一种消防设备误触发检测电路

1.本实用新型涉及电学领域，特别是涉及一种消防设备误触发检测电路。


背景技术：

2.目前市面上的机柜消防电启动电路方案不成熟容易误触发导致整个消防系统启动，特别是气溶胶灭火器和水消防灭火装备，误触发会导致机柜在无故障/电池无热失控风险的状态下，启动消防系统导致机柜分布大量固态微粒或者是附着大量的水，导致机柜不能再使用，需要退回厂家返修才能重新投放市场，这样的话导致运维工作量加大、维护成本变高、机柜运力不足等问题。
3.而除了烟雾、温度传感器等本身可能过于敏感的问题外，由于换电柜内的软硬件系统复杂，电磁设备较多，环境复杂，因此很容由于电磁干扰等导致传感器传递错误信号，导致消防设备的误报。
4.例如：1)充电电源(柜内的大功率电源)：
5.充电电源在工作状态下，特别在满载的输出的条件下，内部主要的干扰源有：开关电路、整流电路的整流二极管、杂散参数等。
6.开关电路由开关管和高频变压器组成。开关管及其散热片与外壳和电源内部的引线间存在分布电容，它产生的du/dt具有较大幅度的脉冲，频带较宽且谐波丰富。开关管负载为高频变压器初级线圈，是感性负载。当原来导通的开关管关断时，高频变压器的漏感产生了反电势e＝-ldi/dt，其值与集电极的电流变化率成正比，与漏感成正比，迭加在关断电压上，形成关断电压尖峰，从而形成干扰。
7.输出整流二极管截止时有一个反向电流，其恢复到零点的时间与结电容等因素有关。它会在变压器漏感和其他分布参数的影响下产生很大的电流变化di/dt，产生较强的高频干扰，频率可达几十兆赫兹。
8.由于工作在较高频率，开关电源中的低频元器件特性会发生变化，由此产生噪声。在高频时，杂散参数对耦合通道的特性影响很大，而分布电容成为电磁干扰的通道。
9.电磁锁：
10.电磁锁的原理就是电生磁，其生成的磁场容易辐射到柜内的空间中，而对于充换电柜来说，一般地，因为需要每个仓都带有气溶胶灭火器，所以其电启动电路都是做在仓控板上与电磁锁的位置很近，所以一旦有开锁动作，容易对电启动电路造成干扰的。
11.继电器；
12.电磁接触器其原理是当接触器的电磁线圈通电后，会产生很强的磁场，使静铁心产生电磁吸力吸引衔铁，并带动触头动作。因此继电器线圈在通电时具有较强感性，而关断时电感能量无法释放，产生反向高压电动势，对系统产生干扰。
13.而消防电启动电路方案稳定性需要不断产品推出试点试错，而现有的测试方式，每次试错均会导致消防设备启动，导致机柜和消防设备的损失，因此其试错成本极高。此外，当消防设备误触发后，由于会对换电柜内部设备造成损坏，导致难以查清误触发的原
因，因此只能将相关的烟雾传感器、温度传感器等的检测启动阈值稍微调高，但是这又容易导致传感器感应钝化，面对实际的火灾无法及时启动。因此需要对现有的检测设备和方法进行改进。


技术实现要素：

14.为解决上述技术问题，本实用新型提出了一种消防设备误触发检测电路。
15.本实用新型的目的通过以下技术方案实现：
16.一种消防设备误触发检测电路，包括与消防设备接口电连接的能量吸收电路；能量吸收电路电连接有能量量级检测电路；能量量级检测电路电连接能量时域计时电路和锁存中断电路；能量时域计时电路和锁存中断电路电连接触发锁存电路，触发锁存电路电连接有反馈端口；
17.能量吸收电路用于模拟消防设备的启动电路，根据所模拟的消防设备，输出触发信号；
18.所述能量量级检测电路用于检测能量吸收电路输出的触发信号是否达到消防设备的启动标准，当触发信号的强度达到消防设备的启动标准时，能量时域计时电路开始计时，触发信号的强度达到预设的导致消防设备启动的阈值时，触发锁存电路则判断发生了一次消防设备误触发并结果锁存且通过反馈端口传输到存储设备；若能量时域计时电路计时的时间低于消防设备启动的阈值时，锁存中断电路中断触发锁存电路的锁存过程。
19.进一步的改进，所述能量吸收电路包括与消防设备接口电连接的第一杂讯泄放电阻r1和第四能量吸收电阻r4，第四能量吸收电阻r4电连接有第五采样电阻r5；第四能量吸收电阻r4和第五采样电阻r5串联后与第一杂讯泄放电阻r1并联，并且并联第三稳压电容c3。
20.进一步的改进，能量吸收电路包括与消防设备接口电连接的稳压二极管z1和第二mos管q2的漏极，稳压二极管z1电连接有第十五电阻r15和第十四电阻r14，第十四电阻r14电连接有第五三极管q5的基极；第五三极管q5集电极电连接第十电阻r10、第十二电阻r12和第四mos管q4的栅极；第四mos管q4的栅极的漏极电连接第九电阻r9、第十电阻r10和第三mos管q3的栅极；第三mos管q3的漏极电连接第七电阻r7和第二mos管q2的栅极；第七电阻r7和第九电阻r9均与第二mos管q2的漏极电连接；第二mos管q2的源极电连接第八电阻r8，第八电阻r8电连接第十三电阻r13；第四mos管q4的源极电连接十三电阻r13、第三mos管q3的源极、第十一电阻r11、第十二电阻r12、第五三极管q5的发射极和第十五电阻r15。
21.进一步的改进，所述能量量级检测电路包括与能量吸收电路电连接的第二十四可调电阻r24，第二十四可调电阻r24电连接第二稳压二极管z2和运算放大器u3的正极；所述运算放大器u3的负极电连接有第二十六可调电阻r26和第二十七可调电阻r27、第二十六可调电阻r26电连接第二十八电阻r38和运算放大器u3的第五引脚，第二十八电阻r38电连接和第十三极管q10的集电极，第十三极管q10的集电极的发射极电连接运算放大器u3的第二引脚、第二十七可调电阻r27、第二十五可调电阻r25和第二稳压二极管z2，第二十五可调电阻r25电连接运算放大器u3的正极；第十三极管q10的基极电连接有第二十九电阻r29，第二十九电阻r29电连接运算放大器u3的第一引脚。
22.进一步的改进，所述能量时域计时电路包括第一芯片u1，第一芯片u1的第六引脚
和第七引脚电连接有第二电阻r2和第一电容c1；第二电阻r2电连接第一芯片u1的第四引脚和第八引脚；第一电容c1电连接有第四电容c4，第四电容c4电连接第一芯片u1的第五引脚。
23.进一步的改进，所述锁存中断电路包括第二芯片u2，第二芯片u2的第六引脚和第七引脚均电连接有第三电阻r3和第二电容c2；第三电阻r3电连接第二芯片u2的第四引脚和第八引脚；第二电容c2电连接有第五电容c5和第一三极管q1的发射极，第五电容c5电连接第五引脚5；第二芯片u2的第三引脚电连接有第六电阻r6，第六电阻r6电连接第一三极管q1的基极。
24.进一步的改进，所述触发锁存电路包括第二二极管d2，第二二极管d2的正极与能量时域计时电路电连接，负极与锁存中断电路电连接；第二二极管d2的负极电连接有第二十电阻r20、第一二极管d1的负极和第七mos管q7的栅极；第七mos管q7的源极电连接第二十电阻r20、第二十一电阻r21、第八mos管的源极、第二十三电阻r23和第九mos管q9的源极并且接地设置；所述第七mos管q7的漏极电连接有第十八电阻r18，第十八电阻r18电连接第十七电阻r17和第六mos管q6的栅极；第六mos管q6的源极电连接的负极和第二十二电阻r22，第六mos管q6的漏极电连接第十七电阻r17和第十六电阻r16；第二二极管d2的正极电连接第十九电阻r19、第二十一电阻r21和第八mos管q8的栅极，第八mos管q8的漏极电连接第九mos管q9的栅极。
25.一种消防设备误触发检测方法，包括如下步骤：
26.步骤一、采用上述的消防设备误触发检测电路替代消防设备安装在换电柜中，
27.步骤二、然后将换电柜放在实际环境中运行或放在实验室中模拟各种环境条件运行，然后查看在无起火条件的情况下，存储设备是否记录有触发锁存电路发送的锁存信号，并查阅记录锁存信号时消防传感设备感应到的环境参数。
28.进一步的改进，还包括步骤三、当存储设备记录有触发锁存电路发送的锁存信号时，调节消防传感设备的传感阈值，然后重复步骤二；所述消防传感设备包括温度传感器和烟雾传感器；
29.步骤四、重复步骤二后，进行正向检测，所述正向检测即在换电柜内点燃应当触发消防设备的明火；
30.步骤五、若正向检测后未发现触发锁存电路未发送锁存信号，则更换消防传感设备的型号或换电柜内元器件的型号或对换电柜内元器件重新布设后再重新测试。
31.进一步的改进，所述步骤一中，在所述换电柜内的消防传感设备附近设置磁力强度传感器；
32.当所述步骤二中，存储设备记录有触发锁存电路发送的锁存信号时，同时记录磁力强度传感器感应到的磁力强度；然后存储设备记录中出现锁存信号时的温度、烟雾浓度和磁力强度的值记录在换电柜的系统中，当再次出现相同的温度、烟雾浓度和磁力强度时，控制消防设备不启动；当积累的数据量大于200时，输入lstm神经网络进行训练，并将训练好的lstm神经网络装载在换电柜的系统中，根据接收到温度、烟雾浓度和磁力强度信号的实时控制消防设备是否启动。
33.与现有技术相比，本实用新型专利具有以下有益效果：
34.1.本实用新型可以代替消防设备进行误触发测试，可以记录出现误触发的情况，从而降低消防设备误触发后的损失。
35.2.可以针对不同的消防设备采取不同的接口，并且根据需要进行调节。
36.3.本实用新型还提出了对于误触发信号进行采集，然后记录，以降低设备调试时间和难度的优点。
附图说明
37.利用附图对本实用新型做进一步说明，但附图中的内容不构成对本实用新型的任何限制。
38.图1为消防设备误触发检测电路的整体结构示意图；
39.图2为气溶胶电启动接口电路示意图；
40.图3为水消防电启动接口的电路示意图；
41.图4为反馈接口的电路示意图；
42.图5为气溶胶电启动的能量吸收电路示意图；
43.图6为水消防电启动的能量吸收电路示意图；
44.图7为能量量级检测电路的电路结构示意图；
45.图8为能量时域计时电路的电路结构示意图；
46.图9为结果锁存电路的电路结构示意图；
47.图10为锁存中断电路的电路结构示意图；
48.图11为消防设备误触发检测电路的使用流程示意图。
具体实施方式
49.为了使实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实例，对本实用新型进行进一步的详细说明。
50.实施例1
51.如图1所示的一种消防设备误触发检测电路，其特征在于，包括与消防设备接口电连接的能量吸收电路；能量吸收电路电连接有能量量级检测电路；能量量级检测电路电连接能量时域计时电路和锁存中断电路；能量时域计时电路和锁存中断电路电连接触发锁存电路，触发锁存电路电连接有反馈端口；
52.能量吸收电路用于模拟消防设备的启动电路，根据所模拟的消防设备，输出触发信号；
53.能量量级检测电路用于检测能量吸收电路输出的触发信号是否达到消防设备的启动标准，当触发信号的强度达到消防设备的启动标准时，能量时域计时电路开始计时，触发信号的强度达到预设的导致消防设备启动的阈值时，触发锁存电路则判断发生了一次消防设备误触发并结果锁存且通过反馈端口传输到存储设备；若能量时域计时电路计时的时间低于消防设备启动的阈值时，锁存中断电路中断触发锁存电路的锁存过程。
54.其中，如图2所示为气溶胶电启动接口电路，用于与具备气溶胶消防系统的充换电柜/或者其它消防设备内的控制板中的电启动接口对接。能量输入(气溶胶)用于模拟信号，初始状态0ma。
55.如图3所示，为水消防电启动接口接口的电路，用于与具备水消防系统的充换电柜/或者其它消防设备内的控制板中的电启动接口对接。
56.能量输入(水消防)用于模拟信号，初始状态12v。
57.如图4所示，为反馈接口的电路，与具备消防系统的充换电柜/或者其它消防设备内的控制板中的数据采集接口对接，用于判断是否其控制系统中的电启动是否存在干扰/误触发的风险。
58.检测结果信号：数字信号，默认高电平。
59.如图5所示，为气溶胶电启动的能量吸收电路用于吸收干扰/误触发产生的能量，等效于真实情况下气溶胶电启动所需能量阈值，如常用的气溶胶电启动所需的能量值为：600ma，可有该部分电路吸收。
60.其中：
61.1)r1为杂讯泄放电阻：等效于在真实情况下杂讯产生的能量会被这个泄放电阻泄放；
62.2)c3为稳压电容：用于电流转换成电压中的稳定电压值用；
63.3)r4为能量吸收电阻：用于吸收气溶胶电启动所需的能量值，如600ma的电流；
64.4)r5为采样电阻：用于电流转电压的采样；
65.5)能量吸收信号：模拟信号，初始状态0v。
66.对于该电路是针对气溶胶的电启动的，其电启动是恒流驱动的，所以对于恒流驱动的设备，该电路都能模拟，对于不同电流值的恒流驱动设备，只需调节下r4、r5的值即可。
67.如图6所示，为水消防电启动的能量吸收电路，用于吸收干扰能量，等效于真实情况下水消防电启动所需能量阈值，如常用的水消防电启动所需的能量值为：6.3v/500ma，可有该部分电路吸收。
68.其中：
69.1)z1、q5其作用为调节水消防电启动所需的能量值中电压的门限；其值取决于z1稳压管的稳压值与q5 be间的导通压降；
70.2)r14可用于微调水消防电启动所需的能量值中电压的门限，其微调值取决于r14的阻值；
71.3)r8为能量吸收电阻：用于吸收水消防电启动所需的能量值中的电流，如500ma的电流；
72.4)r5为采样电阻：用于电流转电压的采样；
73.5)能量吸收信号：模拟信号，初始状态0v。
74.对于该电路是针对水消防的电启动的，其水消防是恒压驱动的，所以对于恒压驱动的设备，该电路都能模拟，对于不同电压值的恒压驱动设备，只需调节下稳压管的稳压值与q5 be间的导通压降值和r15的值即可。
75.如图7所示，为能量量级检测电路，该电路用于判断干扰/误触发产生的能量是否满足启动气溶胶或者水消防的能量阈值。
76.其中：
77.1)可调节r24和r25或者r26和r27来调节能量阈值；
78.2)能量量级判断信号：数字信号，默认高电平。
79.图8为能量时域计时电路，该电路用于判断干扰/误触发产生的能量持续时间是否满足启动气溶胶或者水消防的条件。
80.其中：
81.1)r2与c1决定判断能量持续时间，可用下式计算：
82.t＝r2c1ln3。
83.3)能量计时结果信号：数字信号，默认低电平。
84.如图9所示，为结果锁存电路，若存在干扰/误触发足以满足启动气溶胶或者水消防的条件时，该电路可将结果锁存起来。
85.当能量计时结果信号为高电平时，q7导通，进而q6也导通，由于q6导通，所以d1的阳极也高电平，致使q6、q7保持在导通状态，所以即使当能量计时结果信号被拉低至低电平，q6、q7保持在导通状态。
86.当能量计时结果信号从高电平变为低电平时，说明能量持续时间满足启动气溶胶或者水消防的条件，此时即可将q8从导通状态下变为截止状态，而q9从截止状态下变为导通状态，从而将检测结果信号持续保持在低电平状态。
87.如图10所示，为锁存中断电路，若存在干扰/误触发不足以满足启动气溶胶或者水消防的条件时，该电路输出的锁存中断信号可及时中断结果锁存电路。
88.其中：
89.1)r3和c2决定锁存中断信号输出的脉冲时间，一般只需2ms以内就足以中断结果锁存电路。
90.2)锁存中断信号：默认高阻态，中断时变为低阻态。
91.实施例2
92.在实施例1的基础上，其使用方法如下：
93.步骤一、采用实施例1的消防设备误触发检测电路替代消防设备安装在
94.换电柜中，
95.步骤二、然后将换电柜放在实际环境中运行或放在实验室中模拟各种环境条件运行，然后查看在无起火条件的情况下，存储设备是否记录有触发锁存电路发送的锁存信号，并查阅记录锁存信号时消防传感设备感应到的环境参数。
96.步骤三、当存储设备记录有触发锁存电路发送的锁存信号时，调节消防传感设备的传感阈值，然后重复步骤二；所述消防传感设备包括温度传感器和烟雾传感器；
97.步骤四、重复步骤二后，进行正向检测，所述正向检测即在换电柜内点燃应当触发消防设备的明火；
98.步骤五、若正向检测后未发现触发锁存电路未发送锁存信号，则更换消防传感设备的型号或换电柜内元器件的型号或对换电柜内元器件重新布设后再重新测试。
99.实施例3
100.为了降低实施例2中的设备调试时间，可以做如下改进：
101.步骤一、采用实施例1消防设备误触发检测电路替代消防设备安装在换电柜中，同时在消防传感设备附近设置磁力强度传感器；
102.步骤二、然后将换电柜放在实际环境中运行或放在实验室中模拟各种环境条件运行，然后查看在无起火条件的情况下，存储设备是否记录有触发锁存电路发送的锁存信号，并查阅记录锁存信号时消防传感设备感应到的环境参数。存储设备记录有触发锁存电路发送的锁存信号时，同时记录磁力强度传感器感应到的磁力强度；然后存储设备记录中出现
锁存信号时的温度、烟雾浓度和磁力强度的值记录在换电柜的系统中，当再次出现相同的温度、烟雾浓度和磁力强度时，控制消防设备不启动；当积累的数据量大于200时，输入lstm神经网络进行训练，并将训练好的lstm神经网络装载在换电柜的系统中，根据接收到温度、烟雾浓度和磁力强度信号的实时控制消防设备是否启动。
103.最后应当说明的是，以上实施例仅用于说明本实用新型的技术方案而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细说明，本领域的普通技术人员应当了解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。