专利名称：一种多功能电气火灾监控探测器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电气火灾监控探测器，特别涉及一种可实现多回路监测、并可以连接数字式互感器的电气火灾的监控探测器。
背景技术：
在电力系统中，由于用电设备使用不当、设备故障、配电线路过载、线路绝缘老化、短路等引起的火灾日益增加。目前的电气火灾探测器功能单一，一般只能通过监测电线电缆中的剩余电流或者只能通过监测电线电缆的温度来对电气火灾进行监测；目前的火灾检测探测器监测方法简单、回路单一，检测精确度不高，并且如果采用监测电线电缆中剩余电流的方法时，只能通过模拟式互感器采集剩余电流值，采用模拟式互感器信号传输距离近，限制了监控探测器的使用范围。
实用新型内容实用新型目的本实用新型的目的是为了解决现有技术中的问题，提供了一种可实现多回路监测、可连接数字式互感器的电气火灾探测器。技术方案为了实现以上目的，本实用新型提供了一种多功能电气火灾监控探测器，包括温度信号采集电路、剩余电流信号采集电路、三相电流信号采集电路、信号调理电路、MCU、按键控制电路以及外部电路；所述温度信号采集电路采集电线电缆温度值、剩余电流信号采集电路采集电缆中的剩余电流值、三相电流信号采集电路采集电线电缆中的三相电流值，再将上述采集到的温度值、剩余电流值和三相电流值送入信号调理电路进行信号调理后送入MCU进行数据处理，MCU处理后的数据与按键控制电路输入的控制信号一起控制外部电路。本实用新型中所述外部电路包括报警电路；所述报警电路包括LED显示器、LED指示灯、蜂鸣器；所述MCU通过I/O 口控制报警电路，当检测到剩余电流、温度、三相电流值中一个或一个以上的数据值超过报警电路中设置的报警阈值后，报警电路中LED显示器显示报警信息，LED报警灯点亮，同时蜂鸣器鸣叫，报警声可通过手工方式关闭。本实用新型中所述外部电路包括数字通讯电路；数字通讯电路为RS485接口，采用Modbus-RTU协议；所述数字通讯电路与MCU连接，该数字通讯电路包括一个上行口，一个下行口 ；上行口可将MCU处理后的剩余电流值、温度值、三相电流值等数据和/或报警信号传送至与所述电气火灾监控探测器连接的监控中心；所述下行口连接数字式互感器，该数字式互感器与剩余电流信号采集电路连接，所述剩余电流信号采集电路直接将测得的剩余电流值通过所述数字式互感器和数字通讯电路的下行口直接传送至MCU中处理。本实用新型中所述外部电路包括继电器输出控制电路；所述继电器输出控制电路与MCU连接；由所述MCU的I/O 口控制的继电器输出控制电路在所述报警电路发出报警信号后，继电器输出控制电路控制与之连接的断路器断开相应电回路，彻底消除电气火灾隐患。[0008]上述所述继电器输出控制电路中包括一个非门、一个三极管、一个二极管、一个继电器和一个压敏电阻；从所述MCU输出的继电器控制信号通过非门反向后，送入三极管基极，由三极管驱动控制继电器断开、闭合，与继电器一侧连接的二极管用来抑制继电器线圈断开瞬间产生的反峰电压，连接于继电器另一侧的压敏电阻用于吸收继电器触点切换时产生的浪涌电压。本实用新型中所述剩余电流信号采集电路分别连接模拟式互感器和数字式互感器；在使用模拟式互感器采集剩余电流信号时，剩余电流值通过模拟式互感器接入剩余电流信号采集电路；经剩余电流信号采集电路采样、滤波、放大后，再经过MCU处理后显示。在使用数字式互感器采集剩余电流信号时，数字式互感器与数字通讯电路连接，数字式互感器将剩余电流值通过数字通讯电路直接远传至MCU，采用数字式互感器传输距离可达到1200m，大大提高了剩余电流信号的传输距离，而模拟式互感器的信号传输距离一般不超过 20mo有益效果本实用新型的优点如下I、本实用新型能同时通过监控电线电缆的温度值、电线电缆中的剩余电流值和三相电流值对电气火灾进行监控，不再是单一回路的监测，而是实现了多回路的监测，提高了电气火灾监测的精确度，避免了电气火灾发生的机率。2、本实用新型中在外部电路中包含了继电器输出控制电路，该继电器输出控制电路与断路器连接，当报警电路发出报警信号后，继电器输出控制电路控制与之连接的断路器断开相应电回路，彻底消除电气火灾隐患，提高了安全性。3、本实用新型中外部电路中包含了数字通信电路，结合所述剩余电流信号采集电路连接的数字式互感器，将采集的电线电路的剩余电流值通过所述数字式互感器和数字通讯电路的下行口直接传送至MCU中处理，传输距离可达到1200m，大大提高了剩余电流信号的传输距离。
图I为本实用新型的流程框图。图2为本实用新型中剩余电流信号采集电路的电路图。图3为本实用新型中温度信号采集电路的电路图。图4为本实用新型中三相电流信号采集电路的电路图。图5为本实用新型中继电器输出控制电路的电路图。图6为本实用新型中数字通讯电路的电路图。图7为本实用新型中报警电路的电路图。图8为本实用新型中MCU的电路图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。实施例如图所示的一种电气火灾监控探测器，包括温度信号采集电路、剩余电流信号采集电路、三相电流信号采集电路、信号调理电路、MCU、按键控制电路以及外部电路；所述外部电路包括报警电路、数字通讯电路、继电器输出控制电路；所述报警电路包括LED显示器、LED指示灯、蜂鸣器；所述剩余电流信号采集电路连接模拟式互感器和数字式互感器；所述继电器输出控制电路连接断路器；所述数字通讯电路包括一个上行口，一个下行口。本实施例所述多功能电气火灾监控探测器的工作原理如下实施例中所述温度信号采集电路采集电线电缆温度值、剩余电流信号采集电路采集电线电缆中的剩余电流值、三相电流信号采集电路采集电线电缆中的三相电流值，再将上述采集到的温度值、剩余电流值和三相电流值送入信号调理电路进行信号调理后送入MCU进行数据处理，MCU处理后的数据与按键控制电路输入的控制信号一起控制外部电路。所述数字通讯电路上行口可将MCU处理后的剩余电流值、温度值、三相电流值和/或报警信号传送至与所述多功能电气火灾监控探测器连接的监控中心；所述下行口连接数字式互感器，该数字式互感器与剩余电流信号采集电路连接，所述剩余电流信号采集电路直接将测得的剩余电流值通过所述数字式互感器和数字通讯电路的下行口直接传送至MCU中处理。当所述监控探测器中检测到剩余电流、温度、三相电流值中一个或一个以上的数据值超过报警阈值后，由LED显示器显示报警信息，点亮LED报警灯并控制蜂鸣器鸣叫。当所述报警电路发出报警信号后，所述MCU的I/O 口控制的继电器输出控制电路控制与之连接的断路器断开相应电回路，彻底消除电气火灾隐患。本实施例中MCU以一个32位单片机Ul为主处理器，加上复位电路，晶振，时钟电路以及铁电存储电路构成核心处理电路(如图7)。继电器输出控制电路包括一个非门U2，三极管Q2，二极管D2，继电器K3，压敏电阻RV3 ；MCU输出一个继电器控制信号，由三极管驱动控制继电器断开、闭合，二极管用来抑制继电器线圈断开瞬间产生的反峰电压，压敏电阻用于吸收继电器触点切换时产生的浪涌电压(如图5所示)。所述数字通讯电路为RS485接口，采用Modbus-RTU协议，以专用通讯芯片U7组成，由整流桥BR2、TVS管VD1、自恢复保险丝FI、F2构成保护电路，对整个数字通讯电路进行保护，保证整个电路的可靠性，数字通讯电路中上行口将所述电气火灾监控探测器内的数据上传至监控中心；下行口用来连接数字式互感器(如图6所示)。本实施例中在剩余剩余电流信号采集电路同时连接模拟式互感器和数字式互感器。当使用模拟式互感器时，剩余电流值通过剩余电流互感器接入MCU,剩余电流互感器得到的信号由R60进行采样，C26、C27滤波，R8、R49、U3A组成放大电路，C42对运放的电源去耦，剩余电流信号经过采样、滤波、放大后，再经过MCU进行数据处理后对外显示(如图I所示)。当使用数字式互感器时，数字式互感器与数字通讯电路连接，数字式互感器将剩余电流值通过数字通讯电路直接远传至MCU。
权利要求1.一种多功能电气火灾监控探测器，其特征在于包括温度信号采集电路、剩余电流信号采集电路、三相电流信号采集电路、信号调理电路、MCU、按键控制电路以及外部电路； 所述温度信号采集电路采集电线电缆的温度值、剩余电流信号采集电路采集电缆中的剩余电流值、三相电流信号采集电路采集电线电缆中的三相电流值，再将上述采集到的温度值、剩余电流值和三相电流值送入信号调理电路进行信号调理后送入MCU进行数据处理，MCU处理后的数据与从按键控制电路输入的控制信号一起控制外部电路。
2.根据权利要求I所述的一种多功能电气火灾监控探测器，其特征在于所述外部电路包括报警电路；所述报警电路包括=LED显示器、LED指示灯、蜂鸣器；所述MCU通过I/O口控制报警电路，当检测到剩余电流、温度、三相电流值中一个或一个以上的数据值超过报警电路中设置的报警阈值后，报警电路中LED显示器显示报警信息，LED报警灯点亮，同时蜂鸣器鸣叫。
3.根据权利要求2所述的一种多功能电气火灾监控探测器，其特征在于所述外部电路包括数字通讯电路；所述数字通讯电路与MCU连接，该数字通讯电路包括一个上行口，一个下行口 ；所述上行口可将MCU处理后的剩余电流值、温度值、三相电流值和/或报警信号传送至与所述电气火灾监控探测器连接的监控中心；所述下行口连接数字式互感器，该数字式互感器与剩余电流信号采集电路连接，所述剩余电流信号采集电路直接将测得的剩余电流值通过所述数字式互感器和数字通讯电路的下行口直接传送至MCU中处理。
4.根据权利要求2所述的一种多功能电气火灾监控探测器，其特征在于所述外部电路包括继电器输出控制电路；所述继电器输出控制电路与MCU连接；由所述MCU的I/O 口控制的继电器输出控制电路在所述报警电路发出报警信号后，控制与之连接的断路器断开相应电回路，彻底消除电气火灾隐患。
5.根据权利要求4所述的一种多功能电气火灾监控探测器，其特征在于所述继电器输出控制电路中包括一个非门、一个三极管、一个二极管、一个继电器和一个压敏电阻；从所述MCU输出的继电器控制信号通过非门反向后，送入三极管基极，由三极管驱动控制继电器断开、闭合，与继电器一侧连接的二极管用来抑制继电器线圈断开瞬间产生的反峰电压，连接于继电器另一侧的压敏电阻用于吸收继电器触点切换时产生的浪涌电压。
专利摘要本实用新型公开了一种多功能的电气火灾监控探测器，包括温度信号采集电路、剩余电流信号采集电路、三相电流信号采集电路、信号调理电路、MCU、按键控制电路以及外部电路，并可通过通讯总线连接数字式互感器；所述温度信号采集电路采集电线电缆的温度值、剩余电流信号采集电路采集电缆中的剩余电流值、三相电流信号采集电路采集电线电缆中的三相电流值，再将上述采集到的温度值、剩余电流值和三相电流值送入信号调理电路进行信号调理后送入MCU进行数据处理，MCU处理后的数据与从按键控制电路输入的控制信号一起控制外部电路。本实用新型实现了电气火灾的多点监测，集中管理，将电气火灾隐患降至最低。
文档编号G08B17/06GK202502595SQ201220094509
公开日2012年10月24日 申请日期2012年3月14日 优先权日2012年3月14日
发明者张凤雏, 苏蛟, 费天兰 申请人:江苏斯菲尔电气股份有限公司