防道路打滑式的高速公路隧道防火灾及火灾报警装置的制作方法

本实用新型涉及自动检测防火灾及火灾报警的装置，尤其是一种防道路打滑式的高速公路隧道防火灾及火灾报警装置。

背景技术：

由于高速公路的快速发展，高速公路需要截弯取直，将漫长的盘山公路改成直接穿越山体的隧道，这样不但节省行车时间，降低油耗，而且安全性也大为提高，所以修建的隧道越来越多。然而隧道的存在又面临着很多潜在的灾害，:隧道中火灾就是一个很严重的灾害，隧道中经常运输化学物品和多种易燃易爆物品,由于隧道内通风排气道少,导致通风不畅,温度上升快,许多有害易燃粒子都滞留在隧道内,不但伤害人体健康,而且遇到高温和明火,极易发生火灾和爆炸,在发生火灾时，由于隧道较封闭，高速公路行车速度快，很容易造成车辆追尾事故，使得隧道内火灾更为严重，而且隧道内易燃粒子的存在，火灾容易蔓延，高速公路隧道防火灾及火灾报警成为当今社会的重大课题。

现有技术有火灾报警装置，但它只能起到报警作用，并不能防止火灾的发生及火灾的蔓延，现有的喷雾除易燃粒子技术，在特定时期喷出一定的雾水使得隧道内易燃粒子沉降，虽然能防止火灾发生及火灾蔓延，但喷雾除粒子使高速公路隧道路面摩擦系数减小，车辆会因为打滑而造成交通事故，然而高速公路在我国国民经济中的地位日趋重要，所以急需引入一种合适的装置来解决高速公路隧道火灾造成重大人身损失及经济损失的问题。

技术实现要素：

本实用新型目的在于提供防道路打滑式的高速公路隧道防火灾及火灾报警装置，它能有效地将隧道内易燃粒子抽入其内，并抽取地下水将易燃粒子在装置内沉降，防止火灾的发生以及火灾发生时因易燃粒子过多而造成火灾的蔓延，还能将沉降粒子后的水排入道路外的排水沟，防止沉降粒子的水使得道路打滑，而且在高速公路隧道发生火灾时该装置能够对火灾进行报警，提醒要进入隧道的司机隧道中发生火灾，避免造成重大交通事故。

本实用新型的目的是这样实现的：

防道路打滑式的高速公路隧道防火灾及火灾报警装置，特征是：包括第1封装盒、第2封装盒、抽水机、第1导水管、第2导水管、第3导水管、第4导水管、排水孔、第5导水管、第6导水管、抽风机、报警显示屏、支撑杆，可拆卸的第1封装盒安装在高速公路隧道口外的侧壁上，抽水机安装在第1封装盒中，第1导水管的上端接抽水机的出水口，第1导水管的下端垂直向下通向地表下面,水平安装的第2导水管的左端通过三通与第1导水管的侧壁连通, 第2导水管的右端伸入到安装在隧道内壁的第2封装盒内与第3导水管连通，在第2封装盒5内均匀分布若干个水除粒子室，水除粒子室内壁安装有与水平面垂直放置的第3导水管，第3导水管的下端与第2导水管的右端连通，第3导水管的上端与安装在水除粒子室内壁顶端的第4导水管连通，在第4导水管上开有若干个出水孔，在水除粒子室的底部开有若干个排水孔，第5导水管连接排水孔后与水平放置的第6导水管连接，第6导水管通向高速公路外的排水沟，水除粒子室的前端安装有抽风机，抽风机的进风口正对高速公路隧道。在第1封装盒中安装有系统驱动电路板，系统驱动电路板上设有5伏稳压源电路、粒子检测驱动电路、火焰检测驱动电路、抽风机驱动电路、抽水机驱动电路、火灾报警电路。粒子检测驱动电路要驱动粒子传感器的检测工作，粒子传感器安装在第2封装盒的前端，火焰检测驱动电路要驱动火焰传感器的检测工作，多个火焰传感器均匀分布在第2封装盒的前端，火灾报警电路要驱动报警显示屏的报警工作，报警显示屏通过支撑杆安装在距高速公路隧道口500米处。

本实用新型工作时，5V稳压源将市电220VAC转为稳定的5伏直流电源给粒子检测驱动电路、火焰检测驱动电路供电。粒子检测驱动电路驱动粒子传感器的检测工作，当检测到高速公路隧道内的粒子浓度较低时，则不开启抽风机和抽水机的工作，不进行水除粒子的工作，当检测到高速公路隧道内的粒子到一定的浓度时则启动抽风机和抽水机的工作，抽风机将隧道内的易燃粒子抽入水除粒子室，抽水机将地下水抽出，通过导水管将水导入水除粒子霾室内壁的导水管，再将水导入水除粒子室内壁顶端的导水管，水通过水除粒子室内壁顶端的导水管上的出水孔往下滴，将抽风机抽入水除粒子室高的粒子沉降，滴下的水流入水除粒子室底部的排水孔，连接排水孔的导水管将水导入高速公路外的排水沟，从而使得高速公路隧道内的易燃粒子被除去，防止火灾的发生以及火灾发生因易燃粒子过多而造成火灾的蔓延，且不会导致高速公路路面湿滑，达到在保证防高速公路隧道路面打滑的前提下降低因为隧道易燃粒子浓度过高而造成隧道内火灾发生的可能性；火焰检测驱动电路驱动多个火焰传感器的检测工作，当无火焰传感器检测到火焰时，则不开报警显示屏的工作，当有火焰传感器检测到隧道中有火焰时，则开启报警显示屏的报警工作，提醒要进入隧道的司机隧道中发生火灾，避免造成重大交通事故。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

下面结合实施例并对照附图对本实用新型作进一步详细说明。

防道路打滑式的高速公路隧道防火灾及火灾报警装置，特征是：包括第1封装盒1、第2封装盒5、抽水机2、第1导水管3、第2导水管4、第3导水管7、第4导水管8、排水孔13、第5导水管14、第6导水管15、抽风机10、报警显示屏16、支撑杆18，可拆卸的第1封装盒1安装在高速公路隧道口外的侧壁上，抽水机2安装在第1封装盒1中，第1导水管3的上端接抽水机2的出水口，第1导水管3的下端垂直向下通向地表下面,水平安装的第2导水管4的左端通过三通与第1导水管3的侧壁连通, 第2导水管4的右端伸入到安装在隧道内壁的第2封装盒5内与第3导水管7连通，在第2封装盒5内均匀分布若干个水除粒子室6，水除粒子室内壁安装有与水平面垂直放置的第3导水管7，第3导水管7的下端与第2导水管4的右端连通，第3导水管7的上端与安装在水除粒子室内壁顶端的第4导水管8连通，在第4导水管8上开有若干个出水孔9，在水除粒子室6的底部开有若干个排水孔13，第5导水管14连接排水孔13后与水平放置的第6导水管15连接，第6导水管15通向高速公路外的排水沟，水除粒子室6的前端安装有抽风机10，抽风机10的进风口正对高速公路隧道。在第1封装盒1中安装有系统驱动电路板12，系统驱动电路板12上设有5伏稳压源电路、粒子检测驱动电路、火焰检测驱动电路、抽风机驱动电路、抽水机驱动电路、火灾报警电路。粒子检测驱动电路要驱动粒子传感器11的检测工作，粒子传感器11安装在第2封装盒5的前端，火焰检测驱动电路要驱动火焰传感器17的检测工作，多个火焰传感器17均匀分布在第2封装盒5的前端，火灾报警电路要驱动报警显示屏16的报警工作，报警显示屏16通过支撑杆18安装在距高速公路隧道口500米处。

系统驱动电路板12上设有5伏稳压源电路、粒子检测驱动电路、火焰检测驱动电路、抽风机驱动电路、抽水机驱动电路、火灾报警电路。其中：

5伏稳压源电路由降压变压器T、整流桥VD1-VD4、集成稳压电路IC1、第1-4电容C1-C4组成，第1电容C1、第3电容C3为极性电容，第2电容C2、第4电容C4为偏置电容。220V市电经降压变压器T降压、整流桥VD1-VD4整流、集成稳压电路IC1稳压、第1电容C1、第3电容C3滤波后输出电源VCC：+5V给粒子检测驱动电路、火焰检测驱动电路供电，第1电容C1与第2电容C2并联，第3电容C3与第4电容C4并联。

粒子检测驱动电路由粒子传感器11、第5电容C5、第1运算放大器U1、第1三极管Q1、第1继电器J1、第2继电器J2、第1电阻R1、第2电阻R2、第1可调电阻RW1组成，粒子传感器11的电源端连接电源VCC，粒子传感器11的接地端接地，粒子传感器11的VLED端连接第5电容C5的正极，第5电容C5的负极接地，以驱动粒子传感器11内部红外的工作，粒子传感器11的输出端接第1运算放大器U1的正输入端，第1电阻R1的一端接电源VCC，第1电阻R1的另一端与第1可调电阻RW1串联后接地构成分压电路，通过第1可调电阻RW1可调节第1可调电阻RW1所分的电压，第1可调电阻RW1的高电位端接第1运算放大器U1的负输入端，第1运算放大器U1的正输入端、负输入端的电位比较决定第1运算放大器U1的输出端电平的高低，第1运算放大器U1的输出端接第1三极管Q1的基极，第1三极管Q1的集电极与第1继电器J1、第2继电器J2串联后接电源VCC，第1三极管Q1的发射极与第2电阻R2串联后接地；

火焰检测驱动电路由多个火焰传感器17、多输入或门IC2、第2运算放大器U2、第2三极管Q2、第3继电器J3、第3电阻R3、第4电阻R4、第2可调电阻RW2组成，火焰传感器17的电源端连接电源VCC，火焰传感器17的接地端接地，火焰传感器17的输出端接多输入或门IC2的一输入端，其他火焰传感器17的电源端接VCC,接地端接地，输出端连接多输入或门IC2的其他输入端，多输入或门IC2的输出端连接第2运算放大器U2的正输入端，第3电阻R3的一端接电源VCC，第3电阻R3的另一端与第2可调电阻RW2串联后接地构成分压电路，通过第2可调电阻RW2可调节第2可调电阻RW2所分的电压，第2可调电阻RW2的高电位端接第2运算放大器U2的负输入端，第2运算放大器U2的正输入端、负输入端的电位比较决定第2运算放大器U2的输出端电平的高低，第2运算放大器U2的输出端接第2三极管Q2的基极，第2三极管Q2的集电极与第3继电器J3串联后接电源VCC，第2三极管Q2的发射极与第4电阻R4串联后接地；

抽风机驱动电路由抽风机10和第1继电器的常开触点JK1组成，抽风机10与JK1串联后与市电220V电源并联。

抽水机驱动电路由抽水机2和第2继电器的常开触点JK2组成，抽水机2与JK2串联后与市电220V电源并联。

报警电路由报警显示屏16和第3继电器的常开触点JK3组成，报警显示屏16与JK3串联后与市电220V电源并联。

高速公路供电利用的是市电220V供电，本实用新型利用高速公路所提供的市电220VAC驱动抽风机10、抽水机2以及报警显示屏16，并通过把220VAC稳压为5V稳压电源VCC给粒子检测驱动电路、火焰检测驱动电路供电。

工作原理：

1、粒子传感器11检测高速公路隧道内的粒子浓度，判断是否要启动水除易燃粒子的工作。

A、当粒子浓度较低时，导致粒子传感器11检测到的粒子浓度低于所设置的粒子浓度阈值，粒子传感器11的输出端输出低电平，导致第1运算放大器U1的正输入端的电位比负输入端的电位低，从而第1运算放大器U1的输出端输出低电平，第1三极管Q1截止，导致第1继电器J1的常开触点JK1、第2继电器J2的常开触点JK2断开，不启动抽风机10和抽水机2的工作，即不做隧道内除粒子的工作。

B、当粒子传感器11检测到的粒子浓度高于所设置的粒子浓度阈值，粒子传感器11的输出端输出高电平，导致第1运算放大器U1的正输入端的电位比负输入端的电位高，从而第1运算放大器U1的输出端输出高电平，第1三极管Q1导通，导致第1继电器J1的常开触点JK1、第2继电器J2的常开触点JK2导通，抽风机10将高速公路隧道内的易燃粒子抽入水除粒子室6，抽水机2将水抽出，抽出的水通过第1导水管3到第2导水管4、通过第2导水管4进入水除粒子室6内壁的第3导水管7，再通过第3导水管7到水除粒子室6的第4导水管8，最后通过第4导水管8上的水孔9滴下，将抽风机10抽入水除粒子室6内的粒子沉降，滴下的水流入水除粒子室6底部的排水孔13，第5导水管14将水导入第6导水管15，第6导水管15将水导入高速公路外的排水沟，防止火灾的发生以及火灾发生因易燃粒子过多而造成火灾的蔓延，且不会导致高速公路路面湿滑，达到在保证防高速公路隧道路面打滑的前提下降低因为隧道易燃粒子浓度过高而造成隧道内火灾发生的可能性。

C、当高速公路隧道内的粒子被沉降到其浓度低于所设定的阈值时，粒子传感器11的输出端输出低电平，导致第1运算放大器U1的正输入端的电位比负输入端的电位低，从而第1运算放大器U1的输出端输出低电平，第1三极管Q1截止，导致第1继电器J1的常开触点JK1、第2继电器J2的常开触点JK2断开，抽风机10和抽水机2停止工作，高速公路隧道内的除易燃粒子工作停止。

2、多个火焰传感器17检测高速公路隧道内的火灾发生情况，判断是否要启动火灾报警的工作。

A、当高速公路隧道无火灾发生时，无火焰传感器17检测到火焰，所有火焰传感器17的输出端输出低电平，使得多输入或门IC2的输出端输出低电平，导致第2运算放大器U2的正输入端的电位比负输入端的电位低，从而第2运算放大器U2的输出端输出低电平，第2三极管Q2截止，导致第3继电器J3的常开触点JK3断开，不启动报警显示屏16的工作，即不做火灾报警的工作。

B、当高速公路隧道有火灾发生时，则有火焰传感器17检测到火焰，检测到火焰的火焰传感器输出端输出高电平，使得多输入或门IC2的输出端输出高电平，导致第2运算放大器U2的正输入端的电位比负输入端的电位高，从而第2运算放大器U2的输出端输出高电平，第2三极管Q2导通，导致第3继电器J3的常开触点JK3导通，启动报警显示屏16的报警工作，提醒要进入隧道的司机隧道中发生火灾，避免造成重大交通事故。

粒子传感器11采用的是夏普二代粒子传感器，它通过5V直流电源供电，要通过它的VLED引脚接220uF的极性电容正极性端连接，极性电容负极性端接地后驱动此传感器内的红外的工作，且它具有模拟电压输出模式，输出的电压大小与粒子浓度成正比例关系。