智能光溫複合探測器的製作方法
2024-03-22 13:28:05
專利名稱：智能光溫複合探測器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種自動監測裝置，特別涉及一種可自動編程的帶漂移補償監測的同時測量煙霧濃度和溫度等多參數的複合功能的探測器。
本實用新型利用以下技術方案實現以上目的本智能光溫複合探測器，它由上蓋組件、支架組件及底座組件構成，上蓋組件為面殼；支架組件由暗室盒、防塵網、支架、電路控制板、後蓋、屏蔽小罩組成，底座組件由底座、彈簧接觸片、導電片、組合螺釘組成，防塵網固定在暗室盒的環型槽中，發射管、接收管、傳感器支架、屏蔽小罩固定在支架上，電路控制板固接在支架、後蓋之間，導電片壓在彈簧接觸片上再固定在底座的槽中，導電片下邊的螺紋中固定有組合螺釘；上蓋組件與支架組件通過面殼與支架固接在一起，支架組件與底座組件通過支架與底座固接在一起；電路部分由CPU、溫度傳感器、光電傳感器、編址及測試電路、存儲器、復位電路、通信電路及輔助電路組成，溫度傳感器、編址及測試電路、存儲器、復位電路、通信電路與輔助電路分別與CPU相連。
上蓋組件與支架組件通過面殼的塑膠扣與支架扣位聯接，支架組件與底座組件通過支架與底座旋轉扣緊聯接。
面殼頂部中間帶有孔或不帶有孔，在帶有孔的面殼的頂部通過孔型扣位連接有小頂蓋。
面殼頂部中間帶有孔，孔型為梅花狀。
電路控制板、後蓋通過銅鉚釘與支架連接，銅鉚釘為空心鉚釘、圓頭鉚釘。
防塵網為通用不鏽鋼網。
底座上通過少量塑膠連接有防拆自鎖釘。
電路控制板與支架之間有指示燈導光柱，指示燈導光柱的材料為有機玻璃。
溫度傳感器使用負溫度係數熱敏電阻；存儲器為EEPROM-24LC02；復位電路為看門狗電路；編址及測試電路由幹簧管電路組成。
光電傳感器由三極體、電容、電阻、發射管、接收管、放大電路模塊組成，發射管的正極與通過電阻與電位相連，發射管的負極與三極體的集電極相連，三極體的發射極與電阻相連，電容與發射管的正極相連，三極體的基極與電阻相連，另一端接地，與口線輸出相連，口線輸出與二極體的正極相連，二極體的負極接地；接收管的正極與放大電路模塊，接收管的負極通過電阻與電位相連。
本實用新型利用以上技術方案，能同時監測兩種火災參數，即煙霧濃度和溫度的變化，克服通常單一光電探測器對一些特殊類型火災的不適應性，並對國際五種類型的火災燃燒實驗均有靈敏反應，具有自檢測功能，對火災數據做複合算法智能判斷，最大限度排除外界複雜環境因素的幹擾，大大降低誤報率。
(1)上蓋組件由面殼1、小頂蓋2組成。面殼1、小頂蓋2通過塑膠扣位連接。本實用新型採用分體式結構，如果用此款設計做光電探頭，將不需要小頂蓋2，我們可通過模具轉換鑲塊，用同一套模具啤出中間不帶梅花型孔的面殼1。小頂蓋2的作用是，保護溫度傳感器元件。
(2)支架組件由暗室盒3、防塵網4、探測器支架9、電路控制板11、後蓋13、屏蔽小罩5、發射管6、接收管8、傳感器支架7、指示燈導光柱10、空心鉚釘12、圓頭鉚釘14組成。探測器支架9、電路控制板11通過銅鉚釘12、14聯結固定，鉚釘12、14兼起導電觸點作用，簡單實用。
暗室盒3設計上，有專門用與放置防塵網4的環型槽，使防塵網4簡單放置後即可定位，並一起對齊支架9輕按，通過支架9上的定位部分及塑膠扣位固定，簡單方便可靠。支架9上，對發射管6、接收管8、屏蔽小罩5、傳感器支架7、指示燈導光柱16均有定位及夾緊部分。電路控制板11、通過銅鉚釘12、14聯結固定，鉚釘兼起導電觸點作用，省去了固定螺釘及組裝時的麻煩。由於結構上解決了防塵網4的定位及固定問題，防塵網4採用了通用的進口不鏽鋼網，在確保質量，簡化工藝的同時，成本大大降低。
(3)底座組件由底座19、導電片18、彈簧接觸片16、組合螺釘15及防拆卸自鎖釘17組成。防拆卸自鎖釘17和底座19一起製造，用戶安裝時可自由選擇是否啟用自鎖防拆功能。防拆卸自鎖釘17和底座19一起啤出(相當一個塑膠件)，防拆卸自鎖釘17和底座19有少量塑膠相連。當用戶安裝底座時，如需要啟用防拆自鎖功能，將防拆卸自鎖釘17輕輕從底座19上掰下，放入底座19相應的位置，然後將底座組件安裝到天花板上。否則，防拆卸自鎖釘17連在底座19上不動，並不影響安裝使用，但沒有防拆功能。防拆卸自鎖釘17可隨時備用，不易丟失且方便使用。導電片18、彈簧接觸片16、組合螺釘15起接線端子及觸點的作用，裝配時導電片18、彈簧接觸片16放入底座19相應的槽內，導電片18通過限位結構及彈簧接觸片16自身的彈性會將其自動壓緊，然後將組合螺釘15旋入導電片18尾部的螺紋孔內，組合螺釘15的尾部會伸進底座19上相應的塑膠孔內，限制導電片18不會掉下，同時組合螺釘15還有連結外部線路，起接線端子的作用，結構簡單實用。安裝使用時，先將底座組件安裝在天花板上，將上蓋組件和支架組件對準底座旋轉即可將上蓋組件和支架組件安裝在底座上，如果有自鎖功能，當探頭旋轉到正確位置時，防拆自鎖釘17會由於重力落下，從而卡住上蓋組件和支架組件不能旋轉，起到防拆功能。
由圖2-3所示，電路控制板11由CPU、溫度傳感器、光電傳感器、幹簧管、存儲器、復位電路、通信電路及輔助電路組成，溫度傳感器、光電傳感器、編址及測試電路、存儲器、復位電路、通信電路與輔助電路分別與CPU相連。
本實用新型採用兩總線有極性接線方法，電路板上端子引入處就近焊接一個瞬變二極體，以消除電磁幹擾。Q1及穩壓二極體Z1組成穩壓電路，輸出11.5伏後再經三端穩壓器Q2後提供CPU工作電源3.3伏。
總線信號經過Q3、Q4組成的整形電路後，送至CPU，經軟體處理解出命令碼，並做出相應反應，例如點亮紅燈或綠燈，將火警或故障信息經反饋電路傳回控制器。探測器與控制電路的數據交換是通過電流反饋實現的，由Q8、Q9組成的恆流源電路，在控制口線置高時，在總線上形成50毫安的電流，控制電路只需檢出該電流即可。
CPU負責探測器的通訊、火災數據的採集、火警故障的判斷及狀態的自檢測等。為保證可靠工作，單片機的復位採用看門狗電路，用555定時器接成多諧振蕩器，單片機定期發送一個脈衝通過Q11給電容C13放電，這樣振蕩器不能進入振蕩，保持高電平輸出，一旦程序跑飛，振蕩器進入振蕩狀態，單片機被復位。為了降低整個探測器工作電流，單片機使用400KHZ的工作頻率，選用低功耗器件。對通用運放TL062的使用，採取間隙供電的方式，有Q6、Q7組成，需要採集數據時，由單片機控制給出11伏電源供TL062使用。探測器的數據存儲是存放在EEPROM--24LC02中的，包括探測器的地址、報警閾值、出廠參數記錄等信息，安全可靠，永不丟失。地址信息是可以隨意設置的，通過控制器自動編程或手持編程器手動編程均可。編址及測試電路由幹簧管電路組成，在編程狀態時用磁鐵吸合即可自動設置地址，在通常巡檢狀態時則可用來模擬報火警。
傳感器的質量是一個探測器性能是否優良的重要保證。本探測器中，溫度傳感器採用高靈敏度進口熱敏電阻，穩定性高，一致性好。電路中TEMP和R37組成分壓電路，單片機的A/D可以迅速採集到環境溫度的變化，從而做出判斷。
由圖4所示，紅外發射管6由單片機控制周期地發射940納米的紅外光，電路實現由Q10、D7、C6、R20等完成，D7為紅外發射管6，發射脈衝的佔空比很高，為1∶10000，瞬間發射電流可達600毫安。傳感器支架7使紅外光不能直接進入接收管8，發光二極體PHOTO為接收管8。紅外接收管8與模塊U2等組成接收放大部分。暗室3外部的光線不能進入暗室內部，而煙霧則能進入。在暗室3內部，紅外光發射時，正常情況下接收管8並不能接受到紅外光，當煙霧進入暗室3並擴散到整個暗室3時，由於煙霧粒子的存在，部分紅外光因光散射的作用被接收管8接收到，放大器將之轉成電壓信號輸出，輸出信號強度隨煙霧濃度正比變化。
由圖5所示，暗室3的設計中，另有一個發光管D4從底部向上發射光脈衝，用以檢測暗室3灰塵堆積的情況，給出是否需要清洗的信息，同時也用於光散射的鋪助測量，這個設計彌補了普通光電探測器對小顆粒黑煙及明火產生的不可見顆粒煙霧不敏感的缺陷。用於檢測灰塵的紅外光發射與煙霧監測的紅外光發射不是同時進行的。暗室3使接收管8平常時能接收到用於灰塵檢測的紅外光，這個值是確定的，當灰塵堆積出現時，接收到的紅外光減弱，單片機根據變化的情況做出相應補償。發光管D4由單片機直接驅動。這部分還有另外的功能，普通光電感煙探測器在監測黑煙時不敏感，這是由於光電感煙探測器基於光散射原理的物理特性決定的。本實用新型利用發光管D4，用光反射的原理監測煙霧濃度，結合圖4的光散射檢測，輔以智能算法，大大彌補了通常光電感煙探測器對黑煙不敏感的不足，拓寬了可監測火災的類型。
權利要求1.一種智能光溫複合探測器，它由上蓋組件、支架組件及底座組件構成，上蓋組件為面殼(2)；支架組件由暗室盒(3)、防塵網(4)、支架(9)、電路控制板(11)、後蓋(13)、屏蔽小罩(5)組成，底座組件由底座(19)、彈簧接觸片(16)、導電片(18)、組合螺釘(15)組成，其特徵在於防塵網(4)固定在暗室盒(3)的環型槽中，發射管(6)、接收管(8)、傳感器支架(7)、屏蔽小罩(5)固定在支架(9)上，電路控制板(11)固接在支架(9)、後蓋(13)之間，導電片(18)壓在彈簧接觸片(16)上再固定在底座(19)的槽中，導電片(18)下邊的螺紋中固定有組合螺釘(15)；上蓋組件與支架組件通過面殼(2)與支架(9)固接在一起，支架組件與底座組件通過支架(9)與底座(19)固接在一起；電路部分(11)由CPU、溫度傳感器、光電傳感器、編址及測試電路、存儲器、復位電路、通信電路及輔助電路組成，溫度傳感器、編址及測試電路、存儲器、復位電路、通信電路與輔助電路分別與CPU相連。
2.根據權利要求1所述的一種智能光溫複合探測器，其特徵在於所述的上蓋組件與支架組件通過面殼(2)的塑膠扣與支架(19)扣位聯接，支架組件與底座組件通過支架(9)與底座(19)旋轉扣緊聯接。
3.根據權利要求1所述的一種智能光溫複合探測器，其特徵在於所述的面殼(2)頂部中間帶有孔或不帶有孔，在帶有孔的面殼(2)的頂部通過孔型扣位連接有小頂蓋(1)。
4.根據權利要求3所述的一種智能光溫複合探測器，其特徵在於所述的面殼(2)頂部中間帶有孔，孔型為梅花狀。
5.根據權利要求1所述的一種智能光溫複合探測器，其特徵在於所述的電路控制板(11)、後蓋(13)通過銅鉚釘(12)、(14)與支架(9)連接，銅鉚釘(12)為空心鉚釘，銅鉚釘(14)為圓頭鉚釘。
6.根據權利要求1所述的一種智能光溫複合探測器，其特徵在於所述的防塵網(4)為通用不鏽鋼網。
7.根據權利要求1所述的一種智能光溫複合探測器，其特徵在於所述的底座(19)上通過少量塑膠連接有防拆自鎖釘(17)。
8.根據權利要求1所述的一種智能光溫複合探測器，其特徵在於所述的電路控制板(11)與支架(9)之間有指示燈導光柱(10)，指示燈導光柱(10)的材料為有機玻璃。
9.根據權利要求1所述的一種智能光溫複合探測器，其特徵在於所述的溫度傳感器為負溫度係數熱敏電阻；存儲器為EEPROM-24LC02；復位電路為看門狗電路；編址及測試電路由幹簧管電路組成。
10.根據權利要求1所述的一種智能光溫複合探測器，其特徵在於所述的光電傳感器由三極體Q10、電容C6、電阻R20、發射管(6)、接收管(8)、放大電路模塊U2組成，發射管(6)的正極與通過電阻R23與電位V+相連，發射管(6)的負極與三極體Q10的集電極相連，三極體Q10的發射極與電阻R20相連，電容C6與發射管(6)的正極相連，三極體Q10的基極與電阻R38、R18相連，電阻R14另一端接地，電阻R38與口線輸出RB4相連，口線輸出RB4與二極體D4的正極相連，二極體D4的負極接地；接收管(8)的正極與放大電路模塊U2，接收管(8)的負極通過電阻R28與電位V1相連。
專利摘要本實用新型為一種智能光溫複合探測器，它由上蓋組件、支架組件及底座組件構成，上蓋組件為面殼2，支架組件由暗室盒3、防塵網4、支架9、電路控制板11、後蓋13、屏蔽小罩5組成，底座組件由底座19、彈簧接觸片16、導電片18、組合螺釘15組成。它能同時監測兩種火災參數，即煙霧濃度和溫度的變化，克服通常單一光電探測器對一些特殊類型火災的不適應性，並對國際五種類型的火災燃燒實驗均有靈敏反應，具有自檢測功能，對火災數據做複合算法智能判斷，最大限度排除外界複雜環境因素的幹擾，大大降低誤報率。
文檔編號G01N21/53GK2535804SQ0222693
公開日2003年2月12日 申請日期2002年4月16日 優先權日2002年4月16日
發明者孫宇, 聶郝榮, 顏澤玉 申請人:深圳市賦安安全系統有限公司