专利名称：铁路列车专用电气防火安全监测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电子仪器技术领域的防火安全监测器，特别是涉及一种铁路列车专用电气防火安全监测仪。
背景技术：
现有的电气系统的安全监测仪器，多用于监测工厂等建筑中的固定设备所用电缆、电器的运行状态，防止其发生火灾事故，其特点为线路固定连接，一次供电电源使用交流。而铁路列车具有经常变换车厢编组的特点，具有很强的流动性。并且列车的一次供电电源除了交流供电外还有48V直流，而现有的电气系统的安全监测仪器无法适应列车车厢的48V直流电源。因此，现有的电气系统的安全监测仪器远远不能满足处于流动状态的铁路列车上的电气设备的防火安全监测的需要，而亟待加以改进。
本发明人在2003年11月18日申请的200320104365.6专利提出了一种铁路列车专用电气防火安全监测仪，其可以在流动的列车上安装使用，实现了对列车电气在防火安全方面的监测，但是，其在设计方面还缺少对安全监测人员进行监督的功能，并且不能够对列车内电气系统的烟雾状况进行监测。
由此可见，上述现有的电气系统的安全监测仪器仍存在有诸多缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决电气系统的安全监测仪器存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。
鉴于上述现有的电气系统的安全监测仪器存在的缺陷，本设计人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的铁路列车专用电气防火安全监测仪，能够改进一般现有的电气系统的安全监测仪器，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本实用新型。
发明内容
本实用新型目的在于，克服现有的电气系统的安全监测仪器存在的缺陷，而提供一种新型结构的铁路列车专用电气防火安全监测仪，所要解决的技术问题是使其能够适应铁路列车车厢经常编组以及车内的供电电源为直流48V的状况，对每节车厢所用电气系统进行自动检测、报警及记录，所记录的检测数据便于集中监视和流动收集，从而更加适于实用。
本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。依据本实用新型提出的铁路列车专用电气防火安全监测仪，其由电路和结构两部分组成，该结构部分包括有机壳、面板、显示屏、按键、指示灯、电源开关、扬声器、外置音箱、外置指示灯、外置扬声器及闪光警报器，面板在机壳的前端，显示屏、按键、指示灯、电源开关、扬声器安装在面板上，外置音箱通过导线连接机壳，外置音箱的前面板上安装有扬声器及指示灯，闪光警报器通过导线连接机壳；该电路部分包括有按键电路、音响电路、电流测量电路、电压测量电路、温度测量电路、通讯接口电路、显示电路、TM卡电路、离子烟感电路及闪光报警器，还具有串行存储器连接的微处理器电路、无线通讯电路及交直流两用稳压电源，按键电路、音响电路、电流测量电路、电压测量电路、温度测量电路、通讯接口电路、显示电路、TM卡电路、离子烟感电路、无线通讯电路分别与微处理器电路连接。
本实用新型的目的及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。
前述的铁路列车专用电气防火安全监测仪，其中所述的机壳前端有面板，面板上有显示屏，显示屏的下方有按键，显示屏的右边有指示灯，指示灯共有两套，每套指示灯包括一只电源指示灯和一只报警指示灯，一套安装在机壳面板中右上方、显示屏的右边，电源指示灯在左，报警指示灯在右，另一套指示灯安装在外置音箱的面板上，扬声器有两只，分别安装在机壳内和外置音箱中，机壳面板上在电源指示灯的下方设有一扬声器，机壳内扬声器的下方、面板中右下方有电源开关，机壳内部安有电路部分及电路板。
前述的铁路列车专用电气防火安全监测仪，其中所述的另一套指示灯由导线引至机壳外部的外置音箱内作为机外指示灯。
前述的铁路列车专用电气防火安全监测仪，其中所述的另一只扬声器由导线引至机壳外部的外置音箱作为机外报警扬声器。
前述的铁路列车专用电气防火安全监测仪，其中所述的闪光报警器由导线引至机壳外部作为机外闪光报警指示。
前述的铁路列车专用电气防火安全监测仪，其中所述的外置音箱由导线引至机壳外部作为机外报警，外置音箱的前面板上安装有扬声器，扬声器的上方安装有电源指示灯和报警指示灯，电源指示灯在左，报警指示灯在右。
前述的铁路列车专用电气防火安全监测仪，其中所述的无线通讯电路连接微处理器电路，用于发送检测数据，无线通讯电路还可以采用标准的RS232串行通讯电路取代，传送或下载数据。
前述的铁路列车专用电气防火安全监测仪，其中所述的机壳内部安装有3块电路板，电路板采用多块分体安装式结构，在电路板上安装有电路，3块电路板分别是显示板、微处理器板和电源及测量板。
前述的铁路列车专用电气防火安全监测仪，其中所述的电流测量电路由12路电流传感器A1、模数转换器A/D1及光电隔离器IC6依次顺序连接构成，电流传感器A1含有12路电流传感器。
前述的铁路列车专用电气防火安全监测仪，其中所述的电压测量电路由电压变换器V1、模数转换器A/D1及光电隔离器IC6依次顺序连接构成，电压变换器V1含有8路电压变换器。
前述的铁路列车专用电气防火安全监测仪，其中所述的温度测量电路由一线式数字温度传感器连接在温度测量的串行总线上，通过光电隔离器IC7连接微处理器IC4。
前述的铁路列车专用电气防火安全监测仪，其中所述的TM卡电路由TM卡连接微处理器IC4，其读取和检测TM卡，对其编号及时间等数据进行记录，将每次的检测记录及仪器内部存储的防火监测数据写入到TM卡中，强制及监督安全检查人员定时对设备进行安全检查，利用读取设备，可以方便地对TM卡中的数据进行检查、下载和转存。TM卡是IC卡的一种，还可以采用其他任何IC卡电路实现本功能。
前述的铁路列车专用电气防火安全监测仪，其中所述的音响电路由语音集成电路IC9、功放Y1、功放Y2、电容C1、电容C3、扬声器SP1及扬声器SP2依次连接构成，微处理器IC4连接语音集成电路IC9的S1、S2、S3、S4及SBT端，还可以使用其他型号电路来实现。
前述的铁路列车专用电气防火安全监测仪，其中所述的离子烟感电路是由离子烟感传感器连接微处理器IC4，离子烟感传感器输出开关量信号，直接由微处理器IC4的P3.4读入报警状态。
由上述可知，本实用新型铁路列车专用电气防火安全监测仪，由电路和结构两部分组成，该结构部分包括有机壳、面板、显示屏、按键、指示灯、电源开关、扬声器；该电路部分包括有按键电路、音响电路、电流测量电路、电压测量电路、温度测量电路、通讯接口电路、显示电路、TM卡电路、离子烟感电路，还具有串行存储器连接的微处理器电路、无线通讯电路及交直流两用稳压电源，显示电路与微处理器电路采用串行连接方式。其适应于铁路列车车厢经常编组以及车内所特有的供电电源状况，并对每节车厢所用电气系统进行自动检测、报警及记录，所记录的检测数据便于集中监视和流动收集，从而更加适于实用。
鉴于上述技术方案，本实用新型至少具有下列优点1、本实用新型提出的铁路列车专用电气防火安全监测仪，能够适应铁路列车车厢经常编组状况以及列车的交流和直流供电电源。在每节车厢安装一台，对本车厢内的电气系统的电流、电压、电缆及其接头的温度参数进行实时在线监测，根据检测的数据对电气系统的工作进行智能分析，对异常情况及电气防火安全隐患进行预先报警，检测的数据通过通讯接口发送到集中监测设备上或流动采集设备上，其不仅可利用连接电缆的通讯接口传输数据，而且可以通过无线通讯电路传输数据，实现对整个列车电气系统的运行参数进行独立监测、报警及集中管理，非常适于铁路列车的具体情况。
2、本实用新型结合铁路对安全检查人员的实际要求，专门设有TM卡(信息纽扣)读取和检测功能，读取安检人员所持TM卡(信息纽扣)的信息，对其编号及时间等数据进行记录，强制及监督安全检查人员定时对设备进行安全检查的工作，每次的检测记录及仪器内部存储的防火监测数据可以写入到TM卡中，利用读取设备，可以方便地对TM卡中的数据进行检查和下载。
3、本实用新型增加了离子烟感电路扩大了监测功能，从而更加适于实用。
综上所述，本实用新型具有特殊结构的铁路列车专用电气防火安全监测仪，其具有上述诸多的优点及实用价值，并在同类产品中未见有类似的结构设计公开发表或使用而确属创新，其不论在结构上或功能上皆有较大的改进，在技术上有较大的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的电气系统安全监测仪具有增进的多项功效，从而更加适于实用，而具有产业的广泛利用价值，成为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
图1是本实用新型铁路列车专用电气防火安全监测仪的电路原理框图。
图2是本实用新型铁路列车专用电气防火安全监测仪的机壳结构图。
图3是本实用新型铁路列车专用电气防火安全监测仪电路原理图。
图4是本实用新型铁路列车专用电气防火安全监测仪电路板结构图。
1机壳 2面板3显示屏4按键5指示灯6电源开关
7扬声器 1A外置音箱5A外置指示灯7A外置音响器BJ闪光报警器8通讯接口电路9无线通讯电路 10温度测量电路11电压测量电路 12电流测量电路13微处理器电路 14显示电路15电源电路 16按键电路17音响电路 18TM卡电路19离子烟感电路 A电源及测量板B微处理器板BC显示板具体实施方式
以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的铁路列车专用电气防火安全监测仪其具体实施方式
、结构、特征及其功效，详细说明如后。
请参阅图1所示，是本实用新型铁路列车专用电气防火安全监测仪的电路原理框图。该电路中电源电路15向整个电路供电，电流测量电路12、电压测量电路11、温度测量电路10、按键电路16、音响电路17、显示电路14、通讯接口电路8、无线通讯电路9、TM卡电路18及离子烟感电路19分别与微处理器电路13连接。
请参阅图2所示，是本实用新型铁路列车专用电气防火安全监测仪的机壳结构图。该机壳结构部分包括有机壳1，机壳1的前端有面板2，面板2上有显示屏3，显示屏3的下方有按键4，面板2中右上方、显示屏3的右边有指示灯5，指示灯5包括电源指示灯和报警指示灯，在指示灯5的下方有一只扬声器7，扬声器7的下方、面板2中右下方有电源开关6。
请参阅图4所示，是本实用新型铁路列车专用电气防火安全监测仪的电路板结构图。机壳1内部安装有3块电路板，电路板采用多块分体安装式结构，在电路板上安装有电路部分，3块电路板分别是电源及测量板A、微处理器板B和显示板C，电源及测量板A在机壳1的底部，微处理器板B通过插针及插座的连接叠放在电源及测量板A的上面，显示板C在微处理器板B的上方，从机壳内部固定在面板2上，显示板C通过连接电缆连接微处理器板B。
指示灯5共有两套，一套安装在机壳面板中，如上所述，另一套指示灯5A由导线引至机壳1外部的外置音箱1A，安装在外置音箱1A的面板上，扬声器有两只，一只安装在机壳1的面板上，如前所述，另一只扬声器7A由导线引至机壳外部的外置音箱1A，安装在外置音箱1A的面板上。
外置音箱1A由导线引至机壳1外部作为机外报警，外置音箱1A的前面板上安装有外置扬声器7A，外置扬声器7A的上方安装有电源指示灯和报警指示灯，电源指示灯在左，报警指示灯在右。
闪光报警器BJ由导线引至机壳1外部作为机外闪光报警指示。
请参阅图3所示，是本实用新型铁路列车专用电气防火安全监测仪电路原理图。交流220V电源通过开关S1与熔断器FUSE2串联回路向电源变压器T1初级供电，电源变压器T1的次级通过直流电源插座J2的接点及熔断器FUSE1向整流桥D2供电；采用直流48伏供电通过直流电源插座J2、熔断器FUSE1及整流桥D2向电路供电；发光二极管LEID3连接电阻R12，发光二极管LED4连接电阻R13连接在电源输出端与地线之间，作为电源指示灯，发光二极管LED3置于机壳面板，发光二极管LED4通过连线置于机壳外部。
电流测量电路由12路电流传感器A1、模数转换器A/D1及光电隔离器IC6依次顺序连接构成，电流传感器A1含有12路电流传感器。
电压测量电路11由电压变换器V1、模数转换器A/D1及光电隔离器IC6依次顺序连接构成，电压变换器V1含有8路电压变换器，模数转换器A/D1采用VFC电压频率式模数转换器，只需两路光电隔离器，也可采用其他形式的模数转换器实现。
温度测量电路10由数十路一线式数字温度传感器连接在温度测量的串行总线上，通过光电隔离器IC7连接微处理器电路13中的微处理器IC4实现，数字温度传感器TMP采用成品一线式串行通讯方式的数字温度传感器，每支数字温度传感器TMP都具有一个独立的地址，选择对不同地址的传感器分时进行操作，即可实现对各路温度进行实时监测。可根据需要安装不同数量的数字温度传感器，一线式数字温度传感器采用18B20集成电路芯片。
TM卡电路采用已有技术，由TM卡连接微处理器IC4实现，按照国际通用的标准协议对TM卡进行数据的读取和写入，也可以采用其他IC卡电路实现本功能。
离子烟感电路19由离子烟感传感器连接微处理器IC4实现，离子烟感传感器输出开关量信号，直接由微处理器IC4的P3.4读入报警状态。
通讯接口电路8是RS485通讯接口，由专用集成电路IC1连接J1及微处理器IC4构成，IC1的型号是MAX1487，是标准的RS-485收发器，具有ESD保护和低EMI干扰等特点。
无线通讯电路9由集成电路IC3与电感L2、电阻R2、电容C4、电容C5、电容C6依次顺序连接微处理器IC4构成，集成电路IC3采用蓝牙技术的专用芯片，型号为NRF401，抗干扰能力强，特别适合工业控制场合，无线通讯电路9还可以使用通用的RS232串行通讯接口电路，采用电缆连接的方式进行数据通讯，由于是非常成熟的电路，电路从略。
显示电路14是由LCD集成电路IC5与微处理器IC4以串行连接方式连接，微处理器IC4的P1.2脚连接显示电路IC5的SID端，微处理器IC4的P1.3脚连接显示电路IC5的SCLK端，还可以采用并行口的LCD显示电路实现。
按键4有4个按键，由功能键、增加键、减少键和确认键组成，左边第一个键是功能键，功能键的右边是增加键，增加键的右边是减少键，减少键的右边是确认键。
微处理器电路13由微处理器IC4连接串行存储电路13A构成，串行存储器电路13A由串行存储器IC8、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8及电容C7依次顺序连接构成，还可以使用更大容量的电路实现。
音响电路17由语音集成电路IC9、功放Y1、功放Y2、电容C1、电容C3、扬声器SP1及扬声器SP2依次连接实现，扬声器SP1置于机壳内部，扬声器SP2通过连线置于机壳外部，微处理器IC4连接语音集成电路IC9的S1、S2、S3、S4及SBT端，根据不同的参数报警及报警级别，控制语音集成电路IC9发出不同内容的语音报警提示，语音集成电路IC9的型号是IS22C022，可以一次性写入8段语音，还可以使用其他型号电路或批量定做专用电路来实现。
微处理器IC4的P1.4端通过电阻R9连接由三极管Q2、发光二极管LED1、发光二极管LED2、闪光警报器BJ、电阻R10及电阻R11组成的报警指示电路，发光二极管LED1置于机壳内部，发光二极管LED2通过连线置于机壳外部，闪光警报器BJ通过连线置于机壳外部。
微处理器IC4的TXD端连接RS485电路IC1的D端，微处理器IC4的RXD端连接RS485电路IC1的R端，微处理器IC4的P1.7端连接RS485电路IC1的DE端，RS485电路IC1的A和B端连接插座J1，构成RS485标准通讯接口，由此通讯接口实现整个列车监测数据的集中采集。
电流测量电路12、电压测量电路11使用现有技术。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上的实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，特别是在集成电路工业高速发展的当今，将几种集成电路的功能集成在一块集成电路中已经成为很平常的事，能实现同一种功能的集成电路也有多种型号，但凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改(例如使用主要功能相同而型号不同的集成电路)、均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
权利要求1.一种铁路列车专用电气防火安全监测仪，其由电路和结构两部分组成，该结构部分包括有机壳、面板、显示屏、按键、指示灯、电源开关、扬声器，该电路部分包括有按键电路、音响电路、电流测量电路、电压测量电路、温度测量电路、通讯接口电路、显示电路、还具有串行存储器连接的微处理器电路、无线通讯电路及交直流两用稳压电源，其特征在于该结构部分的面板安装在机壳的前端，显示屏、按键、指示灯、电源开关、扬声器安装在面板上；该结构部分还包括有外置音箱、外置指示灯、外置扬声器及闪光警报器，外置音箱通过导线连接，外置音箱的前面板上安装有扬声器及指示灯，闪光警报器通过导线连接；该电路部分还包括有TM卡电路、离子烟感电路，按键电路、音响电路、电流测量电路、电压测量电路、温度测量电路、通讯接口电路、显示电路、TM卡电路、离子烟感电路、无线通讯电路分别与微处理器电路连接。
2.根据权利要求1所述的铁路列车专用电气防火安全监测仪，其特征在于其中所述的机壳前端设有面板，面板上设有显示屏，显示屏的下方设有按键，显示屏的右边设有指示灯，指示灯共设有两套，每套指示灯包括一只电源指示灯和一只报警指示灯，一套安装在机壳面板中右上方、显示屏的右边，另一套指示灯安装在外置音箱的面板上，扬声器设有两只，分别安装在机壳内和外置音箱中，机壳内扬声器的下方、面板中右下方设有电源开关，机壳内部安装有电路部分及电路板。
3.根据权利要求2所述的铁路列车专用电气防火安全监测仪，其特征在于其中所述的另一套指示灯由导线引至机壳外部的外置音箱内作为机外指示灯。
4.根据权利要求2所述的铁路列车专用电气防火安全监测仪，其特征在于其中所述的另一只扬声器由导线引至机壳外部的外置音箱作为机外报警扬声器。
5.根据权利要求1所述的铁路列车专用电气防火安全监测仪，其特征在于其中所述的闪光报警器由导线引至机壳外部作为机外闪光报警指示。
6.根据权利要求1所述的铁路列车专用电气防火安全监测仪，其特征在于其中所述的外置音箱由导线引至机壳外部作为机外报警，外置音箱的前面板上安装有扬声器，扬声器的上方安装有电源指示灯和报警指示灯。
7.根据权利要求1所述的铁路列车专用电气防火安全监测仪，其特征在于其中所述的机壳内部安装有3块电路板，电路板采用多块分体安装式结构，在电路板上安装有电路，3块电路板分别是显示板、微处理器板和电源及测量板。
8.根据权利要求1所述的铁路列车专用电气防火安全监测仪，其特征在于其中所述的电流测量电路由12路电流传感器(A1)、模数转换器(A/D1)及光电隔离器(IC6)依次顺序连接构成，电流传感器(A1)含有12路电流传感器。
9.根据权利要求1所述的铁路列车专用电气防火安全监测仪，其特征在于其中所述的电压测量电路由电压变换器(V1)、模数转换器(A/D1)及光电隔离器(IC6)依次顺序连接构成，电压变换器(V1)含有8路电压变换器。
10.根据权利要求1所述的铁路列车专用电气防火安全监测仪，其特征在于其中所述的温度测量电路由一线式数字温度传感器连接在温度测量的串行总线上，通过光电隔离器(IC7)连接微处理器(IC4)。
11.根据权利要求1所述的铁路列车专用电气防火安全监测仪，其特征在于其中所述的TM卡电路由TM卡连接微处理器(IC4)。
12.根据权利要求1所述的铁路列车专用电气防火安全监测仪，其特征在于其中所述的音响电路由语音集成电路(IC9)、功放(Y1)、功放(Y2)、电容(C1)、电容(C3)、扬声器(SP1)及扬声器(SP2)依次连接构成，微处理器(IC4)连接语音集成电路(IC9)的(S1)、(S2)、(S3)、(S4)及(SBT)端。
13.根据权利要求1所述的铁路列车专用电气防火安全监测仪，其特征在于其中所述的离子烟感电路是离子烟感传感器连接微处理器(IC4)。
14.根据权利要求1所述的铁路列车专用电气防火安全监测仪，其特征在于其中所述的通讯接口是微处理器IC4的TXD端连接RS485电路IC1的D端，微处理器IC4的RXD端连接RS485电路IC1的R端，微处理器IC4的P1.7端连接RS485电路IC1的DE端，RS485电路IC1的A和B端连接插座J1。
专利摘要一种铁路列车专用电气防火安全监测仪，由电路和结构两部分组成，该结构部分包括有机壳、面板、显示屏、按键、指示灯、电源开关、扬声器；该电路部分包括有按键电路、音响电路、电流测量电路、电压测量电路、温度测量电路、通讯接口电路、显示电路、TM卡电路、离子烟感电路，还具有串行存储器连接的微处理器电路、无线通讯电路及交直流两用稳压电源，显示电路与微处理器电路采用串行连接方式。其适应于铁路列车车厢经常编组以及车内特有的供电电源状况，并对每节车厢所用电气系统进行自动检测、报警及记录，所记录的检测数据便于集中监视和流动收集，从而更加适于实用。
文档编号B61K13/00GK2726985SQ20042004785
公开日2005年9月21日 申请日期2004年4月1日 优先权日2004年4月1日
发明者张惠生, 关鸿奎, 郭卫京 申请人:北京鸿都伟业科技发展有限公司