本實(shí)用新型粉塵滅火抑爆技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種粉塵滅火抑爆裝置。

背景技術(shù)：

在木材加工、紡織、食品和飼料、皮革、橡膠及化工行業(yè)中,使用的機(jī)械通常配有氣動(dòng)輸送和排放系統(tǒng),在這種場(chǎng)合下輸送管道和粉塵管道中是粉末和空氣的混合體。如果工作過(guò)程中產(chǎn)生的火星等點(diǎn)火源通過(guò)輸送管道進(jìn)入過(guò)濾器、料倉(cāng)或除塵器等,會(huì)被傳送來(lái)的粉塵或原材料蓋住,在不為人們注意的情況下開(kāi)始陰燃,隨后便有可能發(fā)展成大范圍的火災(zāi)或者粉塵爆炸。據(jù)資料統(tǒng)計(jì),引起除塵系統(tǒng)中粉塵爆炸的點(diǎn)火源大部分是通過(guò)粉塵管道運(yùn)輸進(jìn)入除塵系統(tǒng)中的,因此在粉塵管道上探測(cè)火星、高溫顆粒、余燼等點(diǎn)火源，并在其進(jìn)入除塵器之前消除其潛在危險(xiǎn)性,是生產(chǎn)實(shí)際中提出的迫切需要解決的實(shí)際課題之一。而且現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)火災(zāi)傳感線(xiàn)被壓扁、折斷后，系統(tǒng)通常不能正常工作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于：提供一種工貿(mào)行業(yè)可燃性粉塵作業(yè)場(chǎng)所滅火抑爆裝置，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中，系統(tǒng)通常會(huì)由于火災(zāi)傳感線(xiàn)被壓扁、折斷而不能正常工作，不能及時(shí)、準(zhǔn)確控制粉塵管道爆炸蔓延的技術(shù)問(wèn)題，可對(duì)粉塵管道內(nèi)部火星、溫度等情況進(jìn)行監(jiān)控，防止失火導(dǎo)致爆炸，通過(guò)控制器內(nèi)部控制程序的邏輯判斷約束探測(cè)數(shù)據(jù)的閾值來(lái)避免火警誤報(bào)，提高探測(cè)火星或爆炸數(shù)據(jù)的可靠性。

一種工貿(mào)行業(yè)可燃性粉塵作業(yè)場(chǎng)所滅火抑爆裝置，包括

火星探測(cè)器，探測(cè)并輸出所探測(cè)到的管道內(nèi)的火星信號(hào)；

線(xiàn)式溫度傳感器，探測(cè)并輸出所探測(cè)到的管道內(nèi)的溫度信號(hào)；

信號(hào)調(diào)理電路，將火星探測(cè)器、線(xiàn)式溫度傳感器探測(cè)到的信號(hào)轉(zhuǎn)換成能夠識(shí)別的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)；

控制器，接收經(jīng)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的火星信號(hào)和溫度信號(hào)，根據(jù)內(nèi)置控制程序設(shè)置火星信號(hào)或溫度信號(hào)的報(bào)警閾值判斷是否發(fā)出報(bào)警信號(hào)；

驅(qū)動(dòng)電路，根據(jù)控制器發(fā)出的報(bào)警信號(hào)，驅(qū)動(dòng)終端設(shè)備進(jìn)行動(dòng)作；

終端設(shè)備，包括高壓水泵及噴淋模塊，以及設(shè)置于管道上的隔爆閥；高壓水泵通過(guò)水管連接噴淋模塊；

控制器發(fā)出報(bào)警信號(hào)后，驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)與控制器相連的隔爆閥關(guān)閉，同時(shí)高壓水泵啟動(dòng)，高壓水泵抽取水池中添加有滅火劑的水，并通過(guò)噴淋模塊對(duì)管道噴灑。

進(jìn)一步的，線(xiàn)式溫度傳感器為WXS-2型線(xiàn)式溫度傳感器。

進(jìn)一步的，線(xiàn)式溫度傳感器與信號(hào)調(diào)理電路連接，信號(hào)調(diào)理電路連接有相互并聯(lián)的阻抗檢測(cè)電路和容抗檢測(cè)電路，阻抗檢測(cè)電路和容抗檢測(cè)電路的輸出端均連接于控制器，控制器通過(guò)總線(xiàn)接口連接終端設(shè)備。

進(jìn)一步的，信號(hào)調(diào)理電路包括依次連接的放大電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和光電隔離電路，可進(jìn)一步準(zhǔn)確的檢測(cè)溫度信號(hào)。

進(jìn)一步的，火星探測(cè)器為紅外光電探測(cè)器。

進(jìn)一步的，滅火劑為水系滅火劑。

本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下：

綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，相比于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的有益效果是：

本實(shí)用新型主要是采用火星探測(cè)器與線(xiàn)式溫度傳感器結(jié)合的方式，同時(shí)進(jìn)行火星和溫度的探測(cè)，將檢測(cè)到的火星信號(hào)和溫度信號(hào)分別與預(yù)設(shè)的閾值進(jìn)行比較、判斷，當(dāng)火星探測(cè)器或線(xiàn)式溫度傳感器探測(cè)到的數(shù)值信號(hào)達(dá)到或超過(guò)預(yù)設(shè)的數(shù)值范圍(閾值)，控制器才判斷溫度過(guò)熱或爆炸已發(fā)生并輸出爆炸信號(hào)通過(guò)約束探測(cè)數(shù)據(jù)的方式來(lái)避免火星探測(cè)器或線(xiàn)式溫度傳感器對(duì)溫度過(guò)熱或爆炸的邏輯判斷上出錯(cuò)，提高控制器準(zhǔn)確輸出火警信號(hào)的可靠性；線(xiàn)式溫度傳感器是根據(jù)功能陶瓷材料的電阻和電容隨溫度變化而單調(diào)變化的原理而制成的器件，應(yīng)用時(shí)線(xiàn)式溫度傳感器布控在需要監(jiān)控的區(qū)域，當(dāng)布控區(qū)域溫度升高使得傳感器的電阻和電容變化量達(dá)到設(shè)定值時(shí)，輸出信號(hào)到控制器，進(jìn)而發(fā)出報(bào)警信號(hào)；這種雙參數(shù)(即電阻和電容)線(xiàn)式溫度傳感器可靠性高，具有很高的抗毀性，當(dāng)火災(zāi)傳感線(xiàn)被壓扁、折斷后系統(tǒng)仍能正常工作，進(jìn)而及時(shí)、準(zhǔn)確地對(duì)粉塵管道內(nèi)的溫度過(guò)熱報(bào)警，控制粉塵管道爆炸蔓延。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的主要原理圖；

圖2是放大電路的示意圖；

圖3是WXS-2型線(xiàn)式溫度傳感器阻容變化示意圖。

具體實(shí)施方式

本說(shuō)明書(shū)中公開(kāi)的所有特征，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。

下面結(jié)合圖1、圖2和圖3對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)說(shuō)明。

本實(shí)用新型公開(kāi)的是一種工貿(mào)行業(yè)可燃性粉塵作業(yè)場(chǎng)所滅火抑爆裝置，包括

火星探測(cè)器，選用的是紅外光電探測(cè)器，探測(cè)并輸出所探測(cè)到的管道內(nèi)的火星信號(hào)，檢測(cè)是否有微小的火花產(chǎn)生；

線(xiàn)式溫度傳感器，采用WXS-2型線(xiàn)式溫度傳感器，探測(cè)并輸出所探測(cè)到的管道內(nèi)的溫度信號(hào)；

壓力傳感器，探測(cè)探測(cè)并輸出所探測(cè)到的管道內(nèi)的壓力信號(hào)；

信號(hào)調(diào)理電路，將火星探測(cè)器、線(xiàn)式溫度傳感器、壓力傳感器探測(cè)到的信號(hào)轉(zhuǎn)換成能夠識(shí)別的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)；

控制器，使用微處理器，連接有控制高壓水泵工作的開(kāi)關(guān)電路，接收經(jīng)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的火星信號(hào)和溫度信號(hào)，根據(jù)內(nèi)置控制程序設(shè)置火星信號(hào)或溫度信號(hào)的報(bào)警閾值判斷是否發(fā)出報(bào)警信號(hào)；

驅(qū)動(dòng)電路，根據(jù)控制器發(fā)出的報(bào)警信號(hào)，驅(qū)動(dòng)終端設(shè)備進(jìn)行動(dòng)作；

終端設(shè)備，包括高壓水泵及噴淋模塊，以及設(shè)置于管道上的隔爆閥；高壓水泵通過(guò)水管連接噴淋模塊；

控制器發(fā)出報(bào)警信號(hào)后，驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)與控制器相連的隔爆閥關(guān)閉，同時(shí)高壓水泵啟動(dòng)，高壓水泵抽取水池中添加有水系滅火劑的水，并通過(guò)噴淋模塊對(duì)管道噴灑。

線(xiàn)式溫度傳感器、火星探測(cè)器均與信號(hào)調(diào)理電路連接，信號(hào)調(diào)理電路連接有相互并聯(lián)的阻抗檢測(cè)電路和容抗檢測(cè)電路，阻抗檢測(cè)電路和容抗檢測(cè)電路的輸出端均連接于控制器，控制器為微處理器。

信號(hào)調(diào)理電路包括依次連接的放大電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和光電隔離電路。

放大電路包括MC1590型放大器IC、第一電阻R1至第十電阻R10、第一電容C1至第七電容C7、第一三極管VT1、第二三極管VT2、二極管D、電位器RP、可調(diào)電阻RL和電源，第三電容C3的第一端為信號(hào)放大電路的信號(hào)輸入端，第四電容C4的第一端為信號(hào)放大電路的信號(hào)輸出端，第三電容的第二端與MC1590型放大器的第一引腳端連接，MC1590型放大器的第二引腳端分別與電位器RP的第一端和電位器RP的滑動(dòng)端連接，電位器RP的第二端分別與第二三極管VT2的發(fā)射極和第六電阻R6的第一端連接，第六電阻R6的第二端接地，第二三極管VT2的集電極與電源的第一正極輸出端連接，第二三極管VT2的基極分別與第七電阻R7的第一端、第八電阻R8的第一端和第七電容C7的第一端連接，第七電阻R7的第二端和第七電容C7的第二端分別接地，第八電阻R8的第二端與二極管D的負(fù)極連接，二極管D的正極分別與第九電阻R9的第一端和第一三極管VT1的集電極連接，第九電阻R9的第二端接地，第一三極管VT1的發(fā)射極與第四電阻R4的第一端連接，第四電阻R4的第二端與電源的第二正極輸出端連接，第一三極管VT1的基極分別與第五電阻R5的第一端、第十電阻R10的第一端和第五電容C5的第一端連接，第五電阻R5的第二端與電源的第三正極輸出端連接，第十電阻R10的第二端與可調(diào)電阻RL的第一端連接，可調(diào)電阻RL的第二端接地，第五電容C5的第二端分別與MC1590型放大器IC的第五引腳端和第二電阻R2的第一端連接，MC1590型放大器IC的第七引腳端分別與電源的第四正極輸出端、第一電容C1的第一端、第二電容C2的第一端、第一電阻R1的第一端和第二電阻R2的第一端連接，第一電容C1的第二端與第二電容C2的第二端連接后接地，MC1590型放大器IC的第六引腳端分別與第一電阻R1的第二端和第四電容C4的第二端連接，MC1590型放大器IC的第三引腳端與第六電容C6的第一端連接，第六電容C6的第二端接地，MC1590型放大器IC的第四引腳端與第三電阻R3的第一端連接，第三電阻R3的第二端與MC1590型放大器IC的第八引腳端連接后接地。

(1).通過(guò)對(duì)粉塵管道內(nèi)部火星等情況進(jìn)行監(jiān)控，防止失火導(dǎo)致爆炸。

由于管道內(nèi)部出現(xiàn)火星是引起爆炸的原因，通過(guò)設(shè)計(jì)的火星探測(cè)器來(lái)分別探測(cè)粉塵管道內(nèi)的火星信號(hào)，若火星出現(xiàn)或?qū)е禄馂?zāi)、爆炸，出現(xiàn)火災(zāi)、爆炸信號(hào)時(shí)，高速智能火星探測(cè)器器才精準(zhǔn)判斷，啟動(dòng)后繼滅火劑噴撒及關(guān)閉隔爆閥，以此將損失降到最低。

另外，溫度過(guò)熱也是導(dǎo)致火災(zāi)的原因之一，裝置創(chuàng)新性的通過(guò)將線(xiàn)式溫度傳感器這一軍用技術(shù)用于粉塵管道溫度探測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)溫度過(guò)熱等信息，以避免超溫導(dǎo)致火災(zāi)。

(2).通過(guò)控制器內(nèi)部邏輯判斷中約束探測(cè)數(shù)據(jù)的閾值來(lái)避免火警誤報(bào)，提高探測(cè)火星或爆炸數(shù)據(jù)的可靠性。

通過(guò)高精度的紅外光電探測(cè)器探測(cè)粉塵管道內(nèi)的引起爆炸的火星信號(hào)，以及通過(guò)線(xiàn)式溫度傳感器探測(cè)溫度變化，在兩種探測(cè)器任意一種在滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)中預(yù)設(shè)的數(shù)值范圍時(shí)，控制器才判斷溫度過(guò)熱或爆炸已發(fā)生并輸出爆炸信號(hào)，通過(guò)約束探測(cè)數(shù)據(jù)的方式來(lái)避免高速智能火星探測(cè)器或線(xiàn)式溫度傳感器對(duì)溫度過(guò)熱或爆炸的邏輯判斷上出錯(cuò)，提高控制器準(zhǔn)確輸出火警信號(hào)的可靠性。

(3).在探測(cè)到火星或爆炸信號(hào)后，適時(shí)啟動(dòng)快速高壓水泵噴撒滅火劑，控制爆炸蔓延，從而將爆炸損失控制在產(chǎn)生初期。

對(duì)粉塵爆炸信號(hào)的抑制要求是快速和準(zhǔn)確，主要難點(diǎn)在于如何精確快速判斷引起爆炸的火星信號(hào)，并且有效隔離因其它外在復(fù)雜情況下對(duì)高速智能的火星探測(cè)器判斷所產(chǎn)生的干擾，確保只有在真正發(fā)生了火星或爆炸時(shí)粉塵抑爆裝置才會(huì)輸出火警信號(hào)。

通常粉塵爆炸的特點(diǎn)主要包括:a)粉塵爆炸的發(fā)生頻率高,破壞性較強(qiáng)。隨著生產(chǎn)機(jī)械化程度的提高,粉塵產(chǎn)品的増多,加工深度的增大,特別是粉塵生產(chǎn)、干燥、運(yùn)輸、儲(chǔ)存等工藝的連續(xù)化和生產(chǎn)過(guò)程中收塵系統(tǒng)的出現(xiàn),使得粉塵爆炸事故發(fā)生在世界各國(guó)的頻率都在大大增加；b)爆炸會(huì)產(chǎn)生有毒氣體。粉塵爆炸時(shí)一般會(huì)產(chǎn)生兩種有毒氣體:一種是一氧化碳,另一種是爆炸產(chǎn)物(如塑料)自身分解的有毒氣體；c)易造成"二次爆炸"。粉塵爆炸時(shí)沖擊波揚(yáng)起沉積的或堆積的粉塵形成粉塵云,粉塵云被初始爆炸點(diǎn)燃形成二次爆炸。第二次爆炸的范圍比初始爆炸廣,具有更大的破壞力。

嚴(yán)格控制點(diǎn)火源是消除點(diǎn)火源是預(yù)防粉塵爆炸的最實(shí)用、最有效的措施。在常見(jiàn)的點(diǎn)火源中，電火星、靜電、摩擦火星、明火、高溫物體表面、焊接切割火星等是引起粉塵爆炸的主要原因。

使用紅外光電探測(cè)器探測(cè)火星信號(hào)，使用線(xiàn)式溫度傳感器探測(cè)溫度過(guò)熱信號(hào)：

火星探測(cè)的應(yīng)用場(chǎng)合一般有兩種，一種是在黑暗的管道中進(jìn)行，另一種就是在有可見(jiàn)光的戶(hù)外場(chǎng)合進(jìn)行，根據(jù)兩種不同應(yīng)用場(chǎng)合的特點(diǎn)可以選擇不同的感光元件進(jìn)行火星探測(cè)器的設(shè)計(jì)。本實(shí)用新型專(zhuān)利使用的是粉塵管道中的火星探測(cè)，在考察和研究各種國(guó)外火星傳感器的基礎(chǔ)上選擇了400～1100nm的可見(jiàn)一近紅外波段作為火星探測(cè)波段，選擇了基于PIN硅光電二極管的傳感器設(shè)計(jì)思路，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了火星探測(cè)傳感器的設(shè)計(jì)及后續(xù)傳感器信號(hào)的處理。

粉塵管道內(nèi)火星探測(cè)的基本原理就是:在當(dāng)管道內(nèi)有火星通過(guò)傳感器檢測(cè)區(qū)域時(shí)，在特定的時(shí)間限制內(nèi)檢測(cè)火星個(gè)數(shù)和持續(xù)時(shí)間，如果達(dá)到報(bào)警閾值就發(fā)出聲光報(bào)警，并啟動(dòng)后續(xù)的噴水裝置進(jìn)行噴水滅火，以防止火星進(jìn)入除塵器引發(fā)粉塵爆炸?；鹦翘綔y(cè)可以在早期消除引發(fā)火災(zāi)或粉塵爆炸的隱患。

線(xiàn)式溫度傳感器是根據(jù)功能陶瓷材料的電阻和電容隨溫度變化而單調(diào)變化的原理而制成的器件，其阻容(RC)變化示意圖如圖3。應(yīng)用時(shí)線(xiàn)式溫度傳感器布控在需要監(jiān)控的區(qū)域，當(dāng)布控區(qū)域溫度升高使得傳感器的電阻和電容變化量達(dá)到一定的設(shè)定值時(shí)，輸出信號(hào)到控制系統(tǒng)，進(jìn)而報(bào)警。

水系滅火劑是一種由增稠劑、穩(wěn)定劑、阻燃劑、發(fā)泡劑等多種成份組成的滅火劑。在燃燒物表面流散的同時(shí)析出液體冷卻其表面，并在燃燒物表面上形成一層水膜與泡沫層共同封閉燃燒物表面，隔絕空氣，形成隔熱屏障，吸收熱量后的液體汽化并稀釋燃燒物表面上空氣的含氧量，對(duì)燃燒物體產(chǎn)生窒息作用，阻止了燃燒的繼續(xù)；同時(shí)，該滅火劑與燃燒物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成聚合物質(zhì)，該聚合物質(zhì)能有效地抑制或降低燃燒自由基的產(chǎn)生，破壞燃燒鏈，阻止燃燒。由于該水系滅火劑具有物理與化學(xué)滅火的雙重作用，即冷卻與覆蓋，同時(shí)也具有破壞燃燒鏈的作用。因此，該水系滅火劑與傳統(tǒng)滅火劑相比，其滅火效率有著不可比擬的明顯優(yōu)勢(shì)，并具有廣譜滅火作用，即可以撲滅A、B、C、E類(lèi)火災(zāi)。該滅火劑還有消煙和隔熱等性能。

實(shí)用新型的效果:

(1).通過(guò)在粉塵抑爆裝置的探測(cè)部分同時(shí)探測(cè)并判斷火星信號(hào)及溫度過(guò)熱信號(hào)，來(lái)避免正常情況對(duì)探測(cè)器的判斷產(chǎn)生的干擾，以這種多參數(shù)結(jié)合判斷的方式保證了粉塵抑爆裝置準(zhǔn)確輸出爆炸火警信號(hào)并進(jìn)行滅火劑噴撒的可靠性。

(2).在設(shè)置好火星探測(cè)信號(hào)輸出閾值后，通過(guò)對(duì)火星探測(cè)器輸出的數(shù)據(jù)和設(shè)定閾值進(jìn)行判斷，以及同時(shí)通過(guò)溫度傳感器探測(cè)溫度過(guò)熱信號(hào)，兩者都分別滿(mǎn)足規(guī)定的必要條件后粉塵抑爆裝置才可能會(huì)開(kāi)啟噴撒滅火劑或關(guān)閉隔爆閥，避免了粉塵抑爆裝置控制部分的誤判而輸出假火警。

(3).高壓水泵在爆炸信號(hào)輸出后能適時(shí)啟動(dòng)，以保證及時(shí)撲滅粉塵管道的失火或爆炸，避免引起爆炸擴(kuò)大，造成較大損失。

(4)紅外光電探測(cè)器采用一體化緊驟型設(shè)計(jì)，具有體積小、安裝快捷方便的特點(diǎn)，極其便于現(xiàn)場(chǎng)使用。

(5)本專(zhuān)利針對(duì)應(yīng)用場(chǎng)合，可以設(shè)計(jì)成防護(hù)管道大小不一的系列產(chǎn)品，其原理都是一樣的。

線(xiàn)式溫度傳感器安裝在粉塵管道內(nèi)部。整個(gè)裝置的工作狀態(tài)指示燈具有實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)指示、兩路路火警指示、傳感器故障的指示功能。

在粉塵管道由于火星或其它原因?qū)е掳l(fā)生爆炸或爆燃的初始階段，高速智能火星探測(cè)器檢測(cè)管道火星導(dǎo)致的的實(shí)時(shí)爆炸數(shù)據(jù)，線(xiàn)式溫度傳感器采樣粉塵管道內(nèi)的溫度信號(hào)經(jīng)過(guò)放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換、光電隔離以及微處理器判斷后，若兩種探測(cè)信號(hào)之一達(dá)到火警條件則對(duì)外輸出火警信號(hào)并開(kāi)啟高壓水泵進(jìn)行實(shí)時(shí)滅火抑爆。