一种多传感器组合式电气火灾监控探测器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种适用于低压配电TT、TN系统多传感器组合式电气火灾监控探测器，它由CPU模块、面板模块、电源模块组成。CPU模块集成了信号调理、模数转换、开入开出、通信、掉电数据存储及报警指示功能，与电源模块、面板模块相连。本实用新型基于传感器种类分配多样的场合而开发，最大支持4路传感器的接入，可根据需要进行剩余电流传感器通道和温度传感器通道数量的任意组合配置，实现了独立式和非独立式多传感器组合式电气火灾探测器的配置。本实用新型具有体积小、安装方便、配置灵活、测量精度高等优点。
【专利说明】
一种多传感器组合式电气火灾监控探测器
技术领域
[0001]本发明属于电气火灾报警领域，尤其涉及一种适用于低压配电TT、TN系统的多传感器组合式电气火灾监控探测器。【背景技术】
[0002]电气火灾，顾名思义，是一种由电气故障而引发的火灾。电气火灾监控探测器是在火灾发生前，通过对配电线路、用电设备的剩余电流进行检测，并辅以温度或其他特征量的变化检测，及对隐患和故障部位的地址进行报警，从而可以及时的发现电气火灾隐患并妥善处理。
[0003]随着国民经济的发展，人们对电气防火也越来越重视。国家和地方陆续颁布了相关标准或规范，来加强对电气火灾的预防。鉴于电气火灾产生过程的复杂性，很难从某一个量的变化来简单地判断，通常是以剩余电流检测为主再配合温度的检测，对故障点信号进行综合判断。这就使得多传感器组合式电气火灾探测器具有重要的现实意义。现有多传感器组合式电气火灾监控产品中的通道选择一般采用MUX多路模拟开关切换传感器信号的方法，这种方式的采样、模数转换速度低且MUX的切换对测量精度有干扰。
【发明内容】
[0004]针对现有技术中存在的问题，本发明提出一种多传感器组合式电气火灾监控探测器，适用于低压配电TT、TN系统，实现了任意剩余电流传感器通道和温度传感器通道的配置、独立式和非独立式多传感器组合式电气火灾探测器的配置功能。其特征主要在于以下几点:
[0005]1、实现剩余电流传感器和温度传感器输入的可配置。
[0006]本发明的监控探测器主要包括:CPU模块、面板模块、电源模块。CPU模块分别与所述电源模块、面板模块相连。[00〇7] CPU模块上集成模数转换单元，模数转换单元分别与剩余电流信号调理单元和温度信号调理单元相连。CPU模块还包括铁电存储单元、通信单元、开关量输入单元、开关量输出单元、LED指示单元、蜂鸣器报警单元。
[0008]剩余电流信号调理单元将剩余电流信号转换为二次交流信号，通过滤波、放大、偏移等电路处理后，成为模数转换单元可接受的信号，接入到模数转换单元。剩余电流信号调理单元包括4个相对独立的回路。温度信号调理单元将温度信号转换为电信号后，经过滤波、放大，转换为模数转换单元可以接受的信号。温度信号调理单元包括4个相对独立的回路。铁电存储单元实现监控探测器配置数据及当前报警数据的存储。通信单元通过通信网络接入监控设备，实现与电气监控设备或调试软件的通信。开关量输入单元提供多路开关量，实现开关量的输入及防抖动处理，实现消防联动输入和按键输入功能，与面板模块配合，实现装置的人机交互功能。开关量输出单元提供两路开关量，实现报警输出和脱扣输出功能。报警输出和脱扣输出需要根据工作模式的配置进行使能并初始化。
[0009]CPU模块集成的8个模数转换单元独立工作，可以分别控制。根据配置的传感器类型，通过启动或停止相应的模数转换单元，实现不同类型的传感器通道的组合输入信号的可组态配置。
[0010]电源模块设有整流电路，该整流电路的输入端与交流工作电源连接、输出端与CPU 模块连接。为CHJ模块提供多路稳压电源。面板模块通过CPU模块获取工作电源。
[0011]面板模块包括LCD显示单元和按键单元，IXD显示单元与CPU模块显示控制电路连接，按键与CHJ中的开关量输入单元连接。
[0012]2、实现独立式和非独立式的可配置。
[0013]本发明的监控探测器采取统一的硬件配置，可根据工程需要配置工作模式，实现独立式或非独立式多传感器组合式火灾监控探测器的配置。该探测器上集成了 LCD显示屏、 LED指示、蜂鸣器、消防联动输入及脱扣报警输出等独立式火灾监控探测器所必需的组件。 在非独立式工作模式下，通过将相应的蜂鸣器、消防联动输入及脱扣报警输出等功能禁止， 只进行传感器数据的采集和必要的通信;在独立工作模式下，使能相应部分的功能。
[0014]本发明的有益效果在于:1、本发明严格遵循剩余电流式电气火灾探测器和测温式电气火灾监控探测器的国家标准，实现了任意剩余电流传感器通道和温度传感器通道的灵活配置，并实现了独立式和非独立式多传感器组合式电气火灾探测器的配置功能。
[0015]2、本发明利用CPU模块集成的八个模拟转换单元，实现各通道信号的全接入，在提高采样和模数转换速度的同时避免了MUX的切换给测量精度带来干扰。
[0016]3、本发明的多传感器组合式电气火灾监控探测器功能完善，充分考虑了采样数据和处理数据的准确性和实时性及工程应用的灵活性，对实现和推广电气火灾预防具有重要意义。【附图说明】
[0017]图1为本发明实施例中电气火灾监控探测器的结构示意图。
[0018]图2为本发明实施例的单路剩余电流信号调理电路。
[0019]图3为本发明实施例的单路温度信号调理电路。
[0020]图4为本发明实施例中电气火灾监控探测器的配置流程示意图。【具体实施方式】
[0021]下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
[0022]1、结构设计说明
[0023]如图1所示，多传感器组合式电气火灾监控探测器，包括CPU模块、面板模块、电源模块。面板模块和电源模块通过接插件与CPU模块连接。CPU模块包括剩余电流信号调理单元、温度信号调理单元、模数转换单元、铁电存储单元、通信单元、开关量输入单元、开关量输出单元、LED指示单元、蜂鸣器报警单元等组成。电源模块设有整流电路，该整流电路的输入端与交流工作电源连接，输出端与CPU模块连接。提供多路稳压电压，给各模块供电。面板模块包括LCD显示器和按键单元，IXD显示器与CPU模块的显示控制电路连接，按键单元与 CPU中的开关量输入单元连接。
[0024]剩余电流互感器包括4个如图2所示的相对独立的回路，剩余电流互感器将剩余电流信号转换为二次交流信号，通过滤波、放大、偏移等电路处理后，成为模数转换单元可接受的信号，接入到模数转换单元。如图3所示，温度传感器将温度信号转换为电信号后，经过滤波、放大，转换为模数转换单元可以接受的信号。CPU模块集成的8个模数转换单元独立工作，可以分别控制。根据配置的传感器类型，启用或停止相应的模数转换单元。从而实现输入信号的可组态配置。铁电存储单元实现装置配置数据及当前报警数据的存储。在系统掉电重启后，仍然能保存当前的报警记录和配置信息。通信单元采用RS485串行总线进行通讯，通过通信网络可接入监控设备。通信单元实现与电气监控设备或调试软件的通信。开关量输入单元与消防联动系统连接，实现消防联动功能，采用软件扫描、软件滤波等方法，实现开关量的输入及防抖动处理，同时接收来自面板的按键事件，实现装置指令输入功能，与面板模块配合，实现装置的人机交互功能。开关量输出单元包括报警输出和脱扣输出，报警输出和脱扣输出需要根据工作模式的配置进行使能并初始化。[〇〇25]2、工作模式说明
[0026]在多传感器组合式电气火灾监控探测器硬件设计的基础上，实现剩余电流传感器与温度传感器的可配置和工作模式的可配置功能。具体流程见附图4所示。
[0027]装置通电启动后，先初始化最小系统，然后从铁电存储器中读取配置信息，如果配置信息不正确或不存在，则重新配置，直到读取到正确的配置信息。然后确定装置的工作模式。如果是非独立工作模式，则进入二次初始化，包括通讯、LED指示、面板显示等功能，配置好后，再根据探测器配置的传感器类型设置模数转换器的工作模式。然后进入主程序循环执行。如果是独立工作模式，则进入二次初始化，在非独立工作模式初始化的基础上，加入报警和脱扣输出配置、蜂鸣器配置等，配置好后，再根据探测器配置的传感器类型设置模数转换器的工作模式。然后进入主程序循环执行。[〇〇28]本发明已以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。
【主权项】
1.一种多传感器组合式电气火灾监控探测器，其特征在于:包括CHJ模块、电源模块、面 板模块;所述CHJ模块分别与所述电源模块、面板模块相连;所述CPU模块上包括剩余电流信 号调理单元、温度信号调理单元、模数转换单元、铁电存储单元、通信单元、开关量输入单 元、开关量输出单元；所述剩余电流信号调理单元将剩余电流信号转换为模数转换单元可接受的二次交流 信号，接入到所述模数转换单元；所述温度信号调理单元将温度信号转换为电信号后，转换为所述模数转换单元可以接 受的直流信号，接入到所述模数转换单元；所述模数转换单元与所述剩余电流信号调理单元和所述温度信号调理单元相连；所述铁电存储单元用于存储配置数据及当前报警数据；所述通信单元通过通信网络接入监控设备，实现与电气监控设备或调试软件的通信；所述开关量输入单元提供多路开关量，实现开关量的输入、防抖动处理、消防联动输入 和按键输入功能；所述开关量输出单元提供两路开关量，实现报警输出和脱扣输出功能；所述电源模块设有整流电路，所述整流电路的输入端接入交流电源，输出端与所述CPU 丰吴块连接；所述的面板模块包括LCD显示单元和按键单元，所述LCD显示单元与所述CPU模块连接， 所述按键单元与所述开关量输入单元连接。2.根据权利要求1所述的多传感器组合式电气火灾监控探测器，其特征在于:所述CPU 模块还包括LED指示单元、蜂鸣器报警单元。3.根据权利要求1或2所述的多传感器组合式电气火灾监控探测器，其特征在于:所述 CPU模块上集成8个独立工作，可以分别控制的所述模数转换单元，所述模数转换单元分别 与剩余电流信号调理单元和温度信号调理单元相连，通过启动或停止相应的所述模数转换 单元，实现不同类型的传感器通道的组合。4.根据权利要求1或2所述的多传感器组合式电气火灾监控探测器，其特征在于:支持 不超过4路传感器的接入，通过启动或停止相应的所述模数转换单元，实现所述剩余电流信 号调理单元、所述温度信号调理单元通道数量任意配置。5.根据权利要求1或2所述的多传感器组合式电气火灾监控探测器，其特征在于:所述 多传感器组合式电气火灾监控探测器的非独立式工作模式下，禁止蜂鸣器报警单元、消防 联动输入和脱扣输出；所述多传感器组合式电气火灾监控探测器的独立式工作模式下，使 能蜂鸣器报警单元、消防联动输入和脱扣输出。6.根据权利要求1所述的多传感器组合式电气火灾监控探测器，其特征在于:所述通信 单兀米用RS485串彳丁总线通{目。7.根据权利要求1所述的多传感器组合式电气火灾监控探测器，其特征在于:剩余电流 信号调理单元包括4个相对独立的回路;温度信号调理单元包括4个相对独立的回路。
【文档编号】G08B17/06GK205582181SQ201620156917
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年3月1日
【发明人】秦成虎, 随新鲜, 张 林
【申请人】南京国电南自轨道交通工程有限公司