專利名稱：紅外多頻火焰探測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種探測器，具體地說，涉及一種紅外多頻火焰探測器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有火焰探測器大部分是基于紅外原理或紫外原理的常規(guī)火焰探測器，具有火 焰探測的功能；但是在用于保護(hù)室內(nèi)、室外一些貴重設(shè)備，如野外的變壓器、電廠汽輪 機(jī)等，必要時(shí)，需要對(duì)設(shè)備表面進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的溫度測量，對(duì)溫度過高與升溫速度過快需 要輸出報(bào)警信息，便于早期火災(zāi)預(yù)警，防止設(shè)備損壞。為此，人們一直在尋求一種理想的技術(shù)解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種設(shè)計(jì)科學(xué)、應(yīng)用方便、反應(yīng)速度快、 性能穩(wěn)定、可靠性高、功能完善、有益于公共安全的紅外多頻火焰探測器。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下一種紅外多頻火焰探測器，它包括有三只紅外 熱釋電傳感器、三路三級(jí)帶通濾波放大電路、熱電堆溫度探測器、兩路低通濾波電路、 AD轉(zhuǎn)換電路、微處理器電路、繼電器輸出電路、4-20毫安溫度輸出電路和電源電路，其 中，三只紅外熱釋電傳感器的輸出端分別連接三路三級(jí)帶通濾波放大電路的輸入端，所 述熱電堆溫度探測器的兩輸出端分別連接兩路所述低通濾波電路的輸入端，三路三級(jí)帶 通濾波放大電路和兩路所述低通濾波電路的輸出端分別連接所述AD轉(zhuǎn)換電路的輸入端， 所述AD轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接所述微處理器電路，所述微處理器電路連接所述繼電器輸 出電路的輸入端以輸出繼電器啟閉控制信號(hào)，所述微處理器電路連接所述4-20毫安溫度 輸出電路的輸入端以輸出監(jiān)控目標(biāo)溫度信號(hào)，所述電源電路分別連接三只紅外熱釋電傳 感器、三路三級(jí)帶通濾波放大電路、熱電堆溫度探測器、兩路低通濾波電路、AD轉(zhuǎn)換電 路、微處理器電路、繼電器輸出電路、4-20毫安溫度輸出電路以提供供電電壓。該紅外多頻火焰探測器還包括有撥碼開關(guān)電路，所述撥碼開關(guān)電路連接所述微 處理器電路以便用于設(shè)置探測器探測距離與響應(yīng)時(shí)間。該紅外多頻火焰探測器還包括有指示燈電路，所述微處理器電路連接所述指示 燈電路以便用于指示探測器工作狀態(tài)。該紅外多頻火焰探測器還包括有存儲(chǔ)電路，所述微處理器電路連接所述存儲(chǔ)電 路以存儲(chǔ)火警時(shí)間、探測溫度及探測器參數(shù)。第一只紅外熱釋電傳感器是中心波段為4.3um的紅外熱釋電傳感器，用于檢測 監(jiān)控目標(biāo)火焰輻射信號(hào)；第二只紅外熱釋電傳感器是中心波段為3.95um的紅外熱釋電傳 感器，第三只紅外熱釋電傳感器是中心波段為5.3um的紅外熱釋電傳感器，第二只紅外 熱釋電傳感器和第三只紅外熱釋電傳感器均用于檢測監(jiān)控目標(biāo)背景輻射信號(hào)以便用于干 擾源識(shí)別參比。本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著進(jìn)步，具體地說，該紅外
3多頻火焰探測器除具有現(xiàn)有火焰探測器反應(yīng)速度快、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，還可在惡劣環(huán)境 下對(duì)設(shè)備進(jìn)行溫度監(jiān)控，能夠更好的保護(hù)貴重設(shè)備或物品，其具有設(shè)計(jì)科學(xué)、應(yīng)用方 便、反應(yīng)速度快、性能穩(wěn)定、可靠性高、功能完善、有益于公共安全的優(yōu)點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是所述微處理器電路、所述撥碼開關(guān)電路、所述指示燈電路和所述存儲(chǔ)電 路的原理圖；圖3是所述信號(hào)采集放大電路的原理圖；圖4是所述AD轉(zhuǎn)換電路的原理圖；圖5是所述繼電器輸出電路的原理圖；圖6是所述4-20毫安溫度輸出電路的原理圖；圖7是所述電源電路的原理圖。
具體實(shí)施例方式為了進(jìn)一步說明本發(fā)明，現(xiàn)結(jié)合附圖給出
具體實(shí)施例方式如圖1所示，一種紅外多頻火焰探測器，它包括有三只紅外熱釋電傳感器、三 路三級(jí)帶通濾波放大電路、熱電堆溫度探測器、兩路低通濾波電路、AD轉(zhuǎn)換電路、微處 理器電路、繼電器輸出電路、4-20毫安溫度輸出電路、電源電路、撥碼開關(guān)電路、指示 燈電路和存儲(chǔ)電路，其中，三只紅外熱釋電傳感器的輸出端分別連接三路三級(jí)帶通濾波 放大電路的輸入端，所述熱電堆溫度探測器的兩輸出端分別連接兩路所述低通濾波電路 的輸入端，三路三級(jí)帶通濾波放大電路和兩路所述低通濾波電路的輸出端分別連接所述 AD轉(zhuǎn)換電路的輸入端，所述AD轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接所述微處理器電路；所述微處理器電路連接所述繼電器輸出電路的輸入端以輸出繼電器啟閉控制信 號(hào)；所述微處理器電路連接所述4-20毫安溫度輸出電路的輸入端以輸出監(jiān)控目標(biāo)溫度 信號(hào)；所述撥碼開關(guān)電路連接所述微處理器電路以便用于設(shè)置探測器探測距離與響應(yīng)時(shí) 間；所述微處理器電路連接所述指示燈電路以便用于指示探測器工作狀態(tài)；所述微處理 器電路連接所述存儲(chǔ)電路以存儲(chǔ)火警時(shí)間、探測溫度及探測器參數(shù)；紅外熱釋電傳感器和熱電堆溫度探測器采集的模擬信號(hào)分別經(jīng)過三級(jí)帶通濾波 放大電路和低通濾波電路處理后，再經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，所述數(shù)字信號(hào)經(jīng) 所述微處理器電路內(nèi)設(shè)程序運(yùn)算處理后，再通過輸出接口電路輸出火焰存在與否的信息 和監(jiān)控目標(biāo)的溫度信息。所述電源電路分別連接三只紅外熱釋電傳感器、三個(gè)三級(jí)帶通濾波放大電路、 所述熱電堆溫度探測器、所述低通濾波電路、所述AD轉(zhuǎn)換電路、所述微處理器電路、所 述繼電器輸出電路、所述4-20毫安溫度輸出電路、所述撥碼開關(guān)電路、所述指示燈電路 和所述存儲(chǔ)電路以提供供電電壓?；谏鲜?，第一只紅外熱釋電傳感器是中心波段為4.3um的紅外熱釋電傳感 器，用于檢測監(jiān)控目標(biāo)火焰輻射信號(hào)；第二只紅外熱釋電傳感器是中心波段為3.95um 的紅外熱釋電傳感器，第三只紅外熱釋電傳感器是中心波段為5.3um的紅外熱釋電傳感器，第二只紅外熱釋電傳感器和第三只紅外熱釋電傳感器均用于檢測監(jiān)控目標(biāo)背景輻射 信號(hào)以便用于干擾源識(shí)別參比。紅外熱釋電傳感器火焰判據(jù)信息包括各個(gè)紅外熱釋電傳感器信號(hào)的大小、頻 率，以及信號(hào)之間的比值、差值與相關(guān)系數(shù)；只有當(dāng)與預(yù)先定義好的火焰判據(jù)中的數(shù)據(jù) 相一致時(shí)，探測器才報(bào)警，保證火焰探測響應(yīng)時(shí)間快，距離遠(yuǎn)，環(huán)境適應(yīng)性好。熱電堆 溫度探測器產(chǎn)生的信號(hào)經(jīng)曲線擬合換算，轉(zhuǎn)換變?yōu)楸粶y目標(biāo)溫度值。如圖2所示，所述微處理器電路包括微處理器U2，由電阻R1、電容C4構(gòu)成的 復(fù)位電路，由晶振Y1、電容Cl和電容C2構(gòu)成的晶振電路，時(shí)鐘電路，編程接口 J2和串 口調(diào)試接口 Jl ；所述時(shí)鐘電路包括時(shí)鐘芯片U8、晶振Y2、電池BT1、電容C3、電阻R8、電阻 R9, 二極管D5、二極管D6;所述存儲(chǔ)電路包括存儲(chǔ)芯片U7、電阻R6、電阻R7;所述撥碼開關(guān)電路包括撥碼開關(guān)Si、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5;所述指示燈電路包括指示燈U14、電阻R13、電阻R14。如圖3所示，所述信號(hào)采集放大電路包括三只紅外熱釋電傳感器(U21，U9， Ull),三個(gè)三級(jí)帶通濾波放大電路、熱電堆溫度探測器U18、低通濾波電路；其中，三 只紅外熱釋電傳感器(U21，U9，Ull)的輸出端分別連接三個(gè)三級(jí)帶通濾波放大電路的 輸入端，所述熱電堆溫度探測器U18的輸出端連接所述低通濾波電路的輸入端；第一個(gè)所述三級(jí)帶通濾波放大電路包括有一級(jí)集成運(yùn)算放大芯片U2A、二級(jí)集 成運(yùn)算放大芯片U2B、三級(jí)集成運(yùn)算放大芯片U23，以及多個(gè)電阻和電容；第二個(gè)所述三級(jí)帶通濾波放大電路包括有一級(jí)集成運(yùn)算放大芯片U2C、二級(jí)集 成運(yùn)算放大芯片U2D、三級(jí)集成運(yùn)算放大芯片U26，以及多個(gè)電阻和電容；第三個(gè)所述三級(jí)帶通濾波放大電路包括有一級(jí)集成運(yùn)算放大芯片U12A、二級(jí)集 成運(yùn)算放大芯片U12B、三級(jí)集成運(yùn)算放大芯片U27，以及多個(gè)電阻和電容；所述低通濾波電路包括有兩組RC濾波電路和兩路跟隨放大電路，其中，兩組 RC濾波電路的輸出端分別連接兩路跟隨放大電路的輸入端；由電阻R140和電容C48構(gòu) 成第一組RC濾波電路；由電阻R141和電容C49構(gòu)成第二組RC濾波電路；由集成運(yùn)算 放大芯片U24和電容C44構(gòu)成的第一路跟隨放大電路，由集成運(yùn)算放大芯片U25和電容 C45構(gòu)成的第二路跟隨放大電路；所述基準(zhǔn)電壓電路包括基準(zhǔn)電壓芯片U16、電容Clll和電容C159。如圖4所示，所述AD轉(zhuǎn)換電路包括有濾波電容C12、濾波電容C13、濾波電容 C60、三組RC濾波電路、兩只濾波電容(C23，C24)、AD轉(zhuǎn)換芯片U17和AD轉(zhuǎn)換基準(zhǔn) 電壓電路，三組RC濾波電路的輸出端和兩只濾波電容(C23，C24)的一端分別連接所述 AD轉(zhuǎn)換芯片U17的輸入端，兩只濾波電容(C23，C24)的另一端接地，所述AD轉(zhuǎn)換基 準(zhǔn)電壓電路的輸出端連接所述AD轉(zhuǎn)換芯片U17的基準(zhǔn)電壓輸入端；由電阻R42和電容C20構(gòu)成第一組RC濾波電路；由電阻R43和電容C21構(gòu)成 第二組RC濾波電路；由電阻R44和電容C22構(gòu)成第三組RC濾波電路；所述AD轉(zhuǎn)換基 準(zhǔn)電壓電路包括AD轉(zhuǎn)換基準(zhǔn)電壓芯片U15、電容ClO和電容C58。如圖5所示，所述繼電器輸出電路包括火警繼電器U3、故障繼電器U4、保險(xiǎn)管
5FU保險(xiǎn)管F2、二極管D2、二極管D3、電阻R15、電阻R16、三極管T2、三極管T3。如圖6所示，所述4-20毫安溫度輸出電路包括4-20毫安轉(zhuǎn)換芯片U6、保險(xiǎn)管 F3、二極管D4、二極管D7、二極管D8、電阻R17-R24、可調(diào)電阻Wl、三極管Tl、電 容C101、電容C120和集成運(yùn)算放大芯片U5A。如圖7所示，所述電源電路包括電源轉(zhuǎn)換芯片U1、電壓轉(zhuǎn)換芯片U10、正負(fù)電 壓轉(zhuǎn)換芯片U13、電阻R10-R12、電容C7-C9、電容C11、電容C50-C55、電感Li、二
極管D1。該紅外多頻火焰探測器的輸出方式同時(shí)兼顧火災(zāi)信息和溫度信息，通過繼電器 輸出火焰是否存在的信息，通過4-20毫安電流輸出電路指示監(jiān)控目標(biāo)溫度；其除具有火 災(zāi)預(yù)警的功能外，還具有測量目標(biāo)表面溫度的功能，適合保護(hù)與監(jiān)控貴重物品或設(shè)備。
權(quán)利要求
1.一種紅外多頻火焰探測器，其特征在于該紅外多頻火焰探測器包括有三只紅外 熱釋電傳感器、三路三級(jí)帶通濾波放大電路、熱電堆溫度探測器、兩路低通濾波電路、 AD轉(zhuǎn)換電路、微處理器電路、繼電器輸出電路、4-20毫安溫度輸出電路和電源電路，其 中，三只紅外熱釋電傳感器的輸出端分別連接三路三級(jí)帶通濾波放大電路的輸入端，所 述熱電堆溫度探測器的兩輸出端分別連接兩路所述低通濾波電路的輸入端，三路三級(jí)帶 通濾波放大電路和兩路所述低通濾波電路的輸出端分別連接所述AD轉(zhuǎn)換電路的輸入端， 所述AD轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接所述微處理器電路，所述微處理器電路連接所述繼電器輸 出電路的輸入端以輸出繼電器啟閉控制信號(hào)，所述微處理器電路連接所述4-20毫安溫度 輸出電路的輸入端以輸出監(jiān)控目標(biāo)溫度信號(hào)，所述電源電路分別連接三只紅外熱釋電傳 感器、三路三級(jí)帶通濾波放大電路、熱電堆溫度探測器、兩路低通濾波電路、AD轉(zhuǎn)換電 路、微處理器電路、繼電器輸出電路、4-20毫安溫度輸出電路以提供供電電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外多頻火焰探測器，其特征在于該紅外多頻火焰探測 器還包括有撥碼開關(guān)電路，所述撥碼開關(guān)電路連接所述微處理器電路以便用于設(shè)置探測 器探測距離與響應(yīng)時(shí)間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的紅外多頻火焰探測器，其特征在于該紅外多頻火焰探 測器還包括有指示燈電路，所述微處理器電路連接所述指示燈電路以便用于指示探測器 工作狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的紅外多頻火焰探測器，其特征在于該紅外多頻火焰探 測器還包括有存儲(chǔ)電路，所述微處理器電路連接所述存儲(chǔ)電路以存儲(chǔ)火警時(shí)間、探測溫 度及探測器參數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的紅外多頻火焰探測器，其特征在于第一只紅外熱釋電 傳感器是中心波段為4.3um的紅外熱釋電傳感器，用于檢測監(jiān)控目標(biāo)火焰輻射信號(hào)；第 二只紅外熱釋電傳感器是中心波段為3.95um的紅外熱釋電傳感器，第三只紅外熱釋電傳 感器是中心波段為5.3um的紅外熱釋電傳感器，第二只紅外熱釋電傳感器和第三只紅外 熱釋電傳感器均用于檢測監(jiān)控目標(biāo)背景輻射信號(hào)以便用于干擾源識(shí)別參比。
全文摘要
本發(fā)明提供一種紅外多頻火焰探測器，它包括有三只紅外熱釋電傳感器、三個(gè)三級(jí)放大電路、熱電堆溫度探測器、一級(jí)放大電路、AD轉(zhuǎn)換電路、微處理器電路、繼電器輸出電路、4-20毫安溫度輸出電路和探測器電源電路，三只紅外熱釋電傳感器的輸出端分別連接三個(gè)三級(jí)放大電路的輸入端，熱電堆溫度探測器的輸出端連接一級(jí)放大電路的輸入端，三個(gè)三級(jí)放大電路和一級(jí)放大電路的輸出端分別連接AD轉(zhuǎn)換電路的輸入端，AD轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接微處理器電路，微處理器電路連接繼電器輸出電路的輸入端以輸出繼電器控制信號(hào)，微處理器電路連接4-20毫安溫度輸出電路的輸入端以輸出溫度信號(hào)。該探測器具有反應(yīng)速度快、性能穩(wěn)定、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01J5/10GK102013149SQ201010580660
公開日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2010年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月9日
發(fā)明者任紅軍, 姜朝陽, 張永懷, 楊清永, 王書潛, 祁澤剛, 蔡宗慜 申請(qǐng)人:河南漢威電子股份有限公司