一种火焰探测器响应时间检测装置及其检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种火焰探测器响应时间检测装置及其检测方法，包括下位机和上位机，下位机包括单片机及其外围电路、中心快门、旋转快门、打印机；上位机是由触摸屏和嵌入式组态软件组成，将旋转快门和中心快门相结合进行检测，中心快门用来控制是否在合适的时候打开火焰辐射，用稳速旋转的开孔叶片当做旋转快门，用来控制何时开始计时和测量范围。本发明专利技术能够方便有效的对火焰探测器响应时间参数进行测量，提高准确度和工作效率。

【技术实现步骤摘要】
一种火焰探测器响应时间检测装置及其检测方法
本专利技术涉及一种火焰探测器响应时间检测系统，具体涉及一种火焰探测器响应时间检测装置及方法。
技术介绍
火焰探测器是火灾自动报警和自动灭火系统最基本和最关键的部件之一，它对被保护区域进行不间断的监测，把初期阶段能引起火灾的参数及时准确地检测出来并报警。一般情况下，测量仪器的响应时间经常被忽略，是因为它对研究对象的影响是微不足道的。然而在有些情况下这种忽略是不恰当的，特别是针对实时性要求高的设备。响应时间是火焰探测器的一个重要技术参数，是对探测器如何快速响应周围环境中火焰特征信息变化的一个量度。传统的测量方法采用将高速电子打火装置与响应计时模块集成为一体的测量系统，但该方法存在一定的缺陷，没有考虑到高速电子打火装置自身的反应时间和电子打火的点火时间，会出现一定的误差，并且该误差大小不易确定，导致不能够精确地测量火焰探测器的响应时间。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种火焰探测器响应时间检测装置及其检测方法。为达到上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：一种火焰探测器响应时间检测装置，该检测装置包括单片机、计时模块、避光箱体以及旋转快门，所述避光箱体的一侧壁面上设置有第一通孔，避光箱体的另一侧壁面上设置有第二通孔，第二通孔处设置有用于控制第二通孔打开或关闭的中心快门，旋转快门包括设置于避光箱体内的可匀速旋转的旋转叶片，所述旋转叶片旋转中心以外的区域在旋转中始终覆盖第一通孔，所述旋转叶片上开设有以所述旋转中心为圆心的圆弧型通孔，所述圆弧型通孔的旋转轨迹与第一通孔位置重叠，避光箱体内设置有用于检测所述旋转快门是否进入打开状态的旋转快门位置传感器，所述旋转快门进入打开状态是指所述圆弧型通孔开始通过第一通孔位置，所述中心快门、计时模块以及所述旋转快门位置传感器分别与单片机相连。所述中心快门包括四个扇形叶片，所述中心快门包括打开以及关闭两种状态，中心快门处于关闭状态时，四个扇形叶片拼接为实心图形，从而使第二通孔关闭，中心快门处于打开状态时，四个扇形叶片沿各自圆弧边沿上一点向所述实心图形外旋转达到一定角度，从而使第二通孔打开，中心快门从关闭状态切换为打开状态所用时间≤20ms。所述检测装置还包括用于在所述中心快门切换至打开状态时检测四个扇形叶片是否旋转达到所述角度的中心快门位置传感器，中心快门位置传感器与单片机相连。所述旋转叶片为圆形，所述旋转叶片旋转中心位于该圆形的圆心，所述圆弧型通孔为半圆环状，所述旋转快门位置传感器设置位置与所述旋转轨迹重叠，并且与第一通孔位置相位相差180度，所述检测装置还包括设置于避光箱体内的用于标定所述旋转叶片转速的传感器组件，所述传感器组件包括设置位置与所述旋转轨迹重叠的两个位置传感器，该两个位置传感器相位相差180度，该两个位置传感器与单片机相连，该两个位置传感器的设置位置与所述旋转快门位置传感器设置位置不重叠。所述旋转快门还包括用于驱动所述旋转叶片的伺服电机，伺服电机与单片机相连。所述检测装置还包括与单片机相连的触摸屏以及打印机。上述火焰探测器响应时间检测装置的检测方法，包括以下步骤：1)将火焰探测器安装在第一通孔处，并将火焰探测器与单片机连接，同时，使所述中心快门处于关闭状态，然后在第二通孔处启动火焰辐射；2)经过步骤1)后，驱动所述旋转叶片以设定转速稳速旋转，所述设定转速根据火焰探测器的响应时间范围确定；3)在所述旋转叶片稳速旋转过程中，所述单片机根据所述旋转快门位置传感器的信号确定旋转快门是否进入打开状态，在旋转快门进入打开状态前，由所述单片机控制所述中心快门处于打开状态，当所述单片机确定旋转快门进入打开状态的同时，由所述单片机控制计时模块开始计时，并保持所述中心快门处于打开状态，当所述单片机接收到火焰探测器检测信号的同时，由单片机控制计时模块停止计时，并使所述中心快门处于关闭状态，计时模块的计时结果即为火焰探测器的响应时间检测结果。所述检测结果由与所述单片机连接的触摸屏输出或者由与所述单片机连接的打印机输出。所述旋转叶片由与所述单片机连接的伺服电机驱动，所述单片机采用电机控制算法对所述伺服电机进行稳速控制，所述电机控制算法具体包括以下步骤：在所述伺服电机启动阶段采用棒棒算法进行全速加速，当所述伺服电机实际速度与所述设定速度的差值达到阈值时，采用PI控制和速度微分负反馈控制相结合的算法，使所述伺服电机的速度稳定在所述设定速度。本专利技术的有益效果体现在：本专利技术以单片机为主控单元，通过机械快门的方式确定火焰探测器响应的开始时间和结束时间，有效的减少现有技术中由电子设备自身反应时间引起的检测误差，并能够根据机械物理结构推算相应的误差大小，因而能够更精确的检测火焰探测器的响应时间。附图说明图1是本专利技术的系统结构框图；图2是本专利技术的系统机械部件示意图，其中：1表示前孔，即放置火焰探测器位置；2表示中心快门；3表示伺服电机，用来控制旋转叶片；4表示旋转快门；5表示后孔，火焰辐射通过后孔入射；6表示工作台箱体；图3是本专利技术的检测原理框图；图4是本专利技术所述旋转快门的机械结构示意图，其中：4-1为旋转叶片，是由复合板制成，进行黑体化处理；4-2为圆弧型通孔；4-3为电机安装孔；4-4为1#位置传感器的安装位置，分别在旋转叶片的前后该位置处安装发射装置和接收装置；4-5为2#位置传感器的安装位置，分别在旋转叶片的前后该位置处安装发射装置和接收装置；4-6为3#位置传感器的安装位置，分别在旋转叶片的前后该位置处安装发射装置和接收装置；图5是本专利技术所述中心快门关闭状态示意图，其中：5-1为4#位置传感器的安装位置；5-2为5#位置传感器的安装位置；5-3为6#位置传感器的安装位置；5-4为7#位置传感器的安装位置；图6是本专利技术所述中心快门打开状态示意图，其中：5-1为4#位置传感器的安装位置；5-2为5#位置传感器的安装位置；5-3为6#位置传感器的安装位置；5-4为7#位置传感器的安装位置；图7是本专利技术所述旋转快门进入关闭状态示意图；图8是本专利技术所述旋转快门进入打开状态示意图；图9是本专利技术的单次检测流程图；图10是本专利技术的多次检测流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作详细说明。参见图1以及图3，本专利技术所采用的技术方案将旋转快门和中心快门相结合对火焰探测器的响应时间进行检测。火焰探测器响应时间检测系统包括上位机和下位机。所述上位机和下位机通过ModBus协议进行通讯。上位机是由昆仑通态触摸屏组成，触摸屏内置MCGS嵌入式组态软件，该触摸屏整合了火焰探测器响应时间检测系统功能，系统不仅能够进行速度显示，检测结果显示，同时加入了系统自检，系统校验，单次检测，多次检测和打印输出等功能，能够方便有效的对火焰探测器响应时间参数进行测量，提高准确度和工作效率。下位机包括飞思卡尔单片机及其外围电路以及与所述单片机连接的中心快门、旋转快门、计时模块、速度采集模块、标定旋转叶片转速、确定旋转快门状态以及确定中心快门是否完全打开的位置传感器和打印机等模块，主要功能均是由下位机控制完成，然后再传给上位机进行显示输出。打印机打印最终测得的实验数据。检测时，需要将待测火焰探测器的响应输出给所述单片机。所述下位机的具体结构参见图2以及图4，工作台箱体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种火焰探测器响应时间检测装置，其特征在于：该检测装置包括单片机、计时模块、避光箱体以及旋转快门(4)，所述避光箱体的一侧壁面上设置有第一通孔，避光箱体的另一侧壁面上设置有第二通孔，第二通孔处设置有用于控制第二通孔打开或关闭的中心快门(2)，旋转快门(4)包括设置于避光箱体内的可匀速旋转的旋转叶片(4‑1)，所述旋转叶片(4‑1)旋转中心以外的区域在旋转中始终覆盖第一通孔，所述旋转叶片上开设有以所述旋转中心为圆心的圆弧型通孔(4‑2)，所述圆弧型通孔(4‑2)的旋转轨迹与第一通孔位置重叠，避光箱体内设置有用于检测所述旋转快门(4)是否进入打开状态的旋转快门位置传感器，所述旋转快门(4)进入打开状态是指所述圆弧型通孔(4‑2)开始通过第一通孔位置，所述中心快门(2)、计时模块以及所述旋转快门位置传感器分别与单片机相连。

【技术特征摘要】
1.一种火焰探测器响应时间检测装置，其特征在于：该检测装置包括单片机、计时模块、避光箱体以及旋转快门(4)，所述避光箱体的一侧壁面上设置有第一通孔，避光箱体的另一侧壁面上设置有第二通孔，第二通孔处设置有用于控制第二通孔打开或关闭的中心快门(2)，旋转快门(4)包括设置于避光箱体内的可匀速旋转的旋转叶片(4-1)，所述旋转叶片(4-1)旋转中心以外的区域在旋转中始终覆盖第一通孔，所述旋转叶片上开设有以所述旋转中心为圆心的圆弧型通孔(4-2)，所述圆弧型通孔(4-2)的旋转轨迹与第一通孔位置重叠，避光箱体内设置有用于检测所述旋转快门(4)是否进入打开状态的旋转快门位置传感器，所述旋转快门(4)进入打开状态是指所述圆弧型通孔(4-2)开始通过第一通孔位置，所述中心快门(2)、计时模块以及所述旋转快门位置传感器分别与单片机相连。2.根据权利要求1所述一种火焰探测器响应时间检测装置，其特征在于：所述中心快门(2)包括四个扇形叶片，所述中心快门(2)包括打开以及关闭两种状态，中心快门(2)处于关闭状态时，四个扇形叶片拼接为实心图形，从而使第二通孔关闭，中心快门(2)处于打开状态时，四个扇形叶片沿各自圆弧边沿上一点向所述实心图形外旋转达到一定角度，从而使第二通孔打开，中心快门从关闭状态切换为打开状态所用时间≤20ms。3.根据权利要求2所述一种火焰探测器响应时间检测装置，其特征在于：所述检测装置还包括用于在所述中心快门(2)切换至打开状态时检测四个扇形叶片是否旋转达到所述角度的中心快门位置传感器，中心快门位置传感器与单片机相连。4.根据权利要求1所述一种火焰探测器响应时间检测装置，其特征在于：所述旋转叶片(4-1)为圆形，所述旋转叶片(4-1)旋转中心位于该圆形的圆心，所述圆弧型通孔(4-2)为半圆环状，所述旋转快门位置传感器设置位置与所述旋转轨迹重叠，并且与第一通孔位置相位相差180度，所述检测装置还包括设置于避光箱体内的用于标定所述旋转叶片(4-1)转速的传感器组件，所述传感器组件包括设置位置与所述旋转轨迹重叠的两个位置传感器，该两个位置传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：马荣贵，马子涵，王哲，黄泉源，王怡新，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61