一种多功能火灾探测器的制作方法

本实用新型涉及火灾探测技术领域，具体为一种多功能火灾探测器。

背景技术：

火灾探测器是消防火灾自动报警系统中，对现场进行探查，发现火灾的设备。火灾探测器是系统的“感觉器官”，它的作用是监视环境中有没有火灾的发生，一旦有了火情，就将火灾的特征物理量，如温度、烟雾、气体和辐射光强等转换成电信号，并立即动作向火灾报警控制器发送报警信号。

但是，现在的火灾探测器，大多是单一的烟雾报警传感器，着火后，火势大小检测不到，着火后屋内有没有活人，也检测不到，雷达传感器模块专门检测屋内活动的人，因为，着火后很少有活人呆着不动的。本案涉及的多功能火灾探测器就是要解决，火势大小和着火后屋内有没有活人，平时只有烟感在工作，一旦有烟雾导致烟感启动，火焰和微波雷达传感器就会进入待命状态，如果烟雾消散后，火焰和微波雷达传感器模块就会自动关闭。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种多功能火灾探测器，解决了上述技术背景中提出的现有的火灾探测器不能探测火灾现场火势大小，而且不能探测火灾现场有没有活人的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种多功能火灾探测器，其输出端与工业智能采集板或工业报警器电连接，所述火灾探测器包括检测电路，所述检测电路包括电源模块、烟感模块、火焰检测模块、微波雷达检测模块和开关模块，所述电源模块与烟感模块、火焰检测模块、微波雷达检测模块和开关模块均电性连接，所述电源模块包括直流5v输出端和直流12v输出端，且所述直流5v输出端与烟感模块和火焰检测模块的电源端均电性相连，用于为其提供电能；所述烟感模块的输出端为第二逻辑输出端do2，且所述烟感模块的输出端与开关模块的输入端电性相连，用于控制开关模块的接通和关断，所述开关模块的输出端与火焰检测模块和微波雷达检测模块电性相连，用于控制火焰检测模块和微波雷达检测模块的接通；所述火焰检测模块的输出端包括第一逻辑输出端do1和第一模拟量输出端ao1，所述微波雷达检测模块的输出端为第三逻辑输出端do3。

优选的，所述烟感模块包括烟雾传感器、第一比较器ic1、烟感调节电路和烟感开关指示电路，所述烟雾传感器的输出端与第一比较器ic1的反向输入端电性相连，所述烟感调节电路与第一比较器ic1的同相输入端电性相连，用于调节烟雾传感器的检测范围，所述第一比较器ic1的输出端通过烟感开关指示电路与其电源端电性相连，所述烟感开关指示电路包括电阻r10与发光二极管led1，用于指示烟感模块的工作状态。

优选的，所述火焰检测模块包括红外接收管、火焰检测电源指示电路、火焰检测开关指示电路、第二比较器ic2和火焰检测调节电路，所述红外接收管的输出端与第二比较器ic2的同向输入端电性相连，所述火焰检测调节电路与第二比较器ic2的反向输入端电性相连，用于对第二比较器ic2的反向输入端电压进行微调，所述第二比较器ic2的输出端通过火焰检测开关指示电路与其电源端电性相连，所述火焰检测开关指示电路包括电阻r13、r14与发光二极管led3，用于指示火焰检测模块的工作状态；所述红外接收管的输出端引出第一模拟量输出端ao1。

优选的，所述火焰检测电源指示电路包括电容c11、电阻r11和发光二极管led2，所述电阻r11和第二发光二极管串联后与电容c11并联连接，所述电容c11的一端与电源模块的输出端电性相连，另一端与开关模块的输出端电性相连，所述火焰检测电源指示电路用于指示火焰检测模块的供电状态。

优选的，所述微波雷达检测模块包括微波移动传感器、微波雷达电源指示电路和第三比较器ic3，所述微波移动传感器的输出端通过转换调节电路与第三比较器ic3的输入端相连，所述转换调节电路包括微波雷达检测调节电路，用于对雷达检测范围进行调整；所述第三比较器ic3的输出端通过微波雷达电源指示电路与其电源端电性相连，所述微波雷达电源指示电路包括电阻r100和发光二极管led4，用于指示微波雷达检测模块的工作状态。

优选的，所述开关模块包括三极管q3和三极管q4，所述三极管q3的发射极与电源模块相连，且所述三极管q3的基极通过电阻r15与第二逻辑输出端do2相连，三极管q3的集电极通过电阻r17与三极管q4的基极相连，且三极管q3的集电极通过电阻r18与三极管q4的发射极相连。

优选的，所述三极管q4的集电极通过电阻r16与火焰检测模块和微波雷达检测模块的信号地电性相连，用于控制火焰检测模块和微波雷达检测模块供电回路的接通和关断。

优选的，所述电源模块采用24v转12v/5v模块，所述电源模块的直流输入端dc-in外接24v直流电源正极，电源模块的信号地端gnd外接24v直流电源负极，且电源模块的信号地端gnd与烟感模块的信号地相连。

优选的，所述电源模块的直流12v输出端通过电阻r101和三极管q1与微波雷达检测模块的电源端相连，直流5v输出端通过二极管d11与三极管q1的基极相连。

优选的，所述工业智能采集板包括模拟量输入端、开关量输入端、主控芯片和物联网模块，所述模拟量输入端与检测电路的第一模拟量输出端ao1相连，所述开关量输入端与检测电路的第一逻辑输出端do1、第二逻辑输出端do2、第三逻辑输出端do3相连，模拟量输入端和开关量输入端均与主控芯片电性相连，用于将报警信息传送至工业智能采集板进行分析处理，主控芯片和物联网模块电性相连，主控芯片用于对报警信息进行处理并通过物联网模块将处理过的报警信息传送至手机app或电脑终端。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、火灾探测器包括检测电路，检测电路包括烟感模块，烟感模块用于检测现场的烟雾浓度，烟感模块包括第一比较器ic1、烟雾传感器、烟感调节电路和烟感开关指示电路，烟雾传感器检测烟雾浓度，当有一定浓度的烟雾出现时，烟雾传感器开始工作使得第一比较器ic1输出低电平，则第二逻辑输出端do2输出代表有烟雾产生的低电平信号；此时，烟感开关指示电路亮起，提示相关人员有烟雾产生；并且通过设置烟感调节电路，可以调节烟雾传感器的检测范围，从而可以实现检测现场烟雾浓度的功能。

2、检测电路包括火焰检测模块，火焰检测模块用于检测现场的火势大小，火焰检测模块包括红外接收管、火焰检测开关指示电路、第二比较器ic2和火焰检测调节电路，红外接收管检测火势大小，当发生火灾时，红外接收管开始工作使得第二比较器ic2输出低电平，则第一逻辑输出端do1输出代表有火灾发生的低电平信号；此时，火焰检测开关指示电路亮起，提示相关人员有火灾发生；通过设置火焰检测调节电路，可以调节第二比较器ic2输入端的电压，根据红外接收管输出的4-20ma的模拟量电流信号，可以实现检测现场火势大小的功能。

3、检测电路包括微波雷达检测模块，微波雷达检测模块包括微波移动传感器、微波雷达电源指示电路和第三比较器ic3，所述微波移动传感器的输出端通过转换调节电路与第三比较器ic3的输入端相连，所述转换调节电路包括微波雷达检测调节电路，可用于对雷达检测范围进行调整；从而可以实现检测现场有没有活人的功能。

4、检测电路包括开关模块，开关模块的输出端与火焰检测模块和微波雷达检测模块电性相连，用于控制火焰检测模块和微波雷达检测模块的接通；由于火焰传感器会受到日光和平时屋内小火苗的影响，比如打火机都可以启动火焰传感器模块报警，故该火灾探测器由烟感模块启动带动火焰检测模块和微波雷达检测模块启动，保证了火焰检测模块和微波雷达检测模块在有灾情时才启动，提高了火灾探测器的准确性。

附图说明

图1为本实用新型测试电路的电路原理图；

图2为本实用新型中微波雷达检测模块中转换调节电路的电路原理图；

图3为本实用新型测试电路中多普勒原理的原理说明图。

1、烟雾传感器；2、红外接收管；3、微波移动传感器；4、烟感调节电路；5、火焰检测调节电路；6、微波雷达检测调节电路。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-3，本实用新型提供的一种实施例：一种多功能火灾探测器，其输出端与工业智能采集板或工业报警器电连接，所述火灾探测器包括检测电路，所述检测电路包括电源模块、烟感模块、火焰检测模块、微波雷达检测模块和开关模块，所述电源模块与烟感模块、火焰检测模块、微波雷达检测模块和开关模块均电性连接，用于为其提供电能；所述烟感模块的输出端为第二逻辑输出端do2，且所述烟感模块的输出端与开关模块的输入端电性相连，用于控制开关模块的接通和关断，所述开关模块的输出端与火焰检测模块和微波雷达检测模块电性相连，用于控制火焰检测模块和微波雷达检测模块的接通；所述火焰检测模块的输出端包括第一逻辑输出端do1和第一模拟量输出端ao1，所述微波雷达检测模块的输出端为第三逻辑输出端do3。

所述烟感模块包括烟雾传感器1、第一比较器ic1、烟感调节电路4和烟感开关指示电路，所述烟雾传感器1的输出端与第一比较器ic1的反向输入端电性相连，所述烟感调节电路4与第一比较器ic1的同相输入端电性相连，用于调节烟雾传感器1的检测范围，所述第一比较器ic1的输出端通过烟感开关指示电路与其电源端电性相连，所述烟感开关指示电路包括电阻r10与发光二极管led1，用于指示烟感模块的工作状态。

所述火焰检测模块包括红外接收管2、火焰检测电源指示电路、火焰检测开关指示电路、第二比较器ic2和火焰检测调节电路5，所述红外接收管2的输出端与第二比较器ic2的同向输入端电性相连，所述火焰检测调节电路5与第二比较器ic2的反向输入端电性相连，用于对第二比较器ic2的反向输入端电压进行微调，所述第二比较器ic2的输出端通过火焰检测开关指示电路与其电源端电性相连，所述火焰检测开关指示电路包括电阻r13、r14与发光二极管led3，用于指示火焰检测模块的工作状态；所述红外接收管2的输出端引出第一模拟量输出端ao1，红外接收管2的模拟量输出范围为4-20ma的电流信号，火势越大，红外接收管2的输出电流越大，由此实现了对火势大小进行检测的功能。

所述火焰检测电源指示电路包括电容c11、电阻r11和发光二极管led2，所述电阻r11和第二发光二极管串联后与电容c11并联连接，所述电容c11的一端与电源模块的输出端电性相连，另一端与开关模块的输出端电性相连，所述火焰检测电源指示电路用于指示火焰检测模块的供电状态。

所述微波雷达检测模块包括微波移动传感器3、微波雷达电源指示电路和第三比较器ic3，所述微波移动传感器3的输出端通过转换调节电路与第三比较器ic3的输入端相连，所述转换调节电路包括微波雷达检测调节电路6，用于对雷达检测范围进行调整；所述第三比较器ic3的输出端通过微波雷达电源指示电路与其电源端电性相连，所述微波雷达电源指示电路包括电阻r100和发光二极管led4，用于指示微波雷达检测模块的工作状态。

所述开关模块包括三极管q3和三极管q4，所述三极管q3的发射极与电源模块相连，且所述三极管q3的基极通过电阻r15与第二逻辑输出端do2相连，三极管q3的集电极通过电阻r17与三极管q4的基极相连，且三极管q3的集电极通过电阻r18与三极管q4的发射极相连。

所述三极管q4的集电极通过电阻r16与火焰检测模块和微波雷达检测模块的信号地电性相连，用于控制火焰检测模块和微波雷达检测模块供电回路的接通和关断。

所述电源模块采用24v转12v/5v模块，所述电源模块的直流输入端dc-in外接24v直流电源正极，电源模块的信号地端gnd外接24v直流电源负极，且电源模块的信号地端gnd与烟感模块的信号地相连。

所述电源模块包括直流5v输出端和直流12v输出端，且所述直流5v输出端与烟感模块和火焰检测模块的电源端均电性相连；所述电源模块的直流12v输出端通过电阻r101和三极管q1与微波雷达检测模块的电源端相连，直流5v输出端通过二极管d11与三极管q1的基极相连。

所述工业智能采集板包括模拟量输入端、开关量输入端、主控芯片和物联网模块，所述模拟量输入端与检测电路的第一模拟量输出端ao1相连，所述开关量输入端与检测电路的第一逻辑输出端do1、第二逻辑输出端do2、第三逻辑输出端do3相连，模拟量输入端和开关量输入端均与主控芯片电性相连，用于将报警信息传送至工业智能采集板进行分析处理，主控芯片和物联网模块电性相连，主控芯片用于对报警信息进行处理并通过物联网模块将处理过的报警信息传送至手机app或电脑终端。

工作原理：火灾探测器包括检测电路，检测电路包括烟感模块，烟感模块用于检测现场的烟雾浓度，烟感模块包括第一比较器ic1、烟雾传感器1、烟感调节电路4和烟感开关指示电路，烟雾传感器1检测烟雾浓度，当有一定浓度的烟雾出现时，烟雾传感器1开始工作使得第一比较器ic1输出低电平，则第二逻辑输出端do2输出代表有烟雾产生的低电平信号；此时，烟感开关指示电路亮起，提示相关人员有烟雾产生；并且通过设置烟感调节电路4，可以调节烟雾传感器1的检测范围，从而可以实现检测现场烟雾浓度的功能。

检测电路包括火焰检测模块，火焰检测模块用于检测现场的火势大小，火焰检测模块包括红外接收管2、火焰检测开关指示电路、第二比较器ic2和火焰检测调节电路5，红外接收管2检测火势大小，当发生火灾时，红外接收管2开始工作使得第二比较器ic2输出低电平，则第一逻辑输出端do1输出代表有火灾发生的低电平信号；此时，火焰检测开关指示电路亮起，提示相关人员有火灾发生；并且通过设置火焰检测调节电路5，可以调节第二比较器ic2输入端的电压，根据红外接收管2输出的4-20ma的模拟量电流信号，可以实现检测现场火势大小的功能。

检测电路包括微波雷达检测模块，微波雷达检测模块包括微波移动传感器3、微波雷达电源指示电路和第三比较器ic3，所述微波移动传感器3的输出端通过转换调节电路与第三比较器ic3的输入端相连，所述转换调节电路包括微波雷达检测调节电路6，可用于对雷达检测范围进行调整；从而可以实现检测现场有没有活人的功能。

检测电路包括开关模块，开关模块的输出端与火焰检测模块和微波雷达检测模块电性相连，用于控制火焰检测模块和微波雷达检测模块的接通；红外接收管2使用能探测760纳米-1100纳米波长的红外线传感器；由于红外接收管2会受到日光和平时屋内小火苗的影响，比如打火机都可以启动火焰传感器模块报警，故该火灾探测器由烟感模块启动带动火焰检测模块和微波雷达检测模块启动，保证了火焰检测模块和微波雷达检测模块在有灾情时才启动，提高了火灾探测器的准确性。

具体实施：本实施例中，烟雾感应器的具体型号为qm-n10，微波移动传感器3的具体型号为hb100，hb100微波模块是利用多普勒雷达(dopplerradar)原理设计的微波移动物体探测器，多普勒理论是以时间为基础的，当无线电波在行进过程中碰到物体时该电波会被反射，反射波的频率会随碰到物体的移动状态而改变。如果无线电波碰到的物体的位置是固定的，那么反射波的频率和发射波的频率应该相等。如果物体朝着发射的方向移动，则反射回来的波会被压缩，就是说反射波的频率会增加；反之反射回来的波的频率会随之减小。

如图3所示，当物体在微波移动传感器3的有效探测范围内以1m/s的速度相对于微波移动传感器3做径向移动时，微波移动传感器3的if输出为72hz/s，if的脉动输出频率与物体相对径向移动速度成近似线性关系。if的输出幅度与物体的大小、距离有关，当一个体重70kg、身高170cm的测试者在距离微波移动传感器31m处以1m/s的速度相对于微波移动传感器3做径向移动时，if的输出为5mv、72hz/s脉动信号，if的输出幅度与距离的平方成近似反比关系。

使用时，首先给检测电路加24v直流电，由于电源模块的信号地端gnd与烟感模块的信号地相连，故通电后烟雾传感器1先得电，当有烟雾产生时，烟雾感应器开始工作，使得第一比较器ic1输出低电平信号，代表有烟雾产生；此时，由于第二逻辑输出端do1与电阻r15连接，从而使得三极管q3导通，三极管q3的c极通过电阻r17与三极管q4的基极相连，从而使三极管q4导通，三极管q4的发射极与信号地相连，所以火焰检测模块和微波雷达检测模块的信号地接通，这2个传感器部分的电路都正常启动工作，如果有火焰产生，第一逻辑输出端do1就会输出低电平，如果着火的空间内有人或者动物走动，微波雷达检测模块就会通过第三逻辑输出端do3输出低电平。

第一逻辑输出端do1、第二逻辑输出端do2和第三逻辑输出端do3分别代表烟雾、火焰、微波雷达低电平信号，第一模拟量输出端ao1输出代表火势大小的检测信号，每路信号都与智能采集板(智能采集板属于工业级别的物联网专用采集板，包括模拟量输入端、开关量输入端、主控芯片和物联网模块，当采集到报警信号后，用户或者消防员通过手机app或者电脑终端就可以获取火灾现场的情况)的开关量输入端相连接，这样智能采集板就能得知火灾现场的具体情况，是只有烟雾产生还有也有火焰产生，以及火势大小和火灾现场有没有活人等情况，根据采集到的信号情况，立即做出救援部署，现场有活人的要采取优先救助救援方案。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。