专利名称：基于串联热敏特性的模拟量线型感温火灾探测线缆的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种基于串联热敏特性的模拟量线型感温火灾探测线缆，该火灾探测线缆中有一条可产生串联阻抗信号的探测线体，可单独采用该火灾探测线缆进行探测报警或作为火灾报警的补充条件，也可与其它类型的线型感温线缆组合使用。
背景技术：
在现有技术中，常用的含有NTC物质层的模拟量线型感温火灾探测线缆是一种用途广泛的火灾探测线缆，附
图1显示了传统的模拟量线型感温火灾探测线缆结构示意图(图1是线缆的横截面图)，在该探测线缆中，有二个探测导体1、2，在探测导体之间有一个NTC特性的物质层3(NTC特性是负温度系数特性，即温度升高电阻减小，用温度系数αT表示材料的电阻随温度变化的快慢，αT通常在-0.1％～-40％之间)，当NTC物质层受热时，随着温度的升高，两个探测导体之间的电阻会变小，根据电阻变化的绝对值大小或变化速率的大小形成线型定温或差温火灾探测线缆，由此达到测温报火警的目的。而两个探测导体之间的阻值变化及阻值的变化速率与NTC物质层受热的长度、受热温度、NTC物质层所处环境温度和探测线缆的整个长度等四大因素有关，探测线缆整个长度的总电阻等于单位长度探测线缆的电阻的并联。我们希望两个极之间的阻值(或由电阻值决定的其它电参数)变化只和发生火灾时NTC特性物质层的受热温度和受热长度两个因素有关，和其他因素无关或关系较小。对于其他两个因素，现有技术中的NTC物质层模拟量线型感温探测线缆是无法消除的，这样就会对探测线缆的可靠性和灵敏度有影响。为此，需要提出一种新的模拟量线型感温火灾探测线缆。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于串联热敏特性的模拟量线型感温火灾探测线缆，该火灾探测线缆中有一条可产生串联阻抗信号的探测线体，可单独采用该火灾探测线缆进行火灾探测报警或作为火灾报警的补充条件，也可与具有NTC特性的并联阻抗的常规探测线缆进行复合，通过两条火灾探测线缆采集的信号进行报警，解决了现有模拟量线型感温火灾探测器由于探测线缆长度和环境温度变化引起的误报警，并且提高探测器的可靠性和探测线缆的使用长度。
本发明的目的是由下述技术方案实现的一种基于串联热敏特性的模拟量线型感温火灾探测线缆，其特征在于有一条可产生串联阻抗信号的热敏探测线体，该热敏探测线体两端分别有可与电信号测量装置连接的信号输出端子，该热敏探测线体由多个探测区段串联构成，各个探测区段在常温下具有相同的温度系数值。
本发明与已有技术相比具有如下优点1、由于本发明可以将NTC特性阻隔层的并联特性和具有串联热敏特性的探测线缆有机地结合在一起，减弱了探测线缆使用长度和探测线缆所处的环境温度对探测线缆报警温度的影响，大大地减少了此种原理的火灾探测器的误报率。
2、本发明采用的NTC材料及热敏材料具有可逆性，当探测线缆完成报警后，随着警情的解除，环境温度的自然恢复，所述NTC材料及热敏材料可恢复其初始阻值，所以报警后可以重复使用。
3、本发明可以提高线型感温火灾探测器的可靠性和探测线缆的使用长度。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
图1、传统的模拟量线型感温探测线缆的结构示意2、本发明的结构示意3、本发明的实施例二的结构示意4、本发明的实施例三的结构示意5、本发明的实施例四的结构示意6、本发明的实施例五的结构示意7、本发明的实施例六的结构示意8、本发明的实施例七的结构示意9、本发明的实施例八的结构示意10、本发明的实施例九的结构示意11、是探测线缆A的等效电路12、是探测线缆B的等效电路13、本发明的实施例十的结构示意14、本发明的实施例十一的结构示意15、本发明的实施例十二的结构示意图
具体实施例方式
参见图2(附图仅显示探测线缆的纵向剖面，探测线缆的横截面省略)，本发明的模拟量线型感温火灾探测线缆，是模拟量线型感温火灾探测器的重要温度敏感元件，有一条可产生串联阻抗信号的热敏探测线体4，该热敏探测线体两端分别装有可与电信号测量装置连接的信号输出端子5、6，该热敏探测线体由多个探测区段串联构成，各个探测区段在常温下具有相同的温度系数值。在本实施例中，多个探测区段的长度及截面的面积分别相等。该探测线缆外可以包覆绝缘层，用于与外界绝缘。
在本发明的实施例中，所述热敏探测线体可以由聚乙炔、聚苯胺、聚噻吩、聚酞箐为主要导电物质的结构型导电高分子材料中的一种制成，该热敏探测线体具有负温度系数特性。所述热敏探测线体也可以由铂丝、铜丝、镍丝中的一种制成，该热敏探测线体具有正温度系数特性。所述热敏探测线体还可以由复合型导电高分子材料制成，该热敏探测线体具有正温度系数特性。
在本发明的实施例中，所述热敏探测线体可以是空心结构的管状线缆或是金属纤维编织结构线缆。
本发明的模拟量线型感温火灾探测线缆总体表现为NTC或PTC或CTR热敏特性(负温度系数特性、正温度系数特性、临界温度特性)，即热敏探测线体的两个信号输出端子之间的电阻随温度的变化而变化，热敏探测线体的两个信号输出端子之间的总电阻取决于探测线体各个探测区段的电阻的和。当热敏探测线缆的某一探测区段发生火灾温度升高时，该探测区段的电阻值发生变化，导致探测线缆的阻值变化，根据该阻值(或由电阻决定的其它电参数)变化的大小及变化速率进行定温或差温报警或者作为火灾报警的补充条件。
参见图3(附图仅显示探测线缆的纵向剖面，探测线缆的横截面省略)，本发明的本实施例二是在实施例一的基础上的改进，在本实施例中，所述热敏探测线体7一端电连接一个与该热敏探测线体长度对应(长度基本相同)并且并行设置的信号传输线8，该信号传输线与所述热敏探测线体之间串联一个终端电阻器R。信号传输线可以是导体，也可以是半导体材料，还可以是热敏探测线体，热敏探测线体和信号传输线除了电连接点以外的其它部分保持绝缘，终端电阻器R的阻值在0～500MΩ之间选取，用于检测探测线缆的短路和断路故障，属于常规技术。当本实施例的热敏探测线缆的某一探测区段发生火灾、温度升高时，该探测区段的电阻值发生变化，导致热敏探测线缆的阻值变化，根据该阻值(或由电阻决定的其它电参数)变化的大小及变化速率进行定温或差温报警或作为火灾报警的补充条件。
参见图4(附图仅显示探测线缆的纵向剖面，探测线缆的横截面省略)，本实施例三是在实施例二的基础上的改进，在本实施例中，所述的热敏探测线体9和所述的信号传输线10之间设置一个绝缘层11，该绝缘层为相对绝缘材料。热敏探测线体与信号传输线之间成并行关系设置，或平行设置，或缠绕设置(一根缠绕另一根或两两互绕)。在本发明中，可以用常温下导体的电导率与绝缘体的电导率之比大于108来定义绝缘体。终端电阻R的阻值在0～500MΩ之间选取，用于检测探测线缆的短路和断路故障，属于常规技术。所述的热敏探测线体和所述的信号传输线之间的绝缘层可以是具有PTC、NTC、或CTR特性的相对绝缘材料中的一种，该材料具有较大的电阻率。
参见图5(附图仅显示探测线缆的纵向剖面，探测线缆的横截面省略)，本发明的实施例四是在实施例三的基础上的改进，在本实施例中，所述的热敏探测线体12和所述的信号传输线13之间有一层绝缘层14，热敏探测线体与信号传输线包覆在一个绝缘护套15中。通过绝缘层及绝缘护套分别将热敏探测线体和信号传输线之间及热敏探测线体和信号传输线与外界绝缘。热敏探测线体与信号传输线之间成并行设置关系。绝缘层及绝缘护套为相对绝缘材料，可以用常温下导体的电导率与绝缘体的电导率之比大于108来定义绝缘体，例如也可以用电阻率较大的PTC、NTC、或CTR热敏材料作为热敏探测线体和所述的信号传输线之间的绝缘层。终端电阻R的阻值在0～500MΩ之间选取。
参见图6(附图仅显示探测线缆的横截面，探测线缆的纵剖面省略)，在本发明的实施例五中，所述的热敏探测线体16和所述的信号传输线17之间有一填充的绝缘层18，热敏探测线体16为空心管状，套装在信号传输线17的外面呈同轴线缆结构。绝缘层为相对绝缘材料，可以用常温下导体的电导率与绝缘体的电导率之比大于108来定义绝缘体，可以用电阻率较大的PTC、NTC、或CTR热敏半导体材料作为热敏探测线体和所述的信号传输线之间的绝缘层。终端电阻R的阻值在0～500MΩ之间选取。
参见图7(附图仅显示探测线缆的横截面，探测线缆的纵剖面省略)，在实施例六中，所述的热敏探测线体19和所述的信号传输线20之间有一层绝缘层21，信号传输线20为空心管状，套装在热敏探测线体19的外面呈同轴线缆结构。热敏探测线体19与信号传输线20之间填充绝缘层。绝缘层为相对绝缘材料，可以用电阻率较大的PTC、NTC、或CTR热敏半导体材料作为热敏探测线体和所述的信号传输线之间的绝缘层。
参见图8(附图仅显示探测线缆的横截面，探测线缆的纵剖面省略)，在实施例七中，所述的热敏探测线体和所述的信号传输线之间有一层绝缘层，热敏探测线体22为空心管状，套装在信号传输线23的外面呈同轴线缆结构。热敏探测线体与信号传输线之间填充绝缘层24。绝缘层为相对绝缘材料。绝缘护套25包覆在所述的热敏探测线体的外面。终端电阻R的阻值在0～500MΩ之间选取。
参见图9(附图仅显示探测线缆的横截面，探测线缆的纵剖面省略)，在本实施例八中，所述的热敏探测线体和所述的信号传输线之间有一层绝缘层，信号传输线27为空心管状，套装在热敏探测线体26的外面呈同轴线缆结构。热敏探测线体与信号传输线之间填充绝缘层28。绝缘层为相对绝缘材料。绝缘护套29包覆在信号传输线的外面。终端电阻R的阻值在0～500MΩ之间选取。
参见图10(附图仅显示探测线缆的横截面，探测线缆的纵剖面省略)，本发明的实施例九是一种复合火灾探测线缆，在本实施例中，所述的热敏探测线体29和所述的信号传输线30之间设置一个绝缘层31，构成探测线缆B；与探测线缆B并列设置一条探测线缆A，构成复合探测线缆；所述探测线缆A由两条配对的探测导体32、33和一个负温度系数特性阻隔层34构成，所述负温度系数特性阻隔层设置在所述两条配对的探测导体之间。信号传输线与探测线体呈并行关系，信号传输线与探测线体一端电连接，该信号传输线上串联一个终端电阻器。热敏探测线体和信号传输线除了电连接点以外的其它部分保持绝缘，终端电阻器的阻值在0～500MΩ之间选取。所述探测线缆A中的两个探测导体与一个电信号测量装置的信号输入端电连接；所述探测线缆B中的热敏探测线体和的信号传输线与所述电信号测量装置的信号输入端电连接；由于电信号检测装置及连接方式是常规技术，图中没有显示其连接方式。
所述探测线缆A可以由聚乙炔、聚苯胺、聚噻吩、聚酞箐为主要导电物质的高分子材料中的一种制成，探测线体具有负温度系数特性。所述探测线缆B中的热敏探测线体可以是聚乙炔、聚苯胺、聚噻吩、聚酞箐为主要导电物质的高分子材料中的一种，也可以是PTC热敏特性材料，如采用导电物质(导电金属、碳黑、石墨等)添加于聚烯烃塑料中形成的复合型高分子PTC材料，或具有PTC特性的金属Pt、Cu、Ni(铂、铜或镍)。
图11显示的是实施例九中的探测线缆A的等效电路，N米长的探测线相当于N个具有NTC特性的单个一米探测线的并联，其中多个电阻R表示为单个一米探测线的阻值，终端电阻Ra的阻值在100Ω～500MΩ之间选取，用于检测探测线缆的短路和断路故障。
图12显示的是实施例九中的探测线缆B的等效电路，N米长的探测线相当于N个具有热敏特性的单个一米探测线的串联，其中多个电阻R为单个一米探测线的阻值，终端电阻Rb的阻值在0～500MΩ之间选取，用于检测探测线缆的短路和断路故障。
本实施例中，探测线缆A、B可复合在一起；也可分开放置，分开的距离小于3米。当所述探测线缆的某一段受热时，随着温度的升高，探测导体32、33之间某一段电阻下降，导致探测线缆A的两根导体两端的总电阻下降；探测线缆B中的某一段热敏特性线的电阻也变化，导致热敏探测线体29的总电阻变化，由于两种探测线缆中热敏材料段的连接方式不同，一种是串联方式，一种是并联方式，通常情况下探测线缆A的总电阻和探测线缆B总电阻的变化量及变化速率不同；电信号检测装置同时检测探测线缆A和探测线缆B的电阻值的变化大小或变化速率，并分析计算，从而确认是否报警，当达到预定温度值或温度变化速率时，电信号检测装置将产生并输出报警信号。
参见图13，本实施例十是在实施例九的基础上的改进，在本实施例中，由所述的热敏探测线体35和所述的信号传输线36构成探测线缆B；与信号传输线并行设置一条与该信号传输线对应长度的探测导体37，该信号传输线36与探测导体37之间设置一个负温度系数特性阻隔层38，在信号传输线36与探测导体37的一端串联一个终端电阻器，构成探测线缆A；探测线缆A和探测线缆B构成复合探测线缆。在探测线缆B中，热敏探测线体和的信号传输线之间设置一个绝缘层39，信号传输线与该热敏探测线体并行设置，信号传输线与热敏探测线体一端电连接，该信号传输线上串联一个终端电阻器。信号传输线是一个导体，探测线体和信号传输线除了电连接点以外的其它部分保持绝缘，终端电阻R的阻值在0～500MΩ之间选取。
参见图14，本实施例十一是在实施例九的基础上的改进，在本实施例中，所述的探测线缆B外面包覆绝缘护套40，所述的探测线缆A外面包覆绝缘护套41。
参见图15，本实施例十二是在实施例九的基础上的改进，在本实施例中，所述的探测线缆B与所述的探测线缆A共同包覆在一个绝缘护套42内。通过该塑料的绝缘护套将两种探测线缆合并成一体。
权利要求
1.一种基于串联热敏特性的模拟量线型感温火灾探测线缆，其特征在于有一条可产生串联阻抗信号的热敏探测线体，该热敏探测线体两端分别有可与电信号测量装置连接的信号输出端子，该热敏探测线体由多个探测区段串联构成，各个探测区段在常温下具有相同的温度系数值。
2.根据权利要求1所述的模拟量线型感温火灾探测线缆，其特征在于所述热敏探测线体由聚乙炔、聚苯胺、聚噻吩、聚酞箐为主要导电物质的结构型导电高分子材料中的一种制成，该热敏探测线体具有负温度系数特性。
3.根据权利要求1所述的模拟量线型感温火灾探测线缆，其特征在于所述热敏探测线体由铂丝、铜丝、镍丝中的一种制成，该热敏探测线体具有正温度系数特性。
4.根据权利要求1所述的模拟量线型感温火灾探测线缆，其特征在于所述热敏探测线体可以由复合型导电高分子材料制成，该热敏探测线体具有正温度系数特性。
5.根据权利要求1所述的模拟量线型感温火灾探测线缆，其特征在于所述热敏探测线体可以是空心结构或是金属纤维编织结构。
6.根据权利要求1所述的模拟量线型感温火灾探测线缆，其特征在于所述热敏探测线体一端电连接一个与该热敏探测线体长度对应且并行设置的信号传输线，该信号传输线与所述热敏探测线体之间串联一个终端电阻器。
7.根据权利要求6所述的模拟量线型感温火灾探测线缆，其特征在于所述信号传输线是半导体材料。
8.根据权利要求6所述的模拟量线型感温火灾探测线缆，其特征在于所述信号传输线是热敏探测线体。
9.根据权利要求6所述的模拟量线型感温火灾探测线缆，其特征在于所述的热敏探测线体和所述的信号传输线之间设置一个绝缘层，该绝缘层为相对绝缘材料。
10.根据权利要求9所述的模拟量线型感温火灾探测线缆，其特征在于所述的热敏探测线体和所述的信号传输线之间的绝缘层是具有PTC、NTC、或CTR特性的相对绝缘材料中的一种。
11.根据权利要求6所述的模拟量线型感温火灾探测线缆，其特征在于所述的热敏探测线体和所述的信号传输线之间设置一个绝缘层，构成探测线缆B；与探测线缆B并列设置一条探测线缆A，构成复合探测线缆；所述探测线缆A由两条配对的探测导体和一个负温度系数特性阻隔层构成，所述负温度系数特性阻隔层设置在所述两条配对的探测导体之间。
12.根据权利要求6所述的模拟量线型感温火灾探测线缆，其特征在于由所述的热敏探测线体和所述的信号传输线构成探测线缆B；与信号传输线并行设置一条与该信号传输线对应长度的探测导体，所述的信号传输线与所述的探测导体之间设置一个负温度系数特性阻隔层，在所述的信号传输线与所述的探测导体的一端串联一个终端电阻器，构成探测线缆A；探测线缆A和探测线缆B构成复合探测线缆。
全文摘要
本发明涉及一种基于串联热敏特性的模拟量线型感温火灾探测线缆，有一条可产生串联阻抗信号的热敏探测线体，该热敏探测线体两端分别有可与电信号测量装置连接的信号输出端子，该热敏探测线体由多个探测区段串联构成，各个探测区段在常温下具有相同的温度系数值。本发明可单独使用进行火灾探测报警或作为火灾报警的补充条件，解决了现有模拟量线型感温火灾探测器由于探测线缆长度和环境温度变化引起的误报警，并且提高了模拟量线型感温探测线缆的可靠性和使用长度。
文档编号G08B17/00GK1947819SQ20061000224
公开日2007年4月18日 申请日期2006年1月24日 优先权日2005年10月10日
发明者张锋社 申请人:张锋社