電氣火災檢測控制集成系統的製作方法
2023-05-30 04:53:06
專利名稱：電氣火災檢測控制集成系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及報警傳感領域，尤其是涉及電氣漏電的報警檢測傳感及其 保護控制的集成系統領域。
背景技術：
建築物電源進線處安裝具備剩餘漏電保護功能的斷路器或者進線斷路器與 獨立的剩餘漏電保護開關配合使用是有效防止電氣短路火災的措施。在我國經 濟持續穩定發展的今天，由於人們對安全規範用電常識的深入，使得由電氣故 障引發的人身傷害事故逐年遞減，但是每年由電氣事故引發的火災數量卻在增 加，這與我國火災數目呈逐年遞減的趨勢形成了鮮明對比。為減少接地故障引 起的電氣火災危險而裝設的漏電電流動作保護器，高層建築內火災危險性大， 人員密集等場所宜設置漏電火災報警系統。其作為新系統加以推廣的理由是這 個系統將監測、分析、報警及控制集成一體並實現了統一管理，由於中心計算 機的參與使數據即時分析和操作得以實現。系統由多個監控子系統、專用軟體、 計算機網絡構成，全面實現了遙調、遙測和遙控，能夠及時地實現電氣故障才艮 警和切斷電源，有效防止電氣火災的發生，從而保護了整個低壓電氣系統。而 傳統的電氣火災檢測控制集成系統其保護功能比較單一 ，不能對電氣火災的各 種故障類型進行識別指示"t艮警，並存儲記錄，造成長時間停電，帶來了生活和 工作的不便，根據國家相關法規定，當火災發生時，應能切斷相應樓層的總電 源，避免因通過電氣線路將火災蔓延，同時保護消防人員在滅火時的安全。 實用新型內容基於上述情況，本實用新型提供一種電子式的報警保護集成系統解決上述 問題。
本實用新型採用多種採集電路和觸發電路，第一、電壓互感器採集供電線
路是否存在斷線故障信號；第二、電流互感器採集過電流和短路故障信號；第 三、通過光耦電路採集接收火災報警系統指令信號，由51系列單片機接收控制。 以單片機為核心控制部份，採集到的各種信號，由單片機內部程序邏輯分析判 斷故障類型，通過LCD顯示故障類型、警聲電路進行報警，當接收到火突報警 系統的信號指令時，輸出AC220V電壓，驅動斷電裝置脫扣總開關電源，單片機 I/O 口通過總線方式將各種故障信號，傳送到PC機軟體系統中。 本實用新型的具體技術方案是
本實用新型的電氣火災檢測控制集成系統，包含微處理器模塊和與之電性 連接的斷線傳感模塊、過流傳感模塊、短路傳感模塊、存儲模塊、按鍵模塊、 顯示模塊、微機通訊接口、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後連接運放器及光耦；所述的過流傳感模塊電流互感 器連接濾波電路後連接運放器及光耦。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。
進一步的，所述的微處理器模塊是單片機微處理器及看門狗晶片、晶振、 電阻、電容外圍元件構成的微控制電路系統。所述的存儲模塊是串行EEPROM芯 片。所述的電源模塊是橋式整流電路和電源晶片組成。所述的電源晶片是7805 和7812。
進一步的，所述的隔離控制電路連接於所述的微處理器模塊，經由繼電器後連接至斷電裝置。
本實用新型採用上述技術方案後，具有控制電路合理可靠，並能與個人微 機通訊管理，傳感4金測靈每丈的優點。
圖l是本實用新型的電路模塊連接圖； 圖2是本實用新型最佳實施例的電路原理圖。
具體實施方式
現結合附圖說明和具體實施方式
對本實用新型進一步說明。
如圖1所示，本實用新型的電氣火突檢測控制集成系統，包含微處理器模 塊和與之電性連接的斷線傳感模塊、過流傳感模塊、短路傳感模塊、存儲模塊、 按鍵模塊、顯示模塊、微機通訊接口、電源模塊及隔離控制電路。
如圖2所示，本實用新型的斷線傳感模塊的具體實施例是當電壓互感器初 級線圈Bl有AC220V電壓時，次級輸出AC2. 2V,電壓互感器Bl 4姿100: 1線性 輸出，經二極體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/運放器U5的第3腳、2腳、1腳組成一個的電壓比較器，當比較/ 運放器U5的第3腳電壓大於第2腳電壓時，比較/運放器U5內部比較器進行翻 轉，1腳由低電平變高電平，直接加到光耦U6的1腳，由比4交/運放器U5的1 腳輸出高電平，使光耦U8導通，光耦U8第3腳由原來的高電平變為低電平， 加到單片機U1的第13腳，當單片機U1檢測到I/O 口第13腳為低電平時，判 斷線故障。經單片機U1內部邏輯程序數據分析，單片機Ul瞬時同時分三路輸 出，第一路由單片機U1第20腳輸出高電平經電阻R28使三極體T5導通，推動 繼電器J2吸合，使得斷電機構脫扣動作。
第二路由單片機U1第17腳輸出音頻信號，經電容C11耦合，輸入到音頻運放U12的第3腳，經音頻放大後，由第5腳輸出經電容C12推動揚聲器Y發 出報警聲。按下開關Kl,單片機U1的35腳收到的低電平觸發信號，單片機U1 第17腳無音頻信號輸出，警聲停止。
第三路由單片機U1第36腳、26腳、25腳、24腳串行數據輸出分別加到顯 示驅動晶片U2的3腳、4腳、5腳、6腳，顯示報警文字內容，同時由單片機 Ul第39腳輸出高電平經電阻R18使LED3發亮。
本實用新型的過電流傳感模塊是當火線穿過電流互感器Ll時，相線有電流 通過，相線電流才艮據負載用電功率的電流互感器L1所感應的交流電壓信號，隨 著電流大小變化而變化。過電流時， 一般指超過額定電流的Inl. 05倍，所以當 有電流通過電流互感器L1時，電流互感器L1次級會產生電壓信號，電阻R7向 電容C7充電，由二極體D2整流，通過由電容C6、電容C8、電容C9、電阻R9 組成的n型濾波積分電路，通過變換電阻Rll的阻值可改變充放電時間，輸入 到比較/運放器U5的第6腳，由電阻RIO、電阻R12組成設定電壓值加到比較/ 運放器U5的第5腳，比較/運放器U5第5腳、6腳、7腳組成一個電壓比較器， 當比較/運放器U5的第6腳電壓大於第5腳電壓時，比較/運放器U5內部比較 器進行翻轉，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/ 運放器U5的7腳輸出高電平，使光耦U7導通，第3腳由原來的高電平變為低 電平，加到比較/運放器U5的第1腳，經比較/運放器U5內部延時器計數，比 較/運放器U5同時分三路輸出，第一路經延時到3600秒時，由比較/運放器U5 第20腳輸出高電平經電阻R28使三極體T5導通，推動繼電器J2吸合，使得斷 電機構脫扣動作。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。
第二路不經延時由單片機U1第17腳輸出音頻信號，經電容C11耦合，輸入到音頻運放U12的第3腳，經音頻放大後，由第5腳輸出經電容C12推動揚 聲器Y發出報警聲。按下開關Kl,單片機U1的35腳收到的低電平觸發信號， 單片機U1第17腳無音頻信號輸出，警聲停止。
第三路由單片機U1第36腳、26腳、25腳、24腳串行數據輸出分別加到顯 示驅動晶片U2的3腳、4腳、5腳、6腳，顯示報警文字內容，同時由單片機 Ul第39腳輸出高電平經電阻R16使LED1發亮。
本實用新型的短路傳感模塊是從比較/運放器U5的第5腳電壓信號，另加 一路比較/運放器U5第8腳、9腳、IO腳組成一個門檻較高的電壓比較器，當 比較/運放器U5的第9腳電壓大於第IO腳電壓時，比較/運放器U5內部比較器 進行翻轉，第8腳由低電平變高電平，直接加到光耦U8的l腳，由比較/運放 器U5的8腳輸出高電平，使光耦U8導通，光耦U8第3腳由原來的高電平變為 低電平，加到單片機U1的第2腳，經單片機U1內部邏輯程序數據分析，單片 機Ul瞬時同時分三路輸出，第一路由單片機U1第20腳輸出高電平經電阻R28 使三極體T5導通，推動繼電器J2吸合，使得斷電機構脫扣動作。
第二路由單片機U1第17腳輸出音頻信號，經電容C11耦合，輸入到音頻 放大器U12的第3腳，經音頻放大後，由第5腳輸出經電容C12推動揚聲器Y 發出報警聲。按下按4建K1，單片機U1的35腳收到的低電平觸發信號，單片機 Ul第17腳無音頻信號輸出，警聲停止。
第三路由單片才幾U1第36腳、26腳、25腳、24腳串行數據輸出分別加到顯 示驅動晶片U2的第3腳、4腳、5腳、6腳，顯示報警文字內容，同時由單片機 Ul第39腳輸出高電平經R17使LED2發亮。
本實用新型的二次送電保護是當電網停電時，又恢復供電時，單片機U1重 新得到工作電壓時，單片機U1第21腳輸出為低電平，當按下按鍵K2時，單片機U1第21腳輸出為高低電平，經電阻R29使三極體T6導通，推動繼電器J1 吸合，帶動斷電機構吸合。
本實用新型的火災報警系統聯動控制電路是當火災報警系統有DC24V電壓 信號輸出時，經電阻R20加到光耦U9的l腳，使光耦U9導通，輸入到單片機 Ul的3腳，由原來的高電平變為低電平，單片機U1;險測到I/O 口為低電平時， 經單片機U1內部連續檢測0. 5s時，單片機U1同時分三路輸出，第一路由單片 機U1第20腳輸出高電平經電阻R28使三極體T5導通，推動繼電器J2吸合， 使得斷電才幾構脫扣動作。
第二路由單片機Ul第17腳輸出音頻信號，經電容Cll耦合，輸入到音頻 運放U12的第3腳，經音頻放大後，由第5腳輸出經電容C12推動揚聲器Y發 出報警聲。按下按4建K1，單片機U1第35腳收到的低電平觸發信號，單片機U1 第17腳無音頻信號輸出，警聲停止。
第三路由單片機U1第36腳、26腳、25腳、24腳串行數據輸出分別加到顯 示驅動晶片U2的3腳、4腳、5腳、6腳，顯示報警文字內容，同時由單片機 Ul第39腳輸出高電平經電阻R19使LED4發亮。
本實用新型的Rs232電平轉換實現遠程控制電路由電阻R26、光耦Ull、三 極管T2、電阻R25、電阻R24、三極體Tl和電阻Rn、光耦UIO、電阻R22、電 阻R23、三極體T2組成的高低電平轉換電路、當單片機U1的第4腳輸出高電平 時，經電阻R27限流使三極體T2導通，光耦U11輸出低電平，兩者電路與單片 機U1的第4腳、5腳形成閉環電流驅動電路，通MI232專用集成電路進行電平 轉換，由COM口加到PC機，安裝專用組態軟體，可對兩組高低電平轉換電路和 單片機U1內部I/O 口進行通遠程控制，實現"遙調、遙測、遙控、遙訊"等操 作、並可通過軟體進行記錄報警當前狀態、列印故障報表等。本實用新型的存儲電路是U4為存儲器，存儲報警數據，存儲器U4第6腳、 30腳通過並行數據與單片機U1的第6腳、30腳進行傳輸讀取數據。由單片機 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 狗電路，對單片機U1內部數據進行恢復，避免出現死循環狀態。
本實用新型的電源電路是有兩路獨立電源供給，保證觸發電路可靠工作。 由二極體D3—D7組成的橋式整流電路，經電容C13、電容C14濾波，輸入到電 源晶片U13的第l腳，經內部穩壓，由第3腳輸出12V的直流電壓，經電容C15、 電容C16高、低頻濾波，向本裝置提供+12V的直流工作電壓。由二極體D8—Dll 組成的橋式整流電路，經電容C17、電容C18濾波，輸入到電源晶片U14的第1 腳，經內部穩壓，由第3腳輸出5V的直流電壓，經電容C19、電容C20高、低 頻濾波，向本裝置提供+5V的直流工作電壓。
儘管結合優選實施方案具體展示和介紹了本實用新型，但所屬領域的技術 人員應該明白，在不脫離所附權利要求書所限定的本實用新型的精神和範圍內， 在形式上和細節上可以對本實用新型做出各種變化，均為本實用新型的保護範 圍。
權利要求1.電氣火災檢測控制集成系統，其特徵在於包含微處理器模塊和與之電性連接的斷線傳感模塊、過流傳感模塊、短路傳感模塊、存儲模塊、按鍵模塊、顯示模塊、微機通訊接口、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後連接運放器及光耦；所述的過流傳感模塊是電流互感器連接濾波電路後連接運放器及光耦；所述的短路傳感模塊是比較器和光耦組成的電路。
2. 如權利要求1所述的電氣火災檢測控制集成系統，其特徵在於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. 如權利要求1所述的電氣火災檢測控制集成系統，其特徵在於所述的微處理器模塊是單片機微處理器及看門狗晶片、晶振、電阻、電容外圍元件構成的微控制電路系統；所述的存儲模塊是串行EEPROM晶片；所述的電源模塊是橋式整流電路和電源晶片組成，所述的電源晶片是7805和7812。
4. 如權利要求1所述的電氣火災檢測控制集成系統，其特徵在於所述的隔離控制電路連接於所述的微處理器模塊，經由繼電器後連接至斷電裝置。
專利摘要本實用新型涉及報警傳感領域，尤其是涉及電氣漏電的報警檢測傳感及其保護控制的集成系統領域。本實用新型的電氣火災檢測控制集成系統，包含微處理器模塊和與之電性連接的斷線傳感模塊、過流傳感模塊、短路傳感模塊、存儲模塊、按鍵模塊、顯示模塊、微機通訊接口、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後連接運放器及光耦。所述的過流傳感模塊電流互感器連接濾波電路後連接運放器及光耦。所述的短路傳感模塊是比較器和光耦組成的電路。本實用新型具有控制電路合理可靠，並能與個人微機通訊管理，傳感檢測靈敏的優點。
文檔編號G01R19/165GK201402962SQ20092013710
公開日2010年2月10日 申請日期2009年3月11日 優先權日2009年3月11日
發明者傅漢水 申請人:福建俊豪電子有限公司