一种风管感烟火灾探测器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种风管感烟火灾探测器，属于火灾探测技术领域，其结构包括外壳、气流采样管、气流排气管、烟雾光学探测室、红外光电探测电路、低阻抗信号采样放大电路、信号处理电路、延时故障信号输出电路、信号输出及显示电路和电源转换电路。本实用新型专利技术的优点：提高探测器对干扰信号的分辨识别能力，从而相应地减少火灾信息的误报率及避免漏报，保证了气流探测腔内气流的流动性以及减少环流区的影响，使烟雾光学探测室附近的流场均匀。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于火灾探测
，特别涉及一种风管感烟火灾探测器。
技术介绍
建筑的暖通空调系统中的风管组成了一个复杂的管道系统，主要用于将空气按流 量高效率地输送和分配，是建筑内暖通空调系统工程中最重要的一个组成部分。然而在火 灾发生的时候，烟雾、有毒气体和火焰有可能沿着风管传播，从而引发更大的火灾，风管火 灾探测可以设置在主送风管内部用来探测空调系统本身发生的故障，例如风机过热；也可 以设置在房间回风管道内用来探测该房间是否发生火灾；还可以设置在风管系统内各类风 阀附近，控制风阀的动作，防止火灾通过风管系统传播。此外，可以用来保护重要的设备，例 如大型计算机主机的通风和排气风管。通过地址编码与信号传输，构成建筑火灾自动报警 系统的一个组成部分，实现整个建筑的火灾早期探测与报警。国外早期使用普通点型火灾探测器安装在风管中进行火灾探测，但由于受技术水 平及工艺水平的限制以及风管内部灰尘等因素的影响，在实际应用中对环境干扰的抑制能 力较差，容易产生误报警，并且维护困难，因而难以满足早期探测报警的要求。随着技术的 发展，出现了安装在风管外壁的感烟火灾探测器。这种探测器将普通的点型感烟火灾探测 器安装在一个密闭的盒子内，盒子连接两根伸入风管内部的直管来采样风管内的烟雾，从 而实现对风管内部的烟雾进行探测的目的。实际应用中由于暖通空调系统风管中各处的风 速不同，变化范围较大，因此这类探测器难以适应大范围的风速变化，存在漏报警的问题。 另一方面，风管内存在灰尘、水雾以及加热的空气，普通点型感烟火灾探测器难以将其与烟 雾颗粒区别，因此存在误报警现象，这两方面的问题制约了这类火灾探测器的大范围应用。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本技术提供一种风管感烟火灾探测器，通过对烟 粒子特征和干扰噪声信号特征的研究，以提高探测器对干扰信号的分辨识别能力，从而相 应地减少火灾信息的误报率及避免漏报。本技术的技术方案是这样实现的本技术探测器其结构包括外壳、气流 采样管、气流排气管、烟雾光学探测室、红外光电探测电路、低阻抗信号采样放大电路、信号 处理电路、延时故障信号输出电路、信号输出及显示电路和电源转换电路。该探测器的连接是外壳上左、右两侧分为气密的气流探测腔和控制电路腔，气流 采样管和气流排气管伸入需气流采样的风管并固定在该探测器外壳上，气流采样管和气流 排气管将将采样气流引入气流探测腔，烟雾光学探测室固定在气流探测腔中，红外光电探 测电路、低阻抗信号采样放大电路、信号处理电路、延时故障信号输出电路、信号输出及显 示电路和电源转换电路安装在控制电路腔内，其中红外光电探测电路、低阻抗信号采样放 大电路、信号处理电路、延时故障信号输出电路和信号输出及显示电路依次相连，利用红外 光电探测电路对通过的采样气流进行检测，红外光电探测电路输出的探测信号经过低阻抗信号采样放大电路滤波放大后送入信号处理电路，信号处理电路对放大后的探测信号进行 A/D转换、采样和数据处理分析最后输出判断结果，延时故障信号输出电路根据判断结果输 出无源触点信号，并综合其他故障信息将报警和故障信号显示出来，如果外壳上罩脱落，延 时故障信号输出电路可将故障信号延时6. 5分钟输出并显示，电源转换电路则负责将24V 消防电源转换为探测器需使用的5V电源，并加以隔离和保护。其中所述的烟雾光学探测室为圆柱型结构，上、下底面呈圆形，包括红外发射二极 管、红外接收二极管、叶片式遮光窗和遮光导流板，烟雾光学探测室下底面固定在风管探测 器外壳左侧的气流探测腔内，位于气流采样管和排气管之间，采样气流从烟雾光学探测室 上、下底面间水平流过，在沿着采样气流流经烟雾光学探测室的方向上左右两侧分别设置 了一块和两块遮光导流板，遮光导流板固定在烟雾光学探测室的下底面上，其长度和中间 留出的开口区域，以不遮挡下方包括红外发射二极管和红外接收二极管的探测光线为准， 红外发射二极管和红外接收二极管固定在烟雾光学探测室下底面内圆周上采样气流流向 的下方，发射管和接收管轴向的夹角呈42°，构成后向散射烟雾探测角，在烟雾光学探测室 底面的内圆周上，除了红外发射二极管和红外接收二极管占据的区域以外其它均勻分布叶 片式的遮光窗，每个遮光窗叶片呈V字形开口。烟雾光学探测室整体结构，既保证了烟雾光学探测室不受外界光线影响形成光学 暗室，又能使采样气流顺利的定向通过，保证了气流探测腔体整体的流体力学特性。其中，V 字形叶片遮光窗在遮蔽外界光线的同时起到了引导气流的作用；烟雾光学探测室中左右数 量不对称的遮光导流板，在遮挡探测室内的反射光线的同时，促进了气流在烟雾光学探测 室内的定向流动，减轻了低速采样气流的滞回现象；红外发射二极管和红外接收二极管固 定在烟雾光学探测室的一侧，够成后向散射烟雾探测角，既能增加有效探测空间，便于对流 动的采样气流进行探测，又能针对风管中烟雾粒子粒径较大的特点增强对大粒径粒子的探 测能力和灵敏度。所述的红外光电探测电路网络端口 Pulse为信号处理电路中控制单片机输出的 控制脉冲信号，Rl和R2串联并接在控制脉冲信号Pulse和电路地之间，起到分压作用，分 压后的控制信号接入场效应管Ql的门级控制Ql的输出，场效应管Ql的漏极接在电源Vcc 上，源极接在红外光电发射二极管Dl的正极上，红外光电发射二极管Dl的负极通过限流电 阻R3接到电路地上。当控制脉冲信号Pulse为高时，Ql导通并为Dl供电，Dl工作，发出红 外光线；而当控制脉冲信号Pulse为低时，Ql关断，Dl不工作。电解电容Cl的正极和负极 分别接在电源Vcc和电路地上，并在电路板上临近Ql和Dl设置，能够在Ql导通和关断时 起到续流和保护的作用。其中，控制脉冲信号Pulse占空比为1 20，能够起到延长红外发 射二极管和红外接收二极管工作寿命和保护其探测灵敏度的作用。根据光敏二极管短路电流即光生电流与光照强度呈线性正比例关系且动态范围 较光生电动势大很多的特点，将红外光电接收二极管D2置于光电池的工作状态，即红外 光电接收二极管D2的正、负极直接作为电流信号的正、负输出到低阻抗信号采样放大电路 中，并将红外光电接收二极管D2的负极接到电阻R5和R7上以抬高红外光电接收二极管D2 输出信号的电位，并起到了滤除干扰的作用，其中R5和R7串联在电源Vcc和电路地中，起 到了分压的作用，C5起滤波作用。所述的低阻抗信号采样放大电路分为前后两级运放U2中的一个运放单元U2A与R4、C2构成了前级I/V电流取样放大电路，红外光电探测电路输出的脉冲电流信号I+、 I-分别接到运放U2A的2脚和3脚，禾Ij用运放的正、负极作为脉冲电流信号的输入端可以大 大降低采样放大电路的输出电阻，保证对红外光电探测电路中红外光电接收二极管D2微 小电流输出信号的采样与放大，R4、C2并联接到运放U2A的2脚和1脚之间，脉冲电流信号 经过R4取样后转为脉冲电压信号，并经过运放U2A和R4放大在U2A的1脚输出，C2起滤 波作用，U2的4脚和8脚接到电源Vcc和电路地之间，用以给运放U2供电 ’运放U2中的另 一个运放单元U2B与C3、C4、R6组成交流电压比较器，前级输出的脉冲电压信号由U2A的1 脚接到U2B的5脚上，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风管感烟火灾探测器，其特征在于：该探测器包括外壳、气流采样管、气流排气管、烟雾光学探测室、红外光电探测电路、低阻抗信号采样放大电路、信号处理电路、信号输出及显示电路、延时故障信号输出电路和电源转换电路；该探测器的连接是：外壳上左、右两侧设置有气流探测腔和控制电路腔，气流采样管和气流排气管伸入需气流采样的风管并固定在该探测器外壳上，气流采样管和气流排气管将采样气流引入气流探测腔，烟雾光学探测室固定在气流探测腔中，红外光电探测电路、低阻抗信号采样放大电路、信号处理电路、信号输出及显示电路、延时故障信号输出电路和电源转换电路安装在控制电路腔内，其中红外光电探测电路、低阻抗信号采样放大电路、信号处理电路、信号输出及显示电路和延时故障信号输出电路依次相连。

【技术特征摘要】
一种风管感烟火灾探测器，其特征在于该探测器包括外壳、气流采样管、气流排气管、烟雾光学探测室、红外光电探测电路、低阻抗信号采样放大电路、信号处理电路、信号输出及显示电路、延时故障信号输出电路和电源转换电路；该探测器的连接是外壳上左、右两侧设置有气流探测腔和控制电路腔，气流采样管和气流排气管伸入需气流采样的风管并固定在该探测器外壳上，气流采样管和气流排气管将采样气流引入气流探测腔，烟雾光学探测室固定在气流探测腔中，红外光电探测电路、低阻抗信号采样放大电路、信号处理电路、信号输出及显示电路、延时故障信号输出电路和电源转换电路安装在控制电路腔内，其中红外光电探测电路、低阻抗信号采样放大电路、信号处理电路、信号输出及显示电路和延时故障信号输出电路依次相连。2.按权利要求1所述的风管感烟火灾探测器，其特征在于所述的烟雾光学探测室为 圆柱型结构，上、下底面呈圆形，包括红外发射二极管、红外接收二极管、叶片式遮光窗和遮 光导流板，烟雾光学探测室下底面固定在风管探测器外壳左侧的气流探测腔内，位于气流 采样管和气流排气管之间，采样气流从烟雾光学探测室上、下底面间水平流过，在沿着采样 气流流经烟雾光学探测室的方向上左右两侧分别设置了一块和两块遮光导流板，遮光导流 板固定在烟雾光学探测室的下底面上，其长度和中间留出的开口区域，以不遮挡下方包括 红外发射二极管和红外接收二极管的探测光线为准，红外发射二极管和红外接收二极管固 定在烟雾光学探测室下底面内圆周上采样气流流向的下方，发射管和接收管轴向的夹角呈 42°，构成后向散射烟雾探测角，在烟雾光学探测室底面的内圆周上，除了红外发射二极管 和红外接收二极管占据的区域以外其它均勻分布叶片式的遮光窗，每个遮光窗叶片呈V字 形开口。3.按权利要求1所述的风管感烟火灾探测器，其特征在于所述的红外光电探测电路的 网络端口 Pulse为信号处理电路中控制单片机输出的控制脉冲信号，Rl和R2串联并接在 控制脉冲信号Pulse和电路地之间，分压后的控制信号接入场效应管Ql的门级控制Ql的 输出，场效应管Ql的漏极接在电源Vcc上，源极接在红外光电发射二极管Dl的正极上，红 外光电发射二极管Dl的负极通过限流电阻R3接到电路地上，电解电容C...

【专利技术属性】
技术研发人员：董文辉，张曦，梅志斌，
申请(专利权)人：公安部沈阳消防研究所，
类型：实用新型
国别省市：89[中国|沈阳]