一种基于并联热敏电阻元件的多探测回路线型感温火灾探测器的制作方法

本实用新型属于消防技术领域，具体来说涉及一种基于并联热敏电阻元件的多探测回路线型感温火灾探测器。

背景技术：

缆式线型感温火灾探测器广泛应用在消防领域内的火灾报警中，其主要由用于感知温度的感温电缆、连接在感温电缆的一端，用于检测其温度变化时电参数变化的电信号检测装置和连接在感温电缆另一端的终端电阻盒构成。

中国发明专利第200810011398.3号中公开了一种多探测回路分段监测感温电信号的缆式线型感温探测器，如图1所示，其包括感温电缆1两端分别与电信号检测装置2和终端电阻3连接形成闭路信号采集电路组成。感温电缆有二根或二根以上探测导体11，二根或二根以上探测导体11分别分段包覆NTC特性材料层7、绝缘材料层6，每段包覆绝缘材料层6的长度是每段包覆NTC特性材料层7长度的二倍，二根均有交替包覆NTC特性材料层段和绝缘材料层段的探测导体11以包覆NTC特性材料层段交错排列，可以是平行、绞合、缠绕设置在一起，然后绕包或挤塑导电层4，再挤塑外护套层5制成感温电缆1。三根有交替包覆NTC特性材料层段和绝缘材料层段的探测导体11以包覆NTC特性材料层段依次错开方式排列，以确保感温电缆1在受热部分的长度不大于包覆NTC特性材料层7段的长度时，只有一个或二个探测回路的电信号随其受热温度升高发生变化。由于采用多探测回路分段监测感温电信号，当感温电缆受热部分长度小于包覆NTC特性材料层7段的长度时，只有一个或二个回路的电信号随温度发生变化，电信号检测装置2可以分析感温电缆1是小范围火灾还是大范围火灾，当大范围火灾发生时，电信号检测装置2通过多回路监测的电信号进行综合判断，实现对火灾的准确探测，大大地降低了感温电缆1使用环境温度和使用长度对其火灾报警的影响。

但是，这种线型感温火灾探测器存在下列问题：首先，由于探测器工作情况下检测感温电缆中NTC特性材料层高阻特性(一般阻值在几十MΩ)，阻值细微变化很难测量；其次，试验表明，感温电缆中NTC特性材料层在-10℃环境温度下温度特性很差，探测器无法在GB16280-2014《缆式线型感温火灾探测器》中对室外使用的线型感温火灾探测器最低工作温度-40℃要求下工作。最后，在制造过程或试验过程对NTC特性材料每次加温会造成老化，同时探测器长时间使用，在使用环境的温度、潮湿、紫外线等的影响也使老化，使材料中有利于电子移动的Cl离子挥发了，因此NTC特性材料老化后的温度电阻特性变化重复性很差，造成误报甚至不报警，大大地影响探测器的报警可靠性。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种能够提高报警可靠性的基于并联热敏电阻元件的多探测回路线型感温火灾探测器。

为了达到上述目的，本实用新型的所述的基于并联热敏电阻元件的多探测回路线型感温火灾探测器包括感温电缆及连接在感温电缆一端的电信号检测装置和另一端的终端电阻盒，且构成至少两个并行设置探测回路；其中所述探测回路主要由二根并行设置探测导体及连接在其一端的所述终端电阻盒中一电阻构成；还包括沿所述感温电缆轴向方向，每间隔距离为L依次在所述至少两个探测回路中两根探测导体上错开并联有至少一热敏电阻元件。

优选的，所述感温电缆轴向方向探测回路之间依次错开并联的热敏电阻数量不相同。

优选的，所述探测回路电阻阻值发生阶跃突变时发出热敏电阻掉线或导体断路或短路故障报警。

优选的，所述间隔距离L范围为0.1倍至1倍的最小报警长度l。

优选的，所述热敏电阻元件为NTC、CTR或PTC特性热敏电阻元件中的一种。

优选的，所述每个探测回路中一根探测导体由一公共探测导体替代。

优选的，所述感温电缆还包覆一外护套。

优选的，所述终端电阻值在0.1K至无穷大范围选取。

本实用新型提供的所述基于并联热敏电阻元件的多探测回路线型感温火灾探测器是利用多个并联热敏电阻特性的探测回路进行火灾组合探测，且沿所述感温电缆轴向方向，每间隔距离为L依次在所述至少两个探测回路中两根探测导体上错开并联有至少一热敏电阻元件，确保感温电缆最小报警长度内至少并联一热敏电阻元件，并且结合点式热敏电阻元件的电阻温度系数特性稳定性好、重复性好的优势及耐环境温度影响及抗电磁干扰的优点，可以大大提高探测器的可靠性。另外，缩短并联热敏电阻元件的轴向间隔距离L为10cm或在探测回路中两根探测导体之间设置NTC或负CTR特性温度系数高分子材料层，可以使探测器在发生小火源的情况，该探测器能准确地输出火警信号，因此，该探测器具有小火源报警的功能。

附图说明

图1为现有技术的多回路分段监测感温电信号的缆式线型感温探测器结构示意图；

图2为本实用新型实施例1提供的基于并联热敏电阻元件的多探测回路线型感温火灾探测器结构示意图之一；

图3为图2所示的多探测回路线型感温火灾探测器感温电缆等效电路示意图；

图4为本实用新型实施例1提供的基于并联热敏电阻元件的多探测回路线型感温火灾探测器结构示意图之二；

图5为本实用新型实施例2提供的基于并联热敏电阻元件的多探测回路线型感温火灾探测器结构示意图；

图6为本实用新型实施例3提供的基于并联热敏电阻元件的多探测回路线型感温火灾探测器结构示意图之一；

图7为本实用新型实施例3提供的基于并联热敏电阻元件的多探测回路线型感温火灾探测器结构示意图之二；

具体实施方式

实施例1

如图2所示，本实施例提供的基于并联热敏电阻元件的多探测回路线型感温火灾探测器包括感温电缆1及与其一端连接的电信号检测装置2和与其另一端连接的终端盒3；其中感温电缆包括并行设置的第一探测导体11、第二探测导体12和第三探测导体13，在第一探测导体11和第三探测导体13之间每隔2L距离处并联一个热敏电阻元件10；在第二探测导体12和第三探测导体13之间每隔2L距离处并联一个热敏电阻元件10；上述两组探测导体之间并联热敏电阻在感温电缆的轴向方向交替分别错开，且其间隔距离为L；终端盒3内设置电阻RZ2与RZ1分别连接在第一探测导体11和第三探测导体13、第二探测导体12和第三探测导体13之间。

根据国家标准《线型感温火灾探测器》GB16280-2005的定义，最小报警长度l是指探测器发出火灾报警信号所需的最短受热区段的长度，定温探测器为不大于1m；上述两组探测导体之间交替分别并联热敏电阻在感温电缆的轴向方向上间隔距离为L，因此间隔距离L取值范围为：0.1倍的最小报警长度l≤L≤1倍的最小报警长度l。

热敏电阻元件采用玻璃密封或陶瓷烧结而成的热敏电阻元件，与现有技术中包覆在探测导体外的NTC特性温度系数高分子材料相比，具有稳定性好、一致性好、重复性好、工作温度范围大、可靠性高、体积小的特点。所述热敏电阻元件为NTC、CTR或PTC等特性热敏电阻元件。

所述感温电缆1的探测导体之间填充绝缘材料14，绝缘材料采用PVC、PE、橡胶等高分子绝缘材料。

所述感温电缆1外包覆有外护套，外护套采用PVC或橡胶等绝缘高分子材料制成。

所述终端电阻RZ1或RZ2电阻阻值在1K至无穷大范围选取，也就是终端可以是开路。

本实施例提供的基于并联热敏电阻元件的多探测回路线型感温火灾探测器感温电缆等效电图，如图3所示，图中Rx为交替分别并联在第一探测导体11与第三导体13之间和第二探测导体12与第三导体13之间的若干热敏电阻元件，Rz2为第一探测导体和第三探测导体之间的终端电阻，Rz1为第二探测导体和第三探测导体之间的终端电阻。这样，电信号检测装置2实时检测感温电缆1中第一探测导体11和第三探测导体13之间(构成一个探测回路)的电阻值R1或电阻变化速率R1′，由于并联关系，第一探测导体和第三探测导体之间电阻值R1相当于Rz2和N个Rx并联后的电阻值，即其中RZ2为第一探测导体和第三探测导体之间的终端电阻，Rx为热敏电阻元件阻值，N为第一探测导体与第三导体之间并联热敏电阻元件的数量；同时，电信号检测装置2实时检测感温电缆中第二探测导体12和第三探测导体13之间(构成一探测回路)的电阻值R2或电阻变化速率R2′，由于并联关系第二探测导体和第三探测导体之间电阻值其中Rz1为第二探测导体和第三探测导体之间的终端电阻，Rx为热敏电阻元件阻值，N为第二探测导体与第三导体之间并联热敏电阻元件的数量。

因为感温电缆每个回路中热敏电阻的数量N是一定值，如果由于不可预知的外力使一个或多个热敏电阻脱落，上述公式中的N将减少，将减少后的N值代入上述公式可知，电阻值R1或R2会在短时间内立即增大，引起电阻值的阶跃变化，而不会像热敏电阻因为温度的变化阻值缓慢连续变化，电信号检测装置2可以根据R1或R2的异常波动发出热敏元件掉线故障。另一方面，由于导体断线或导体短路，电阻值R1或R2也会发生阶跃变化，据此可以判断断路或短路故障。

在正常环境温度变化的情况下，由于两个探测回路中并联热敏电阻元件Rx是数量N是基本相同的，且这些热敏电阻元件Rx的一致性比较好，因此环境温度变化引起探测回路的检测电阻值R1或R2电阻变化值和电阻变化速率是相同的，即ΔR1≈ΔR2，或ΔR1′≈ΔR2′。当电信号检测装置2检测到电阻值R1、R2电阻变化值或R1′、R2′电阻变化速率之间的差值小于报警阈值Dy或Dy′时(Dy>0，Dy′>0)，不输出火灾报警信号。

当火灾发生初期或小火灾时(即感温电缆的受热长度不小于轴向间隔距离L)，感温电缆1的局部受热升温，这样在两个探测回路中至少存在一个并联的热敏电阻元件Rx的变化量或变化速率会大于其他并联热敏电阻元件，从而使其所在探测回路的电阻变化值和电阻变化率有ΔR1>ΔR2或ΔR1′>ΔR2′，或ΔR1<ΔR2或ΔR1′<ΔR2′。当电信号检测装置2检测到电阻值R1或R2电阻变化值或R1′、R2′电阻变化速率之间的差值达到小火灾报警阈值D0y或D0y′时，发出火灾报警信号。

当火情不断扩散，温度继续升高时(即感温电缆1的受热长度远远大于轴向间隔距离L)，第一探测导体与第三探测导体之间检测电阻R1，或/与第二探测导体与第三探测导体之间检测电阻R2的电阻变化量或者变化率，即检测到任一ΔR1、ΔR2，和/或ΔRb1或ΔRb2，或者ΔR1′、ΔR2′，和/或ΔRb1′或ΔRb2′，达到预先设定的大火灾报警阈值Dy或阈值Dy′时(其中Dy>D0y或Dy>Dby、Dy′>D0y′或Dy′>Dby′)，也可以发出火灾报警信号。

为了感温电缆受热于小火源时(即感温电缆1的受热长度小于轴向间隔距离L，如用打火机烧感温电缆形成的直径为10cm火源)探测器也能报火警，可以采用缩短并联热敏电阻元件的轴向间隔距离L(如间隔距离L为10cm)或者在第一探测导体与第三探测导体之间，或/与第二探测导体与第三探测导体之间设置有电阻温度系数高分子材料；前者技术方案的报警方法和小火灾发生时的报警方法相同，后者技术方案的报警方法，当发生直径为10cm小火源时感温电缆1的受热段内没有热敏电阻元件的情况下，只有感到电缆1的受热段内电阻温度系数高分子材料层随受热温度升高发生变化，即至少有一个探测回路可以检测到探测导体之间的绝缘电阻变化ΔRb1或ΔRb2；当检测电阻的变化值或变化率达到预先设定的小火源报警阈值Dby或阈值Dby′时，也可以发出火灾报警信号。

如图4所示，为本实施例的多探测回路线型感温火灾探测器第二种结构示意图，第一探测导体11、第二探测导体12和第三探测导体13分别包覆电阻温度系数高分子材料或绝缘高分子材料层14后绞合在一起构成的感温电缆。

实施例2

如图5所示，本实施例提供的基于并联热敏电阻元件的多探测回路线型感温火灾探测器与实施例1区别是增加了第四探测导体15，以及相应地在第四探测导体15与第三导体13之间并联了若干热敏电阻元件Rx和终端电阻Rz3，这样多探测回路线型感温火灾探测器就由三个探测回路构成。其余部分与实施例1相同，工作原理也基本相似。

实施例3

如图6所示，本实施例提供的基于并联热敏电阻元件的多探测回路线型感温火灾探测器与实施例2区别在于：第一探测导体11、第二探测导体12和第四探测导体15与第三导体13之间依次分别并联热敏电阻元件Rx方式不同，即在第一探测导体11与第三导体13之间某点开始起每隔L距离连续并联m个热敏电阻元件Rx，m大于或等于2；接着在第二探测导体12与第三导体之间错开第一探测导体11与第三导体13之间并联的第m个热敏电阻元件Rx轴向距离L起每隔L距离断开连续并联m个热敏电阻元件Rx；随后再在第四探测导体15与第三导体之间错开第二探测导体12与第三导体之间并联的第m个热敏电阻元件Rx轴向距离L起每隔L距离断开连续并联m个热敏电阻元件Rx；然后再从第一探测导体11与第三导体13之间错开第四探测导体15与第三导体之间并联的第m个热敏电阻元件Rx轴向距离L起每隔L距离断开连续并联m个热敏电阻元件Rx，如此循环下去，…。只要确保所述的感温电缆任意轴向间隔距离L内有一并联热敏电阻元件Rx。

本实施例可以解决最小报警长度l内各探测回路可能出现的平衡问题；例如，如图2所示，探测器由2个探测回路构成时，若并联热敏电阻元件Rx的轴向间隔距离L＝0.8m，那么当感温电缆动作试验1m受热时，可能出现两个探测回路各有一个热敏电阻元件Rx受热。而如图5所示探测器由3个探测回路构成时上述情况是可以避免；若并联热敏电阻元件Rx的轴向间隔距离L＝0.3m，那么当感温电缆受热长度为1米时，可能仍会出现3个探测回路中均有一个并联热敏电阻元件Rx受热的情况。因此针对该问题提供本实施例的的基于并联热敏电阻元件的多探测回路线型感温火灾探测器，可以避免出现感温电缆受热长度为1米时探测回路平衡的问题。其他工作原理与实施例2相同。

为了解决上述探测回路间的平衡问题，采用如图7所示方式，为图6所示的基于并联热敏电阻元件的多探测回路线型感温火灾探测器的另一种结构示意图，其中三个探测回路中并联热敏电阻元件Rx的方式不同：在第一探测导体11与第三导体13之间某点开始起隔L距离先并联1个热敏电阻元件Rx；接着在第二探测导体12与第三导体之间错开第一探测导体11与第三导体13之间并联的热敏电阻元件Rx轴向距离L起每隔L距离连续并联2个热敏电阻元件Rx；随后再在第四探测导体15与第三导体之间错开第二探测导体12与第三导体之间并联的第二个热敏电阻元件Rx轴向距离L起每隔L距离连续并联3个热敏电阻元件Rx；然后再从第一探测导体11与第三导体13之间错开第四探测导体15与第三导体之间并联的第三个热敏电阻元件Rx轴向距离L起每隔L距离连续并联1个热敏电阻元件Rx，如此循环下去，…。实际上该实施例的重点就是让感温电缆轴向方向上相邻部位不同回路依次错开并联热敏电阻的数量不相等,而不同回路之间所有热敏电阻的总数可以相等，也可以不相等，只要探测器初始化把这种情况考虑进去，不影响报警。