多元组合式线型感温火灾探测器及实现方法技术

多元组合式线型感温火灾探测器，它包括敏感单元和微处理器；所述敏感单元采用三芯扁平结构，敏感单元中三芯线首端与微处理器接线端子对应端连接；微处理器电路由前置电路、滤波电路、放大电路、通讯驱动电路、发码控制电路、回码接收电路、主CPU处理器、报警输出控制电路、报警区段显示电路组成。多元组合式线型感温火灾探测器的实现方法，包括如下处理步骤：根据敏感单元实时采集的温度数据，与预先存储在主CPU内的火灾燃烧数据进行比较，得出所监视区间的温度状态，实现差定温报警和环境温度自适应补偿。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于安全工程学科中火灾探测报警
，涉及一种主要用于火灾的早期探测及电力、冶金、石化等工业领域各类长隧道、传送带、大型生产车间、仓库、轨道交通等环境恶劣场所，由于各种电力设施、设备或物品的过热、明火燃烧引起的火灾发生之前或初期异常状态监测报警的多元组合式线型感温火灾探测器及其实现方法。
技术介绍
目前应用在电力、冶金、石化等工业领域的成熟的线型感温火灾探测器主要有3 种开关量线型定温火灾探测器、模拟量线型定温火灾探测器和模拟量线型差定温火灾探测器。这3种探测器均采用感温材料加工成线缆，外包覆护套的结构，探测机理一般为阻抗变化原理，即探测器采用具有特殊温度系数的线缆材料制成，当探测器保护的环境温度发生变化时，线缆的阻抗发生变化，检测电路根据线缆的阻抗变化，判断出现场是否有火灾发生。虽然有的线型感温火灾探测器通过增加内部感温线缆的数量实现双参数或多参数测量，但其结构及探测机理没有本质的改变。线型感温火灾探测器在目前的工程应用中，主要存在如下问题一是受结构及探测机理的制约，一只探测器的保护半径有限，所以限制了探测器的保护范围，增加了工程设备成本，降低了工程应用性价比。二是由于应用场所大多为强电磁干扰场所，线型感温火灾探测器易受电磁干扰，为了防止误报警，将探测器的灵敏度调低，部分场所虽然安装了模拟量线型差定温火灾探测器，有些时候干脆屏蔽了差温功能，仅保留定温报警功能，导致探测器无法实现早期火灾探测，延误了最佳报警及灭火救援时机。三是为了保证线型感温火灾探测器的探测效果，实现火灾的早期探测报警，工程安装采用接触式敷设的安装方式，本方式容易引入电磁干扰，也不利于工程维护及检修。四是目前使用的线型感温火灾探测器不具备监测区域温度及报警部位显示功能，因此限制了探测器的使用长度及应用场所。由于上述问题的存在，大大限制了线型感温火灾探测器的应用范围，影响了探测器的火灾早期响应能力。
技术实现思路
针对目前线型感温火灾探测器存在的不足，本专利技术提供一种低成本并且具有较强的抗电磁干扰能力和早期火灾响应能力的。为实现本专利技术目的，本专利技术采用下述技术方案多元组合式线型感温火灾探测器，它包括敏感单元和微处理器；所说敏感单元采用三芯扁平结构，敏感单元中三芯线首端与微处理器接线端子对应端连接；微处理器电路由前置电路、滤波电路、放大电路、通讯驱动电路、发码控制电路、回码接收电路、主CPU处理器、报警输出控制电路、报警区段显示电路组成；芯线2输出信号通过前置电路输出到滤波电路输入端，滤波电路输出信号经放大电路接至主CPU输入端；芯线1输出信号通过通讯驱动电路输出至回码接收电路，回码接收电路输出信号至主CPU，主CPU的控制指令经发码控制电路至通讯驱动电路的输入，通讯驱动电路的输出连接芯线1，通过芯线1将主CPU的控制指令发至传感模块，实现数据的双向传输，芯线3作为芯线1和芯线2的数据公共端， 直接连接至地电位。所说敏感单元，采用三芯扁平结构，三芯线均为导体，平行设置，其中芯线2、3之间填充对缓慢变化或快速变化的温度都能敏感的负温度系数绝缘材料，温度增高阻值下降，形成具有连续感温功能的传感线缆；芯线1、3之间每隔一定距离设置传感模块，传感模块紧压在负温度系数绝缘材料上，并将接线端子与芯线1、3焊接，传感模块上安装红外温度传感器，可以实现远距离非接触式温度测量。三芯线外加防水护套。所说敏感单元，也可以采用四芯扁平结构，四芯线均为导体，平行设置，其中芯线 1、2、3与三芯扁平结构中的芯线1、2、3完全相同，芯线4平行于芯线3设置，所起作用与芯线3的作用一致，仅作为数据通讯线，构成通讯回路。由于敏感单元即包含具有连续感温功能的传感线缆，又包含高灵敏远距离感温功能的传感模块，即线式感温和点式感温相结合，所以芯线可以同时输出模拟量和数字量两种温度信息，芯线2、3输出为模拟量温度信息，芯线1、3输出为数字量温度信息。传感模块由电平变换电路、信号解码电路、应答控制电路、红外温度传感器、半导体温度传感器、通道选择电路、信号放大电路、从CPU处理器组成。芯线1、3的输出信号经电平变化电路输出至信号解码电路，信号解码电路输出信号至从CPU输入端，从CPU的回答信息经应答控制电路输出至电平变换电路，电平变换的输出信号至芯线1、3，实现与微处理器的双向数据传输。红外温度传感器的输出连接至通道选择电路的输入，通道选择电路的输出连接至信号放大电路的输入，信号放大电路的输出连接至主CPU的输入。主CPU的通道选择控制输出接至通道选择电路，实现对两种不同温度传感器的信号采集。报警区段显示电路由LED数码管或IXD液晶屏构成，可显示温度和报警点(即传感模块地址)位置；报警输出控制电路包括光耦和继电器，CPU输出控制信号通过光耦接至继电器，继电器输出端接至远程控制设备，实现报警输出的隔离控制。微处理器与传感模块之间采用的通讯时序说明微处理器采用脉宽调制的方式发码。巡检传感模块时共发12位信息，发码顺序为模式位4位，地址位8位，模式位和地址位都先发低位，后发高位。上电后，微处理器从1至255顺序巡检传感模块，中间间隔一定时间为总线充电。传感模块采用拉电流方式回答信息，回答信息为数字量，回答时先回答低位， 后回答高位。此通讯协议的优点为数据通讯线具有较强的供电能力，在进行数据通讯的同时，通过电平变换电路为传感模块提供一定的电源能量，利用二总线就可以实现数据通讯和供电。传感模块的从CPU平时处于休眠状态，当进行数据通讯时被唤醒，开始接收模式位和地址位，当接收到的地址位与本机地址吻合后，在通讯时序的回答阶段回答本机地址数据，即将获取的温度数据通过总线回发给微处理器，通讯完毕，从CPU开始采集红外温度传感器和半导体温度传感器的温度数据，处理后为下一次数据通讯做准备，然后重新进入休眠状态。由于从CPU的分时工作和休眠工作方式，使传感模块的功耗有效降低，大大提高了微处理器的带载能力，传感模块的数量可达255只。多元组合式线型感温火灾探测器实现方法包括如下处理步骤根据敏感单元实时采集的温度数据，与预先存储在主CPU内的火灾燃烧数据进行比较，得出所监视区间的温度状态，实现差定温报警和环境温度自适应补偿。差定温报警和环境温度自适应补偿的实现包括如下步骤首先获取敏感单元中芯线2、3的模拟输入信号，记录温度初始值C0，获取芯线1、 3之间连接的传感模块的数字输出信号，1号地址记录温度初始值B10，2号地址记录温度初始值B20，3号地址记录温度初始值B30，以此类推，m号地址记录温度初始值BmO (m ^ 255)， 并记录当前的运行时间TO ；微处理器进入正常监视状态后，实时采集两种不同的数据信号，记录当前温度值 Cn,Bln-Bmn,Tn,计算出芯线2、3当前温度值与初始值的温度差AC = Cn-CO、所有地址的传感模块采集的当前温度值与初始值的温度差Δ to = Bmn-BmO (m为1-255)、运行时间差Δ T = Τη-Τ0、芯线2、3之间的温度变化率Δ C/Δ Τ、所有地址的传感模块的温度变化率ABm/ ΔΤ(ι 为 1-255)；预先存储在主CPU内的火灾燃烧数据A、D、ΔΑ、ΔD与温度感知介质有关，均由火灾燃烧曲线获取，其中A、D为两个温度常量，Δ A、AD为两个本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．多元组合式线型感温火灾探测器，它包括敏感单元和微处理器；所述敏感单元采用三芯扁平结构，敏感单元中三芯线首端与微处理器接线端子对应端连接；微处理器电路由前置电路、滤波电路、放大电路、通讯驱动电路、发码控制电路、回码接收电路、主ＣＰＵ处理器、报警输出控制电路、报警区段显示电路组成；芯线２输出信号通过前置电路输出到滤波电路输入端，滤波电路输出信号经放大电路接至主ＣＰＵ输入端；芯线１输出信号通过通讯驱动电路输出至回码接收电路，回码接收电路输出信号至主ＣＰＵ，主ＣＰＵ的控制指令经发码控制电路至通讯驱动电路的输入，通讯驱动电路的输出连接芯线１，通过芯线１将主ＣＰＵ的控制指令发至传感模块，实现数据的双向传输，芯线３作为芯线１和芯线２的数据公共端，直接连接至地电位。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘星，李艳庆，
申请(专利权)人：无锡圣敏传感科技有限公司，
类型：发明
国别省市：32