基于配电箱灭火抑爆系统红外探测信号处理模块的制作方法

本实用新型属于配电箱灭火抑爆系统中的模块。

背景技术：

目前配电箱是电网配电房的重要组成部分，现有技术中灭火抑爆系统红外探测信号处理模块主要采用单红外单波段红外信号探测传感器，通过检测火焰中的红外线分量来判断是否有火焰的存在，火焰中的红外线信号对检测火焰信号起到了非常重要的作用。目前在配电箱灭火抑爆系统中对红外信号检测所采用的方法为：利用运算放大电路对红外传感器经转换后的电压信号直接进行放大，然后通过模数转换（A/D）进行采集，利用微控制器进行计算，得到火焰中红外信号的分量。由于配电箱灭火抑爆系统应用环境比较恶劣，现场环境也非常复杂，对红外电压的简单的放大很容易受到干扰，对于红外信号的检测就存在着误差，且使用单红外单波段传感器容易受到环境光的干扰产生误报。

技术实现要素：

本实用新型提供一种配电箱灭火抑爆系统红外探测信号处理模块，以解决红外信号放大处理电路易受干扰和单红外单波段红外传感器易受环境光影响产生误报的问题。

实现本发明的实用新型采取的技术方案由下面几个部分组成：双红外双波段红外信号传感器电路、校准灯电路、电流转电压电路、电压跟随器电路、尖峰抑制电路、一级差分放大电路、一级滤波电路、二级差分放大电路、二级滤波电路。

本实用新型与现有技术相比，其显著优点是抗干扰性强，检测精度高，性能稳定，不受环境光影响，不会产生误报，适用于配电箱灭火抑爆系统。

附图说明

图1是本实用新型的电路原理框图；

图2是本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

配电箱灭火抑爆系统红外探测信号处理模块是由双红外双波段红外信号传感器电路、校准灯电路、电流转电压电路、电压跟随器电路、尖峰抑制电路、一级差分放大电路，一级滤波电路、二级差分放大电路、二级滤波电路顺序电气连接组成。

红外信号传感器的微弱电流信号，经过校准灯电路，校验电流信号是否达到预警，达到预警即启动，再由电流转电压电路变换成对应的电压信号，经过电压跟随器调理电压信号，从而增加信号的驱动能力，经过调理的电压信号在尖峰抑制电路的作用下将电压信号控制在合理安全的范围，信号进行第一级差分放大电路后进行第一级低通滤波，然后再经过第二级差分放大电路过滤掉共模干扰，二级放大电路后二级低通滤波把放大后的电压信号进行二次滤波，最后送入微控制器内进行采集运算。

校准灯VL1的1脚接+8V电源，2脚接RP1可变电阻的1脚，RP1的取值范围在100-500Ω，RP1的2脚接微控制器的控制端KZ，通过KZ控制校准灯；双波段红外信号传感器IR1的1脚接+5V，2脚接RP2可变电阻器的1脚，RP2的取值范围在1K-1MΩ，RP2的2脚接地，RP2的1脚和地之间接连接电容C8；运算放大器N2B的5脚接IR1的2脚，运算放大器N2B的4脚接+5V，运算放大器N2B的4脚和地之间接电容C5，运算放大器的11脚接地，运算放大器N2B的6脚与7脚相连，7脚通过电容C7连接到运算放大器N1B的5脚，运算放大器N1B的5脚和VREF之间连接电阻R6和瞬态抑制二极管V1，VREF由电阻R2和R3分压，并通过电容C2和C3滤波，运算放大器N1B的4脚接+5V，运算放大器的11脚接地，运算放大器N1B的4脚和地之间接电容C4，运算放大器N1B的6脚通过电阻R6接到VREF，运算放大器N1B的6脚通过电阻R1和电容C1并联接到运算放大器N1B的7脚，同时接入到运算放大器N1A的3脚，运算放大器N1A的2脚通过电阻R8接到VREF，运算放大器N1A的2脚通过电阻R7和可变电阻RP3串联后和电容C9并联接回运算放大器N1A的1脚，算放大器N1A的1脚通过电阻R5连接到输出端OUT1，算放大器N1A的1脚和地之前接电容C6；

校准灯VL2的1脚接+8V电源，2脚接RP4可变电阻的1脚，RP4的取值范围在100-500Ω，RP4的2脚接微控制器的控制端KZ，通过KZ可以控制校准灯；双波段红外信号传感器IR2的1脚接+5V，2脚接RP5可变电阻器的1脚，RP5的取值范围在1K-1MΩ，RP5的2脚接地，RP5的1脚和地之间接连接电容C11；运算放大器N2D的12脚接IR2的2脚，运算放大器N2D的13脚与14脚相连，14脚通过电容C13连接到运算放大器N1D的12脚，运算放大器N1D的12脚和VREF之间连接电阻R12和瞬态抑制二极管V2，VREF由电阻R2和R3分压，并通过电容C2和C3滤波，运算放大器N1D的13脚通过电阻R10接到VREF，运算放大器N1D的13脚通过电阻R9和电容C10并联接到运算放大器N1D的14脚，同时接入到运算放大器N2A的3脚，运算放大器N2A的2脚通过电阻R14接到VREF，运算放大器N2A的2脚通过电阻R13和可变电阻RP6串联后和电容C14并联接回运算放大器N2A的1脚，算放大器N2A的1脚通过电阻R11连接到输出端OUT2，运算放大器N2A的1脚和地之前接电容C12。

电路中各部分电压的放大倍数及输出分析：由于红外信号传感器输出为

微弱电流信号，经过电流转电压信号电路后，用表示，采用高精度运算放大器AD8554对信号进行放大。

基准电源提供电路由电阻R2、R3，电容C2、C3组成，由电阻R2和R3组成分压电路，对+5V电源进行分压，电容C2，C3进行滤波，消除高频干扰，输出电压用表示：

经过电压跟随器电路后，放大倍数为1，用表示， =，经过C1电容滤波后，经过第一级运算放大器放大后的电压用表示，因为运算放大器的虚短可得知，，因此得到：

第二级运算放大器经过二级差分放大，消除干扰后，最终输出用表示，由运算放大器的虚短和虚断可知，，因此得到：

可变电阻器RP3的取值范围在1K-50K之间，最终根据红外信号传感器的输入电压信号，就可以得到输出端U₀信号，输出给微控制器进行检测采集运算。