专利名称：总线制电气火灾监控探测器的制作方法
技术领域：
总线制电气火灾监控探测器技术领域[0001]本实用新型涉及电气火灾监控探测器，具体涉及一种总线制电气火灾监控探测O背景技术[0002]电气火灾监控系统是由电气火灾监控设备与电气火灾监控探测器组成，电气火灾监控探测器安装在配电箱内，探测被保护线路中的剩余电流、温度等电气火灾危险参数变化，电气火灾监控探测器与电气火灾监控设备间采用RS485总线或报警总线进行通讯。[0003]现有技术中电气火灾监控探测器多采用从配电箱内取一路AC 220V作为电源，电气火灾监控探测器内部的AC/DC隔离电源模块将交流电压转换为直流电压供内部电路使用。部分电气火灾监控探测器采用由电气火灾监控设备提供直流电源。[0004]现有技术存在的主要问题采用AC 220V电源的电气火灾监控探测器在配电箱未供电时无法工作，对于系统的调试开通不便。低压配电系统经常出现因断零等原因造成三相负载不平衡或因非线性负载造成正弦波畸变故障，另工程安装中容易因接线错误将两根相线引入，电气火灾监控探测器的交流输入电压将出现异常，达到一定的幅度时将击穿探测器内部的保护器件。AC 220V电源易与总线、互感器信号线发生短路，造成探测器损坏。[0005]由于电气火灾监控设备提供直流电源需要从控制室到现场布设线路，成本较高， 且因探测器的功耗造成线路压降，对系统的容量有一定的限制。实用新型内容[0006]为解决现有技术存在的不足，本实用新型目的在于提供一种仅使用消防报警总线工作的电气火灾监控探测器，与剩余电流互感器的连接可采用分体式或一体式结构。[0007]本实用新型的技术方案如下[0008]一种总线制电气火灾监控探测器，包括有总线信号收发电路、电源电路、CPU及外围电路和电流信号检测电路，其特征在于所述的总线信号收发电路包括无极性电路、限流保护电路和信号接收电路和返回信号电路，其中无极性电路由VDl VD4组成的桥路组成，限流保护电路由电阻R1、R2和TVS 二极管VD5组成，信号接收电路由信号耦合电容C7、 电阻R8、电平转换电路组成，其中电阻R9 R11、二极管VD7、三极管VT2组成电平转换电路，返回信号电路由电阻R5 R7、三极管VTl组成；[0009]所述的电源电路包括整流电路、串联稳压电路、滤波电路和DC/DC变换电路，其中整流电路由二极管VD6、电阻R3、电容Cl、C2组成，串联稳压电路由电阻R4、稳压管VZ1、三极管VT3/VT4、电容C5组成，滤波电路由电感L1、L2、电容C8组成，DC/DC变换电路由DC/DC 变换器Ni、电容C3、C4组成；[0010]所述的CPU外围电路包括复位电路和指示电路，其中复位电路由电阻R9、电容C6 组成，指示电路由电阻R12、R13和发光二极管HL1、HL2组成；[0011]所述的电流信号检测电路包括自恢复保险丝F1、取样电阻R15、电容C11、钳位限3幅电路、信号放大电路、分压电路和测试电路，其中钳位限幅电路由电阻R16、电容C12、TVS 二极管VD8、二极管VD9 VDlO组成，信号放大电路由电阻R17 R20、电容C13、C14、运算放大器N2(SGM8522)、肖特基二极管VDll组成，分压电路由电阻R21、电容C15组成；开关 Si、测试电路由电阻R14、R15组成。[0012]所述的总线制电气火灾监控探测器，其特征在于所述的CPU采用PIC16F685。[0013]本实用新型电气火灾监控探测器与剩余电流互感器可通过卡扣方式连接，用组合式螺钉进行紧固。[0014]本实用新型的有益效果[0015]本实用新型电路具有线路简单、故障率低、安装方便的显著优点，大幅度提高了系统工作可靠性。
[0016]图1为本实用新型的电路原理框图。[0017]图2为本实用新型电路原理图。[0018]图3为本实用新型电气火灾监控探测器与剩余电流互感器的一体式连接示意图， 其中(a)为主视图，(b)为俯视图。
具体实施方式
[0019]参见附图，一种总线制电气火灾监控探测器，包括有总线信号收发电路、电源电路、CPU及外围电路和电流信号检测电路，总线信号收发电路包括无极性电路、限流保护电路和信号接收电路和返回信号电路，其中无极性电路由VDl VD4组成的桥路组成，限流保护电路由电阻R1、R2和TVS 二极管VD5组成，信号接收电路由信号耦合电容C7、电阻R8、电平转换电路组成，其中电阻R9 R11、二极管VD7、三极管VT2组成电平转换电路，返回信号电路由电阻R5 R7、三极管VTl组成；[0020]电源电路包括整流电路、串联稳压电路、滤波电路和DC/DC变换电路，其中整流电路由二极管VD6、电阻R3、电容Cl、C2组成，串联稳压电路由电阻R4、稳压管VZ1、三极管 VT3/VT4、电容C5组成，滤波电路由电感L1、L2、电容C8组成，DC/DC变换电路由DC/DC变换器附、电容C3、C4组成；[0021]CPU采用PIC16F685，CPU外围电路包括复位电路和指示电路，其中复位电路由电阻R9、电容C6组成，指示电路由电阻R12、R13和发光二极管HL1、HL2组成；[0022]电流信号检测电路包括自恢复保险丝F1、取样电阻R15、电容C11、钳位限幅电路、 信号放大电路、分压电路和测试电路，其中钳位限幅电路由电阻R16、电容C12、TVS 二极管 VD8、二极管VD9 VDlO组成，信号放大电路由电阻R17 R20、电容C13、C14、运算放大器 N2 (SGM8522)、肖特基二极管VDll组成，分压电路由电阻R21、电容Cl5组成；开关Si、测试电路由电阻R14、R15组成。[0023]总线制电气火灾监控探测器与其他的电流互感器的连接结构为分体式或一体式。[0024]
以下结合附图对本实用新型作进一步的说明[0025]参见图2，本实用新型电气火灾监控探测器的总线信号收发电路的无极性电路由 VDl VD4组成的桥路构成，实现报警联动总线接线的无极性，防止因接错线造成器件损伤或无法正常工作。限流保护电路由电阻Rl、R2和TVS 二极管VD5构成，当线路有高电压输入时VD5将两端电压钳至在DC MV，保护后续电路。[0026]信号接收电路由信号耦合电容C7、电阻R8、电平转换电路组成，C7将报警总线上脉动电压信号耦合至电平转换电路。电阻R9 R11、二极管VD7、三极管VTl组成电平转换电路，将幅度为24V的信号转换成幅度为5V的信号送CPU，接收监控设备发送的报警等级、 互感器类型等信息。[0027]返回信号电路由电阻R5 R7、三极管VTl组成。当向电气火灾监控设备返回故障、电流值等信息时，CPU通过电阻R6控制三极管VTl的导通、截止，将报警总线上电压拉低、变高产生相应的应答信号。[0028]本实用新型电气火灾监控探测器的整流电路由二极管VD6、电阻R3、电容C1、C2组成，将报警总线上脉动电压整流成直流电压供稳压电路使用。串联稳压电路由电阻R4、稳压管VZ1、三极管VT3/VT4、电容C5组成，输出9V电压供电流信号检测电阻使用，三极管VT3/ VT4组成达林顿管。滤波电路由电感L1、L2、电容C8组成，电感Ll对9V电源上的干扰进行滤波，电感L2对地线上的干扰进行滤波[0029]DC/DC变换电路由电阻R3、DC/DC变换电器附、电容Cl C4组成。电阻R3起限流保护作用，DC/DC变换电器m输出DC 5V电压供CPU使用，电容Cl、C2及C3、C4分别为输入、输出滤波电容，对尖峰干扰进行滤波。[0030]本实用新型电气火灾监控探测器的CPU采用PIC16F685，使用内部RC振荡器，节省了外部晶体和振荡电容的使用。CPU内部的EEPROM用于存储探测器的唯一序列号及编码地址、电流报警值、互感器类型等，上电复位电路由电阻R9、电容C6组成，电容C7对干扰进行滤波。[0031]CPU接收到监控设备发送的电流报警等级、互感器类型后，根据不同等级对应的门限对检测到的电流信号进行判断，并可根据不同的互感器类型查表查找后确定对应的门限。[0032]单片机直接通过电阻R12 R13驱动点亮发光二极管HL1、HL2，分别用于指示探测器的工作状态及报警状态。[0033]本实用新型电气火灾监控探测器的电流信号检测电路由自恢复保险丝Fl、取样电阻R15、电容C11、钳位限幅电路、信号放大电路、分压电路、测试电路组成。与探测器分体或一体安装的的剩余电流互感器将电气设备线路的漏电流进行100 1的变比转换成小电流信号，经过自恢复保险丝Fl至取样电阻R15，将50mA IA的剩余电流信号转换成0. 05V IV的交流电压信号。当输入信号电流超过IOOmA时，自恢复保险丝Fl保护断开，当电流恢复正常后，自恢复保险丝Fl自动恢复导通。电容C11、电阻R16、电容C12组成π形滤波器对输入信号进行滤波。[0034]双向TVS 二极管VD8对放大电路输入端进行保护，防止超出量程的过高信号损伤电路。二极管VD9及双二极管VDlO分别正向、反向接地，对放大电路输入信号进行限幅、钳位，将输入电压限制在-0. 3V +1. 4V范围内。电阻R17 R19、电容C13与运放N2组成8 倍交流信号放大器将信号放大至0. 4V 8. 0V,肖特基二极管VD11、电容C14对DC/DC变换器m放大后输出信号进行整形滤波成直流电压信号，50mA IA的剩余电流信号对应产生 0. IV 7. 7V的直流电压。5[0035]运放N2的单通道功耗仅5uA，N2A的输出信号通过N2B组成的跟随器后至电阻 R25、R26、电容C25组成分压电路，将放大电路输出电压信号分压成0. 06V 4. 62V后送至 CPU进行10位A/D转换。[0036]开关Si、电阻R14、R15组成的测试电路，在开关Sl按下时，9V电源经过电阻R14、 R15分压在电阻R15上产生相当于400mA电流的电压，对信号检测电路进行测试。[0037]参见图3，本实用新型电气火灾监控探测器1与剩余电流互感器2可通过卡扣方式连接。电气火灾监控探测器1由壳体Ia与底板Ib组成，壳体Ia与底板Ib用自攻螺钉紧固，底板中部向内形成凹槽，与剩余电流互感器2的中部凸起部分加扣合。[0038]卡挡3从壳体Ia右侧下方凹槽内插入，到位后其上的圆柱形凸起滑入底板Ib上对应凹坑内，将电气火灾监控探测器1卡扣在剩余电流互感器2上。[0039]剩余电流互感器2左侧有两个镶嵌螺母，组合式螺钉4从电气火灾监控探测器壳体Ia的左侧穿过电路板，紧固在镶嵌螺母上，将电气火灾监控探测器1与剩余电流互感器 2紧固，同时起电气连接作用，将电流信号弓I入电气火灾监控探测器1的电路板。
权利要求1.一种总线制电气火灾监控探测器，包括有总线信号收发电路、电源电路、CPU及外围电路和电流信号检测电路，其特征在于所述的总线信号收发电路包括无极性电路、限流保护电路和信号接收电路和返回信号电路，其中无极性电路由VDl VD4组成的桥路组成，限流保护电路由电阻Rl、R2和TVS 二极管VD5组成，信号接收电路由信号耦合电容C7、电阻 R8、电平转换电路组成，其中电阻R9 Rll、二极管VD7、三极管VT2组成电平转换电路，返回信号电路由电阻R5 R7、三极管VTl组成；所述的电源电路包括整流电路、串联稳压电路、滤波电路和DC/DC变换电路，其中整流电路由二极管VD6、电阻R3、电容Cl、C2组成，串联稳压电路由电阻R4、稳压管VZ1、三极管 VT3/VT4、电容C5组成，滤波电路由电感L1、L2、电容C8组成，DC/DC变换电路由DC/DC变换器Ni、电容C3、C4组成；所述的CPU外围电路包括复位电路和指示电路，其中复位电路由电阻R9、电容C6组成， 指示电路由电阻R12、R13和发光二极管HL1、HL2组成；所述的电流信号检测电路包括自恢复保险丝F1、取样电阻R15、电容C11、钳位限幅电路、信号放大电路、分压电路和测试电路，其中钳位限幅电路由电阻R16、电容C12、TVS 二极管VD8、二极管VD9 VDlO组成，信号放大电路由电阻R17 R20、电容C13、C14、运算放大器N2(SGM8522)、肖特基二极管VDll组成，分压电路由电阻R21、电容C15组成；开关Si、测试电路由电阻R14、R15组成。
2.根据权利要求1所述的总线制电气火灾监控探测器，其特征在于所述的CPU采用 PIC16F685。
专利摘要本实用新型公开了包括有总线信号收发电路、电源电路、CPU及外围电路和电流信号检测电路的总线制电气火灾监控探测器，总线信号收发电路包括无极性电路、限流保护电路和信号接收电路和返回信号电路，电源电路包括整流电路、串联稳压电路、滤波电路和DC/DC变换电路，电流信号检测电路包括自恢复保险丝、取样电阻、钳位限幅电路、信号放大电路、分压电路和测试电路。总线制电气火灾监控探测器与剩余电流互感器的连接可采用分体式或一体式结构。本实用新型电路具有线路简单、故障率低、安装方便的显著优点，大幅度提高了系统工作可靠性。
文档编号G08B17/06GK202275473SQ201120291740
公开日2012年6月13日 申请日期2011年8月11日 优先权日2011年8月11日
发明者单夫来, 孙峻岭, 翁斌, 范杰, 黄岭 申请人:蚌埠依爱消防电子有限责任公司