專利名稱：火災(zāi)聲光警報器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
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本實用新型涉及一種聲光警報器，尤其是火災(zāi)聲光警報器，屬于火災(zāi)自 動報警技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景
火災(zāi)聲光警報器是在火災(zāi)自動報警系統(tǒng)中安裝在現(xiàn)場的聲光報警設(shè)備， 火災(zāi)后發(fā)出強(qiáng)烈的周期閃光及變調(diào)火警聲，以提醒現(xiàn)場人員注意。包括聲報 警和光報警兩部分，目前應(yīng)用最普遍的聲光警報器中光報警部分采用氖氣閃 光管在5KV高壓觸發(fā)下內(nèi)部氣體被擊穿發(fā)出閃光，氖氣閃光管的工作電壓為 200V 300V，需要電感器、場效應(yīng)管、400V/47uF儲能電容構(gòu)成振蕩儲能電路 提供陰陽電壓，需要雙向觸發(fā)二極管、可控硅、高壓觸發(fā)線圈組成觸發(fā)電路 提供觸發(fā)電壓。聲警報部分由四聲音樂芯片、變壓器丙類功率激勵電路、壓 電陶瓷片構(gòu)成，變壓器輸出端諧振產(chǎn)生300V的峰值電壓。
存在的主要問題電路復(fù)雜，故障率高，壽命短，產(chǎn)品體積大，上電沖 擊電流大(可達(dá)(X5A 1A )，功耗大( 一般平均工作電流在120mA左右)，內(nèi)部 有高壓無法作為本質(zhì)安全型產(chǎn)品應(yīng)用于具有爆炸性氣體/粉塵的場所。 實用新型內(nèi)容:
為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實用新型目的在于滿足產(chǎn)品行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) GA385-2002《火災(zāi)聲和域光警報器》的前提下，提供一種電路簡單，電光/
電聲轉(zhuǎn)換效率高，功耗低、沖擊電流小，體積小巧，工作穩(wěn)定可靠、^長， 可作為本質(zhì)安全型產(chǎn)品的火災(zāi)聲光警報器。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型火災(zāi)聲光警報器由電源部分、光報警部分 和聲報警部分組成，所述電源部分由無極性電路、限流電路和穩(wěn)壓電路構(gòu)成; 光報警部分由時基振蕩電路、發(fā)光驅(qū)動電路、兩組高亮發(fā)光二極管和半透明 外罩構(gòu)成，發(fā)光驅(qū)動電路接時基振蕩電路的輸出，發(fā)光驅(qū)動電路的輸出端接 兩組高亮發(fā)光二極管，兩組高亮發(fā)光二極管置于半透明外罩內(nèi)；聲報警部分 由變調(diào)火警聲電路、諧振驅(qū)動電路和壓電陶瓷片和集音箱構(gòu)成，諧振驅(qū)動電 路的輸入端接變調(diào)火警聲電路，其輸出端接壓電陶瓷片，壓電陶瓷片置于集音箱內(nèi)。
根據(jù)以上所述的電源部分無極性電路由整流二極管VD1 VD4組成的橋 路構(gòu)成，限流電路由電阻R1 R3和自恢復(fù)保險絲Fl構(gòu)成，穩(wěn)壓電路由穩(wěn)壓 二極管VZ1、三極管VT1、濾波電容C3、 C4組成。
所述的光報警部分時基振蕩驅(qū)動電路由時基集成電路N1及外圍電路、所 述發(fā)光驅(qū)動電路由電阻R8和三極管VT2組成，電阻R8接時基集成電路Nl 的輸出腳3，超高亮發(fā)光二極管HL1、 HL3、 HL5、 HL7串聯(lián)后與串聯(lián)后的超 高亮發(fā)光二極管HL2、 HL4、 HL6、 HL8并聯(lián)，兩組超高亮發(fā)光二極管接在發(fā) 光驅(qū)動電路的輸出端，兩組超高亮發(fā)光二極管的外面罩有的半透明外罩為紅 色，內(nèi)表面為同心環(huán)形溝槽與放射狀溝槽交叉構(gòu)成。通過時基振蕩占空比的 調(diào)整使光報警部分平均工作電流在2mA左右，沖擊電流小于20mA。
聲報警部分的變調(diào)火警聲電路由兩級時基振蕩電路組成，第一級由時基 集成電路N2及外圍電路構(gòu)成的多諧振蕩器，第二級由時基集成電路N3及外 圍電路構(gòu)成的壓控震蕩器，諧振驅(qū)動電路由電阻R17三極管VT4、 VT5、電 感U組成，電阻R17接時基集成電路N3的輸出腳3、壓電陶瓷片Bl接在 三極管VT5的集電極與地之間。集音箱用于壓電陶瓷蜂鳴片Bl的安裝。通 過集音箱對聲音的高效諧振放大作用及限流電阻R19、電感L1的限流，使聲 報警部分平均工作電流在40mA左右，沖擊電流小于120mA。
所述的集音箱同時用于發(fā)光二極管的定位，兩組超高亮發(fā)光二極管交叉 均布在集音箱的頂面上，使報警光信號均勻。
本實用新型所提供的火災(zāi)聲光警報器電源部分為光報警部分和聲報警部 分提供工作電壓，無極性電路可實現(xiàn)電源接線的無極性，防止因接錯線造成 器件損傷或無法正常工作。限流電路當(dāng)橋路出現(xiàn)故障或短路時進(jìn)行限流，當(dāng) 電流過大時可燒斷將故障聲光警報器與線路斷開，對其它電路起限流保護(hù)作 用。穩(wěn)壓電路使輸出電壓均具有較高的穩(wěn)定性。光報警部分的時基振蕩電路 與發(fā)光驅(qū)動電路使發(fā)光報警元件一兩組高亮發(fā)光二極管可以按一定的頻率閃 爍報警，由于采用兩組高亮發(fā)光二極管做發(fā)光報警元件，所需的工作電流很 小，節(jié)能且使用壽命長。聲報警部分由兩級時基振蕩電路組成的變調(diào)火警聲 電路使聲報警部分平均工作電流在40mA左右，沖擊電流小于120mA。火災(zāi)
4聲光警報器的集音箱同時用于發(fā)光二極管的定位，兩組超高亮發(fā)光二極管交 叉均布在其頂面上使報警光信號均勻，同時減小了警報器的體積。
根據(jù)以上所述的本實用新型火災(zāi)聲光警報器可實現(xiàn)平均工作電流小于
50mA左右，沖擊電流小于150mA，工作于DC24V電壓，功耗小于1.2W， 配接齊納安全柵可作為本質(zhì)安全型產(chǎn)品使用。
綜上所述，本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有電路簡單、功耗低、沖擊電 流小、可作為本質(zhì)安全型產(chǎn)品的顯著優(yōu)點，在實現(xiàn)高效的電3fe/電聲轉(zhuǎn)換同時， 減小了產(chǎn)品的體積、提高了產(chǎn)品#。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)的火災(zāi)聲光警報器電原理框圖2為本實用新型的火災(zāi)聲光警報器電原理框圖3為本實用新型的火災(zāi)聲光警報器實施例的電原理圖4為本實用新型的火災(zāi)聲光警報器中半透明外罩的剖視圖5為本實用新型的火災(zāi)聲光警報器中集音箱的剖視圖6為本實用新型的火災(zāi)聲光警報器中集音箱的頂視圖。
圖中1、集音箱，Bl壓電陶瓷蜂鳴片，2、印制板，3、第一諧振腔體，
4、第二諧振腔體。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本實用新型的實施。圖1為現(xiàn)有技術(shù)的火災(zāi)聲 光警報器電原理框圖。圖2為本實用新型的火災(zāi)聲光警報器電原理框圖。參 見圖2，本實用新型所提供的火災(zāi)聲光警報器電路部分由電源部分、光報警部 分和聲報警部分組成，光報警部分由時基振蕩電路、發(fā)光驅(qū)動電路、兩組高 亮發(fā)光二極管構(gòu)成；聲報警部分由變調(diào)火警聲電路、諧振驅(qū)動電路和壓電陶 瓷片構(gòu)成。
圖3為本實用新型的火災(zāi)聲光警報器電原理圖。參見圖3所示，本實用 新型電源部分無極性電路由VD1 VD4組成的橋路構(gòu)成，實現(xiàn)電源接線的無 極性，防止因接錯線造成器件損傷或無法正常工作。限流電路由電阻R1 R3 和自恢復(fù)保險絲F1構(gòu)成，電阻R1、 R2位于橋路前端，當(dāng)橋路出現(xiàn)故障或短 路時進(jìn)行限流，當(dāng)電流過大時可燒斷將故障聲光警報器與線路斷開。電阻R3、自恢復(fù)保險絲F1對其它電路起限流保護(hù)作用，當(dāng)出現(xiàn)瞬時過載時自恢復(fù)保險 絲Fl發(fā)熱斷開，過載消除后自動恢復(fù)導(dǎo)通狀態(tài)。
穩(wěn)壓電路由穩(wěn)壓二極管VZ1、三極管VT1、電阻R4、濾波電容C3、 C4 組成串聯(lián)穩(wěn)壓電路，在橋路的輸出設(shè)有濾波電容C1、 C2對電源中尖峰干擾進(jìn) 行第一級濾波。濾波電容C3、 C4對輸出電源進(jìn)行第二級濾波，使兩級輸出電 壓均具有較高的穩(wěn)定性。
參見圖3所示，本實用新型光報警部分時基振蕩電路由時基集成電路N1 及定時電阻R5 R7、定時電容C5、充電控制二極管VD5、放電控制二極管 VD6構(gòu)成典型多諧振蕩器。時基集成電路N1為通用時基集成電路NE555， 電阻R5、充電控制二極管VD5、電阻R6、電容C5構(gòu)成充電回路，電容C5、 電阻R7、放電控制二極管VD6構(gòu)成放電回路。
振蕩電,蕩周期為T-0.693 (R5+R6+R7+2RD)C5，輸出脈沖占空比為 D= (R5+R6+ RD) / (R5+R6+R7+ RD )，其中RD為充、放電控制二極管VD5、 VD6的正向?qū)娮?，通過參數(shù)的選擇使振蕩周期T在0.67s ls，即火災(zāi) 聲光警報器基本閃光頻率在60~90次/min范圍內(nèi)；占空比D在0.1左右。
參見圖3所示，本實用新型采用兩組超高亮發(fā)光二極管作為發(fā)光元件， 發(fā)光電流只需普通發(fā)光二極管的1/10， HL1 HL8每4只串聯(lián)后再并聯(lián)由三極 管VT2驅(qū)動發(fā)光，電阻R9、 R10為限流電阻。由于占空比D在0.1左右，可 以將發(fā)光二極管峰值電流提高IO倍而不影響平均發(fā)光電流，提高工作^。
參見圖3所示，本實用新型的聲報警部分變調(diào)火警聲電路由兩級時基振 蕩電路構(gòu)成，第1級時基振蕩電路由時基集成電路N2及定時電阻R11 R12、 定時電容C8構(gòu)成多諧振蕩器，電阻Rll、電容C8構(gòu)成充電回路，電容C8、 電阻R12構(gòu)成放電回路。振蕩電,蕩周期為T^.693 (R11+R12)C8，通過 參數(shù)的選擇使振蕩周期T在1.5s~2.5s，即火災(zāi)聲光警報器的發(fā)聲周期。
第2級時基振蕩電路由時基集成電路N3及定時電阻R15 R16、定時電容 CIO、電壓控制電路構(gòu)成壓控振蕩器，電壓控制電路由電阻R13、 R14、三極 管VT3、電容Cll構(gòu)成。第1級多諧振蕩器的電容C8上振蕩電壓控制三極管 VT3的導(dǎo)通程度，從而改變時基集成電路N3的VC端電壓。對于多諧控振蕩 器基本振蕩周期為T-0.693 (R15+R16) CIO，電容C10在充電、放電過程中電壓在Vcc/3~2Vcc/3間變化，但在時基集成電路N3的VC電壓受控變化時， 電容C10的充電時間發(fā)生變化，從而使振蕩頻率發(fā)生變化，產(chǎn)生變調(diào)火警聲。 時基集成電路N2、 N3為通用時基集成電路NE555。
參見圖3所示，本實用新型聲報警部分的諧振驅(qū)動電路由電感L1、三極 管VT4、 VT5等兩級驅(qū)動電路組成，電阻R17、 R18、三極管VT4為第1級 驅(qū)動；三極管VT5、電感L1為第2級諧振驅(qū)動，三極管VT4導(dǎo)通后電阻R18 為三極管VT5提供基極驅(qū)動電流；電阻R19為限流電阻，電容C13為聲報警 部分儲能電容，兩者與電感Ll共同作用限制上電沖擊電流小于120mA。
參見圖4所示，本實用新型采用半透明紅色壓克力外罩作為光報警的組 成部分，其內(nèi)表面為同心環(huán)形溝槽與放射狀溝槽交叉構(gòu)成，將每只發(fā)光二極 管發(fā)出的點狀光源擴(kuò)散成環(huán)狀、面狀光源，結(jié)合脈沖間隙發(fā)光的高警示性使 在火災(zāi)聲光警報器正前方25m處光信號清晰可見。
參見圖5所示，本實用新型聲報警部分電聲轉(zhuǎn)換元件采用諧振頻率為 3kHz的壓電陶瓷蜂鳴片，安裝在集音箱1內(nèi)凸臺上。壓電陶瓷蜂鳴片Bl與 集音箱頂面形成第一諧振腔體3，集音箱安裝在印制板2上后，壓電陶瓷蜂鳴 片與印制板2形成第二諧振腔體4。
參見圖6所示，發(fā)光二極管(HL1 HL8)定位在集音箱1表面的凹槽內(nèi)(圖 中只標(biāo)了一個發(fā)光二極管)，兩組高亮發(fā)光二極管在圓環(huán)上交叉均布，使發(fā)出 的光均勻，同時保證在一組發(fā)光二極管失效的情況下火災(zāi)聲光警報器的發(fā)光 強(qiáng)度仍滿足要求。
參見圖3所示，本實用新型電感L1 (100mH)與壓電陶瓷蜂鳴片的極間 等效電容(0.022uF左右)產(chǎn)生諧振，諧振頻率l/2. VZ^約為3kHz左右，即 變調(diào)火警聲信號頻率與壓電陶瓷蜂鳴片的固有諧振頻率基本相同。
權(quán)利要求1、一種火災(zāi)聲光警報器由電源部分、光報警部分和聲報警部分組成，其特征在于電源部分由無極性電路、限流電路和穩(wěn)壓電路構(gòu)成；光報警部分由時基振蕩電路、發(fā)光驅(qū)動電路、兩組高亮發(fā)光二極管和半透明外罩構(gòu)成，發(fā)光驅(qū)動電路接時基振蕩電路的輸出，發(fā)光驅(qū)動電路的輸出端接兩組高亮發(fā)光二極管，兩組高亮發(fā)光二極管置于半透明外罩內(nèi)；聲報警部分由變調(diào)火警聲電路、諧振驅(qū)動電路和壓電陶瓷片和集音箱構(gòu)成，諧振驅(qū)動電路的輸入端接變調(diào)火警聲電路，其輸出端接壓電陶瓷片，壓電陶瓷片置于集音箱內(nèi)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的火災(zāi)聲光警報器，其特征在于所述電源部分的 無極性電路由整流二極管(VD1—VD4)構(gòu)成，限流電路由電阻(R1—R3) 和自恢復(fù)保險絲(Fl)構(gòu)成，穩(wěn)壓電路由穩(wěn)壓二極管(VZ1 )、三極管(VT1 )、 濾波電容(C3、 C4)組成。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的火災(zāi)聲光警報器，其特征在于所述光報警部分 的時基振蕩電路由時基集成電路(Nl)及外圍電路構(gòu)成，所述發(fā)光驅(qū)動電路 由電阻(R8)和三極管(VT2)組成，電阻(R8)接時基集成電路(Nl)的 輸出腳3，超高亮發(fā)光二極管(HL1、 HL3、 HL5、 HL7 )串聯(lián)后與串聯(lián)后的 超高亮發(fā)光二極管(HL2、 HL4、 HL6、 HL8)并聯(lián)，兩組超高亮發(fā)光二極管 接在發(fā)光驅(qū)動電路的輸出端，兩組超高亮發(fā)光二極管的外面罩有的半透明外 罩為紅色，內(nèi)表面為同心環(huán)形溝槽與放射狀溝槽交叉構(gòu)成。
4、 按照權(quán)利要求1所述的火災(zāi)聲光警報器，其特征在于所述聲報警部分 中變調(diào)火警聲電路由兩級時基振蕩電路組成，第一級由時基集成電路N2及外 圍電路構(gòu)成的多諧振蕩器，第二級由時基集成電路N3及外圍電路構(gòu)成的壓控 震蕩器，諧振驅(qū)動電路由電阻(R17)三極管(VT4、 VT5)、電感(Ll)組 成，電阻(R17)接時基集成電路(N3)的輸出腳3、壓電陶瓷片(B1)接在 三極管(VT5)的集電極與地之間。
5、 按照權(quán)利要求1或3所述的火災(zāi)聲光警報器，其特征在于內(nèi)部裝有壓 電陶瓷片的集音箱同時用于發(fā)光二極管的定位，兩組超高亮發(fā)光二極管交叉 均布在其頂面上。
專利摘要本實用新型涉及一種火災(zāi)聲光警報器，它由電源部分、光報警部分和聲報警部分組成。電源部分包括無極性電路、限流電路和穩(wěn)壓電路；光報警部分由時基振蕩電路、兩組超高亮發(fā)光二極管和透明外罩組成；聲報警部分由變調(diào)火警聲電路、諧振驅(qū)動電路和壓電陶瓷蜂鳴片組成。本實用新型的火災(zāi)聲光警報器電路簡單，電光/電聲轉(zhuǎn)換效率高，功耗低、沖擊電流小，工作穩(wěn)定可靠、壽命長。本實用新型可廣泛應(yīng)用于火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的火災(zāi)聲光警報器。
文檔編號G08B7/06GK201294032SQ20082017463
公開日2009年8月19日 申請日期2008年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月28日
發(fā)明者單夫來, 孫峻嶺, 鵬 李, 艾紅斌 申請人:蚌埠依愛消防電子有限責(zé)任公司