本安型光電感煙火災(zāi)探測器的探測電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種本安型光電感煙火災(zāi)探測器的探測電路，包括發(fā)光電路和信號(hào)檢測電路；信號(hào)檢測電路包括信號(hào)接收電路、運(yùn)算放大電路和信號(hào)輸出電路。發(fā)光電路由電阻R11、R12、電容C11、三極管VT2、電阻R23～R26及紅外發(fā)光二級(jí)管VD12組成。信號(hào)接收電路由電阻R13、R14、電容C14和光敏接收管VD11組成。運(yùn)算放大電路由電阻R15～R20、電容C14～C18和運(yùn)放N2A、N2B組成；所述信號(hào)輸出電路由電容C19、C20、電阻R21、R22組成。本實(shí)用新型的探測電路，具有功耗低、抗干擾能力強(qiáng)、本質(zhì)安全等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】本安型光電感煙火災(zāi)探測器的探測電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種本安型光電感煙火災(zāi)探測器的探測電路。
【背景技術(shù)】
[0002]火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)中有多種類型火災(zāi)探測器:感煙探測器、感溫探測器及火焰探測器等。感煙探測器檢測火災(zāi)陰燃階段產(chǎn)生的煙霧濃度，是實(shí)現(xiàn)火災(zāi)早期探測的最實(shí)用、有效產(chǎn)品。
[0003]感煙探測器按工作原理可分為離子感煙、光電感煙、紅外光束感煙、空氣采樣感煙等，按使用環(huán)境可分為本安型和非本安型。不同類型的探測器所適用的場合各不相同，本安型感煙火災(zāi)探測器主要適用于化工、石油和制藥、半導(dǎo)體等具有爆炸性氣體環(huán)境場所。根據(jù)GB3836規(guī)定，本安型電氣設(shè)備的全部電路在規(guī)定的試驗(yàn)條件下產(chǎn)生的電火花或熱效應(yīng)不得點(diǎn)燃規(guī)定的爆炸性氣體混合物。
[0004]目前應(yīng)用最廣泛的感煙探測器為光電感煙探測器，利用紅外發(fā)光管發(fā)出紅外脈沖光，利用光敏接收管接收煙霧顆粒散射的紅外光，使用一級(jí)或兩級(jí)運(yùn)放電路對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大后實(shí)現(xiàn)火警檢測。
[0005]圖2為現(xiàn)有技術(shù)的光電感煙火災(zāi)探測器的探測電路圖，VTl導(dǎo)通后VDl發(fā)光，MCU口線為運(yùn)放NI提供電源，控制其工作，N1A、NlB及外圍電路組成放大倍數(shù)幾百倍的放大電路。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)存在的主要問題:運(yùn)放靜態(tài)功耗較大(單通道10uA或以上)，通過改變占空比雖可降低功耗，但接收檢測電路對(duì)信號(hào)響應(yīng)速度受到影響；發(fā)光電流較小、第一級(jí)運(yùn)放電路放大倍數(shù)大，將干擾信號(hào)也放大，抗干擾能力弱；發(fā)光電路易產(chǎn)生電火花，無法實(shí)現(xiàn)本質(zhì)安全性能。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]本實(shí)用新型是為避免上述已有技術(shù)中存在的不足之處，提供一種光電感煙火災(zāi)探測器的探測電路，由信號(hào)接收電路、運(yùn)算放大電路和信號(hào)輸出電路信號(hào)檢測電路構(gòu)成信號(hào)檢測電路，采用超低功耗運(yùn)放持續(xù)工作，發(fā)光電路采用PNP達(dá)林頓管驅(qū)動(dòng)、增加本安保護(hù)電路，實(shí)現(xiàn)功耗低、強(qiáng)抗干擾能力、本質(zhì)安全性能。
[0008]本實(shí)用新型為解決技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案。
[0009]本安型光電感煙火災(zāi)探測器的探測電路，包括發(fā)光電路和信號(hào)檢測電路，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，所述信號(hào)檢測電路包括信號(hào)接收電路、運(yùn)算放大電路和信號(hào)輸出電路；信號(hào)接收電路、運(yùn)算放大電路和信號(hào)輸出電路依次連接。
[0010]所述發(fā)光電路由電阻R11、R12、電容C11、三極管VT2、電阻R23?R26及紅外發(fā)光二級(jí)管VD12組成。
[0011]電阻R23與Cll并聯(lián)接于VT2的發(fā)射級(jí)與基極之間，電阻Rll、R12串聯(lián)后接VT2的基極，VT2的集電極接電阻R24 —端，R24另一端與電阻R25、VD12的正極依次串聯(lián)，R26與VD12并聯(lián)，VD2負(fù)極接地。
[0012]所述信號(hào)接收電路由電阻R13、R14、電容C14和光敏接收管VDll組成；所述運(yùn)算放大電路由電阻R15?R20、電容C14?C18和運(yùn)放N2A、N2B組成；所述信號(hào)輸出電路由電容 C19、C20、電阻 R21、R22 組成。
[0013]電阻R13與VDll并聯(lián)后再與電阻R14串聯(lián)，連接點(diǎn)接電容C13—端，C13另一端與運(yùn)放N2A的輸入正連接，電阻R15、電容C14并聯(lián)于N2A的輸入負(fù)與輸出端之間，N2A的輸入負(fù)接電阻R16—端，R16另一端與電容C15連接，N2A的輸出端接電容C16 —端，C16另一端與電阻R17、R18、運(yùn)放N2B的輸入正連接。
[0014]電阻R19、電容C17并聯(lián)于N2B的輸入負(fù)與輸出端之間，N2B的輸入負(fù)接電阻R20一端，R20另一端與電容C18連接，N2B的輸出端接電容C19 一端，C19另一端與電阻R21 —端、R22 —端連接，R22另一端與電容C20連接。
[0015]所述運(yùn)放N2A和N2B均采用低功耗運(yùn)算放大器SGM8522。
[0016]與已有技術(shù)相比，本實(shí)用新型有益效果體現(xiàn)在:
[0017]本實(shí)用新型的本安型光電感煙火災(zāi)探測器的探測電路，包括發(fā)光電路和信號(hào)檢測電路；信號(hào)檢測電路包括信號(hào)接收電路、運(yùn)算放大電路和信號(hào)輸出電路。所述發(fā)光電路中，電阻R13、電容C12防止探測器上電瞬間以及外部干擾使三極管VTl導(dǎo)通，造成VD2誤發(fā)光。電阻R1、R2實(shí)現(xiàn)了 VTl基極本安“ia”等級(jí)保護(hù)；電阻R14、R15實(shí)現(xiàn)了 VTl集電極本安“ia”等級(jí)保護(hù)。三極管VTl為PNP型達(dá)林頓管，對(duì)通常為正極性的干擾信號(hào)有較好的抗干擾作用
[0018]本實(shí)用新型的本安型光電感煙火災(zāi)探測器的探測電路，由信號(hào)接收電路、運(yùn)算放大電路和信號(hào)輸出電路信號(hào)檢測電路構(gòu)成信號(hào)檢測電路，采用超低功耗運(yùn)放持續(xù)工作，發(fā)光電路采用PNP達(dá)林頓管驅(qū)動(dòng)、增加本安保護(hù)電路，實(shí)現(xiàn)功耗低、強(qiáng)抗干擾能力、本質(zhì)安全性能。
[0019]本實(shí)用新型的探測電路，具有功耗低、抗干擾能力強(qiáng)、本質(zhì)安全等優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1為本實(shí)用新型的本安型光電感煙火災(zāi)探測器的探測電路的結(jié)構(gòu)框圖。
[0021]圖2為現(xiàn)有技術(shù)的光電感煙火災(zāi)探測器的探測電路圖。
[0022]以下通過【具體實(shí)施方式】，并結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
【具體實(shí)施方式】
[0023]參見圖1，本安型光電感煙火災(zāi)探測器的探測電路，包括發(fā)光電路和信號(hào)檢測電路；所述信號(hào)檢測電路包括信號(hào)接收電路、運(yùn)算放大電路和信號(hào)輸出電路；信號(hào)接收電路、運(yùn)算放大電路和信號(hào)輸出電路依次連接。
[0024]所述發(fā)光電路由電阻R11、R12、電容C11、三極管VT2、電阻R23?R26及紅外發(fā)光二級(jí)管VD12組成。
[0025]電阻R23與Cll并聯(lián)接于VT2的發(fā)射級(jí)與基極之間，電阻Rll、R12串聯(lián)后接VT2的基極，VT2的集電極接電阻R24 —端，R24另一端與電阻R25、VD12的正極依次串聯(lián)，R26與VD12并聯(lián)，VD2負(fù)極接地。
[0026]所述信號(hào)接收電路由電阻R13、R14、電容C14和光敏接收管VDll組成；所述運(yùn)算放大電路由電阻R15?R20、電容C14?C18和運(yùn)放N2A、N2B組成；所述信號(hào)輸出電路由電容 C19、C20、電阻 R21、R22 組成。
[0027]電阻R13與VDll并聯(lián)后再與電阻R14串聯(lián)，連接點(diǎn)接電容C13—端，C13另一端與運(yùn)放N2A的輸入正連接，電阻R15、電容C14并聯(lián)于N2A的輸入負(fù)與輸出端之間，N2A的輸入負(fù)接電阻R16—端，R16另一端與電容C15連接，N2A的輸出端接電容C16 —端，C16另一端與電阻R17、R18、運(yùn)放N2B的輸入正連接。
[0028]電阻R19、電容C17并聯(lián)于N2B的輸入負(fù)與輸出端之間，N2B的輸入負(fù)接電阻R20一端，R20另一端與電容C18連接，N2B的輸出端接電容C19 一端，C19另一端與電阻R21 —端、R22 —端連接，R22另一端與電容C20連接。
[0029]所述運(yùn)放N2A和N2B均采用低功耗運(yùn)算放大器SGM8522。
[0030]本安型光電感煙火災(zāi)探測器的探測電路，包括發(fā)光電路和信號(hào)檢測電路，所述信號(hào)檢測電路包括信號(hào)接收電路、運(yùn)算放大電路和信號(hào)輸出電路。信號(hào)接收電路、運(yùn)算放大電路和信號(hào)輸出電路依次連接。
[0031]所述發(fā)光電路由電阻R11、R12、電容C11、三極管VT2、電阻R23?R26及紅外發(fā)光二級(jí)管VD12組成。
[0032]電阻R23與C12并聯(lián)接于VT2的發(fā)射級(jí)與基極之間，電阻Rll、R12串聯(lián)后接VT2的基極，VT2的發(fā)射級(jí)接電源VB、集電極接電阻R24 —端，R24另一端與電阻R25、VD12的正極依次串聯(lián)，R26與VD12并聯(lián)，VD12負(fù)極接地。
[0033]電阻R23、電容Cll防止探測器上電瞬間以及外部干擾使三極管VT2導(dǎo)通，造成VD12誤發(fā)光。電阻R11、R12實(shí)現(xiàn)了 VT2基極本安“ ia”等級(jí)保護(hù)；電阻R24、R25實(shí)現(xiàn)了 VT2集電極本安“ia”等級(jí)保護(hù)。三極管VT2為PNP型達(dá)林頓管，對(duì)通常為正極性的干擾信號(hào)有較好的抗干擾作用；具有10000倍的放大倍數(shù)，給VDll提供較大的發(fā)光電流(瞬間發(fā)光電流可達(dá)幾百mA)，同時(shí)減少了基極驅(qū)動(dòng)電阻R11、R12的阻值及基極電流。電阻R26(10k)在VDll發(fā)生斷路時(shí)減少對(duì)VB電壓的影響。
[0034]所述信號(hào)接收電路由電阻R13、R14、電容C14和光敏接收管VDll組成；所述運(yùn)算放大電路由電阻R15?R20、電容C14?C18和運(yùn)放N2A、N2B組成；所述信號(hào)輸出電路由電容 C19、C20、電阻 R21、R22 組成。
[0035]電阻R13與VDll并聯(lián)后再與電阻R14串聯(lián)，連接點(diǎn)接電容C13—端，C13另一端與運(yùn)放N2A的輸入正連接，電阻R15、電容C14并聯(lián)于N2A的輸入負(fù)與輸出端之間，N2A的輸入負(fù)接電阻R16—端，R16另一端與電容C15連接，N2A的輸出端接電容C16 —端，C16另一端與電阻R17、R18、運(yùn)放N2B的輸入正連接。
[0036]電阻R19、電容C17并聯(lián)于N2B的輸入負(fù)與輸出端之間，N2B的輸入負(fù)接電阻R20一端，R20另一端與電容C18連接，N2B的輸出端接電容C19 一端，C19另一端與電阻R21 —端、R22 一端連接，R22另一端與電容C20連接。
[0037]光敏接收管VDll接收煙霧顆粒散射的紅外光后產(chǎn)生光電流在取樣電阻R14(1M)上產(chǎn)生微弱電壓信號(hào)，電阻R13(3.3M?10M)與R14分壓為N2A提供適宜的直流偏置，電容C13實(shí)現(xiàn)信號(hào)的交流耦合。
[0038]運(yùn)放N2采用單通道靜態(tài)電流4.7uA的SGM8522，N2A與R15、R16構(gòu)成放大倍數(shù)3?5倍左右的第一級(jí)放大電路，減少對(duì)干擾信號(hào)的放大，電容C15實(shí)現(xiàn)交流信號(hào)的放大，電容C14(10?10pF)對(duì)高頻干擾信號(hào)進(jìn)行濾除。
[0039]第一級(jí)放大電路的輸出經(jīng)電容C16交流耦合送至第二級(jí)放大電路，N2B與R19、R20構(gòu)成放大倍數(shù)10?20倍左右的第二級(jí)放大電路，電容C18實(shí)現(xiàn)交流放大，電容C17(10?10pF)對(duì)高頻干擾信號(hào)進(jìn)行濾除。電阻R17 (1M?3.3M)與R18 (100k?1M)分壓為N2B提供適宜的直流偏置。
[0040]第二級(jí)放大電路的輸出送過電容C19、電阻R21及電阻R12、電容C20構(gòu)成的兩級(jí)RC濾波電路，對(duì)不同頻段的干擾信號(hào)進(jìn)行濾波。
[0041]雖然本實(shí)用新型已依據(jù)較佳實(shí)施例在上文中加以說明，但這并不表示本實(shí)用新型的范圍只局限于上述的結(jié)構(gòu)，只要被本實(shí)用新型權(quán)利要求所覆蓋的結(jié)構(gòu)均在保護(hù)范圍之內(nèi)。本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在閱讀上述的說明后可很容易地發(fā)展出的等效替代結(jié)構(gòu)，在不脫離本實(shí)用新型之精神與范圍下所作之均等變化與修飾，皆應(yīng)涵蓋于本實(shí)用新型保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.本安型光電感煙火災(zāi)探測器的探測電路，包括發(fā)光電路和信號(hào)檢測電路，其特征是，所述信號(hào)檢測電路包括信號(hào)接收電路、運(yùn)算放大電路和信號(hào)輸出電路；信號(hào)接收電路、運(yùn)算放大電路和信號(hào)輸出電路依次連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的本安型光電感煙火災(zāi)探測器的探測電路，其特征是，所述發(fā)光電路由電阻Rll、R12、電容Cl 1、三極管VT2、電阻R23?R26及紅外發(fā)光二級(jí)管VD12組成； 電阻R23與Cll并聯(lián)接于VT2的發(fā)射級(jí)與基極之間，電阻R11、R12串聯(lián)后接VT2的基極，VT2的集電極接電阻R24 —端，R24另一端與電阻R25、VD12的正極依次串聯(lián)，R26與VD12并聯(lián)，VD2負(fù)極接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的本安型光電感煙火災(zāi)探測器的探測電路，其特征是，所述信號(hào)接收電路由電阻R13、R14、電容C14和光敏接收管VDll組成；所述運(yùn)算放大電路由電阻R15?R20、電容C14?C18和運(yùn)放N2A、N2B組成；所述信號(hào)輸出電路由電容C19、C20、電阻R2UR22 組成； 電阻R13與VDll并聯(lián)后再與電阻R14串聯(lián)，連接點(diǎn)接電容C13—端，C13另一端與運(yùn)放N2A的輸入正連接，電阻R15、電容C14并聯(lián)于N2A的輸入負(fù)與輸出端之間，N2A的輸入負(fù)接電阻R16 —端，R16另一端與電容C15連接，N2A的輸出端接電容C16 —端，C16另一端與電阻R17、R18、運(yùn)放N2B的輸入正連接； 電阻R19、電容C17并聯(lián)于N2B的輸入負(fù)與輸出端之間，N2B的輸入負(fù)接電阻R20 —端，R20另一端與電容C18連接，N2B的輸出端接電容C19 一端，C19另一端與電阻R21 —端、R22一端連接，R22另一端與電容C20連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的本安型光電感煙火災(zāi)探測器的探測電路，其特征是，所述運(yùn)放N2A和N2B均采用低功耗運(yùn)算放大器SGM8522。
【文檔編號(hào)】G08B17/107GK203966282SQ201420226128
【公開日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2014年5月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月5日
【發(fā)明者】韓振飛, 孫峻嶺, 艾宇宙, 馮勇, 翟耀 申請(qǐng)人:蚌埠依愛消防電子有限責(zé)任公司