专利名称：新型数显高精度感温探测器的制作方法
技术领域：
新型数显高精度感温探测器是属于消防设备范畴内火灾自动报警系统中的点型火灾探测器。点 型火臾探测器的应用在国家规范《火灾自动报警系统设计规范>〉(GB50116-98)及《火灾自动报警 系统施工及验收规范》(GB50166-92)中都有具体规定。探测器的制作属于消防设备专业生产技术领域。
背景技术：
1、 现用感温探测器的缺陷
(1) 、 报警温度阈值过高且无显示目前国内各类建筑内火灾自动报警系统中应用的感温探
测器普遍存在着报警温度过高且无显示，系统验收时只是用电热吹风机吹到红灯亮报警为止，却
不知实际报警温度是多少度。经多处实际检測及厂家资料证实，其报警度都高于75C。远远高出 报警技术领先国家对感温探测器的报警温度阈值设定水平，例如美国诺帝菲尔公司的感温探测器 的报警温度阈值仅为57X:。报警温度阈值过高是因探测温度误差过大被迫所致。虽然实际报警温 度设定过高，但因无显示无法引起使用人员的注意。
(2) 、受干扰易误报现用感温探测器在长期使用中多次发现，如果报繁系统中侵入因强电 设备主开关合闸、分闸操作、雷电等原因产生的强千扰容易导致该探测器误报警。2 0 0 5年1
1月安徽省淮南某银行大楼因做供电总开关停电操作，引起二氧化碳气体灭火保护区的感温探测 器误报而导致自动灭火设备启动，造成二氧化碳灭火气体误喷的事故。
2、 现用感温探测器的缺陷对自动灭火设备的影响火灾自动报警技术领先国家经长期实践后 确定感温探测器的火灾报警温度阁值为57°C,国内的感温探测器的实际报警温度髙达75。C。这样 火灾生时做为启动信号之一的感温探测器，因动作温度过高而延迟启动时间，必然延迟了自动灭 火设备的启动时间，对早期灭火效果影响极大。另外由于对干扰易发生误报，而误报又可能导致 自动灭火设备误动作引发事故。
3、 综上所迷现用感温探测器无法保证现代建筑中越来越多的自动灭火设备在火灾早期及时 启动，起到捕灭早期火突的作用。所以目前急需一种能准确在世界先进报警阈值(571C )动作的 感温探测器，而且这感溫探测器必须带有温度数字显示结构，以便每次检测时都能检测到实际报 警温度数值。平时通过对环境温度的显示也可以监視感温探测器的功能是否完好。同时这种感温 探测器的抗千扰能力也必须明显强于现用感温探测器。
发明内容
1、 根据前面所述本实用新型要解决的技术问题是(1)、现用感温探测器因探测温度误差过 大导致报警温度阈值设定过高问题；(2)、现用感温探测器平时及报警后无温度显示问题；(3)、 现用感温探测器受干扰易发生误报问题。
2、 本实用新型解决上列技术问题采用的技术方案是(1)、感温元件以集成电路《高精度温 度传感器LM35DZ》替代传统的热电耦；(2)、增加对探测温度的数字显示结构；(3)、采用适合嵌 装数字仪表板的矩铝合金外壳。
3、 对所用技术方案的具体分析
本实用新型选用《高精度温度传感器LM35DZ》替代传统的热电耦的依据是由于现用感温探 测器用的感温元件是温差热电偶，在热工測量技术中用温差热电偶做感温元件时，O"C精密补 偿，方能达到测量精度，但在小小的火灾探器中这种O'C精密补偿难以达到，只能做简易补偿， 而简易补偿使测量误差增大，生产厂家为防止因负偏差过大而误报，引起自动灭火设备误动作的 后果，只能将报警温度阈值提高，却没考虑到对自动灭火设备延迟启动的影响。另外现用感温探
测器的抗干扰能力差也是由热电偶引起的，因热电偶反映温度的信号是微弱的电动势，而各种千 扰正是以电动势的形式进入系统的。因此以温差热电偶做感温元件的现用感温探测器无法克服报
警温度误差大、设定阀值被迫提高及受干扰易误报的缺陷。珍对现用感温探测器的缺陷的根源， 本方案确定是以提高感温探测器探测温精度的手段来降低报警温度阈值，为此选用美国集成电路
《高精度温度传感器LM35DZ》做感温元件，由于《LM35DZ》本身是精密元件，输出的温度信号为 每摄氏度10mV,不需补偿，因此以此做感温元件制成的感温探测器的测温精度大为提高，由于其 精度的提高，报警温度阈值也可降低。这样就有效的解决了现用感温探测器存在的第一个问题。 另外由于《LM35D》的常温信号电压可达数百毫伏，大大高于热电偶常温仅有几毫伏的信号电压， 由于信号电压的大大加强，其抗干扰能力也随之大大加强。这样也同时解决了现用感温探测器存 在的第三个问题。
本实用新型增加对探测温度的数字显示结构的必要性由于现用感温探测器不能显示它所探 测到的环境温度，平时就无法判断其探测温度的有效性，不便对其监视， 一旦发生报警，由于不 能显示温度，也就无法判断是因千扰而报警还是因为环境温度增高而报警。如果感温探测器装有
温度数字显示结构，平时显示它所探测到的环境温度，人们随时都可以监视感温摞:测器的良好性 和准确性， 一旦发生报警人们也能根据它显示的温度确定其报警原因，更重要的是在设备竣工交 验检测及日后的年度检测时都可将其报警温度数据予以记栽，对报警设备的维护十分有利。只有 这样才能确保感温探测器在火灾发生时准确报警。本实用新型增加对探测温度的数字显示结构即 可解决现用感温探测器存在的第二问题。在温度数字显示的同时，另有一只双色发光二极管与数 码管同步显示，即平时绿管间歇点亮，报警后转为红管常亮。
本实用新型采用矩形铝合金外壳的原因，这是为适应它所增加的数字显示结构所用的矩形数 字仪表板而采用的。
3、 本实用新型的主要用途装有自动灭火设备的火灾自动报警系统
4、 技术方案产生的有益效果
(1) 、由于提高了新型感温探测器的报警温度的精度，便有可能将其报警温度阈值，从现用的 75TC向世界先进水平571C靠拢。《新型高精度数显感温探测器》》的报警温度阈值可调准在571C-58 。C范围之内，靠近了世界先进水平57°C,降低了报警阈值，在火灾发生时能缩短报警时间，便可 尽早启动自动灭火设备，对于捕灭早期火灾极为有力。
(2) 、由于增加了 LBD温度数字显示结构，显示分辨率为O. rC,在感温探测器上装温度数显 前所未有，但带来的有益效果是明显的，在防火保护区内随时都可监视其探测温度功能完好性和 准确性，便于及时发现问题随时维护，以确保一旦发生火突探测器能准确报警。在报警设备歧工 验收检测及日后的定期检测中都能掌握准确的报警温度数据，对于了解报警设备状况十分有利。
(3) 、采用矩形铝合金外壳，能适应于嵌入安装具有一定外形尺寸的数字仪表板，便于在保护 区地面观测装于保护区顶棚上的感温探测器的探测温度状况。
图1、此图为正面图，也就是安装后的仰视图。[l]为矩形铝合金外壳、U]为凸出于左侧的 感温元件、[3]为嵌入安装于正面显示温度用数字仪表板、[4为嵌入安装于正面的双色发光二极管。
图2、此图为断面图，[1〗为用剖面显示的铝合金外壳、[3]为用端面表示的数字仪表板、[5] 为探测器的进线孔、[6]分别为探测器和数字仪表板的线路板。
图3、此图为正側面图，[7]为探测器的悬挂装置，3]4]分别为数字仪表板和双色发光二 极管凸出正面部分。
图4、此图为左側面图，显示探测器左面外形。
图5、此图为电气原理困，主要由下列各部分构成1、电源部分电源进线为火灾报警系统 标准电源DC24V,进线后由IC1等元件变为DC5V稳压电源，供温度显示组件YB及报警设定环节 (R3, R4， Rt )之用；2 、测温部分(IC2 )为美国集成电路精密温度传感器(LM35DZ )该电路在4-30V 工作电压范围内，可以输出与摄氏温度成正比的信号电压(10mV/t ),但为达到高精度对多只 LM35DZ进行校准后确定对LM35I)Z输出电压再经运算放大器做110%放大后再输入显示组件，才 能使显示温度更精确；3、为运算放大器及报警输出部分UC3)，此处用一只四运放LM324其作用 分别是IC3-1用作电压放大器，是将IC2输出信号放大后送到数字仪表板温度显示，IC3-2作电 压跟随器是将温度信号电压送到下一级IC3-3的同相端，IC3-3作电压比较器，是将温度信号电 压与IC3-3反相端的预置报警温度电压进行比较，当温度信号电压超过预置值时比较器输出高电 位，使报警可控硅Q导通，此时《新型数显高精度感温探测器》通过信号总线Y及专用专口向报 警控制器输出报警信号；4、作脉冲信号发生器，IC3-4产生周期IO秒、脉宽3秒的脉冲信号， 通过光电偶合器IC4控制数显组件的电源间歇通电，使数显LED在每10秒内只亮3秒，达到降低 能耗的目的。5、显示组件数字仪表板(YB)是探测器显示所探测到的环境温度的部件，由3位 LED数码管及A/D转换电路构成，其输入电压与温度信号电压相匹配，即输入为0-999mV，显示为 0-99.9"C。平时间歇显示环境温度，报警后连续显示报警温度。5、双色发光二极管显示及连锁控 制部分，双色管TLED其中绿色管(G)接脉冲电压输出端，平时间歇点亮，红色管U)接报警可 控硅， 一旦报警可控硅(Q)导通，红色管常亮，同时也通过光耦(IC4)使仪表板获连续电压而 转为常亮。
具体实施方案
1、 温度探測部分感温元件[2]是由精密温度传感器及保套管购成，这是本《新型数显高精 度感温纟笨测器》关健元件组装前要进行试验。
2、 数字显示结构由三位0. 56寸英吋高亮度LED数码管做仪表板[3]购成，三位LED需要 50mA左右的电流，为降低能耗做成间歇显示方式，即每10秒显示一次，每次显示时间为3秒， 一旦报警则转为连续显示。双色发光二极管[4与数码管同步显示，即平时绿管间歇点亮，报警后 转为红管常亮。
3、 总体购成《新型数显高精度感温探测器》外壳m采用电子设备外壳用铝合金型材制成， 尺寸为100x75x25rmn。整体外壳由上壳和下壳两部分組成[图2-1],上壳的线路板插槽内插有线 路板[6感温元件[2]装于左侧端板上；外壳上方装有能与86接线盒相螺接与外壳相插接的悬桂 装置[7]，腑面安装有数字仪表板[3]及双色发光二极管[4],
4、 电气线路部分，本装置的主要电气线路由线路板[6]购成，为保证电气线路工作可靠，线
路板要委托专业化生产厂加工
5、 本实用新型转化为商品的总体计划是专利发明人与专业生产厂家联合生产。 专利发明人负责(1)提供本项专利产品[图1-图4]的详细尺寸加工图纸，包括全部零部件
图及总装图；(2)根据[图1-图4]提供每百套产品的材料计划；根据[图5]提供每百套产品的元件 计划及其相关技术要求；(3)参与产品的试制并提供全部印刷线路板。(4)负责解决生产中出现的 技术问题，图纸的修改，参与质量检验和老化试验；(5)负责编制本项产品的消防产品检定申报 资料及产品使用说明书。
专业生产厂负责(1)根据[图1-图5及专利发明人提供的尺寸详图組织样品试制；(2}申报 消防产品专业检定；(3)产品推销；(4)生产工艺及专用工具、胎才莫具制备；(5)批量生产。
本专利申报前发明人已与某消防设制造商初步达成意向，只待获得授权后签约实施。
权利要求1、一种感温探测器-新型数显高精度感温探测器，它是由外壳[1]，感温元件[2]，显示装置[3][4]，悬挂装置[7]及内部的线路板[6]等组成，其特征是感温元件是由美国集成电路-精密温度传感器LM35DZ[2]，装入保护管并凸出外壳端面而构成，它将每摄氏度10mV的探测温度信号传给与之相连接的数字仪表板[3]。
2、 根据权利要l所述的新型数显高精度感温探测器，其特征是 一种新的温度数字显示 结构，它是由3位0. 56英吋高亮度LED数码管构成的数字仪表板[3],显示由精密温度传感 器[2]送来的测温数据，并以断续显示常温，连续显示火灾报警。另有双色发光二极管[4]以 绿光闪烁显示常温，红光常亮显示火突4良警。
3、 根据权利要l所述的新型数显高精度感温探测器，其特征是 一种新式外形结构，它 是由矩形铝合金外壳[l],外壳正面嵌入数字仪表板[3]，側面凸出感温元件[2]，背面安装悬挂 装置[7]而构成。
专利摘要一种新型数显高精度感温探测器，它是由矩形铝合金外壳正面嵌入数字仪表板；侧面凸出感温元件；背面安装悬挂装置而构成。要解决的问是现用感温探测器存在的3个问题1.报警温度误差过大导致报警温度阈值设定过高问题；2.平时及报警后无温度显示问题；3.受干扰易发生误报问题。采用的技术方案是1.感温元件以集成电路高精度温度传感器LM35DZ替代传统的热电耦；2.增加对探测温度的数字显示结构；3.采用适合嵌入安装数字仪表板的矩铝合金外壳。本实用新型的主要用途是具有自动灭火设备的火灾自动报警系统。
文档编号G01K7/02GK201069396SQ20072003949
公开日2008年6月4日 申请日期2007年6月11日 优先权日2007年6月11日
发明者胡振宇 申请人:胡振宇