二總線可編址模擬量輸出探測器的製作方法
2023-06-13 04:13:56
專利名稱：二總線可編址模擬量輸出探測器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種火災探測與報警裝置。特別是被測的量由微機處理的一種裝置。
目前的一般火災探測器系統中，由控制器向各探測器供電、尋址，並取得各探測器所輸出的探測狀態，來判定是否有探測器報警和哪一個探測器報警。中國原子能科學研究院研製的「J1000地址編碼全(四)總線火災自動報警系統」。四總線制，即各探測器的四個電極全部並聯到控制器的對應四根輸入／輸出總線上，控制器通過總線可隨機尋址，完成檢測對象的正常／異常狀態的檢測。地址用7位2進位編碼開關設定，範圍為1－127點，守候電流0.7mA，報警電流10mA。存在的問題輸出只有正常／異常兩種邏輯信號，不能反映被檢測對象的連續變化，因而不能通用絕對量、變化梯度兩方面的檢測。然而，誤報率較大。對離子式傳感器用分離式場效應管實現高輸入阻抗，因而裝配、調試複雜，可靠性低，編址範圍少，而且每根聯線獨立定義，維護、安裝複雜。
因而本實用新型的任務是要提供一種改進的可編址的探測器裝置，並能方便的而且可靠地反映出與被檢測的物理量的絕對值成線性關係的頻率信號。適用於探測器的分布空間大、探測點多、需要檢測正常／異常狀態、模擬量、變化梯度等環境的各種火災、溫度、溼度、防盜等探測系統和遙控系統。
本實用新型是通過下述技術措施實現的(1)採用時分幅度識別技術，實現了輸入的串行地址／控制碼脈衝信號和被檢測頻率脈衝信號共用兩根總線，被檢測的量的判別由計算機軟體實現的。從而實現了控制器到各探測器之間不同信號的雙向工作。
(2)採用橋式整流輸出電路，實現了二總線無極性聯接。
(3)應用儲能和低功耗電路的設計，實現了探測器在地址／控制碼脈衝低電平期間正常工作。
(4)採用低功耗、高輸入阻抗鎖相環集成電路IC1(CD4046)，即V－F變換電路，省去了現有技術中的場效應管，實現了被檢測的信號電壓與壓控振蕩器UCO的頻率成線性關係。
(5)採用可尋址串／並轉換集成電路IC0(HT12D)，實現了探測器的隨機尋址和控制輸出信號的鎖存。
因此，本實用新型由於上述措施的實施，消除了輸入／輸出雙向接口電路的「極性」。可通用於各種物理量的絕對值和梯度的多點檢測，採用2進位的編碼方式，可隨機尋址1－256點，守候電流小於1mA，報警電流小於5mA，使用範圍廣，能應用於多點溫點、防盜……等其它檢測系統。並且保證了探測系統的可靠性、準確性、成本低、安裝、維護方便。
以下結合附圖對本實用新型作進一步描述
圖1為本實用新型原理方框圖；圖2為本實用新型原理電路圖；參照圖1、圖2。一個具有可通用於各種物理量的絕對值和梯度的多點「二總線可編址模擬量輸出探測系統，由離子式傳感器(1)、儲能穩壓電源2(2)、儲能穩壓電源1(3)、高輸入阻抗鎖相環集成電路IC1(4)、地址控制碼解碼電路IC0(5)、輸入／輸出雙向接口電路(6)和直流穩壓電源(7)組成。
輸入／輸出雙向接口電路(6)，由二極體D6－D7組成橋式整流電路，二極體D8、D9的正極端接」地「，D7、D6的「負極端」與穩壓二極體DZ2、電阻R13、R9、R5相接，並且由二極體D7－D8之間、D6－D9之間的「正」、「負」端分別引出為輸入／輸出雙向接口電路(6)的兩個極(X0、X1)。穩壓二極體DZ1、DZ2，保證控制器發來的控制／地址脈衝順利通過，而阻止探測器輸出的頻率信號去幹擾其它探測器的正常工作。DZ1、DZ2串聯使用，提高發光二極體D2的穩壓的承載能力。
地址控制碼解碼電路IC0(5)，由8位編碼開關組SW0、集成電路IC0(HT12D)、時鐘電阻R0、下拉電阻R8、R15、鉗位二極體D3和由待定邏輯電路(R11、BG2、R10、D2)組成。對地址控制碼解碼電路IC0(5)具有8位可予置地址，對8位串行地址碼與8位予置地址比較，並為一致時，方可輸出一個控制脈衝，由「17腳」輸入到高輸入阻抗鎖相環集成電路IC1(4)的(3腳)。對四位控制碼進行串／並轉換，並將其輸出鎖存，由地址控制碼解碼電路IC0(5)的(13腳)輸出到由(R11、BG2、R10、D2)組成的待測電路，其(10、11、12)腳的P1、P2、P3三位鎖存輸出端為其它功能的備用。在其(14腳)接入的二極體D3至5伏電源，為了保證其該點電位鉗制在允許範圍內。R8、R15用來改善輸入脈衝的下降沿。
高輸入阻抗鎖相環集成電路IC1(4)，由集成電路IC1(CD4046)、電阻、電容(C1、R6、R7)和接於其(2腳)和(5腳)之間的二極體D5與接於其(5腳)的電阻R12、二極體D4組成的「或門」電路，共同構成V／F變換電路。即高輸入阻抗鎖相環集成電路(4)。由此代替了現有技術中的分立式元件場效應管。保證了由(9腳)輸入的被檢測電壓與UCO振蕩頻率成線性關係。即被檢測的量，變為模擬的頻率脈衝信號，通過接於(4腳)的放大電路(R4、BG1、R9)輸出。其振蕩器的頻率是由接於(6、7腳)的電容C1和(12、11腳)之間對地的電阻R6、R7所保證的。從地址控制碼解碼電路IC0(5)的(17腳)輸出的脈衝，經過高輸入阻抗鎖相環集成電路IC1(4)的「異或」門接成的反相器反相後，與地址／控制碼脈衝信號一起分別通過由D4、D5、R12所組成的「或門」電路加到變換電路V／F(4)的(3腳)和(5腳)的控制端，這樣只有當該探測器被選中時，即被檢測到信號時，壓控振蕩器才能振蕩。如果沒有地址／控制碼時，壓控振蕩器就不能振蕩。該振蕩器的頻率信號，由(4腳)通過輸出放大電路(R4、BG1、R9)加到輸入／輸出雙向接口電路(6)上。完成了時分輸出的功能。
由高輸入阻抗鎖相環集成電路IC1(4)的內部穩壓二極體(15腳)與電阻R3、電容C4、BG0組成串聯式儲能穩壓電源1(3)，並且通過二極體D1、電阻R13與輸入／輸出雙向接口電路(6)的接口端相接。二極體D1與防止接於其負極端的電容C0對輸出端的影響。電阻R2、R5和穩壓二極體DZ3與輸入／輸出雙向接口電路(6)組成並聯式儲能穩壓電源2(2)的第一部份；R2與R5之間二極體D0為了防止與其間對地相接的電容C3對輸出端的應響。電阻R14、R16電容C2組成儲能穩壓電源2(2)的第二部分。將其輸入接到橋式整流電路的正極端，並且通過電阻R8接於地址控制碼解碼電路(5)的(14腳)。電阻R14、電容C2的另一端，通過電阻R16接於穩壓二極體DZ3的負端，由電阻R14、R16、電容C2的公共點引出P0點，直接接於高輸入阻抗的離子式傳感器(1)。電阻R16可以保證有較寬的動態範圍和高的靈敏度的輸出。
權利要求1.一種火災自動報警系統，特別是二總線可編址控制裝置，該裝置的四個電極，全並聯到控制器的對應的二根總線上，其特徵在於a)二總線可編址模擬量輸出探測器由傳感器(1)、儲能穩壓電源2(2)、儲能穩壓電源1(3)、高輸入阻抗鎖相環集成電路IC1(4)、地址控制碼解碼電路IC0(5)、輸入/輸出雙向接口電路(6)和直流穩壓電源(7)等組成；b)輸入/輸出雙向接口電路(6)，採用二總線制；c)輸入/輸出雙向接口電路(6)，採用橋式整流電路；d)採用高輸入阻抗鎖相環集成的V/F變換電路(4)。
2.按權利要求1所述的二總線可編址模擬量輸出探測器，其特徵在於高輸入阻抗鎖相環集成電路IC1(4)的控制端(5腳)，接有由二極體D4、D5和電阻R12組成的「或門」電路。
3.按權利要求1或2所述的二總線可編址模擬量輸出探測器，其特徵在於地址控制碼解碼電路IC0(5)的(17腳)接於高輸入阻抗鎖相環集成電路IC1(4)的控制端(3腳)。
4.按權利要求1或3所述的二總線可編址模擬量輸出探測器，其特徵在於由HT12D組成的地址控制碼解碼電路IC0(5)，設定本探測器地址的8位開關組SW0。
5.按權利要求1所述的二總線可編址模擬量輸出探測器，其特徵在於輸入的串行地址／控制碼脈衝信號與被檢測的頻率脈衝信號共用兩根總線。
6.按權利要求1或5所述的二總線可編址模擬量輸出探測器，其特徵在於輸入／輸出雙向接口電路(6)，從橋式整流電路的兩個二極體D7與D8和D6與D9之間的「正、負」端分別引出兩個電極(X1、X0)。
7.按權利要求1或4所述的二總線可編址模擬量輸出探測器，其特徵在於地址控制碼解碼電路IC0(5)的(13腳)接有由(R11、BG2、R10、D2)組成的待定邏輯狀態電路，並配有備用接口P1、P2、P3。
8.按權利要求1或6所述的二總線可編址模擬量輸出探測器，其特徵在於輸入／輸出雙向接口電路(6)的橋式整流二極體D6和D7的「負極」端與電阻R13、R9、R5和穩壓二極體DZ2組成的公共點相聯。
9.按權利要求1所述的二總線可編址模擬量輸出探測器，其特徵在於由電阻R2、R5、穩壓二極體DZ3和電阻R14、R16、C2兩 部份構成的儲能穩壓電源2(2)，其輸出端是通過電阻R16與穩壓二極體DZ3的負極端相接。
專利摘要本實用新型涉及一種具有四位鎖存功能的可配接各種感煙式,感溫式和感光式傳感器的二總線可編址模擬量輸出探測裝置。其輸出採用橋式整流的輸入/輸出雙向接口電路，共用兩根不分極性的二總線，從而實現從控制器到各探測器之間的不同信號的雙向通信。實現了輸出跟隨著被檢測的物理量連續變化的頻率脈衝信號。因而能通用於各種物理量的絕對值和梯度的多點連續檢測。適用範圍廣，成本低，維護，安裝方便和可靠性能強等優點。
文檔編號G08B17/10GK2069585SQ9020045
公開日1991年1月16日 申請日期1990年1月11日 優先權日1990年1月11日
發明者千傑, 全洪, 千波 申請人:千傑