用于火灾的综合探测装置的制作方法

本实用新型涉及火灾探测技术领域，具体地涉及一种用于火灾的综合探测装置。

背景技术：

目前，很多场所的火灾探测器普遍以常规的感烟、感温、火焰、红外光束探测器为主。从安装角度来说，这些探测器分散地安装在空间内的各个角落，当遇隐蔽空间如电缆沟时，无法安装探测器容易造成漏报；当空间较大或空间内存在障碍物时，火源容易因离探测器较远复杂或被障碍物阻挡使得火源信息不能及时甚至无法传达到探测器，从而导致延报甚至漏报；当遇气流变化无常的复杂环境，烟气容易被吹散或吹离探测器方向，也会导致探测器延报或漏报。除以上复杂场所和环境外，即使探测器处于正常的环境中，但被检测区域的烟气却随着空气的自由流动而缓慢地到达探测器探头，同样会造成探测器的延报现象。从探测器类型来说，正常环境下，烟雾和火焰探测器比较敏感，报警比较快，因为只要燃烧产生烟或火焰，烟雾探测器或火焰探测器便无法分清是否真实火灾就会报警，这样容易导致误报；对于温度探测器受火源距离、环境温度、可燃物类型影响较大，如火源距离远、环境温度低或者电缆燃烧不易引起温度上升得很快的情况下发生火灾，探测器周围温度早期无法达到普通感温探测器本身报警值(50℃-70℃)，导致探测器没有报警。因此，如碰到以上情况，现场安装的探测装置不仅没有起到早期报警的目的，而且耽误火灾救援最佳时间，造成设备和人员伤害。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种用于火灾的综合探测装置，该综合探测装置可以克服现有技术中存在的缺陷。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种用于火灾的综合探测装置，所述综合探测装置可以包括：

取样单元，用于从被探测的区域吸入空气作为待检空气；

分析单元，与所述取样单元通过管道连接，用于对所述待检空气进行探测并生成指示所述区域是否发生火灾的特征值；

在线监测报警系统，所述在线监测报警系统包括：控制单元和报警单元，所述控制单元用于控制所述取样单元从所述区域吸入待检空气；所述报警单元用于启动以对外报警；

控制主机，与所述分析单元连接，用于根据所述特征值判断所述区域是否发生火灾，并在判断所述区域发生火灾的情况下，向所述在线监测报警系统发送报警指令以使得所述报警单元启动。

可选地，所述综合探测装置进一步包括：吹扫置换单元，用于对所述综合探测装置的管道进行清洁；

所述控制单元进一步用于：

每隔一个预定的时间周期启动所述吹扫置换单元以对所述综合探测装置的管道进行清洁。

可选地，所述取样单元包括：

多个进气口，设置在所述区域中的预定位置，用于供所述待检空气进入所述综合探测装置内；

多个第一抽气阀门，分别设置在每个所述进气口附近，所述控制单元进一步用于控制所述第一抽气阀门以控制所述进气口的打开和关闭。

可选地，所述取样单元进一步包括：

至少一个换气口，用于供新鲜空气进入所述综合探测装置内以使得所述待检空气被排出；

换气阀门，设置在所述换气口的附近；

所述控制单元进一步用于：

控制所述换气阀门以使得所述至少一个换气口打开；

间隔预定时间长度后，控制所述第一抽气阀门以使得所述多个进气口中的至少一个所述进气口打开并控制所述换气阀门以使得所述换气口关闭。

可选地，所述分析单元进一步包括：

特征传感器，用于对通过所述分析单元的所述待检空气进行探测以生成所述特征值；

A/D转换模块，连接在所述特征传感器和所述控制主机之间，用于将所述特征传感器发送的模拟信号转换成数字信号；

第一流量计，用于检测流过所述分析单元的所述待检空气的第一流量；

所述控制主机进一步包括显示屏，所述显示屏用于：

显示所述特征值和所述特征值对应的火灾参数；

显示所述第一流量；

所述控制主机进一步用于：

根据所述特征值判断是否发生火灾。

可选地，所述综合探测装置进一步包括：出气单元，所述出气单元连接在所述取样单元和所述分析单元之间，所述出气单元包括：

第二流量计，用于检测流过所述出气单元的待检空气的第二流量；

第一三通，所述第一三通的第一端与第二流量计的一端连接，所述第一三通的第二端与所述分析单元连接；

排气口；

排气阀门，设置在所述排气口附近，用于控制所述排气口的打开和关闭，所述第一三通的第三端与所述排气阀门连接；

所述控制主机进一步用于：

在判断所述区域发生火灾的情况下，通过所述第二流量计获取所述第二流量；

判断所述第二流量是否大于预设的流量阈值；

在判断所述第二流量大于所述流量阈值的情况下，向所述控制单元发送控制指令以使得所述控制单元打开所述排气阀门，从而使得所述待检空气分流以保护所述特征传感器。

可选地，所述出气单元进一步包括：

总抽气阀门，与所述取样单元连接，用于控制所述取样单元和所述分析单元之间的连接通断；

吸气模块，用于启动以使得所述取样单元吸入所述待检空气；

冷凝器，用于除湿干燥所述待检空气中的湿气，以提高所述特征传感器探测的准确性。

可选地，所述吸气模块包括：第一吸气泵、第二吸气泵、第二三通和第三三通；

所述第二三通的第一端与所述总抽气阀门连接，所述第二三通的第二端与所述第一吸气泵的一端连接，所述第二三通的第三端与所述第二吸气泵的一端连接，所述第三三通的第一端与所述第一吸气泵的另一端连接，所述第三三通的第二端与所述第二吸气泵的另一端连接，所述第三三通的第三端与所述冷凝器连接；

所述控制单元进一步用于：交替启动所述第一吸气泵和所述第二吸气泵以使得所述取样单元从所述区域吸入待检空气。

可选地，所述出气单元进一步包括：多个第二抽气阀门，每个所述第一抽气阀门和所述总抽气阀门之间连接有至少一个第二抽气阀门；

所述吹扫置换单元分别与所述第一抽气阀门和所述第二抽气阀门之间的节点连接；

所述控制单元进一步用于：

每隔一个所述时间周期启动所述吹扫置换单元，并控制所述第一抽气阀门关闭，控制所述第二抽气阀门打开，控制所述总抽气阀门打开，控制所述排气阀门打开以使得所述吹扫置换单元对所述综合探测装置的管道进行清洁。

可选地，所述吹扫置换系统包括：

高压惰性气体源；

多个吹扫阀门，所述高压惰性气体源分别通过至少一个所述吹扫阀门与所述第一抽气阀门和所述第二抽气阀门之间的节点连接；

所述控制单元进一步用于：

控制多个所述吹扫阀门打开以使得所述高压惰性气体源对所述综合探测装置的管道进行清洁。

通过上述技术方案，本实用新型提供的用于火灾的综合探测装置通过合理布置吸气管道和选择特征传感器，使得对火灾的探测探测不受时空、环境和可燃物限制，避免现有探测装置的安装、布线的繁琐程序，减少误报漏报，实现火灾的早期探测和在线实时监测，达到提高火灾探测准确性和效率性效果，减少火灾的发生和损失。本实用新型提供的综合探测装置中的取样单元、吹扫置换单元、分析单元、在线监测报警单元、控制主机被整合至立体机柜中进行集中控制，在不影响现场生产的前提下对现场进行火灾检测，进一步提高了火灾检测装置操作的简便性与维护的快捷。同时也使得探测装置的可靠性大大提高，能有效保障设备和人员的安全。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是根据本实用新型的一个实施方式的用于火灾的综合探测装置的结构框图；

图2是根据本实用新型的一个实施方式的用于火灾的综合探测装置的结构框图；

图3是根据本实用新型的一个实施方式的用于火灾的综合探测装置的结构示意图；以及

图4是根据本实用新型的一个实施方式的立体式机柜的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

如图1所示是根据本实用新型的一个实施方式的用于火灾的综合探测装置的结构框图。在图1中，该综合探测装置可以包括：取样单元10、分析单元20、在线监测报警系统30和控制主机40。取样单元10可以用于从被探测的区域吸入空气作为待检空气。分析单元20与取样单元10通过管道连接，可以用于对待检空气进行探测并生成指示该区域是否发生火灾的特征值。在线监测报警系统30可以包括控制单元31和报警单元32。控制单元31可以用于控制取样单元10从被探测的区域吸入待检空气；报警单元32可以用于启动以对外报警。控制主机40可以与分析单元20连接，用于通过该分析单元20生成的特征值判断该被探测的区域是否发生火灾，并在判断该区域发生火灾的情况下，向在线监测报警系统30发送报警指令以使得该报警单元32启动。

在本实用新型的一个实施方式中，考虑到该综合探测装置在对区域进行探测时，如果区域内出现火灾，该火灾产生的烟气在被综合探测装置检测到的同时，也会对该综合探测装置的内部造成污染，这就很可能会影响该综合探测装置的继续工作。所以如图2所示，该综合探测装置可以进一步包括：吹扫置换单元50。该吹扫置换单元50可以用于对该综合探测装置的管道进行清洁。

控制单元31可以进一步用于：每隔一个预定的时间周期启动吹扫置换单元50以对综合探测装置的管道进行清洁。在本实用新型的一个示例中，该时间周期可以是例如24小时、48小时。该示出的时间周期的数值仅限于补充和解释本实用新型，并不对本实用新型的保护范围造成限制，在本实用新型的同一技术构思下，根据实际综合探测装置探测的区域的不同，该时间周期也可以是其他值。此外，在该综合探测装置探测到被探测的区域发生火灾的情况下，火灾产生的烟气会充满整个综合探测装置的管道。此时，该控制单元31也可以立即开启吹扫置换单元50对管道进行清洁，从而使得该综合探测装置保持正常工作状态。

在本实用新型的一个实施方式中，如图3所示，该取样单元10可以包括多个进气口11和多个第一抽气阀门12。

多个进气口11可以设置在区域中的预定位置，用于供待检空气进入综合探测装置内。多个第一抽气阀门12可以分别设置在每个进气口11附近，控制单元31进一步用于控制第一抽气阀门12以控制进气口11的打开和关闭。在本实用新型的一个示例中，为了避免被探测的区域内的灰尘进入综合探测装置内，减少综合探测装置的使用寿命，可以在进气口11和第一抽气阀门12之间设置过滤网13。考虑到需要被探测的区域可能存在多个位置需要探测，而限于该综合探测装置的设计体积，进气口11的数量不能无限扩展，当需要探测的位置较多时，而分析单元20可能无法同时处理很多个进气口11吸入的待检空气。此时可以将现场所有进气口11分成若干组，控制单元31可以按照先后顺序依次开启或关闭不同组吸气口11的第一抽气阀门12以使得该分析单元20按照先后顺序分别对每组吸气口11吸入的待检空气进行轮流循环探测。

在本实用新型的一个实施方式中，该取样单元10可以进一步包括至少一个换气口14和换气阀门15。

该换气口14可以是被设置在空旷的室外，用于供室外的新鲜空气进入综合探测装置内。

换气阀门15可以设置在换气口14附近，用于打开与关闭以实现该换气口14的打开与关闭(该换气口14和换气阀门15之间也可以设置有过滤网13)。

以上述分析单元20按照先后顺序分别对每组吸气口11吸入的待检空气进行轮流循环探测为例。在切换不同组的吸气口11时，由于此时管道中仍然残留有大量从前一组的吸气口11吸入的待检空气，那么，如果直接切换就可能会对分析单元20的探测造成影响。所以，在每次切换不同组别的吸气口11时，控制单元31先将换气阀门15打开以使得换气口14中的至少一个打开(打开的换气口14的数量可以根据管道内的气体的体积以及综合探测装置切换不同组别的吸气口11的时间来确定)。这样室外的新鲜空气从换气口14被吸入综合探测装置的管道内，替换掉前一组吸气口11对应的管道中残余的待检空气。在间隔预定时间长度(例如5分钟)后，此时可以认为前一组的管道中残余的待检空气已经被排尽，那么，可以切换至下一组吸气口11。此时，控制单元31可以控制前一组吸气口11对应的第一抽气阀门12关闭，控制下一组吸气口11对应的第一抽气阀门12打开以吸入待检空气并控制换气阀门15关闭从而使得换气口14关闭。

在本实用新型的一个实施方式中，分析单元20可以进一步包括：特征传感器21、第一流量计22和A/D转换模块23。特征传感器21可以用于对分析单元20中的待检空气进行探测以生成指示火灾是否发生的特征值，该特征传感器21通过A/D转换模块23与控制主机40连接，第一流量计22与控制主机40连接，A/D转换模块23用于将特征传感器21发送的模拟信号转换成数字信号，控制主机40可以进一步包括显示屏。该控制主机40可以进一步用于根据该特征传感器21探测的特征值判断是否发生火灾(并在判断发生火灾的情况下向在线监测报警系统30发送报警指令)。该显示屏可以用于将第一流量计22检测出的第一流量和特征传感器21探测的特征值和该特征值对应的火灾参数显示出来，这样便于现场巡查的工作人员及时查看以了解该综合探测装置的工作状况。在该实施方式中，特征传感器21可以根据该综合探测装置需要的探测区域的可燃物不同选用不同的种类，可以是温度、火焰、CO、CO2、HCl、SO2、NOx等传感器。如对于电缆竖井而言，发生火灾时温度会升高，并且会产生例如CO、CO2、HCl等气体，那么，可以选用温度、CO、CO2、HCl传感器来检测待检空气中的温度及CO、CO2、HCl含量，并进一步确定该电缆竖井是否发生火灾。

此外，该显示屏可以为电阻或电容式触摸屏组成的人机交互界面。巡检人员可以根据现场(被探测的区域)的情况通过人机交互界面输入控制指令，设置该显示屏需要显示的参数及对应的参数值。以特征传感器21包括温度、CO、CO2、HCl传感器为例，该显示屏可以同时显示出现场的温度、CO、CO2、HCL等多个特征值，巡检人员也可以通过人机交互界面将该显示屏设置为单独显示温度、CO、CO2、HCL中的一者或多者。

在本实用新型的一个实施方式中，该综合探测装置可以进一步包括：出气单元60。出气单元60连接在取样单元10和分析单元20之间，出气单元60包括：第二流量计61、第一三通62、排气口63和排气阀门64。

第二流量计61可以用于检测流过出气单元60的待检空气的第二流量。第一三通62的第一端与第二流量计61的一端连接，第一三通62的第二端与分析单元20连接。排气阀门64可以设置在排气口63附近，用于控制排气口63的打开和关闭，第一三通62的第三端与排气阀门64连接。

控制主机40可以进一步用于：在判断该被探测的区域发生火灾的情况下通过第二流量计61获取第二流量；判断第二流量是否大于预设的流量阈值；在判断第二流量大于预设的流量阈值的情况下，向控制单元31发送控制指令以使得该控制单元31打开排气阀门64，从而使得待检空气分流以保护特征传感器21。由于特征传感器21在吸附大流量的待检空气(火灾时)的时容易被损坏。所以，为了延长特征传感器21的寿命，该控制主机40可以根据第二流量计61检测的第二流量(第二流量是否大于流量阈值)来控制通过特征传感器21的待检空气的流量。对于该流量阈值的确定，由于不同的特征传感器21对于气体的耐受性不同，因此，该流量阈值的取值可以根据实际特征传感器21的选用来确定。

在本实用新型的一个实施方式中，出气单元60可以进一步包括：总抽气阀门65、吸气模块66和冷凝器67。

总抽气阀门65可以与取样单元10连接，用于控制取样单元10和分析单元20之间的连接通断。吸气模块66可以用于启动以使得取样单元10吸入待检空气。冷凝器67可以用于除湿干燥待检空气中的湿气，从而避免待检空气中的水汽对特征传感器21的检测精度造成影响。优选地，为了避免单个吸气泵长时间工作造成的机器损坏，在该实施方式中，该吸气模块66可以进一步包括：第一吸气泵661、第二吸气泵662、第二三通663和第三三通664。

第二三通663的第一端与总抽气阀门65连接，第二三通663的第二端与第一吸气泵661的一端连接，第二三通663的第三端与第二吸气泵662的一端连接，第三三通664的第一端与第一吸气泵661的另一端连接，第三三通664的第二端与第二吸气泵662的另一端连接，第三三通664的第三端与冷凝器67连接。控制单元31可以进一步用于：交替启动第一吸气泵661和第二吸气泵662以使得取样单元10从区域吸入待检空气，从而避免单个吸气泵因为长时间工作而被损坏。更优选地，在该实施方式中，出气单元60可以进一步包括蠕动泵68。该蠕动泵68可以与冷凝器67连接，用于将冷凝器67中的积水抽出。

在本实用新型的一个实施方式中，出气单元60可以进一步包括：多个第二抽气阀门69。每个第一抽气阀门12和总抽气阀门65之间连接有至少一个第二抽气阀门69。吹扫置换单元50可以分别与第一抽气阀门12和第二抽气阀门69之间的节点连接。控制单元31可以进一步用于：每隔一个时间周期启动吹扫置换单元50，并控制第一抽气阀门12关闭，控制第二抽气阀门69打开，控制总抽气阀门65打开，控制排气阀门64打开以使得吹扫置换单元50对综合探测装置的管道进行清洁。

在本实用新型的一个实施方式中，吹扫置换单元50可以包括：高压惰性气体源51和多个吹扫阀门52。高压惰性气体源51可以分别通过至少一个吹扫阀门52与第一抽气阀门12和第二抽气阀门69之间的节点连接；

控制单元31进一步用于控制多个吹扫阀门52打开以使得高压惰性气体源51对综合探测装置的管道进行清洁。优选地，该高压惰性气体源51可以是例如贮存有氮气或惰性气体高压钢瓶。

此外，在本实用新型的一个示例中，为了便于控制单元31对该综合探测装置的控制，第一抽气阀门12、第二抽气阀门69、换气阀门15、吹扫阀门52、总抽气阀门65均可以选用电磁阀。由于排气阀门64需要实现对排气口63流量的控制，所以该排气阀门64可以选用针阀。

在本实用新型的一个示例中，该控制单元31可以是例如PLC控制模块。该PLC控制模块可以用于控制各个阀门的打开和关闭。控制主机40可以通过RS485接口分别与在线监测报警系统30和A/D转换模块23连接。对于在线监测报警系统30，该在线监测报警系统30也可以存储历史报警信息，该历史报警信息可以包括发生火灾的位置、引起报警的特征值和对应的火灾参数。工作人员可以通过该在线监测报警系统30查看该历史报警信息并根据该历史报警信息进一步调节该综合探测装置的探测方式(例如更换吸气口11的设置位置、更换特征传感器21的种类等)。此外，在该实施方式中，上述给出的各个部件之间的连接方式均可以为本领域人员所知的连接方式，例如进气口11和第一抽气阀门12之间的连接可以采用管道连接，而控制主机40和在线监测报警系统30之间的连接可以采用线路连接。

为了使得该综合探测装置便于移动，减少现场的安装和布线的操作。该综合探测装置可以被集成为体积为如图4所示的482mm*270mm*177mm的立体式机柜。优选地，该立体式机柜的下方可以设置万向轮以便于该立体式机柜的移动。

以图4中示出的综合探测装置为例，该综合探测装置的内部结构可以是例如图3中示出的部件及其连接关系。

进气口11被安装人员分别设置在需要被探测的区域的各个位置，换气口14被设置在室外。进气口11和第一抽气阀门12以及换气口14和换气阀门14之间均设置有过滤网12。

进气口11预先被分成多个组，在该综合探测装置工作时，控制单元31控制该多个组中的一个组的进气口11对应的第一抽气阀门12打开，从而对该一个组的进气口11设置的位置进行探测。此时，第二抽气阀门69打开，总抽气阀门65打开，第一吸气泵661和第二吸气泵662交替开启以避免单个气泵长时间工作而损坏。排气阀门64关闭，待检空气从吸气口进入管道内，经过冷凝器67处理进入分析单元20中，特征传感器21通过对待检空气进行检测生成特征值，控制主机40与特征传感器21连接，用于根据该特征值判断该被探测的区域是否发生火灾。

在发生火灾的情况下，控制主机40通过特征传感器21判断该区域发生火灾。此时，控制主机40一方面通过第二流量计61接收通过出气单元60的待检空气的流量，在第二流量大于流量阈值的情况下，向控制单元31发送控制指令以使得排气阀门64打开，从而保护特征传感器21；另一方面，控制主机40通过RS485接口向在线监测报警系统30发送报警指令，在线监测报警系统30启动警报单元31以对外报警。

在更换下一组的吸气口11前，控制单元31先打开换气阀门15(这里可以认为换气阀门15只有一个)，第一吸气泵661和第二吸气泵662交替工作使得室外的新鲜空气从换气口14吸入，并替换综合探测装置中的前一组管道内的残余的待检空气。间隔预定时间长度后，控制单元31控制换气阀门15关闭，打开下一组吸气口11对应的第一抽气阀门12从而开启对下一组吸气口11的探测。

此外，每隔一个时间周期，控制单元31还会将第一抽气阀门12关闭，吹扫阀门52打开，排气阀门64打开，从而使得高压惰性气体源51对综合探测装置的管道进行清洁。

通过上述技术方案，本实用新型提供的用于火灾的综合探测装置通过合理布置吸气管道和选择特征传感器21，使得对火灾的探测探测不受时空、环境和可燃物限制，避免现有探测装置的安装、布线的繁琐程序，减少误报漏报，实现火灾的早期探测和在线实时监测，达到提高火灾探测准确性和效率性效果，减少火灾的发生和损失。本实用新型提供的综合探测装置中的取样单元10、吹扫置换单元50、分析单元20、在线监测报警系统30、控制主机40被整合至立体机柜中进行集中控制，在不影响现场生产的前提下对现场进行火灾检测，进一步提高了火灾检测装置操作的简便性与维护的快捷。同时也使得探测装置的可靠性大大提高，能有效保障设备和人员的安全。

以上结合附图详细描述了本实用新型的可选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述可选实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型实施方式对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型实施方式的思想，其同样应当视为本实用新型实施方式所公开的内容。