一种电路打火噪声检测装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种电路打火噪声检测装置，克服目前火灾探测器仅能对已产生火情进行探测以及告警功能滞后的不足。该装置包括：采样电路，对工作电流进行采样获得电流/电压噪声信号；选频电路，根据预设的频率范围从电流/电压噪声信号获取预设频段内的噪声信号；累计/积分电路，对预设频段内超过预设幅度门限的噪声信号进行累计或者积分，获得噪声累计值或者噪声积分值；判断电路，对噪声累计值或者噪声积分值进行判断，噪声累计值或者噪声积分值超出噪声阈值时获得电流/电压噪声信号可能会引发火灾的检测结果。本申请的实施例可在电气设备起明火之前就发出报警信号预警火灾，并能结合自动开关等设备自动切断电源，防火于未燃。
【专利说明】一种电路打火噪声检测装置
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种检测装置，尤其涉及一种电路打火噪声检测装置。
【背景技术】
[0002]现有的火灾探测器，比如感烟探测器、感温探测器、火焰探测器以及特殊气体探测器等，都是用来监视周边环境中有没有发生火灾。一旦探测到发生了火情，就将火情的特征物理量如温度、烟雾、气体和辐射光强等转换成电信号启动报警。
[0003]但是，现有的这些火灾探测器都只能在火灾已经发生且到一定规模以后才会触发报警。对于危险物加工、运输、储藏行业，舰船、铁路等运输业，对地处边远的用电设备场合，无人值守的通信机房、楼道等，采用现有的火灾探测器进行火灾探测及报警，就容易因火灾告警滞后而无法得到及时有效的处理。
实用新型内容
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是克服目前的火灾探测器仅能对已经产生火情进行探测以及告警功能滞后的不足。
[0005]为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种电路打火噪声检测装置，该装置包括:
[0006]采样电路，对电路上的工作电流进行采样，获得电流/电压噪声信号；
[0007]选频电路，根据预设的频率范围从所述电流/电压噪声信号获取预设频段内的噪
声信号;
[0008]累计/积分电路，对所述预设频段内超过预设幅度门限的噪声信号进行累计或者积分，获得噪声累计值或者噪声积分值；
[0009]判断电路，根据预设的噪声阈值对所述噪声累计值或者噪声积分值进行判断，所述噪声累计值或者噪声积分值超出所述噪声阈值时获得所述电流/电压噪声信号可能会引发火灾的检测结果。
[0010]优选地,所述选频电路包括:
[0011]隔直电路，对所述电流/电压噪声信号进行隔直处理；
[0012]滤波电路，对经过所述隔直处理后的电流/电压噪声信号进行滤波，获得所述电流/电压噪声信号中预设频段内的噪声信号。
[0013]优选地，所述装置还包括:
[0014]整形电路，对所述预设频段内的噪声信号进行放大以及限幅的整形处理。
[0015]优选地，所述装置还包括:
[0016]门限调节电路，对所述预设幅度门限进行调节。
[0017]优选地，所述装置还包括:
[0018]触发电路，在所述判断电路判断出所述电流/电压噪声信号可能会引发火灾的检测结果时，产生告警信号。[0019]优选地，所述装置还包括:
[0020]告警器，根据所述告警信号进行告警提示。
[0021]本申请的实施例还提供了一种电路打火噪声检测装置，该装置包括:
[0022]采样电路，对电路上的工作电流进行采样，获得电流/电压噪声信号；
[0023]模数转换电路，将模拟信号的所述电流/电压噪声信号转换为数字信号；
[0024]逻辑处理电路，根据预设的频率范围对数字信号的所述电流/电压噪声信号进行滤波，获取预设频段内的噪声信号；对所述预设频段内超过预设幅度门限的噪声信号进行累计，获得噪声累计值；并根据预设的噪声阈值对所述噪声累计值进行判断，当所述噪声累计值超出所述噪声阈值时获得所述电流/电压噪声信号可能会引发火灾的检测结果。
[0025]优选地，所述逻辑处理电路进一步对所述预设频段内的噪声信号进行放大以及幅度门限的整形处理。
[0026]优选地，所述逻辑处理电路进一步对所述幅度门限进行调节。
[0027]优选地，所述逻辑处理电路进一步在判断出所述电流/电压噪声信号可能会引发火灾的检测结果时，产生告警信号。
[0028]与现有技术相比，本申请的实施例可以在电气设备起明火之前就发出报警信号预警火灾，并能够结合自动开关等设备，自动切断电源(锁死或不锁死)，防火于未燃。本申请的实施例可以避免短路、雷击、浪涌等单一大干扰造成的误判。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]附图用来提供对本实用新型技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本实用新型的技术方案，但并不构成对本实用新型技术方案的限制。
[0030]图1为本申请实施例的电路打火噪声检测装置的构造示意图。
[0031]图2为图1所示实施例的一个实验性应用的电路结构示意图。
[0032]图3为本申请实施例的电路打火卩栄声检测装直的另一种构造不意图。
【具体实施方式】
[0033]以下将结合附图及实施例来详细说明本实用新型的实施方式，借此对本实用新型如何应用技术手段来解决技术问题，并达成相应技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。本申请实施例以及实施例中的各个特征，在不相冲突前提下的相互结合，均在本实用新型的保护范围之内。
[0034]本申请的发明人通过研究发现，常见的电气火灾通常是由电气设备烧机而引发，而引起电气设备烧机的原因是所处环境潮湿或者有灰尘、设备进水或者鼠尿等，引起电气设备内部电路打火直至起明火。
[0035]通过进一步的研究发现，电路打火时具有不同于额定工作电流/电压的电流/电压噪声。而且，对于一般电气设备，容易引起电路打火的电流/电压噪声，具有幅度大、频域宽等特点，从电路打火到设备起明火通常有几秒钟的时间间隔。
[0036]本申请实施例的电路打火噪声检测装置可以对电路中的电流/电压噪声进行检测，能够及时检测到可能引起明火进而引发火灾的噪声，从而发出预警信号以备及时采取防范措施，防患于未然。
[0037]如图1所示，本申请实施例的电路打火噪声检测装置，主要包括有采样电路11、选频电路12、累计/积分电路13以及判断电路14等，其中:
[0038]采样电路11，包含有可以连接到用户点设备供电电源馈线中的连接端子，用于利用该连接端子接入到用电设备的供电电源馈线中，对电路上用电设备的工作电流进行采样，获得电流/电压噪声信号。
[0039]本申请的实施例在应用时，采样电路11通过连接端子接入到用电设备的供电电源馈线的正极(+ )和负极(_)上。
[0040]本申请的实施例中，采样电路11可以是电阻，也可以是互感器。
[0041]选频电路12，与采样电路11相连，根据预设的频率范围从电流/电压噪声信号获取预设频段内的噪声信号。
[0042]累计/积分电路13，与选频电路12相连，对预设频段内超过预设幅度门限的噪声信号进行累计或者积分。对于数字信号形式的该预设频段内的噪声信号而言，获得噪声累计值；对于模拟信号形式的该预设频段内的噪声信号而言，获得噪声积分值。其中，对于数字信号形式的该预设频段内的噪声信号而言，是通过持续滑动累计获得噪声累计值的。
[0043]判断电路14，与累计/积分电路13相连，根据预设的噪声阈值对由累计获得的噪声累计值或者由积分获得的噪声积分值进行判断，超出该预设的噪声阈值则获得该采样电路11采样获得的电流/电压噪声信号可能会引发火灾的检测结果。比如，对于数字信号而言，如果累计时长m秒内超过预设门限的次数达到η次，则输出可能引发火灾的检测结果。
[0044]如图1所示，本申请实施例的电路打火噪声检测装置中，选频电路12包含有隔直电路121以及滤波电路122。
[0045]隔直电路121，与采样电路11相连，对采样电路11采样获得的电流/电压噪声信号进行隔直处理，过滤掉电流/电压噪声信号中的直流成分保留交流噪声，并降低其中低频成分的干扰作用。
[0046]滤波电路122，与隔直电路121及累计/积分电路13相连，对经过隔直电路121隔直处理后的电流/电压噪声信号进行高频滤波，过滤掉电流/电压噪声信号中的高频成分，保留电流/电压噪声信号中预设频段内的噪声信号。
[0047]如图1所示，本申请实施例的电路打火噪声检测装置，还可以包含整形电路15，连接在选频电路12与累计/积分电路13之间，对选频电路12获取的预设频段内的噪声信号进行整形处理，包括对信号进行放大以及限幅(幅度限制)等。
[0048]本申请实施例的电路打火噪声检测装置，通过整形电路15的处理，可以降低诸如短路、雷击、浪涌等单一大幅度电流的干扰，避免后续形成误判。
[0049]如图1所示，本申请实施例的电路打火噪声检测装置，还可以包含门限调节电路16，与累计/积分电路13相连，根据不同的应用需求对预设的幅度门限进行调节，以根据具体的应用情形调节对容易引发火灾的电流/电压噪声信号的识别灵敏度。
[0050]如图1所示，本申请实施例的电路打火噪声检测装置，还可以包括触发电路17，与判断电路14相连，在判断电路14判断出该采样电路11采样获得的该电流/电压噪声信号可能会引发火灾的检测结果时，产生告警信号并发送给告警器18。
[0051]如图1所示，本申请实施例的电路打火噪声检测装置，还可以包括告警器18，与触发电路17相连，收到触发电路17发送的告警信号后，根据该告警信号进行告警提示。
[0052]本申请的实施例中，告警器18可以采用声光电等各种形式的告警。即可以是单一的一种告警方式，比如通过警报或者警铃的形式来进行提示，也可以是多种告警方式的组合，比如通过警报或者警铃的形式来进行提示的同时，还通过灯光、短信、屏幕显示、电话语音等，丰富告警提示的手段，加强告警提示的效果。
[0053]在图2所示，本申请的一个实验性应用中，第一电源Vcc2提供电源的正极和负极；负载电阻Rload为用电设备。第一电阻Rl为米样电路，第一电容Cl和第二电容C2为隔直电路。第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第三电容C3以及放大器Ul为滤波电路和整形电路。第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第三二极管D3和第一比较器U2为门限调节电路。第十一电阻R11、第十二电阻R12、第四电容C4、和第四二极管D4为累计/积分电路。第十三电阻R13、第十四电阻R14、第五电容C5、第十五电阻R15、第五二极管D5和第二比较器U3，判断电路和触发电路。第二电源V2为各元器件进行供电的电源变换电路。其中，第一比较器U2以及第二比较器U3也可以选用运算放大器来实现。
[0054]本实验性应用中，电路上的电流很小，可用7812系列集成电路串电阻来实现。OUT输出告警信号，本实验性应用是集电极开路OC输出，有告警时对地低阻，无告警时高阻，方便对接各种电压接口的电路。如果接声光电路可实现声光告警，如图中的第六二极管D6和第十六电阻R16就可以实现简单的光告警。接蜂鸣器则可以实现简单的声音告警。如果接继电器或者其它形式的开关则可做成防火开关。
[0055]本实验性应用中的元器件标值，约可以选取I千赫兹(kHz)?IOkHz内的打火噪声，并对超过10安(A)的噪声进行累计积分，当I秒内噪声时间达到I毫秒(约10个噪声脉冲)，则输出告警，否则滑动清除重计。
[0056]至于选取什么频段的噪声，对超过多大的噪声累计积分，多长时间内积分多长噪声时间或计数多少个噪声脉冲(数字电路实现方式)，均可以根据具体的应用环境进行适应性的选择，使用相应的元器件来实现即可，本申请的实施例对具体应用不做限定。
[0057]如图3所示，本申请实施例的电路打火噪声检测装置，主要包括有采样电路31、模数转换电路32以及逻辑处理电路33等，其中:
[0058]采样电路31，包含有可以连接到用户点设备供电电源馈线中的连接端子，用于利用该连接端子可以将采样电路31接入到用电设备的供电电源馈线中，对电路上用电设备的工作电流进行采样，获得电流/电压噪声信号。
[0059]模数转换电路32，与采样电路31相连，将采样电路31采样获得的模拟信号的电流/电压噪声信号转换为数字信号。
[0060]逻辑处理电路33，与模数转换电路32相连，根据预设的频率范围对数字信号的电流/电压噪声信号进行滤波，获取预设频段内的噪声信号；对预设频段内超过预设幅度门限的噪声信号进行持续滑动累计，获得噪声累计值；根据预设的噪声阈值对噪声累计值进行判断，当噪声累计值超出预设的噪声阈值时获得电流/电压噪声信号可能会引发火灾的检测结果。
[0061]本申请的实施例中，逻辑处理电路33根据预设的频率范围对数字信号的电流/电压噪声信号进行滤波，获取预设频段内的噪声信号，主要是对电流/电压噪声信号进行隔直处理以及对隔直处理后的电流/电压噪声信号进行高频滤波。对电流/电压噪声信号进行隔直处理，可以过滤掉电流/电压噪声信号中的直流成分保留交流噪声，降低其中低频成分的干扰作用。对电流/电压噪声信号进行高频滤波，可以过滤掉电流/电压噪声信号中的高频成分，保留电流/电压噪声信号中预设频段内的噪声信号。
[0062]本申请的实施例中，该逻辑处理电路33还可以对预设频段内的噪声信号进行放大以及幅度门限的整形处理。通过整形处理，可以降低诸如短路、雷击、浪涌等大幅度电流的干扰，避免后续形成误判。
[0063]本申请的实施例中，该逻辑处理电路33还可以根据不同的应用需求对预设的幅度门限进行调节，以根据具体的应用情形调节对容易引发火灾的电流/电压噪声信号的识别灵敏度。
[0064]本申请的实施例中，该逻辑处理电路33还可以在判断出该电流/电压噪声信号可能会引发火灾的检测结果时，产生告警信号并发送给告警器以进行告警。
[0065]如图2所示，本申请实施例的电路打火噪声检测装置还可以包括告警器34，与逻辑处理电路33相连，收到逻辑处理电路33发送的告警信号后，根据该告警信号进行声、光、电中的一种告警方式或者多种告警方式的告警提示。
[0066]本申请的实施例中，该逻辑处理电路33可以是微处理器或者FPGA。通过采样电路31、模数转换电路32以及微处理器或FPGA等实现的检测装置，结构更加简单，比较适用于集成在电气设备内部。
[0067]本申请的实施例，针对潮湿、灰尘、进水或者鼠尿导致电气设备内部电路打火具有良好的检测及预警作用，可以针对容易产生电路打火的大幅度、宽频域的电流/电压噪声进行预警，防火于未燃，提高安保效率，降低整个安防系统的成本。
[0068]需要说明的是，本申请的实施例中，电流/电压噪声信号中的高频成分和低频成分，对于不同的应用可能代表着不同的频率成分。但是对于既定的应用而言，本领域普通技术人员都能够准确知道相应的高频成分和低频成分所各自对应的频率。
[0069]本申请实施例的电路打火噪声检测装置可以作为独立设备连接在电路中进行使用，也可以集成在电气设备中作为设备的一部分进行使用。
[0070]本领域的技术人员应该明白，上述的本申请实施例所提供的装置和/或系统的各组成部分，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上。可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现。从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块制作成单个集成电路模块来实现。这样，本实用新型不限制于任何特定的硬件和软件结
口 ο
[0071]虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本实用新型技术方案而采用的实施方式，并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
【权利要求】
1.一种电路打火噪声检测装置，其特征在于，该装置包括: 采样电路，对电路上的工作电流进行采样，获得电流/电压噪声信号； 选频电路，根据预设的频率范围从所述电流/电压噪声信号获取预设频段内的噪声信号; 累计/积分电路，对所述预设频段内超过预设幅度门限的噪声信号进行累计或者积分，获得噪声累计值或者噪声积分值； 判断电路，根据预设的噪声阈值对所述噪声累计值或者噪声积分值进行判断，所述噪声累计值或者噪声积分值超出所述噪声阈值时获得所述电流/电压噪声信号可能会引发火灾的检测结果。
2.根据权利要求1所述的电路打火噪声检测装置，其特征在于，所述选频电路包括: 隔直电路，对所述电流/电压噪声信号进行隔直处理； 滤波电路，对经过所述隔直处理后的电流/电压噪声信号进行滤波，获得所述电流/电压噪声信号中预设频段内的噪声信号。
3.根据权利要求1所述的电路打火噪声检测装置，其特征在于，所述装置还包括: 整形电路，对所述预设频段内的噪声信号进行放大以及限幅的整形处理。
4.根据权利要求1所述的电路打火噪声检测装置，其特征在于，所述装置还包括: 门限调节电路，对所述预设幅度门限进行调节。
5.根据权利要求1所述的电路打火噪声检测装置，其特征在于，所述装置还包括: 触发电路，在所述判断电路判断出所述电流/电压噪声信号可能会引发火灾的检测结果时，产生告警信号。
6.根据权利要求5所述的电路打火噪声检测装置，其特征在于，所述装置还包括: 告警器，根据所述告警信号进行告警提示。
7.一种电路打火噪声检测装置，其特征在于，该装置包括: 采样电路，对电路上的工作电流进行采样，获得电流/电压噪声信号； 模数转换电路，将模拟信号的所述电流/电压噪声信号转换为数字信号； 逻辑处理电路，根据预设的频率范围对数字信号的所述电流/电压噪声信号进行滤波，获取预设频段内的噪声信号；对所述预设频段内超过预设幅度门限的噪声信号进行累计，获得噪声累计值；并根据预设的噪声阈值对所述噪声累计值进行判断，当所述噪声累计值超出所述噪声阈值时获得所述电流/电压噪声信号可能会引发火灾的检测结果。
8.根据权利要求7所述的电路打火噪声检测装置，其特征在于: 所述逻辑处理电路进一步对所述预设频段内的噪声信号进行放大以及幅度门限的整形处理。
9.根据权利要求7所述的电路打火噪声检测装置，其特征在于: 所述逻辑处理电路进一步对所述幅度门限进行调节。
10.根据权利要求7所述的电路打火噪声检测装置，其特征在于: 所述逻辑处理电路进一步在判断出所述电流/电压噪声信号可能会引发火灾的检测结果时，产生告警信号。
【文档编号】G01R19/25GK203772947SQ201420194959
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年4月21日 优先权日:2014年4月21日
【发明者】周山 申请人:深圳昭行云科技有限公司