专利名称：热源探测器的制作方法
技术领域：
本发明涉及在火警系统和诸如此类系统中使用的热源探测器。
在常规的热源探测器中，热敏电阻作为温度探测元件来探测热源探测器周围的环境的温度。为了检测热敏电阻是否异常现已提出了几种方法。例如，当热敏电阻开路或短路时，温度探测电路的输出电压与正常输出电压相比变化极大。当这个检测输出电压大于预定的最大值或小于预定的最小值时，可以确定热敏电阻已开路或已短路。
但是，热敏电阻的特性因老化变化而变衰时，在恒定温度下测得的阻值将会逐渐变化，因而影响温度探测电路输出电压而不会突然变化。利用常规技术不可能探测到因热敏电阻特性变坏而导致其电阻的这种渐变的后果。
当热源探测器的温度探测范围例如已设定为高于-10℃的范围时，假定在探测到例如-20℃的低温热敏电阻发生衰变是可能的。然而，在这种情况下，热源探测器周围的实际环境温度例如为+20℃时，即使因热敏电阻衰变而测到一个不正确的值例如+10℃或+30℃，也不可能确定测量结果是错误的。这就是说，在常规的技术中，在整个工作温度范围内存在着不能检测热敏电阻衰变的问题。
在诸如晶体管或二极管之类的元件而不是热敏电阻用作以为温度探测元件时，在整个工作温度范围内也存在着不能探测到温度探测元件衰变的问题。
本发明的目在于提供一种热源探测器，其内诸如热敏电阻之类的温度探测元件的衰变可在整个工作温度范围内被检测到。
根据本发明，一种热源探测器包括一个外部温度探测器用于探测该热源探测器外部温度，一个内部温度探测器用于探测该热源探测器内部温度；温度差计算装置用于计算由外部温度探测器探测到的外部温度与由内部温度探测器探测到的内部温度之间的温度差；持续时间探测装置用于探测由温度差计算装置计算的温度差已保持大于预定值一段预定时间或更长的时间；以及用于确定外部温度探测器是否正常的确定装置，如果持续时间探测器探测到温度差已保持大于预定值一段预定时间或更长，则输出一个异常信号。
在本发明的这种热源探测器中，由外部温度探测器探测到的外部温度与由内部温度探测器探测到的内部温度之间的温度差可以得到。如果这一温度差持续超过预定值一段预定期间或更长，可确定外部温度探测器异常。因此，在整个工作温度范围内能够确保检测到温度探测元件(其中包括例如热敏电阻)的特性衰变。
图1示出本发明第一实施例的热源探测器的方框图2示出第一实施例中微计算机工作的流程图；图3示出第一实施例中改进的工作的流程图；图4示出第二实施例的热源探测器的方框图。
现在对照附图描述本发明的最佳实施例。第一实施例对照图1，在根据本发明的第一实施例的热源探测器中，微计算机10控制整个热源探测器1，而ROM(只读存储器)20存储如图2或3所示流程图的程序。RAM(随机存取存储器)21用以作为一个工作区。
在热源探测器1的壳体1a的外部，设置一个外部温度探测器30用于探测热源探测器1周围环境温度。外部温度探测器30包括一个由电阻R1和热敏电阻TH组成的串联电路。在这个外部温度探测器30中，电阻R1的一端连接到电源Vcc上，而电阻R1的另一端连接到热敏电阻TH的一端。热敏电阻TH的另一端接地。在电阻R1和热敏电阻TH之间的连接点形成外部温度探测器30的输出，该输出连接到微计算机10的A/D(模/数)转换器的一个输入端上。
在热源探测器1的壳体1a的内部，设置一个内部温度探测器40用于探测热源探测器1的内部温度。内部温度探测器40包括一个晶体管TR和连接到晶体管TR上的电阻R2至R5。PNP型三极管用以作为晶体管TR。电阻R2和R3分别用以作为发射极电阻和集电极电阻。电阻R4和R5作为晶体管TR基极的分压电阻。内部温度探测器40利用温度与晶体管TR基-射结电压VBE相关来探测内部温度。也就是说，晶体管TR的电压VBE具有-2至-2.5mv/℃的温度特性，该温度特性用来探测内部温度。
微计算机10计算由外部温度探测器30探测的外部温度与由内部温度探测器40探测的内部温度之差。微计算机10监视该温度差，并且如果微计算机10探测到该温度差超过允许的最大值TK己60分钟或更长时间的这一事件，则微计算机10断定外部温度探测器30异常。
一个发送/接收电路50包括一个发送电路和一个接收电路，微计算机10通过该发送电路向火警接收机(未表示)发送代表热度的物理量信号之类的信号；微型计算机10通过该接收电路从火警接收机接收诸如轮询信号之类的信号。当图1所示的热源探测器探测到起火时，指示灯51点亮。恒定电压电路60向微计算机10提供一个恒定电压。
ROM20存储热源探测器1工作所需的程序。ROM20还存储热源探测器1的地址、允许的最大温度差值TK以及允许的最低温度值TK1。RAM21暂时存储外部温度探测器30探测到的外部温度T0、内部温度探测器40探测到的内部温度Ti、探测的外部温度T0与探测的内部温度Ti之差的绝对值的温度差Td、以及计数值C。
在上述结构中，微计算机10以多种方式工作，就是说，微计算机10作为计算由外部温度探测器探测到的外部温度与由内部温度探测器探测到的内部温度之差的温度差计算装置；微计算机10还用作为检测该温度差已经持续超过预定值一段预定时间或更长时间这一事件的持续时间检测装置；而且，微计算机10还作为一个确定装置，在该温度差超过预定值的时间已到持续预定时间时断定外部温度探测器异常。
下面将描述第一实施例的操作情况。
图2示出微计算机10为确定第一实施例的外部温度探测器30异常而执行的程序流程图。
程序从计数值C初始化为零的步骤S1开始。一分钟过去之后(步骤S2)，微计算机10读出由外部温度探测器30探测到的外部温度T0(步骤S3)。就是说，一分钟过去时，外部温度探测器30的输出电压输入到微计算机A/D(模/数)转换器的输入端。然后，该模/数转换器把这一输入的模拟数据转换成数字数据。这一数字数据进一步转换成温度数据T0，并把该数据存储在RAM21中。ROM20预先存储一个对照表以便用来把由模/数转换器得到的数字数据转换成温度数据T0。
然后，微计算机10还读出由内部温度探测器40探测到的内部温度Ti(步骤S4)。就是说，内部温度探测器40的输出电压输入到微计算机10的模/数转换器的输入端。然后，模/数转换器把这一输入模拟数据转换成数字数据。这一数字数据进一步转换成温度数据Ti，并把该数据Ti存储在RAM21中。ROM20还预先存储一个对照表以便用来把由模/数转换器得到的数字数据转换成温度数据Ti。
微计算机10计算探测到的外部温度T0与探测到的内部温度Ti之的温度差Td的绝对值(步骤S5)。然后，微计算机10从ROM20中读出允许的最大温度值Tk，并把温度差Td与允许的最大温度差Tk相比较，如果温度差值Td大于允许的最大温度差值Tk，则计数值C加“1”(步骤S6和S7)。如果温度差Td等于或小于允许的最大温度差值Tk，则程序返回到步骤S1，将计数值C复位为“0”。
然后，上述操作(步骤S1至S7)将重复进行。如果计数值C在这重复操作中达到60(步骤S8)，就是说，如果温度差值Td大于允许的最大温度差值Tk已持续一小时或更长时间，则微计算机10断定热敏电阻TH中已衰变，并输出一个指示在热敏电阻TH已衰变的热敏电阻衰变信号(步骤S9)。这一热敏电阻衰变信号通过发送/接收电路50送给火警接收机。
在上述的第一实施例中，如果温度差值Td大于允许的最大温度差值Tk已持续了一小时或更长时间，则微计算机10断定热敏电阻TH已发生衰变。据此，在整个工作温度范围内确保能够探测到外部温度探测器30的热敏电阻TH的衰变。在起火事件中，外部温度探测器30探测到的外部温度To上升。但是，在这种情况下，内部温度探测器40探测到的内部温度Ti也逐渐上升，因此探测到的外部温度To与探测到的内部温度Ti之差在一小时中不会变得如此大，以防止微计算机10不致错误地断定热敏电阻TH中的衰变。从而，确保能够探测到起火，而不会错误地断定外部温度探测器30异常。
在计算温度差值Td的步骤S5中，使用温度差的绝对值而不是探测到的外部温度To与探测到的内部温度Ti之间的非绝对值的差值，这样在因热敏电阻TH衰变而导致热敏电阻TH电阻阻值增加或减小的任一种情况下都能确保探测到热敏电阻TH的衰变。
对于在内部温度探测器40中使用的晶体管，可以采用NPN型晶体管来代替PNP型晶体管TR。
图3示出第一实施例的改进操作的流程图。
这一流程图中所示的程序另外具有步骤S11插在图2中所示流程图的步骤S3与S4之间，还带有附加的步骤S12，以便在这个流程中在探测到的外部温度To低于允许的最低温度值Tk1(例如，-10℃)的情况下判定热敏电阻TH具有开路。
在读出由外部温度探测器30探测到的外部温度To之后(步骤S3)，将出的外部温度To存储在RAM21中，并从ROM20中读出允许最低温度Tk1。如果探测到的外部温度To低于允许最低温度Tk1(步骤S11)，则确定热敏电阻TH开路，然后通过发送/接收电路50向火警接收机输出一个热敏电阻开路信号(步骤12)。第二实施例
图4示出本发明的第二实施例的热源探测器2的方框图。
除内部温度探测器40由内部温度探测器41代替以外，图4中所示的热源探测器2大体上具有与图1中所示的热源探器相同的结构。
内部温度探测器41用来探测热源探测器2的壳体2a内的温度。内部温度探测器41包括设置在壳体2a内的二极管D1和D2。以及串联连接到二极管D1和D2上的一个电阻R6。电阻R6的一端连接到电源Vcc上，而另一端连接到二极管D1的阳极上。二极管D1的阴极连接到二极管D2的阳极上，二极管S2的阴极接地。在电阻R6的另一端与二极管D1的阳极之间的连接点形成内部温度探测器41的一个输出。通过利用由二极管D1和D2组成的串联电路电压的温度依赖性，内部温度探测器41探测热源探测器2的内部温度。
在这个第二实施例中，电阻R6连接到电源Vcc上，而二极管D1和D2的串联电路接地。然而，如果电源Vcc的电压不随温度改变，则内部温度探测器41也可以这样构成，即电阻R6接地而二极管D1和D2的串联电路连接到电源Vcc上。
在上述的第一和第二实施例中，每分钟读出探测到的外部温度To和内部温度Ti。另一种可替代的方案是，每隔不是一分钟的时间读出探测到的外部温度To和内部温度Ti。
在第一和第二实施例中，在温度差值Td大于允许的最大温度差值Tk持续一小时或更长时间的情况下，可断定热敏电阻TH已衰变。另一种可替代的方案是，可在温度差值Td大于允许的最大温度差值Tk持续一段不是一小时的时间(例如两小时)的情况下可定热敏电阻TH已衰变。
在上述的每个实施例中，由外部温度探测器30探测到的温度与由内部温度探测器40或41探测的温度可以相互比较。另一种可替代的方案是，从外部温度探测器30输出的电压与从内部温度探测器40或41输出的电压直接相互比较。
在上述的每个实施例中，热敏电阻TH用在外部温度探测器30中。另一种可替代的方案是，也可以用诸如晶体管和二极管之类的其他类型温度敏感元件来代替热敏电阻TH。
尽管在上述实施例中没有描述其细节，但微计算机10例如每3秒钟从外部温度探测器30读出外部温度，并通过发送/接收电路50向火警接收机发送代表探测到的温度或探测到的现在温度与早于预定时刻已探测到的温度之差的信号，以及代表火警确认结果的火警信号。
如上所述，本发明的优点是可在整个工作温度范围内确保能够探测到诸如热敏电阻之类的温度探测元件特性衰变。
权利要求
1.一种热源探测器，其特征在于，包括一个用于探测该热源探测器外部的外部温度的外部温度探测器；一个用于探测该热源探测器内部的内部温度的内部温度探测器；用于计算由所述的外部温度探测器探测到的外部温度与由所述的内部温度探测器探测到的内部温度之间的温度差的温度差计算装置；用于探测由所述的温度差计算装置计算的温度差大于预定值已持续一段预定时间或更长时间的持续时间探测装置；以及用于确定所述的外部温度探测器是否异常的确定装置，如果所述的持续时间探测装置探测到温度差大于预定值持续到预定时间或更长时间的事件，则输出一个异常信号。
2.根据权利要求1的热源探测器，其特征在于，所述的温度差计算装置计算外部温度与内部温度之间的温度差的绝对值。
3.根据权利要求1的热源探测器，其特征在于，还包括一个用于容纳所述内部温度探测器、所述的温度差计算装置、所述的持续时间探测装置和所述的确定装置的壳体，所述的外部温度探测器设置在所述的壳体外。
4.根据权利要求1的热源探测器，其特征在于，所述的外部温度探测器包括一个作为温度探测元件的热敏电阻。
5.根据权利要求4的热源探测器，其特征在于，还包括用于把由所述的外部温度探测器探测到的外部温度与允许的最低温度相比较的温度比较装置，当所述的温度比较装置探测到外部温度低于允许的最低温度时，所述的确定装置确定所述的外部温度探测器的热敏电阻开路，输出一个开路信号。
6.根据权利要求1的热源探测器，其特征在于，所述的内部温度探测器包括一个作为温度探测元件的晶体管并利用所述晶体管基—射结电压的温度特性探测内部温度。
7.根据权利要求1的热源探测器，其特征在于，内部温度探测器包括一个作为温度探测元件的二极管并利用所述的二极管的电压温度特性探测内部温度。
8.根据权利要求1的热源探测器，其特征在于，还包括用于输出代表由所述的外部温度探测器探测到的外部温度的温度信号的输出装置。
9.根据权利要求1的热源探测器，其特征在于，所述的确定装置根据由所述的外部温度探测器探测到的外部温度确定是否有火警以便输一个代表确定结果的火警信号。
10.根据权利要求9的热源探测器，其特征在于，还包括一个当所述确定装置探测到起火时点亮的指示灯。
全文摘要
热源探测器包括一个外部温度探测器和一个内部温度探测器。一个微计算机计算外部温度与内部温度与内部温度之差，监视该温度差以检测“该温度差大于预定值已持续了一个预定时间或更长的时间”的事件。若该微计算机检测温度差大于预定值已持续到预定时间或更长时间，则它输出一个异常信号以表示外部温度探测器异常。
文档编号G08B29/00GK1124351SQ94103300
公开日1996年6月12日 申请日期1994年3月30日 优先权日1993年3月31日
发明者望月干夫 申请人:能美防灾株式会社