专利名称：红外多频火焰探测器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种探测器，具体地说，涉及一种红外多频火焰探测器。
背景技术：
现有火焰探测器大部分是基于红外原理或紫外原理的常规火焰探测器，具有火 焰探测的功能；但是在用于保护室内、室外一些贵重设备，如野外的变压器、电厂汽轮 机等，必要时，需要对设备表面进行点对点的温度测量，对温度过高与升温速度过快需 要输出报警信息，便于早期火灾预警，防止设备损坏。为此，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供了一种设计科学、应用方便、反应速度快、 性能稳定、可靠性高、功能完善、有益于公共安全的红外多频火焰探测器。本发明所采用的技术方案如下一种红外多频火焰探测器，它包括有三只红外 热释电传感器、三路三级带通滤波放大电路、热电堆温度探测器、两路低通滤波电路、 AD转换电路、微处理器电路、继电器输出电路、4-20毫安温度输出电路和电源电路，其 中，三只红外热释电传感器的输出端分别连接三路三级带通滤波放大电路的输入端，所 述热电堆温度探测器的两输出端分别连接两路所述低通滤波电路的输入端，三路三级带 通滤波放大电路和两路所述低通滤波电路的输出端分别连接所述AD转换电路的输入端， 所述AD转换电路的输出端连接所述微处理器电路，所述微处理器电路连接所述继电器输 出电路的输入端以输出继电器启闭控制信号，所述微处理器电路连接所述4-20毫安温度 输出电路的输入端以输出监控目标温度信号，所述电源电路分别连接三只红外热释电传 感器、三路三级带通滤波放大电路、热电堆温度探测器、两路低通滤波电路、AD转换电 路、微处理器电路、继电器输出电路、4-20毫安温度输出电路以提供供电电压。该红外多频火焰探测器还包括有拨码开关电路，所述拨码开关电路连接所述微 处理器电路以便用于设置探测器探测距离与响应时间。该红外多频火焰探测器还包括有指示灯电路，所述微处理器电路连接所述指示 灯电路以便用于指示探测器工作状态。该红外多频火焰探测器还包括有存储电路，所述微处理器电路连接所述存储电 路以存储火警时间、探测温度及探测器参数。第一只红外热释电传感器是中心波段为4.3um的红外热释电传感器，用于检测 监控目标火焰辐射信号；第二只红外热释电传感器是中心波段为3.95um的红外热释电传 感器，第三只红外热释电传感器是中心波段为5.3um的红外热释电传感器，第二只红外 热释电传感器和第三只红外热释电传感器均用于检测监控目标背景辐射信号以便用于干 扰源识别参比。本发明相对于现有技术具有突出的实质性特点和显著进步，具体地说，该红外
3多频火焰探测器除具有现有火焰探测器反应速度快、可靠性高等优点，还可在恶劣环境 下对设备进行温度监控，能够更好的保护贵重设备或物品，其具有设计科学、应用方 便、反应速度快、性能稳定、可靠性高、功能完善、有益于公共安全的优点。
图1是本发明的结构框图；图2是所述微处理器电路、所述拨码开关电路、所述指示灯电路和所述存储电 路的原理图；图3是所述信号采集放大电路的原理图；图4是所述AD转换电路的原理图；图5是所述继电器输出电路的原理图；图6是所述4-20毫安温度输出电路的原理图；图7是所述电源电路的原理图。
具体实施例方式为了进一步说明本发明，现结合附图给出
具体实施例方式如图1所示，一种红外多频火焰探测器，它包括有三只红外热释电传感器、三 路三级带通滤波放大电路、热电堆温度探测器、两路低通滤波电路、AD转换电路、微处 理器电路、继电器输出电路、4-20毫安温度输出电路、电源电路、拨码开关电路、指示 灯电路和存储电路，其中，三只红外热释电传感器的输出端分别连接三路三级带通滤波 放大电路的输入端，所述热电堆温度探测器的两输出端分别连接两路所述低通滤波电路 的输入端，三路三级带通滤波放大电路和两路所述低通滤波电路的输出端分别连接所述 AD转换电路的输入端，所述AD转换电路的输出端连接所述微处理器电路；所述微处理器电路连接所述继电器输出电路的输入端以输出继电器启闭控制信 号；所述微处理器电路连接所述4-20毫安温度输出电路的输入端以输出监控目标温度 信号；所述拨码开关电路连接所述微处理器电路以便用于设置探测器探测距离与响应时 间；所述微处理器电路连接所述指示灯电路以便用于指示探测器工作状态；所述微处理 器电路连接所述存储电路以存储火警时间、探测温度及探测器参数；红外热释电传感器和热电堆温度探测器采集的模拟信号分别经过三级带通滤波 放大电路和低通滤波电路处理后，再经过AD转换电路转换为数字信号，所述数字信号经 所述微处理器电路内设程序运算处理后，再通过输出接口电路输出火焰存在与否的信息 和监控目标的温度信息。所述电源电路分别连接三只红外热释电传感器、三个三级带通滤波放大电路、 所述热电堆温度探测器、所述低通滤波电路、所述AD转换电路、所述微处理器电路、所 述继电器输出电路、所述4-20毫安温度输出电路、所述拨码开关电路、所述指示灯电路 和所述存储电路以提供供电电压。基于上述，第一只红外热释电传感器是中心波段为4.3um的红外热释电传感 器，用于检测监控目标火焰辐射信号；第二只红外热释电传感器是中心波段为3.95um 的红外热释电传感器，第三只红外热释电传感器是中心波段为5.3um的红外热释电传感器，第二只红外热释电传感器和第三只红外热释电传感器均用于检测监控目标背景辐射 信号以便用于干扰源识别参比。红外热释电传感器火焰判据信息包括各个红外热释电传感器信号的大小、频 率，以及信号之间的比值、差值与相关系数；只有当与预先定义好的火焰判据中的数据 相一致时，探测器才报警，保证火焰探测响应时间快，距离远，环境适应性好。热电堆 温度探测器产生的信号经曲线拟合换算，转换变为被测目标温度值。如图2所示，所述微处理器电路包括微处理器U2，由电阻R1、电容C4构成的 复位电路，由晶振Y1、电容Cl和电容C2构成的晶振电路，时钟电路，编程接口 J2和串 口调试接口 Jl ；所述时钟电路包括时钟芯片U8、晶振Y2、电池BT1、电容C3、电阻R8、电阻 R9, 二极管D5、二极管D6;所述存储电路包括存储芯片U7、电阻R6、电阻R7;所述拨码开关电路包括拨码开关Si、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5;所述指示灯电路包括指示灯U14、电阻R13、电阻R14。如图3所示，所述信号采集放大电路包括三只红外热释电传感器(U21，U9， Ull),三个三级带通滤波放大电路、热电堆温度探测器U18、低通滤波电路；其中，三 只红外热释电传感器(U21，U9，Ull)的输出端分别连接三个三级带通滤波放大电路的 输入端，所述热电堆温度探测器U18的输出端连接所述低通滤波电路的输入端；第一个所述三级带通滤波放大电路包括有一级集成运算放大芯片U2A、二级集 成运算放大芯片U2B、三级集成运算放大芯片U23，以及多个电阻和电容；第二个所述三级带通滤波放大电路包括有一级集成运算放大芯片U2C、二级集 成运算放大芯片U2D、三级集成运算放大芯片U26，以及多个电阻和电容；第三个所述三级带通滤波放大电路包括有一级集成运算放大芯片U12A、二级集 成运算放大芯片U12B、三级集成运算放大芯片U27，以及多个电阻和电容；所述低通滤波电路包括有两组RC滤波电路和两路跟随放大电路，其中，两组 RC滤波电路的输出端分别连接两路跟随放大电路的输入端；由电阻R140和电容C48构 成第一组RC滤波电路；由电阻R141和电容C49构成第二组RC滤波电路；由集成运算 放大芯片U24和电容C44构成的第一路跟随放大电路，由集成运算放大芯片U25和电容 C45构成的第二路跟随放大电路；所述基准电压电路包括基准电压芯片U16、电容Clll和电容C159。如图4所示，所述AD转换电路包括有滤波电容C12、滤波电容C13、滤波电容 C60、三组RC滤波电路、两只滤波电容(C23，C24)、AD转换芯片U17和AD转换基准 电压电路，三组RC滤波电路的输出端和两只滤波电容(C23，C24)的一端分别连接所述 AD转换芯片U17的输入端，两只滤波电容(C23，C24)的另一端接地，所述AD转换基 准电压电路的输出端连接所述AD转换芯片U17的基准电压输入端；由电阻R42和电容C20构成第一组RC滤波电路；由电阻R43和电容C21构成 第二组RC滤波电路；由电阻R44和电容C22构成第三组RC滤波电路；所述AD转换基 准电压电路包括AD转换基准电压芯片U15、电容ClO和电容C58。如图5所示，所述继电器输出电路包括火警继电器U3、故障继电器U4、保险管
5FU保险管F2、二极管D2、二极管D3、电阻R15、电阻R16、三极管T2、三极管T3。如图6所示，所述4-20毫安温度输出电路包括4-20毫安转换芯片U6、保险管 F3、二极管D4、二极管D7、二极管D8、电阻R17-R24、可调电阻Wl、三极管Tl、电 容C101、电容C120和集成运算放大芯片U5A。如图7所示，所述电源电路包括电源转换芯片U1、电压转换芯片U10、正负电 压转换芯片U13、电阻R10-R12、电容C7-C9、电容C11、电容C50-C55、电感Li、二
极管D1。该红外多频火焰探测器的输出方式同时兼顾火灾信息和温度信息，通过继电器 输出火焰是否存在的信息，通过4-20毫安电流输出电路指示监控目标温度；其除具有火 灾预警的功能外，还具有测量目标表面温度的功能，适合保护与监控贵重物品或设备。
权利要求
1.一种红外多频火焰探测器，其特征在于该红外多频火焰探测器包括有三只红外 热释电传感器、三路三级带通滤波放大电路、热电堆温度探测器、两路低通滤波电路、 AD转换电路、微处理器电路、继电器输出电路、4-20毫安温度输出电路和电源电路，其 中，三只红外热释电传感器的输出端分别连接三路三级带通滤波放大电路的输入端，所 述热电堆温度探测器的两输出端分别连接两路所述低通滤波电路的输入端，三路三级带 通滤波放大电路和两路所述低通滤波电路的输出端分别连接所述AD转换电路的输入端， 所述AD转换电路的输出端连接所述微处理器电路，所述微处理器电路连接所述继电器输 出电路的输入端以输出继电器启闭控制信号，所述微处理器电路连接所述4-20毫安温度 输出电路的输入端以输出监控目标温度信号，所述电源电路分别连接三只红外热释电传 感器、三路三级带通滤波放大电路、热电堆温度探测器、两路低通滤波电路、AD转换电 路、微处理器电路、继电器输出电路、4-20毫安温度输出电路以提供供电电压。
2.根据权利要求1所述的红外多频火焰探测器，其特征在于该红外多频火焰探测 器还包括有拨码开关电路，所述拨码开关电路连接所述微处理器电路以便用于设置探测 器探测距离与响应时间。
3.根据权利要求1或2所述的红外多频火焰探测器，其特征在于该红外多频火焰探 测器还包括有指示灯电路，所述微处理器电路连接所述指示灯电路以便用于指示探测器 工作状态。
4.根据权利要求1或2所述的红外多频火焰探测器，其特征在于该红外多频火焰探 测器还包括有存储电路，所述微处理器电路连接所述存储电路以存储火警时间、探测温 度及探测器参数。
5.根据权利要求1或2所述的红外多频火焰探测器，其特征在于第一只红外热释电 传感器是中心波段为4.3um的红外热释电传感器，用于检测监控目标火焰辐射信号；第 二只红外热释电传感器是中心波段为3.95um的红外热释电传感器，第三只红外热释电传 感器是中心波段为5.3um的红外热释电传感器，第二只红外热释电传感器和第三只红外 热释电传感器均用于检测监控目标背景辐射信号以便用于干扰源识别参比。
全文摘要
本发明提供一种红外多频火焰探测器，它包括有三只红外热释电传感器、三个三级放大电路、热电堆温度探测器、一级放大电路、AD转换电路、微处理器电路、继电器输出电路、4-20毫安温度输出电路和探测器电源电路，三只红外热释电传感器的输出端分别连接三个三级放大电路的输入端，热电堆温度探测器的输出端连接一级放大电路的输入端，三个三级放大电路和一级放大电路的输出端分别连接AD转换电路的输入端，AD转换电路的输出端连接微处理器电路，微处理器电路连接继电器输出电路的输入端以输出继电器控制信号，微处理器电路连接4-20毫安温度输出电路的输入端以输出温度信号。该探测器具有反应速度快、性能稳定、可靠性高的优点。
文档编号G01J5/10GK102013149SQ201010580660
公开日2011年4月13日 申请日期2010年12月9日 优先权日2010年12月9日
发明者任红军, 姜朝阳, 张永怀, 杨清永, 王书潜, 祁泽刚, 蔡宗慜 申请人:河南汉威电子股份有限公司