一种智能消防水炮一体化定位探测电路的制作方法

1.本实用新型涉及灭火装置技术领域，具体涉及一种智能消防水炮一体化定位探测电路。


背景技术：

2.智能消防水炮又称自动跟踪灭火装置，是指能通过定位探测技术，自动定位火源、精确定点灭火的消防炮，由带自动探测组件和自动控制部分的灭火装置和消防供液部分组成，其工作原理是利用红外线、数字图像技术或其他火灾探测组件对火，温度等的探测进行早期火灾的自动跟踪定位，并利用自动控制方式来实现灭火。在实际应用智能消防炮的场景中，需要对火源进行定位，通过水平和垂直两个方向的探测，锁定火源中心，以便提高灭火的准确率和成功率。
3.以往智能消防炮的水平和垂直探测传感器分别采用两套放大电路，成本高，出厂时候校准繁琐复杂，运行中容易产生故障。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种智能消防水炮一体化定位探测电路，以解决背景技术中存在的问题。本实用新型的技术方案如下：
5.一种智能消防水炮一体化定位探测电路，包括水平传感器、垂直传感器、模拟开关模块、运算放大模块和mcu模块，所述水平传感器和垂直传感器分别与所述模拟开关模块连接，所述模拟开关模块与所述运算放大模块连接，所述运算放大模块与所述mcu模块连接，所述模拟开关模块还与所述mcu模块连接。
6.进一步地，本实用新型提供的智能消防水炮一体化定位探测电路，具有如下特征：所述水平传感器和垂直传感器，与所述模拟开关模块之间，还有独立滤波电路；所述模拟开关芯片和所述运算放大模块之间，还有运放前端滤波电路。
7.进一步地，本实用新型提供的智能消防水炮一体化定位探测电路，还具有如下特征：在所述水平传感器、垂直传感器的供电端和接地端之间还设有耦合电容，用来提高传感器的抗干扰能力；在所述mcu模块和所述模拟开关模块之间还设有下拉电阻，用来控制模拟开关模块的通道切换。
8.具体的电路实现方案如下：
9.一种智能消防水炮一体化定位探测电路，包括三线连接器一、三线连接器二、四线连接器、二选一模拟开关芯片、运算放大器，所述三线连接器一和二分别有3个端子，分别为供电端、接地端和输出端，所述四线连接器有4个端子，分别为供电端、输入端、控制端、接地端，所述二选一模拟开关芯片有6个端子，分别为供电端、接地端、第一输入端、第二输入端、输出端和控制端，所述运算放大器有5个端子，分别为供电端、接地端、正输入端、负输入端和输出端。所述三线连接器一用于连接水平传感器，所述三线连接器二用于连接垂直传感器，所述四线连接器用于连接mcu。
10.所述三线连接器一的输出端连接所述二选一模拟开关芯片的第一输入端；所述三线连接器二的输出端连接所述二选一模拟开关芯片的第二输入端；所述二选一模拟开关芯片的输出端连接所述运算放大器的正输入端；所述二选一模拟开关芯片的控制端连接限流电阻一的第一端，所述限流电阻一的第二端连接所述四线连接器的控制端；所述运算放大器的输出端连接隔离电容一的第一端，所述隔离电容一的第二端连接所述四线连接器的输入端。
11.进一步地，所述三线连接器一的输出端还连接有滤波电阻一的第一端，以及滤波电容一的第一端，所述滤波电阻一的第二端和滤波电容一的第二端接地；所述三线连接器二的输出端还连接有滤波电阻二的第一端，以及滤波电容二的第一端，所述滤波电阻二的第二端和滤波电容一的第二端接地。
12.进一步地，所述二选一模拟开关芯片的输出端还连接有滤波电阻三的第一端、滤波电容三的第一端、滤波电容四的第一端，所述滤波电阻三的第二端、滤波电容三的第二端、滤波电容四的第二端接地。
13.进一步地，所述运算放大器的负输入端连接放大器电阻一的第一端、放大器电阻二的第一端，所述放大器电阻一的第二端接地，所述放大器电阻二的第二端连接所述运算放大器的输出端。
14.进一步地，在所述三线连接器一的供电端和接地端之间还设有耦合电容一，所述三线连接器二的供电端和接地端之间还设有耦合电容二；所述四线连接器的控制端连接下拉电阻一的第一端，所述下拉电路一的第二端接地；所述四线连接器的供电端和接地端之间还设有耦合电容三、耦合电容四、耦合电容五、耦合电容六。
15.本实用新型的技术效果为：
16.1、本实用新型采用一个二选一的模拟开关芯片，通过mcu模块将水平传感器和垂直传感器信号切换到运算放大电路中，相比现有技术中水平和垂直探测传感器采用两套放大电路，优点是电路简洁，故障点少，成本低。
17.2、水平传感器和垂直传感器的信号输出到模拟开关芯片前，设置独立的滤波电路，还设置传感器耦合电容用来提高传感器的抗干扰能力，设置运放前端滤波电路，通过多级滤波，合理设置滤波电阻和电容的参数，可以将非火灾信号屏蔽，减少火灾探测的误判。
附图说明
18.图1为本实用新型智能消防水炮一体化定位探测电路的原理示意图；
19.图2为本实用新型智能消防水炮一体化定位探测电路的电路原理图；
20.图3为图2电路原理图的局部一；
21.图4为图2电路原理图的局部二；
22.图5为图2电路原理图的局部三。
具体实施方式
23.下面将结合附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
24.如图1所示，本实用新型提供一种智能消防水炮一体化定位探测电路，包括水平传感器、垂直传感器、模拟开关模块、运算放大模块和mcu模块，所述水平传感器和垂直传感器
分别与所述模拟开关模块连接，所述模拟开关模块与所述运算放大模块连接，所述运算放大模块与所述mcu模块连接，所述模拟开关模块还与所述mcu模块连接。
25.进一步地，本实用新型提供的智能消防水炮一体化定位探测电路，具有如下特征：所述水平传感器和垂直传感器，与所述模拟开关模块之间，还有独立滤波电路；所述模拟开关芯片和所述运算放大模块之间，还有运放前端滤波电路。
26.进一步地，本实用新型提供的智能消防水炮一体化定位探测电路，还具有如下特征：在供电端和接地端之间还设有耦合电容，用来提高传感器的抗干扰能力；在mcu模块和所述模拟开关模块之间还设有下拉电阻，用来控制模拟开关模块的通道切换。
27.如图2-5所示，本实用新型具体的电路实现方案如下：
28.一种智能消防水炮一体化定位探测电路，包括三线连接器header3水平1、三线连接器header3垂直1、四线连接器header3-4h、二选一模拟开关芯片ic1、运算放大器ic2a，所述三线连接器header3水平1和三线连接器header3垂直1分别有3个端子，分别为供电端3、接地端1和输出端2，所述四线连接器header3-4h有4个端子，分别为供电端1、输入端2、控制端3、接地端4，所述二选一模拟开关芯片ic1有6个端子，分别为供电端5、接地端2、第一输入端3、第二输入端1、输出端4和控制端6，所述运算放大器ic2a有5个端子，分别为供电端4、接地端11、正输入端3、负输入端2和输出端1。所述三线连接器header3水平1用于连接水平传感器，所述三线连接器header3垂直1用于连接垂直传感器，所述四线连接器header3-4h用于连接mcu。
29.所述三线连接器header3水平1的输出端2连接所述二选一模拟开关芯片ic1的第一输入端1；所述三线连接器header3垂直1的输出端2连接所述二选一模拟开关芯片ic1的第二输入端1；所述二选一模拟开关芯片ic1的输出端4连接所述运算放大器ic2a的正输入端3；所述二选一模拟开关芯片ic1的控制端6连接限流电阻r1的第一端，所述限流电阻r1的第二端连接所述四线连接器header3-4h的控制端3；所述运算放大器ic2a的输出端1连接隔离电容c6的第一端，所述隔离电容c6的第二端连接所述四线连接器header3-4h的输入端2。在本实施例中，限流电阻r1=470ω起限流作用；c6=10μf,起到“隔直通交”作用，将火灾信号直接输入mcu中。
30.进一步地，所述三线连接器header3水平1的输出端2还连接有滤波电阻r2的第一端，以及滤波电容c2的第一端，所述滤波电阻r2的第二端和滤波电容c2的第二端接地；所述三线连接器header3垂直1的输出端还连接有滤波电阻r8的第一端，以及滤波电容c3的第一端，所述滤波电阻r8的第二端和滤波电容c3的第二端接地。在本实施例中，c2=c3=0.01μf，r2=r8=30kω，为火灾信号输入模拟开关前的独立滤波电路。
31.进一步地，所述二选一模拟开关芯片ic1的输出端4还连接有滤波电阻r12的第一端、滤波电容c9的第一端、滤波电容c8的第一端，所述滤波电阻r12的第二端、滤波电容c9的第二端、滤波电容c8的第二端接地。在本实施例中，c9=0.01μf,c8=0.22μf,构成运放前端滤波电路。
32.进一步地，所述运算放大器ic2a的负输入端2连接放大器电阻r13的第一端、放大器电阻r11的第一端，所述放大器电阻r13的第二端接地，所述放大器电阻r11的第二端连接所述运算放大器的输出端1。运放的增益倍数k=r11/r13。
33.进一步地，在所述三线连接器header3水平1的供电端3和接地端1之间还设有耦合
电容c10，所述三线连接器header3垂直1的供电端3和接地端1之间还设有耦合电容c1；在本实施例中，c1=c10=0.1μf，为耦合电容，用来提高传感器的抗干扰能力。
34.所述四线连接器header3-4h的控制端3连接下拉电阻r16的第一端，所述下拉电路r16的第二端接地；在本实施例中，r16=100k，作为下拉电阻用来控制ic1的通道切换。
35.所述四线连接器header3-4h的供电端1和接地端4之间还设有耦合电容c11、耦合电容c12、耦合电容c13、耦合电容c14。
36.克服以往智能消防炮的水平和垂直探测传感器分别采用两套放大电路，成本高，出厂时候校准繁琐复杂等问题，本实用新型提供的智能消防水炮一体化定位探测电路，采用一个2选1的模拟开关芯片ic1(nc7sb3157)，通过主控mcu将水平1传感器和垂直1传感器信号切换到运算放大电路ic2a(opa227)中，优点是电路简洁，故障点少，成本低。
37.应用本实用新型提供的定位探测电路的智能消防炮，水平、垂直信号以组合判断的运算方式识别火灾及滤除其它光线干扰信号。探测响应速度快，适应用于各种环境光线复杂的大空间场所，做到发现火灾于萌芽中。
38.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。