專利名稱：紅外多頻火焰探測器的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種探測器，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；但是在用于保護室內(nèi)、室外一些貴重設備，如野外的變壓器、電廠汽輪機等，必 要時，需要對設備表面進行點對點的溫度測量，對溫度過高與升溫速度過快需要輸出報警 信息，便于早期火災預警，防止設備損壞。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)容本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種設計科學、應用方便、反應速度快、 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。本實用新型所采用的技術(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，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)控目標溫度信號，所述電源電路分別連接三只紅外熱釋電傳感器、三路三級帶 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置探測器探測距離與響應時間。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電路，所述微處理器電路連接所述存儲電路 以存儲火警時間、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) 控目標火焰輻射信號；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)控目標背景輻射信號以便用于干擾源 識別參比。本實用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)具有實質(zhì)性特點和進步，具體地說，該紅外多頻火焰探測器除具有現(xiàn)有火焰探測器反應速度快、可靠性高等優(yōu)點，還可在惡劣環(huán)境下對設備進 行溫度監(jiān)控，能夠更好的保護貴重設備或物品，其具有設計科學、應用方便、反應速度快、性 能穩(wěn)定、可靠性高、功能完善、有益于公共安全的優(yōu)點。

圖1是本實用新型的結(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電路 的原理圖；圖3是所述信號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。
具體實施方式
為了進一步說明本實用新型，現(xiàn)結(jié)合附圖給出具體實施方式
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；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)控目標溫度信 號；所述撥碼開關(guān)電路連接所述微處理器電路以便用于設置探測器探測距離與響應時間； 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 連接所述存儲電路以存儲火警時間、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分別經(jīng)過三級帶通濾波 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，所述數(shù)字信號經(jīng)所 述微處理器電路內(nèi)設程序運算處理后，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、三個三級帶通濾波放大電路、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)控目標火焰輻射信號；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)控目標背景輻射信號以便 用于干擾源識別參比。紅外熱釋電傳感器火焰判據(jù)信息包括各個紅外熱釋電傳感器信號的大小、頻率， 以及信號之間的比值、差值與相關(guān)系數(shù)；只有當與預先定義好的火焰判據(jù)中的數(shù)據(jù)相一致 時，探測器才報警，保證火焰探測響應時間快，距離遠，環(huán)境適應性好。熱電堆溫度探測器產(chǎn) 生的信號經(jīng)曲線擬合換算，轉(zhuǎn)換變?yōu)楸粶y目標溫度值。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)成的復位 電路，由晶振Y1、電容Cl和電容C2構(gòu)成的晶振電路，時鐘電路，編程接口 J2和串口調(diào)試接 口 Jl ；所述時鐘電路包括時鐘芯片U8、晶振Y2、電池BTl、電容C3、電阻R8、電阻R9，二極 管D5、二極管D6 ；所述存儲電路包括存儲芯片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，所述信號采集放大電路包括三只紅外熱釋電傳感器(U21，U9，Ull)、 三個三級帶通濾波放大電路、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三級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；第一個所述三級帶通濾波放大電路包括有一級集成運算放大芯片U2A、二級集成 運算放大芯片U2B、三級集成運算放大芯片U23,以及多個電阻和電容；第二個所述三級帶通濾波放大電路包括有一級集成運算放大芯片U2C、二級集成 運算放大芯片U2D、三級集成運算放大芯片U26，以及多個電阻和電容；第三個所述三級帶通濾波放大電路包括有一級集成運算放大芯片U12A、二級集成 運算放大芯片U12B、三級集成運算放大芯片U27,以及多個電阻和電容；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；所述基準電壓電路包括基準電壓芯片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)換基準電壓電路的輸出端連 接所述AD轉(zhuǎn)換芯片U17的基準電壓輸入端；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)換基準電壓電 路包括AD轉(zhuǎn)換基準電壓芯片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、保險管F1、保險管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TO、保險管F3、 二極管D4、二極管D7、二極管D8、電阻R17-R24、可調(diào)電阻W1、三極管Tl、電容C101、電容 C120和集成運算放大芯片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Dl0該紅外多頻火焰探測器的輸出方式同時兼顧火災信息和溫度信息，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)控目標溫度；其除具有火災預 警的功能外，還具有測量目標表面溫度的功能，適合保護與監(jiān)控貴重物品或設備。
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，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)控目標溫度信號，所述電源電路分別連接三只紅外熱釋電傳感器、三路三級帶通濾 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置探測器探 測距離與響應時間。
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 測器還包括有存儲電路，所述微處理器電路連接所述存儲電路以存儲火警時間、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)控目標火焰輻射信號；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)控目標背景輻射信號以便用于干擾源識別參比。
專利摘要本實用新型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、三個三級放大電路、熱電堆溫度探測器、一級放大電路、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三級放大電路的輸入端，熱電堆溫度探測器的輸出端連接一級放大電路的輸入端，三個三級放大電路和一級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，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。該探測器具有反應速度快、性能穩(wěn)定、可靠性高的優(yōu)點。
文檔編號G01J5/10GK201867925SQ20102064992
公開日2011年6月15日 申請日期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 申請人:河南漢威電子股份有限公司