一种用于机柜灭火的内置式自动控制装置的制作方法

本发明涉及灭火控制技术领域，具体涉及一种用于机柜灭火的内置式自动控制装置。

背景技术：

信息机房内运行设备大都是配电柜、网络机柜等，大部分的火灾来源于电气火灾，并且火灾的源头大部分存在于这些相对密闭的局部空间内，特别在火灾发生初期，现有的机房里的视频监控和环动系统根本无法及时发现，而传统的消防系统更多是对整个机房空间的保护而且是被动的，只有当火情扩大到一定程度时才能启动消防系统，这时机房设备已经造成了严重的损失，根本无法对密闭的空间实时监控和自动灭火，也就无法控制火灾的源头。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种用于机柜灭火的内置式自动控制装置。

为了解决背景技术所存在的问题，本发明的一种用于机柜灭火的内置式自动控制装置，它包含数据采集单元、灭火单元、主控单元；数据采集单元为传感器组件；数据采集单元实时采集机柜内温度，并将所采集的数据传输至主控单元；气体传感器实时采集火灾早期散发的气体，将采集数据上传至主控单元；灭火单元由气溶胶发生剂、发生器、冷却装置、反馈元件、壳体组成，由主控单元启动释放气体进行灭火；主控单元接收采集单元上传的温度数据与气体成分分析数据，通过数学模型智能判断是否有火情发生；发生火情时，启动声光报警器，同时根据火情的发展，判断是否启动灭火单元释放气体进行灭火。

作为优选，所述的数据采集单元采用了MQ2空气质量气体传感器与18B20数字温度传感器；MQ2空气质量气体传感器采集发生火灾时现场的烟雾气体浓度；并采用多层厚膜制造工艺，在微型Al₂O₃陶瓷基片的两面分别制作加热器和金属氧化物半导体气敏层，封装在金属壳体内；当环境空气中有被检测气体存在时传感器电导率发生变化，该气体的浓度越高，传感器的电导率就越高；将这种电导率的变化转换为与气体浓度对应的输出信号。

本发明有益效果为：集内置式火情测、灭一体化控制，实现高效“介入式”灭火；且采集数据准确、快速，提高了安全性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中数据采集单元的电路原理图；

图3为本发明中MQ2空气质量气体传感器的电路原理图；

图4为本发明中18B20数字温度传感器的电路原理图；

图5为本发明中灭火单元的蜂鸣器电路原理图；

图6为本发明中灭火单元的控制输出电路原理图；

图7为本发明中主控单元的2.5V参考电压原理图；

图8为本发明中主控单元的复位电路原理图；

图9为本发明中主控单元的单片机电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作进一步的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本具体实施方式采用如下技术方案：它包含数据采集单元、灭火单元、主控单元；数据采集单元为传感器组件；数据采集单元实时采集机柜内温度，并将所采集的数据传输至主控单元；气体传感器实时采集火灾早期散发的气体，将采集数据上传至主控单元；灭火单元由气溶胶发生剂、发生器、冷却装置、反馈元件、壳体组成，由主控单元启动释放气体进行灭火；主控单元接收采集单元上传的温度数据与气体成分分析数据，通过数学模型智能判断是否有火情发生；发生火情时，启动声光报警器，同时根据火情的发展，判断是否启动灭火单元释放气体进行灭火。

如图2、图3、图4所示，作为优选，所述的数据采集单元采用了MQ2空气质量气体传感器与18B20数字温度传感器；MQ2空气质量气体传感器采集发生火灾时现场的烟雾气体浓度；并采用多层厚膜制造工艺，在微型Al₂O₃陶瓷基片的两面分别制作加热器和金属氧化物半导体气敏层，封装在金属壳体内；当环境空气中有被检测气体存在时传感器电导率发生变化，该气体的浓度越高，传感器的电导率就越高；将这种电导率的变化转换为与气体浓度对应的输出信号。输出信号V_RL经过信号电路（如图2所示），得到可靠稳定的信号送MCU 的AD口被采集。在图2中，Signal信号即时V_RL信号，该信号经过一个π滤波进入运放的同相输入端5脚，同时运放的3脚为传感器信号零点。ADJ2是调节零点的电位器，通过调节电位器可调整气体检测的零点。Signal信号与零点信号经过电压跟随器，进入后一级放大，放大倍数有电位器ADJ1调整，运放输出的最终信号SENSOR送单片机AD口。

如图4所示，所述的18B20数字温度传感器，保证温度采集的精度和实效性；采用长寿命半导体气体传感器。从DS18B20 读出的信息或写入DS18B20 的信息仅需要一根线(单线接口)读写，温度变换功率来源于数据总线，总线本身也可以向所挂接的 DS18B20 供电，而无需额外电源。测量温度范围为-55℃～+125℃。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量。采集电路只需要将输出信号上拉后，直接接MCU的IO口即可实现温度的实时读取。DQ是18B20输出的温度信号，直接接单片机I/O口，该信号通过10K上拉至3.3V。

如图5、图6所示：所述的灭火单元：

（1）当温度过高时，通过特定数学算法通过继电器组合输出，启动灭火单元进行灭火。

（2）当烟雾等气体浓度超限时，通过特定数学算法，通过继电器组合输出，启动灭火单元,释放灭火气体进行灭火。

灭火单元主要靠继电器组来启动，当MCU输出的信号RELAY_2为高时，三极管Q8导通，继电器线圈接通5V电压，从而触点动作。该继电器有源和无源可配置。电路图中二极管主要提供在继电器恢复时能量能够释放的路径。

如图7、图8、图9所示：所述的主控单元：主控采用低功耗的TI M430单片机,单元主要是以MCU为核心，实时采集温度传感器及烟雾传感器信号，通过火灾特征值提取并根据算法，判断当前火灾发生情况，根据情况不同，预警或启动灭火单元。

在图中，RELAY_1～RELAY_5是五个继电器，供控制输出使用，SENSOR1和SENSOR2是两个气体传感器信息，供烟雾等气体采集用。RXD/TXD是供485通信使用，SB1、SB2是参数设置用的按钮。CH1～CH6是拨码开关，用来设定地址用。

本具体实施方式的主控采用低功耗的TI M430单片机,单元主要是以MCU为核心，实时采集温度传感器及烟雾传感器信号，通过灾特征值提取算法，判断当前火灾发生情况，根据情况不同，预警或启动灭火单元；集内置式火情测、灭一体化控制，实现高效“介入式”灭火。

以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。