组合式电气火灾监控探测器的制作方法

本实用新型属于火灾监控技术领域，具体涉及一种组合式电气火灾监控探测器。

背景技术：

随着社会的发展进步，电气应用越来越广泛，随之由电气引起的火灾也越来越多，根据公安部消防局对历年火灾统计，建筑物火灾中由电气故障而造成的火灾在所有火灾起因中列于首位。引发电气火灾的原因主要有短路、漏电、过负荷、接触不良等。尤其在一些公共场所，由于人员密集，电气安全更是尤为重要。

现有的电气火灾监控探测器的监测功能单一，同一监控回路通常只具有温度监测功能或者只具有漏电监测功能，从而降低了电气火灾监控探测器的灵活性和全面性。

技术实现要素：

针对现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种组合式电气火灾监控探测器，可有效解决上述问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型提供一种组合式电气火灾监控探测器，包括主控制器、电源电路、CAN总线电路、红外接收电路、4个并联连接的采集回路、按键电路、指示灯蜂鸣器以及指示灯蜂鸣器驱动电路；

所述主控制器分别与所述电源电路、所述CAN总线电路、所述红外接收电路、所述采集回路和所述按键电路连接；所述主控制器通过所述指示灯蜂鸣器驱动电路与所述指示灯蜂鸣器连接；

其中，每个所述采集回路包括：用于与温度传感器或剩余电流互感器相接的外部接口，所述外部接口的输出端分别与第1运算放大器的正极和第2运算放大器的负极连接；第1基准电源通过第1基准电源分压电路连接到第1运算放大器的负极；第2基准电源通过第2基准电源分压电路连接到第2运算放大器的正极；第3基准电源通过上位电阻后连接到MOS管的第2引脚；MOS管的第3引脚分别连接到第1运算放大器的正极和第2运算放大器的负极；MOS管的第1引脚通过电阻连接到MCU主控制器的控制端；此外，第1运算放大器的输出端和第2运算放大器的输出端均连接到MCU主控制器的输入端。

优选的，所述主控制器采用9S08DZ60芯片。

优选的，所述电源电路包括：AC220V输入接口、EMC电磁兼容防护电路、AC/DC电源电路和电容滤波电路；所述AC220V输入接口依次经过EMC电磁兼容防护电路、AC/DC电源电路和电容滤波电路后，连接到所述主控制器的供电端。

优选的，所述CAN总线电路采用TJA1051型号的CAN收发芯片。

优选的，所述红外接收电路采用HS0038B红外接收头。

本实用新型提供的组合式电气火灾监控探测器具有以下优点：

组合式电气火灾监控探测器具有4个监测回路，每条监控回路的调节精度为1mA，并且，每个监测回路可选择的监控温度或剩余漏电电流，从而提高电气火灾监控探测器的火灾监控准确性和全面性；另外，具有电路设计简单以及成本低的优点，可广泛推广使用。

附图说明

图1为本实用新型提供的组合式电气火灾监控探测器的结构示意图；

图2为本实用新型提供的采集回路的电路原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型提供一种组合式电气火灾监控探测器，参考图1，包括主控制器、电源电路、CAN总线电路、红外接收电路、4个并联连接的采集回路、按键电路、指示灯蜂鸣器以及指示灯蜂鸣器驱动电路；

主控制器分别与电源电路、CAN总线电路、红外接收电路、采集回路和按键电路连接；主控制器通过指示灯蜂鸣器驱动电路与指示灯蜂鸣器连接；

其工作原理为：共设置4条监控回路，每条监控回路既可以监控环境温度，也可以监控漏电流，当环境温度或被测线路的漏电值超过报警设定值时，探测器会通过CAN总线将报警信号传输给上位监控设备，从而有效的预防因漏电或环境温度升高而引起的电气火灾。

下面对本实用新型涉及到的各个器件进行详细介绍：

主控制器：用于探测器内部数据处理、指令传输。

电源电路：用于将交流220V电转换为直流5V电，从而为整个探测器提供电源。

CAN总线电路：用于探测器与上位监控设备的通讯连接，完成数据、指令的传输。

红外接收电路：与主控制器连接，用于接收外部红外信号。将接收的红外信号传输给主控制器，从而完成探测器的参数设置。

温度信号采集电路：一端与外部温度传感器连接，另一端与主控制器连接。用于采集温度信号，将处理的温度信号传输给主控制器。

漏电信号采集电路：一端与外部剩余电流互感器连接，另一端与主控制器连接。用于采集漏电流信号，将处理的漏电流信号传输给主控制器。

指示灯蜂鸣器：与主控制器连接，用于探测器的状态指示，并发出声、光报警。

按键电路：与主控制器连接，用于探测器消音。

主控制器采用9S08DZ60芯片，分别与电源电路、CAN总线电路、红外接收电路、温度信号采集电路、漏电信号采集电路、按键电路、指示灯蜂鸣器连接。

电源电路采用AC220V输入，经过EMC电磁兼容防护，输入到AC/DC电源模块，将交流220V电转换为直流5V电，在经过电容滤波，为整个模块提供电源。

CAN总线电路，一端与主控制器连接，另一端与上位监控系统连接。通过CAN总线来完成探测器与上位监控设备间的数据传输。CAN总线电路采用TJA1051CAN收发芯片，ADUM1201ARZ芯片进行隔离。

红外接收电路采用HS0038B红外接收头，当外部有红外信号输入时，红外接收电路会将接收到的红外信号传输给主控制器，由主控制器解析数据，从而完成参数设置。因此，在复杂的现场环境中，可通过红外编址器来完成对探测器的参数设置，从而避免了现场调试人员近距离的接触高压线缆。

温度信号采集电路和漏电信号采集电路采用的是MPC6002运算放大器，探测器通过采集外部温度传感器或电流互感器的输入信号，传输给主控制器。探测器共有4条采集回路，每条回路既可以监控环境温度，也可以监控漏电流，但两者只能选择其一来进行监控。

参考图2，每个采集回路包括：用于与温度传感器或剩余电流互感器相接的外部接口，外部接口的输出端分别与第1运算放大器的正极和第2运算放大器的负极连接；第1基准电源通过第1基准电源分压电路连接到第1运算放大器的负极；第2基准电源通过第2基准电源分压电路连接到第2运算放大器的正极；第3基准电源通过上位电阻后连接到MOS管的第2引脚；MOS管的第3引脚分别连接到第1运算放大器的正极和第2运算放大器的负极；MOS管的第1引脚通过电阻连接到MCU主控制器的控制端；此外，第1运算放大器的输出端和第2运算放大器的输出端均连接到MCU主控制器的输入端。

其工作原理为：

当探测器的外部接口配接的是温度传感器时，MCU主控制器的CH脚向MOS管Q的1脚发出低电平信号，使MOS管Q的2脚和3脚导通，基准电源Vref接入监控回路，温度信号在DC4V的上拉电压下输入第1运算放大器的正极，基准电源DC4V在经过分压后变成0.365V，并输入给第1运算放大器的负极，第1运算放大器输出TIN，也就是温度采集信号，将其传输给MCU主控制器的1脚，完成温度监测。

当探测器的外部接口配接的是电流互感器时，MCU主控制器的CH脚向MOS管Q的1脚发出高电平信号，使MOS管Q的2脚和3脚断开，电流信号直接输入第2运算放大器的负极，基准电源DC4V在经过分压后变成0.365V，并输入给第2运算放大器的正极，第2运算放大器输出VIN，也就是电流采集信号，将其传输给MCU主控制器的2脚，完成漏电监测.

因为温度传感器和电流互感器都接在一个输入端子上，探测器并不会自动区分是温度信号还是电流信号，当输入端配接的是温度传感器时，探测器设置为温度类型，这时DC4V基准接入采集回路，第1运算放大器、第2运算放大器会分别输出TIN、VIN，但由于设置的为温度类型，MCU主控制器的1脚接收第1运算放大器输出的TIN信号，但此时MCU主控制器的2脚不接收第2运算放大器输出的VIN信号。反之，当输入端配接的是剩余电流互感器时，探测器需要设置为电流类型，这时DC4V基准不会接入采集回路，第1运算放大器、第2运算放大器依然都会输出TIN、VIN，但由于设置的为电流类型，MCU主控制器的2脚接收第2运算放大器输出的VIN信号，但此时MCU主控制器的1脚不接收第1运算放大器输出的VIN信号。

由此可见，对于每个采集回路，温度传感器和电流互感器都接在一个输入端子上，MCU主控制器通过对MOS管通断的控制，实现温度或电流的采集，从而简化了电路结构，降低了成本。

本实用新型提供的组合式电气火灾监控探测器具有以下优点：

组合式电气火灾监控探测器具有4个监测回路，每条监控回路的调节精度为1mA，并且，每个监测回路可选择的监控温度或剩余漏电电流，从而提高电气火灾监控探测器的火灾监控准确性和全面性；另外，具有电路设计简单以及成本低的优点，可广泛推广使用。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。