專(zhuān)利名稱(chēng)：電氣火災(zāi)檢測(cè)控制集成系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及報(bào)警傳感領(lǐng)域，尤其是涉及電氣漏電的報(bào)警檢測(cè)傳感及其 保護(hù)控制的集成系統(tǒng)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
建筑物電源進(jìn)線處安裝具備剩余漏電保護(hù)功能的斷路器或者進(jìn)線斷路器與 獨(dú)立的剩余漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)配合使用是有效防止電氣短路火災(zāi)的措施。在我國(guó)經(jīng) 濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的今天，由于人們對(duì)安全規(guī)范用電常識(shí)的深入，使得由電氣故 障引發(fā)的人身傷害事故逐年遞減，但是每年由電氣事故引發(fā)的火災(zāi)數(shù)量卻在增 加，這與我國(guó)火災(zāi)數(shù)目呈逐年遞減的趨勢(shì)形成了鮮明對(duì)比。為減少接地故障引 起的電氣火災(zāi)危險(xiǎn)而裝設(shè)的漏電電流動(dòng)作保護(hù)器，高層建筑內(nèi)火災(zāi)危險(xiǎn)性大， 人員密集等場(chǎng)所宜設(shè)置漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)。其作為新系統(tǒng)加以推廣的理由是這 個(gè)系統(tǒng)將監(jiān)測(cè)、分析、報(bào)警及控制集成一體并實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一管理，由于中心計(jì)算 機(jī)的參與使數(shù)據(jù)即時(shí)分析和操作得以實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)由多個(gè)監(jiān)控子系統(tǒng)、專(zhuān)用軟件、 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，全面實(shí)現(xiàn)了遙調(diào)、遙測(cè)和遙控，能夠及時(shí)地實(shí)現(xiàn)電氣故障才艮 警和切斷電源，有效防止電氣火災(zāi)的發(fā)生，從而保護(hù)了整個(gè)低壓電氣系統(tǒng)。而 傳統(tǒng)的電氣火災(zāi)檢測(cè)控制集成系統(tǒng)其保護(hù)功能比較單一 ，不能對(duì)電氣火災(zāi)的各 種故障類(lèi)型進(jìn)行識(shí)別指示"t艮警，并存儲(chǔ)記錄，造成長(zhǎng)時(shí)間停電，帶來(lái)了生活和 工作的不便，根據(jù)國(guó)家相關(guān)法規(guī)定，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，應(yīng)能切斷相應(yīng)樓層的總電 源，避免因通過(guò)電氣線路將火災(zāi)蔓延，同時(shí)保護(hù)消防人員在滅火時(shí)的安全。 實(shí)用新型內(nèi)容基于上述情況，本實(shí)用新型提供一種電子式的報(bào)警保護(hù)集成系統(tǒng)解決上述 問(wèn)題。
本實(shí)用新型采用多種采集電路和觸發(fā)電路，第一、電壓互感器采集供電線
路是否存在斷線故障信號(hào)；第二、電流互感器采集過(guò)電流和短路故障信號(hào)；第 三、通過(guò)光耦電路采集接收火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)指令信號(hào)，由51系列單片機(jī)接收控制。 以單片機(jī)為核心控制部份，采集到的各種信號(hào)，由單片機(jī)內(nèi)部程序邏輯分析判 斷故障類(lèi)型，通過(guò)LCD顯示故障類(lèi)型、警聲電路進(jìn)行報(bào)警，當(dāng)接收到火突報(bào)警 系統(tǒng)的信號(hào)指令時(shí)，輸出AC220V電壓，驅(qū)動(dòng)斷電裝置脫扣總開(kāi)關(guān)電源，單片機(jī) I/O 口通過(guò)總線方式將各種故障信號(hào)，傳送到PC機(jī)軟件系統(tǒng)中。 本實(shí)用新型的具體技術(shù)方案是
本實(shí)用新型的電氣火災(zāi)檢測(cè)控制集成系統(tǒng)，包含微處理器模塊和與之電性 連接的斷線傳感模塊、過(guò)流傳感模塊、短路傳感模塊、存儲(chǔ)模塊、按鍵模塊、 顯示模塊、微機(jī)通訊接口、電源模塊及隔離控制電路；所述的斷線傳感模塊是 電壓互感器連接濾波電路后連接運(yùn)放器及光耦；所述的過(guò)流傳感模塊電流互感 器連接濾波電路后連接運(yùn)放器及光耦。所述的短路傳感模塊是比較器和光耦組 成的電路。
進(jìn)一步的，所述的電壓互感器和電流互感器是電子式互感器或電磁式互感器。
進(jìn)一步的，所述的微處理器模塊是單片機(jī)微處理器及看門(mén)狗芯片、晶振、 電阻、電容外圍元件構(gòu)成的微控制電路系統(tǒng)。所述的存儲(chǔ)模塊是串行EEPROM芯 片。所述的電源模塊是橋式整流電路和電源芯片組成。所述的電源芯片是7805 和7812。
進(jìn)一步的，所述的隔離控制電路連接于所述的微處理器模塊，經(jīng)由繼電器后連接至斷電裝置。
本實(shí)用新型采用上述技術(shù)方案后，具有控制電路合理可靠，并能與個(gè)人微 機(jī)通訊管理，傳感4金測(cè)靈每丈的優(yōu)點(diǎn)。

圖l是本實(shí)用新型的電路模塊連接圖； 圖2是本實(shí)用新型最佳實(shí)施例的電路原理圖。
具體實(shí)施方式

現(xiàn)結(jié)合附圖說(shuō)明和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
如圖1所示，本實(shí)用新型的電氣火突檢測(cè)控制集成系統(tǒng)，包含微處理器模 塊和與之電性連接的斷線傳感模塊、過(guò)流傳感模塊、短路傳感模塊、存儲(chǔ)模塊、 按鍵模塊、顯示模塊、微機(jī)通訊接口、電源模塊及隔離控制電路。
如圖2所示，本實(shí)用新型的斷線傳感模塊的具體實(shí)施例是當(dāng)電壓互感器初 級(jí)線圈Bl有AC220V電壓時(shí)，次級(jí)輸出AC2. 2V,電壓互感器Bl 4姿100: 1線性 輸出，經(jīng)二極管Dl整流、電容C1、電容C2濾波，由電阻R1、電阻R2限流分 壓加到比較/運(yùn)放器U5的第3腳、2腳、1腳組成一個(gè)的電壓比較器，當(dāng)比較/ 運(yùn)放器U5的第3腳電壓大于第2腳電壓時(shí)，比較/運(yùn)放器U5內(nèi)部比較器進(jìn)行翻 轉(zhuǎn)，1腳由低電平變高電平，直接加到光耦U6的1腳，由比4交/運(yùn)放器U5的1 腳輸出高電平，使光耦U8導(dǎo)通，光耦U8第3腳由原來(lái)的高電平變?yōu)榈碗娖剑?加到單片機(jī)U1的第13腳，當(dāng)單片機(jī)U1檢測(cè)到I/O 口第13腳為低電平時(shí)，判 斷線故障。經(jīng)單片機(jī)U1內(nèi)部邏輯程序數(shù)據(jù)分析，單片機(jī)Ul瞬時(shí)同時(shí)分三路輸 出，第一路由單片機(jī)U1第20腳輸出高電平經(jīng)電阻R28使三極管T5導(dǎo)通，推動(dòng) 繼電器J2吸合，使得斷電機(jī)構(gòu)脫扣動(dòng)作。
第二路由單片機(jī)U1第17腳輸出音頻信號(hào)，經(jīng)電容C11耦合，輸入到音頻運(yùn)放U12的第3腳，經(jīng)音頻放大后，由第5腳輸出經(jīng)電容C12推動(dòng)揚(yáng)聲器Y發(fā) 出報(bào)警聲。按下開(kāi)關(guān)Kl,單片機(jī)U1的35腳收到的低電平觸發(fā)信號(hào)，單片機(jī)U1 第17腳無(wú)音頻信號(hào)輸出，警聲停止。
第三路由單片機(jī)U1第36腳、26腳、25腳、24腳串行數(shù)據(jù)輸出分別加到顯 示驅(qū)動(dòng)芯片U2的3腳、4腳、5腳、6腳，顯示報(bào)警文字內(nèi)容，同時(shí)由單片機(jī) Ul第39腳輸出高電平經(jīng)電阻R18使LED3發(fā)亮。
本實(shí)用新型的過(guò)電流傳感模塊是當(dāng)火線穿過(guò)電流互感器Ll時(shí)，相線有電流 通過(guò)，相線電流才艮據(jù)負(fù)載用電功率的電流互感器L1所感應(yīng)的交流電壓信號(hào)，隨 著電流大小變化而變化。過(guò)電流時(shí)， 一般指超過(guò)額定電流的Inl. 05倍，所以當(dāng) 有電流通過(guò)電流互感器L1時(shí)，電流互感器L1次級(jí)會(huì)產(chǎn)生電壓信號(hào)，電阻R7向 電容C7充電，由二極管D2整流，通過(guò)由電容C6、電容C8、電容C9、電阻R9 組成的n型濾波積分電路，通過(guò)變換電阻Rll的阻值可改變充放電時(shí)間，輸入 到比較/運(yùn)放器U5的第6腳，由電阻RIO、電阻R12組成設(shè)定電壓值加到比較/ 運(yùn)放器U5的第5腳，比較/運(yùn)放器U5第5腳、6腳、7腳組成一個(gè)電壓比較器， 當(dāng)比較/運(yùn)放器U5的第6腳電壓大于第5腳電壓時(shí)，比較/運(yùn)放器U5內(nèi)部比較 器進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，第7腳由低電平變高電平，直接加到光耦U7的第1腳，由比較/ 運(yùn)放器U5的7腳輸出高電平，使光耦U7導(dǎo)通，第3腳由原來(lái)的高電平變?yōu)榈?電平，加到比較/運(yùn)放器U5的第1腳，經(jīng)比較/運(yùn)放器U5內(nèi)部延時(shí)器計(jì)數(shù)，比 較/運(yùn)放器U5同時(shí)分三路輸出，第一路經(jīng)延時(shí)到3600秒時(shí)，由比較/運(yùn)放器U5 第20腳輸出高電平經(jīng)電阻R28使三極管T5導(dǎo)通，推動(dòng)繼電器J2吸合，使得斷 電機(jī)構(gòu)脫扣動(dòng)作。所述的電壓互感器和電流互感器是電子式互感器或電磁式互 感器。
第二路不經(jīng)延時(shí)由單片機(jī)U1第17腳輸出音頻信號(hào)，經(jīng)電容C11耦合，輸入到音頻運(yùn)放U12的第3腳，經(jīng)音頻放大后，由第5腳輸出經(jīng)電容C12推動(dòng)揚(yáng) 聲器Y發(fā)出報(bào)警聲。按下開(kāi)關(guān)Kl,單片機(jī)U1的35腳收到的低電平觸發(fā)信號(hào)， 單片機(jī)U1第17腳無(wú)音頻信號(hào)輸出，警聲停止。
第三路由單片機(jī)U1第36腳、26腳、25腳、24腳串行數(shù)據(jù)輸出分別加到顯 示驅(qū)動(dòng)芯片U2的3腳、4腳、5腳、6腳，顯示報(bào)警文字內(nèi)容，同時(shí)由單片機(jī) Ul第39腳輸出高電平經(jīng)電阻R16使LED1發(fā)亮。
本實(shí)用新型的短路傳感模塊是從比較/運(yùn)放器U5的第5腳電壓信號(hào)，另加 一路比較/運(yùn)放器U5第8腳、9腳、IO腳組成一個(gè)門(mén)檻較高的電壓比較器，當(dāng) 比較/運(yùn)放器U5的第9腳電壓大于第IO腳電壓時(shí)，比較/運(yùn)放器U5內(nèi)部比較器 進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，第8腳由低電平變高電平，直接加到光耦U8的l腳，由比較/運(yùn)放 器U5的8腳輸出高電平，使光耦U8導(dǎo)通，光耦U8第3腳由原來(lái)的高電平變?yōu)?低電平，加到單片機(jī)U1的第2腳，經(jīng)單片機(jī)U1內(nèi)部邏輯程序數(shù)據(jù)分析，單片 機(jī)Ul瞬時(shí)同時(shí)分三路輸出，第一路由單片機(jī)U1第20腳輸出高電平經(jīng)電阻R28 使三極管T5導(dǎo)通，推動(dòng)繼電器J2吸合，使得斷電機(jī)構(gòu)脫扣動(dòng)作。
第二路由單片機(jī)U1第17腳輸出音頻信號(hào)，經(jīng)電容C11耦合，輸入到音頻 放大器U12的第3腳，經(jīng)音頻放大后，由第5腳輸出經(jīng)電容C12推動(dòng)揚(yáng)聲器Y 發(fā)出報(bào)警聲。按下按4建K1，單片機(jī)U1的35腳收到的低電平觸發(fā)信號(hào)，單片機(jī) Ul第17腳無(wú)音頻信號(hào)輸出，警聲停止。
第三路由單片才幾U1第36腳、26腳、25腳、24腳串行數(shù)據(jù)輸出分別加到顯 示驅(qū)動(dòng)芯片U2的第3腳、4腳、5腳、6腳，顯示報(bào)警文字內(nèi)容，同時(shí)由單片機(jī) Ul第39腳輸出高電平經(jīng)R17使LED2發(fā)亮。
本實(shí)用新型的二次送電保護(hù)是當(dāng)電網(wǎng)停電時(shí)，又恢復(fù)供電時(shí)，單片機(jī)U1重 新得到工作電壓時(shí)，單片機(jī)U1第21腳輸出為低電平，當(dāng)按下按鍵K2時(shí)，單片機(jī)U1第21腳輸出為高低電平，經(jīng)電阻R29使三極管T6導(dǎo)通，推動(dòng)繼電器J1 吸合，帶動(dòng)斷電機(jī)構(gòu)吸合。
本實(shí)用新型的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制電路是當(dāng)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)有DC24V電壓 信號(hào)輸出時(shí)，經(jīng)電阻R20加到光耦U9的l腳，使光耦U9導(dǎo)通，輸入到單片機(jī) Ul的3腳，由原來(lái)的高電平變?yōu)榈碗娖?，單片機(jī)U1;險(xiǎn)測(cè)到I/O 口為低電平時(shí)， 經(jīng)單片機(jī)U1內(nèi)部連續(xù)檢測(cè)0. 5s時(shí)，單片機(jī)U1同時(shí)分三路輸出，第一路由單片 機(jī)U1第20腳輸出高電平經(jīng)電阻R28使三極管T5導(dǎo)通，推動(dòng)繼電器J2吸合， 使得斷電才幾構(gòu)脫扣動(dòng)作。
第二路由單片機(jī)Ul第17腳輸出音頻信號(hào)，經(jīng)電容Cll耦合，輸入到音頻 運(yùn)放U12的第3腳，經(jīng)音頻放大后，由第5腳輸出經(jīng)電容C12推動(dòng)揚(yáng)聲器Y發(fā) 出報(bào)警聲。按下按4建K1，單片機(jī)U1第35腳收到的低電平觸發(fā)信號(hào)，單片機(jī)U1 第17腳無(wú)音頻信號(hào)輸出，警聲停止。
第三路由單片機(jī)U1第36腳、26腳、25腳、24腳串行數(shù)據(jù)輸出分別加到顯 示驅(qū)動(dòng)芯片U2的3腳、4腳、5腳、6腳，顯示報(bào)警文字內(nèi)容，同時(shí)由單片機(jī) Ul第39腳輸出高電平經(jīng)電阻R19使LED4發(fā)亮。
本實(shí)用新型的Rs232電平轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制電路由電阻R26、光耦Ull、三 極管T2、電阻R25、電阻R24、三極管Tl和電阻Rn、光耦UIO、電阻R22、電 阻R23、三極管T2組成的高低電平轉(zhuǎn)換電路、當(dāng)單片機(jī)U1的第4腳輸出高電平 時(shí)，經(jīng)電阻R27限流使三極管T2導(dǎo)通，光耦U11輸出低電平，兩者電路與單片 機(jī)U1的第4腳、5腳形成閉環(huán)電流驅(qū)動(dòng)電路，通MI232專(zhuān)用集成電路進(jìn)行電平 轉(zhuǎn)換，由COM口加到PC機(jī)，安裝專(zhuān)用組態(tài)軟件，可對(duì)兩組高低電平轉(zhuǎn)換電路和 單片機(jī)U1內(nèi)部I/O 口進(jìn)行通遠(yuǎn)程控制，實(shí)現(xiàn)"遙調(diào)、遙測(cè)、遙控、遙訊"等操 作、并可通過(guò)軟件進(jìn)行記錄報(bào)警當(dāng)前狀態(tài)、打印故障報(bào)表等。本實(shí)用新型的存儲(chǔ)電路是U4為存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)報(bào)警數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)器U4第6腳、 30腳通過(guò)并行數(shù)據(jù)與單片機(jī)U1的第6腳、30腳進(jìn)行傳輸讀取數(shù)據(jù)。由單片機(jī) Ul的第7腳、8腳、27腳、28腳和U3的第1腳、2腳、4腳、5腳組成的看門(mén) 狗電路，對(duì)單片機(jī)U1內(nèi)部數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)，避免出現(xiàn)死循環(huán)狀態(tài)。
本實(shí)用新型的電源電路是有兩路獨(dú)立電源供給，保證觸發(fā)電路可靠工作。 由二極管D3—D7組成的橋式整流電路，經(jīng)電容C13、電容C14濾波，輸入到電 源芯片U13的第l腳，經(jīng)內(nèi)部穩(wěn)壓，由第3腳輸出12V的直流電壓，經(jīng)電容C15、 電容C16高、低頻濾波，向本裝置提供+12V的直流工作電壓。由二極管D8—Dll 組成的橋式整流電路，經(jīng)電容C17、電容C18濾波，輸入到電源芯片U14的第1 腳，經(jīng)內(nèi)部穩(wěn)壓，由第3腳輸出5V的直流電壓，經(jīng)電容C19、電容C20高、低 頻濾波，向本裝置提供+5V的直流工作電壓。
盡管結(jié)合優(yōu)選實(shí)施方案具體展示和介紹了本實(shí)用新型，但所屬領(lǐng)域的技術(shù) 人員應(yīng)該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書(shū)所限定的本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)， 在形式上和細(xì)節(jié)上可以對(duì)本實(shí)用新型做出各種變化，均為本實(shí)用新型的保護(hù)范 圍。
權(quán)利要求1.電氣火災(zāi)檢測(cè)控制集成系統(tǒng)，其特征在于包含微處理器模塊和與之電性連接的斷線傳感模塊、過(guò)流傳感模塊、短路傳感模塊、存儲(chǔ)模塊、按鍵模塊、顯示模塊、微機(jī)通訊接口、電源模塊及隔離控制電路；所述的斷線傳感模塊是電壓互感器連接濾波電路后連接運(yùn)放器及光耦；所述的過(guò)流傳感模塊是電流互感器連接濾波電路后連接運(yùn)放器及光耦；所述的短路傳感模塊是比較器和光耦組成的電路。
2. 如權(quán)利要求1所述的電氣火災(zāi)檢測(cè)控制集成系統(tǒng)，其特征在于所述的電壓互感器和電流互感器是電子式互感器或電^f茲式互感器。
3. 如權(quán)利要求1所述的電氣火災(zāi)檢測(cè)控制集成系統(tǒng)，其特征在于所述的微處理器模塊是單片機(jī)微處理器及看門(mén)狗芯片、晶振、電阻、電容外圍元件構(gòu)成的微控制電路系統(tǒng)；所述的存儲(chǔ)模塊是串行EEPROM芯片；所述的電源模塊是橋式整流電路和電源芯片組成，所述的電源芯片是7805和7812。
4. 如權(quán)利要求1所述的電氣火災(zāi)檢測(cè)控制集成系統(tǒng)，其特征在于所述的隔離控制電路連接于所述的微處理器模塊，經(jīng)由繼電器后連接至斷電裝置。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及報(bào)警傳感領(lǐng)域，尤其是涉及電氣漏電的報(bào)警檢測(cè)傳感及其保護(hù)控制的集成系統(tǒng)領(lǐng)域。本實(shí)用新型的電氣火災(zāi)檢測(cè)控制集成系統(tǒng)，包含微處理器模塊和與之電性連接的斷線傳感模塊、過(guò)流傳感模塊、短路傳感模塊、存儲(chǔ)模塊、按鍵模塊、顯示模塊、微機(jī)通訊接口、電源模塊及隔離控制電路。所述的斷線傳感模塊是電壓互感器連接濾波電路后連接運(yùn)放器及光耦。所述的過(guò)流傳感模塊電流互感器連接濾波電路后連接運(yùn)放器及光耦。所述的短路傳感模塊是比較器和光耦組成的電路。本實(shí)用新型具有控制電路合理可靠，并能與個(gè)人微機(jī)通訊管理，傳感檢測(cè)靈敏的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01R19/165GK201402962SQ20092013710
公開(kāi)日2010年2月10日 申請(qǐng)日期2009年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月11日
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