專利名稱：一種火災報警裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及建筑防火報警的技術領域，特別是一種能夠同時檢測出室內的可燃氣體、溫度和煙霧的火災報警裝置。
背景技術：
火災，幾乎是和火的利用同時發生的，又隨著社會的發展，物資財富的增加，而造成更多更大的危害。特別是城市，具有建筑物密、人口集中、財物集中，易燃易爆物品源多、點多量大、面廣的特點，從而帶來更多的火災和爆炸隱患。一旦發生火災與爆炸，人員傷亡大，經濟損失嚴重。消防部門的統計顯示，在所有的火災比例中，家庭火災已經占到了全國火災的30%左右。近年來，擁有感煙報警器的家庭有所增長，住宅失火造成的死亡數幾乎降低了一 半。火災初起的煙霧會積聚在室內天花板下，煙霧探測器能夠實時監視探測煙霧的存在，每45s左右對環境進行周期性檢測；報警器通過內部智能處理器感應離散光源、微小的煙粒和氣霧來檢測，一旦檢測到煙霧，立刻通過一個內置的專用IC驅動電路和一個外部壓電式換能器輸出報警聲，使人們及早得知火情，將火災撲滅在萌芽狀態。傳統的感煙型火災報警器的工作原理是內置一發射對管(即一個發光元件和一個光敏元件)。在正常情況下，光源發出的光通過透鏡射到光敏元件上，電路維持正常；而如果有煙霧從中阻隔，到達光敏元件上的光就顯著減弱，于是光敏元件就把光強的變化變成電的變化，通過放大電路向人們報警。傳統的可燃氣體報警器(一氧化碳報警器)是通過一氧化碳傳感器來感應空氣中一氧化碳氣體的濃度，并將其轉變成電信號。電信號的大小與一氧化碳的濃度有關。一氧化碳報警器按所使用的傳感器來分類，一般分為半導體一氧化碳報警器、電化學一氧化碳報警器、紅外一氧化碳檢測儀等，從測量靈敏度、精度、穩定性、抗交叉氣體干擾來說，性能最好的是紅外一氧化碳檢測儀，但比較昂貴適合實驗室使用，民用的一般為半導體和電化學的一氧化碳報警器。然而，現有技術的煙霧傳感器可靠性差，例如，如果有異物(飛蟲)等進入傳感器內部，則很有可能阻斷光路，造成誤報。此外，目前市場中也尚無一種集成了溫度傳感器、煙霧傳感器和可燃氣體傳感器的火災報警裝置。
實用新型內容鑒于現有技術的上述不足，本實用新型提供了一種具有改進的煙霧檢測器、并能夠同時檢測出室內的可燃氣體、溫度和煙霧的火災報警裝置。根據本實用新型的一個方面，提供了一種火災報警裝置，包括溫度傳感器、散射型光學煙霧傳感器、可燃氣體傳感器、第一放大電路、第二放大電路和控制器；其中，所述散射型光學煙霧傳感器和可燃氣體傳感器的輸出分別連接到所述第一放大電路和第二放大電路的輸入，所述第一放大電路和第二放大電路的輸入以及所述溫度傳感器的輸出連接到控制單元；其中，所述散射型光學煙霧傳感器包括光發射部件，用于發出檢測用光；光接收部件，用于接收檢測用光，以及設置在所述光發射部件和所述光接收部件之間的遮光板，用于遮擋來自光發射部件的檢測用光，使得光接收部件無法直接接收到該檢測用光；其中，所述光發射部件和光接收部件的光軸彼此相交于位于所述遮光板之下的一個點。此外，本實用新型的溫度傳感器可以采用HAMAMATSU的R2868 UV TRON紫外探測器，可燃氣體傳感器可以采用FIGARO的可燃氣體傳感器TGS 813。并且，所述第一放大電路和第二放大電路分別包括兩級放大電路。本實用新型的火災報警裝置結構緊湊，檢測精度高，誤報率極低。
圖I是本實用新型的火災報警裝置的外部結構示意圖； 圖2是本實用新型的火災報警裝置的元件連接示意圖；圖3是本實用新型的散射型光學煙霧傳感器的原理性結構圖；以及圖4是本實用新型的火災報警裝置中的控制單元中的第一和第二放大電路的電路結構不意圖。
具體實施方式
下面，將結合附圖說明本實用新型的實施方式。圖I是本實用新型的火災報警裝置的外部結構示意圖。如圖所述，該火災報警裝置I可以安裝于屋頂等位置。本實用新型的火災報警裝置I采用現有技術的常用設計，為層疊圓柱體狀，在下部設有多個空氣通孔2，用于使得火災報警裝置I內的溫度、氣體成分等與火災報警裝置I的外部環境一致。圖2示出了本實用新型的火災報警裝置I的元件連接示意圖(忽略了外殼體)。如圖2所示，本實用新型的火災報警裝置I的內部元件包括溫度傳感器21、散射型光學煙霧傳感器22、可燃氣體傳感器23、第一放大電路24、第二放大電路25和控制器26,所述散射型光學煙霧傳感器22和可燃氣體傳感器23的輸出分別連接到所述第一放大電路24和第二放大電路25的輸入,所述第一放大電路24和第二放大電路25的輸入以及所述溫度傳感器21的輸出連接到控制單元26。本實用新型的火災報警裝置I的工作原理如下。所述溫度傳感器21、散射型光學煙霧傳感器22和可燃氣體傳感器23分別對室內的溫度、煙霧濃度和可燃氣體濃度進行檢測。所述第一放大電路24和第二放大電路25對所述散射型光學煙霧傳感器22和可燃氣體傳感器23的微弱輸出信號進行放大。放大后的溫度檢測結果信號和煙霧檢測結果信號連同所述溫度傳感器21的溫度檢測結果信號一起被輸入至控制器26。該控制器26將所述放大后的溫度檢測結果信號、放大后的煙霧檢測結果信號以及溫度檢測結果信號與預設的閾值分別進行比較，如果上述三個信號中的一個或以上超過預設閾值，則該控制器26向蜂鳴器(未示出)或小區安保中心(未示出)等發出警報信號。優選地，本實用新型的溫度傳感器21可以采用HAMAMATSU的R2868 UVTRON紫外探測器。R2868使利用光電效應的金屬和氣體乘法效果，具有廣泛的角度靈敏度(方向性)，并能迅速可靠地檢測從火焰輻射出的微弱紫外線。優選地，本實用新型的可燃氣體傳感器23可以采用日本費加羅FIGARO的可燃氣體傳感器TGS 813。TGS813傳感器對甲烷、丙烷、丁烷的靈敏度高，對天然氣、液化氣的監視也很理想。這種傳感器可檢知多種可燃氣體，所以是對各種應用方式都很優越的低成本傳感器。可燃氣體傳感器TGS 813的量程為500-10000ppm，靈敏度為O. 60±0. 05(電阻比)。本實用新型的控制單元26可以采用常用的單片機。由于該控制單元26的結構是本領域技術人員熟知的而非本實用新型的發明要點，因此在此不再贅述。接下來，將參照圖3，詳細說明本實用新型的散射型光學煙霧傳感器22的結構。該散射型光學煙霧傳感器22包括光發射部件31 (例如LED發光裝置)，用于發出檢測用光；光接收部件32，用于接收檢測用光，以及設置在所述光發射部件31和所述光接收部件32之間的遮光板33，用于遮擋來自光發射部件31的檢測用光，使得光接收部件32無法直接接收到該檢測用光。所述光發射部件31的光軸Al和光接收部件32的光軸A2彼 此相交于P點(即，檢測點)，該P點位于遮光板33之下以及該散射型光學煙霧傳感器22的透明面板34之外。在正常狀態下，由于P點處的空氣中沒有因燃燒產生的煙霧，因此檢測用光的散射效果不明顯，從而光接收部件32無法接收到檢測用光。而當P點處的空氣中存在煙霧，則檢測用光在P點處的散射效果明顯，使得光接收部件32接收到檢測用光，從而產生檢測信號。由于檢測點(P點)位于遮光板33之下以及該散射型光學煙霧傳感器22的透明面板34之外，因此無需在散射型光學煙霧傳感器22內設置復雜的光學迷宮和檢測腔，從而減小了散射型光學煙霧傳感器22的整體體積。下面，對本實用新型中采用的第一放大電路24和第二放大電路25進行描述。這兩個放大電路分別用來對所述散射型光學煙霧傳感器22和可燃氣體傳感器23的微弱輸出信號進行放大，并且這兩個放大電路的結構相同。圖3示出了這兩個放大電路的電路結構。如圖3所示，第一放大電路24(第二放大電路25)包括第一級放大電路和第二級放大電路。該第一級放大電路包括型號為ICL7650 (Intersil公司利用動態校零技術和CMOS工藝制作的斬波穩零式高精度運放)的第一運算放大器Ul和第二運算放大器U2以及第I電阻Rl至第6電阻R6、第I電容Cl至第11電容C11。該第二級放大電路包括型號為ICL7650的第三運算放大器U3、第7電阻R7至第9電阻R9和第12電容C12至第15電容C15。第一運算放大器Ul的3腳經第I電阻Rl接輸入端V2，第I電阻Rl的兩端分別經第I電容Cl和第2電容C2接地，第一運算放大器Ul的8腳和5腳之間連接第3電容C3，I腳和5腳之間連接第4電容C4，7腳接+5V電源，4腳接-5V電源，2腳和6腳之間接并聯的第2電阻R2和第10電容C10，第二運算放大器U2的3腳經第4電阻R4接輸入端VI，第4電阻R4兩端分別經第6電容C6和第7電容C7接地，第二運算放大器U2的8腳和5腳之間連接第8電容C8，I腳和5腳之間連接第9電容C9，7腳接+5V電源，4腳接-5V電源，2腳和6腳之間接并聯的第5電阻R5和第11電容C11，第一運算放大器Ul的2腳和第二運算放大器U2的2腳之間連接第3電阻R3，第二運算放大器U2的6腳經第6電阻R6和第5電容C5接地。第三運算放大器U3的2腳連接第7電阻R7、第8電阻R8和第12電容C12，第7電阻R7的另一端連接第一運算放大器Ul的6腳和第13電容C13，第8電阻R8的另一端連接第三運算放大器U3的輸出腳6腳和第13電容C13的另一端，第12電容C12的另一端接第5電容C5并接地，第三運算放大器U3的3腳經第9電阻R9接地，8腳和5腳之間連接第14電容C14，I腳和5腳之間連接第15電容C15，7腳接+5V電源，4腳接-5V電源。利用本實用新型的火災報警裝置，可以同時檢測出室內的可燃氣體、溫度和煙霧，并在三者的至少任意一種超出預設閾值時，及時發出警報。 本領域技術人員可以理解，上述說明和實例僅僅是示例性的，而并非用于限制本實用新型的范圍。在不超出如權利要求書所限定的本實用新型的范圍的程度下，可以對本實用新型進行各種改進。
權利要求1.一種火災報警裝置，其特征在于，包括溫度傳感器、散射型光學煙霧傳感器、可燃氣體傳感器、第一放大電路、第二放大電路和控制器， 其中，所述散射型光學煙霧傳感器和可燃氣體傳感器的輸出分別連接到所述第一放大電路和第二放大電路的輸入，所述第一放大電路和第二放大電路的輸入以及所述溫度傳感器的輸出連接到控制單元， 其中，所述散射型光學煙霧傳感器包括 光發射部件，用于發出檢測用光； 光接收部件，用于接收檢測用光，以及 設置在所述光發射部件和所述光接收部件之間的遮光板，用于遮擋來自光發射部件的檢測用光，使得光接收部件無法直接接收到該檢測用光， 其中，所述光發射部件和光接收部件的光軸彼此相交于位于所述遮光板之下的一個點。
2.如權利要求I所述的火災報警裝置，其特征在于所述第一放大電路和第二放大電路分別包括第一級放大電路和第二級放大電路。
3.如權利要求2所述的火災報警裝置，其特征在于所述第一級放大電路和所述第二級放大電路中的運算放大器為Intersil ICL7650運放。
專利摘要本實用新型提供一種火災報警裝置，包括溫度傳感器、散射型光學煙霧傳感器、可燃氣體傳感器、第一放大電路、第二放大電路和控制器；其中，所述散射型光學煙霧傳感器和可燃氣體傳感器的輸出分別連接到所述第一放大電路和第二放大電路的輸入，所述第一放大電路和第二放大電路的輸入以及所述溫度傳感器的輸出連接到控制單元；其中，所述散射型光學煙霧傳感器包括光發射部件，用于發出檢測用光；光接收部件，用于接收檢測用光，以及設置在所述光發射部件和所述光接收部件之間的遮光板，用于遮擋來自光發射部件的檢測用光，使得光接收部件無法直接接收到該檢測用光；其中，所述光發射部件和光接收部件的光軸彼此相交于位于所述遮光板之下的一個點。本實用新型的火災報警裝置結構緊湊且檢測精度高。
文檔編號G08B17/00GK202584335SQ20112053114
公開日2012年12月5日 申請日期2011年12月19日 優先權日2011年12月19日
發明者孫軍文, 姚燕 申請人:浙江同興建設有限公司