点缺点1、由于需屏蔽环境光线的影响， 一般采用两 个或两个以上参比传感器，加之电子元件全部处于野外环境中，要求耐环境 温度的等级高，故整体成本较高；2、由于环境光线不能完全屏蔽，探测器易 受干扰，多年应用效果证明探测器误报率较高，性能不稳定、不可靠；3、只 能探测保护对象是否发出明火，对保护对象的温度是否过热或达到报警温度 根本不响应。另外，当上述两种探测器发出火警信号并输出到火灾报警控制器，值班 人员一般需到两种探测器的保护对象现场确认是否是真实火灾后再启动灭火 等下一步措施，因而会影响宝贵的灭火时间。 发明内容本发明的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种野外专用复合火灾 探测器，以非接触方式安装于野外恶劣环境下的各种设备中，可早期快速探 测其温度、过热、火花、自燃等原因引起的初期火警并能自动切换到现场摄 像、值班室人工识别火灾的图象可视系统，其报警温度、温升速率、灵敏度 可据现场情况自行设定调整。本发明的主要解决方案是这样实现的本发明主要采用红外传感器组件和CCD部件组成复合探测器，红外传感 器组件通过压接固定在安装块上，CCD部件固定在安装块上，安装块固定在 盒体上，安装块上部安装透红外石英玻璃，透红外石英玻璃通过压紧块固定 在安装块上部，透红外石英玻璃与压紧块之间采用垫片隔开，电子电路板固 定在盒体内，电子电路设置在电子电路板上，遮雨罩安装在盒体上部，云台 安装在盒体下部。所述的盒体侧部设有进出线接头。所述的电子电路采用红外传感器组件通过导线连接滤波电路输入端，滤 波电路输出端通过导线连接放大电路输入端，放大电路输出端通过导线连接 微处理器CPU，微处理器CPU通过导线分别与输出控制电路输入端及灵敏度 设置电路连接；输出控制电路分别与故障、火警、视频输出、CCD部件及云 台连接。所述的红外传感器组件输山信号至滤波电路，所述的滤波电路对红外传感器组件输出的信号进行过滤处理；所述的放大电路对过滤电路输出的信号 进行放大处理；所述的微处理器CPU对放大电路输出的信号进行运算、分析 处理和识别判断，分析处理后的信号由输出控制电路对外输出；所述的输出控制电路对外输出温度信号、输出故障信号、输出火警信号 及输出视频信号。所述的输出控制为控制启动CCD部件及停止或启动云台。本发明与已有技术相比具有以下优点本发明结构简单、紧凑，合理；由于采用红外传感器组件探测保护对象 因温度的不同而发出不同波长的红外光和保护对象发出的火焰，通过本发明 电子电路的滤波、放大等处理而探测保护对象的异常温度和火焰，故本发明 可与保护对象隔开一定距离安装(一般可距保护对象1 5米距离安装)，不 影响保护对象的维护保养；红外传感器组件目前是市场成熟产品，质量可靠， 且由于采用红外探测原理，故本发明温度变化和火焰响应时间快， 一般在几 秒及毫秒级秒以内(感温电缆如按上述方式安装，则无法探测过热及火焰)； 同时由于红外传感器组件与CCD部件和云台联动，保护面积大，当红外传感 器组件检测到保护对象温度或温升速率达到过热或火警温度或者发出火焰 时，本探测器的电子电路将火警信号对外传输并停止云台旋转，将探测器对 准保护对象发生过热、火警或发出火焰部位，同时启动CCD部件工作，将保 护对象的火灾图象信号输出到控制室显示屏供值班人员人工识别，以便值班 人员确认是否真实火灾后再及时采取灭火启动等下一步措施，因而节省宝贵 的灭火时间。
图1、图2为本发明结构示意图。图3为本发明红外传感器组件结构示意图。图4为本发明电路控制方框原理图。图5为本发明电路板方框原理图。
具体实施方式
下面本发明将结合附图中的实施例作进一步描述本发明主要由压紧块l、垫片2、透红外石英玻璃3、上密封圈4、 安装块5、下密封圈6、红外传感器组件7、固定螺母8、 CCD部件9、盒体10、螺钉ll、电子电路板12、进出线接头13、遮雨罩14，云台15、聚光镜 外套16、聚光镜17、红外温度传感器18、红外火焰传感器19、参比传感器 20和复合红外传感器21等组成。如图l、图2所示本发明采用红外传感器组件7和CCD部件9组成复 合探测器。所述红外传感器组件7由聚光镜外套16、聚光镜17和复合红外 传感器21组成；所述复合红外传感器21由红外温度传感器18、红外火焰传 感器19和参比传感器20组成。红外传感器组件7通过压接固定在安装块5 上，CCD部件9通过螺钉11固定在安装块5上，安装块5通过固定螺母8固 定在盒体10上，盒体10与安装块5之间采用下密封圈6密封，安装块5上 部安装有透红外石英玻璃3，透红外石英玻璃3与安装块5之间采用上密封 圈4密封，透红外石英玻璃3通过压紧块1固定在安装块5上部，透红外石 英玻璃3与压紧块1之间采用垫片2隔开，电子电路板12固定在盒体10内， 电子电路设置在电子电路板12上，盒体10侧部设有进出线接头13，遮雨罩 14通过螺钉11安装在盒体10上部，云台15通过螺钉11安装在盒体10下 部。如图3、图4所示所述的电子电路采用红外传感器组件通过导线连接滤波电路输入端，滤波电路输出端通过导线连接放大电路输入端，放大电路输出端通过导线连接微处理器CPU，微处理器CPU通过导线分别与输出控制 电路输入端及灵敏度设置电路连接；输出控制电路分别与故障、火警、视频 输出、CCD部件及云台连接。 本发明的工作过程本发明工作时，云台15按一定频率来回旋转180。带动本探测器扫描保 护对象，保护对象的温度或火焰信号通过不同的红外线波长透过透红外石英 玻璃3被本探测器的红外传感器组件7接受、聚光并转换成电信号，电子电 路对红外传感器组件7所输出的电信号进行滤波、放大、运算、分析和判断， 实现对保护对象的温度、温升速率和火焰的实时监控，当保护对象的温度、 温升速率在正常范围内并无火焰发生时，本探测器电子电路板12显示正常的 运行信号，当保护对象温度或温升速率达到本发明设定的过热或火警温度或 发出火焰时，本探测器电子电路板12显示火警信号并将火警信号对外输出， 同时停止云台15旋转，将探测器对准保护对象发生过热、火警或发出火焰部位，并启动CCD部件9工作，将CCD部件9拍摄的保护对象火灾图象信号输出到控制室显示屏供值班人员人工识别，火警复位后云台17正常旋转；当本探测器电子电路板12内部电气线路发生故障时，本探测器电子电路板12显 示故障信号并将故障信号对外输出。如图3所示保护对象的温度或火焰通过不同的红外线波长被本探测器的红外传感器组件接受并转换成电信号，电子电路对电信号进行滤波、放大，微处理器CPU对电信号进行运算、分析和判断，实现对保护对象的温度、温 升速率和是否发出火焰进行实时监控，当保护对象的温度、温升速率在正常 范围内以及没有发出火焰时，本探测器电子电路显示正常的运行信号，通过 控制的4 20mA对外输出保护对象的温度值，当保护对象温度或温升速率达 到本发明设定的过热、火警温度或发出火焰时，本探测器电子电路显示火警 信号并将火警信号通过输出控制对外输出，同时停止云台旋转，将本探测器 对准保护对象发生过热、火警或发出火焰部位，同时通过输出控制启动CCD 部件工作，将CCD部件拍摄的保护对象火灾图象信号通过输出控制传送到控 制室显示屏供值班人员人工识别，火警复位后输出控制启动云台正常旋转； 当本探测器内部电子电路发生故障时，本探测器电子电路显示故障信号并将 故障信号通过控制控制对外输出，灵敏度的设置是通过微处理器CPU设置保 护对象不同的过热、火警温度值、温升速率值、火焰强度值。如图4所示本探测器工作时，红外传感器组件接受保护对象因温度的 变化而发出不同波长的红外线光或火焰发出的红外光，并将其转化为电信号， 本探测器电子电路将电信号滤波、放大供微处理器CPU分析、处理和识别， 当保护对象温度或温升速率达到本探测器设定的过热、火警温度或发出火焰 时，本探测器通过输出控制将火警信号对外输出，同时停止云台旋转，将本 探测器对准保护对象发生过热、火警或发出火焰部位，并通过输出控制启动 CCD部件工作，CCD部件拍摄保护对象的火灾图象，将保护对象的火灾图象通 过输出控制的视频信号对外输出，火警复位后输出控制启动云台正常旋转； 当保护对象的温度和温升速率在正常范围内且没发火焰出时，本探测器微处 理器CPU检测内部电子电路是否发生故障，当探测器微处理器CPU检测到内 部电子电路发生故障时，本探测器电子电路通过输出控制将故障信号对外输 出，当本探测器微处理器CPU未检测到内部电子电路发生故障时，本探测器通过输出控制的4 20mA对外输出保护对象的温度值。 本发明的工作原理是木探测器采用红外传感器组件和CCD部件组成复合探测器，红外传感器 组件由特制的光路组件和特制的红外传感器组成，特制的红外传感器只对温 度在0。C 20(TC的物体发出的红外光和物体发出的火焰敏感，红外传感器组 件可探测保护对象因温度的不同而发出不同波长的红外光和火焰发出的红外 光，并将其转化为电信号，电信号通过滤波、放大供本探测器的微处理器CPU 分析、处理和识别，当保护对象温度、温升速率达到本发明设定的过热、火 警温度或发出火焰时，本探测器显示火警信号并对外输出，同时停止云台旋 转，将本探测器对准保护对象发生过热、火警或发出火焰部位，并启动CCD 部件工作，CCD部件拍摄保护对象的火灾图象，将保护对象的火灾图象信号 输出到控制室显示屏供值班人员人工识别，火警复位后启动云台正常旋转； 当保护对象的温度和温升速率在正常范围内时并没有发出火焰时，本探测器 微处理器CPU检测内部电子电路是否发生故障，当本探测器微处理器CPU检 测到内部电子电路发生故障时，本探测器显示故障信号并对外输出；当保护 对象的温度和温升速率在正常范围内并没有发出火焰且本探测器微处理器 CPU未检测到内部电子电路发生故障时，本探测器显示正常信号并输出4 20mA信号供外接设备显示保护对象的温度值。本探测器灵敏度的设置是通过微处理器CPU设置保护对象不同的过热、 火警温度值、温升速率值、火焰强度值。
权利要求
1、一种野外专用复合火灾探测器，包括透红外石英玻璃(3)、红外传感器组件(7)、CCD部件(9)、盒体(10)及云台(17)，其特征是采用红外传感器组件(7)通过压接固定在安装块(5)上，在安装块(5)上固定CCD部件(9)，安装块(5)固定在盒体(10)上，安装块(5)上部安装透红外石英玻璃(3)，透红外石英玻璃(3)通过压紧块(1)固定在安装块(5)上部，透红外石英玻璃(3)与压紧块(1)之间采用垫片(2)隔开，电子电路板(12)固定在盒体(10)内，电子电路设置在电子电路板(12)上，遮雨罩(16)安装在盒体(10)上部，云台(17)安装在盒体(10)下部。
2、 根据权利要求1所述的野外专用复合火灾探测器，其特征在于所述的 盒体(10)侧部设有进出线接头(13)。
3、 根据权利要求1所述的野外专用复合火灾探测器，其特征在于所述的 电子电路采用红外传感器组件通过导线连接滤波电路输入端，滤波电路输出 端通过导线连接放大电路输入端，放大电路输出端通过导线连接微处理器 CPU，微处理器CPU通过导线分别与输出控制电路输入端及灵敏度设置电路连 接；输出控制电路分别与故障、火警、视频输出、CCD部件及云台连接；所述的红外传感器组件输出信号至滤波电路；所述的滤波电路对红外传 感器组件输出的信号进行过滤处理；所述的放大电路对过滤电路输出的信号进行放大处理；所述的微处理器CPU对放大电路输出的信号进行运算、分析处理和识别 判断，分析处理后的信号由输出控制电路对外输出；所述的输出控制电路对外输出温度信号、输出故障信号、输出火警信号 及输出视频信号；所述的输出控制为控制启动CCD部件及停止或启动云台。
全文摘要
本发明涉及一种野外专用复合火灾探测器，特征是采用红外传感器组件和CCD部件组成复合探测器，红外传感器组件通过压接固定在安装块上，安装块固定在盒体上，安装块上部安装透红外石英玻璃，透红外石英玻璃通过压紧块固定在安装块上部，电子电路板固定在盒体内，电子电路设置在电子电路板上，在盒体侧部设有进出线接头，遮雨罩安装在盒体上部，云台安装在盒体下部。本发明以非接触方式安装于野外恶劣环境下的各种设备中，可早期快速探测其温度、过热、火花、自燃等原因引起的初期火警并能自动切换到现场摄像、值班室人工识别火灾的图象可视系统，其报警温度、温升速率、灵敏度可据现场情况自行设定调整。
文档编号G08B17/12GK101251945SQ20081002337
公开日2008年8月27日 申请日期2008年4月10日 优先权日2008年4月10日
发明者星 刘 申请人:星 刘