感温线缆、包括其的感温火灾探测系统及温度探测方法与流程

本发明涉及感温火灾探测应用领域，尤其涉及一种感温线缆、包括其的感温火灾探测系统及温度探测方法。

背景技术：

线型感温火灾探测器是用于电缆隧道、综合管廊、电缆夹层、电缆竖井、交通隧道、地铁、变电站等场所一种火灾探测设备，其核心部件为敏感部件。按敏感部件的形式可分为：缆式、空气管式、分布式光纤、光纤光缆、线式多点型。其中最常用的类型是缆式和光纤光缆及分布式光纤。传统缆式线型感温探测器由两根不同的包覆热敏材料的金属弹性导线组成，当探测器受热，热敏材料软化导致两根不同材质导线短路产生热电偶效应，探测模块发出指令对短路点进行温度测量，如果短路点温度低于报警温度，则触发短路故障报警；如果短路点温度高于报警温度，则触发火灾报警。但这种传统感温线缆式火灾探测器具有探测长度短、定位精度差、无温度显示功能等缺点。另外一种光纤光缆式火灾探测器，其中的光缆则具有成本高、光源光强衰减快、定位精度差、不易连接等缺陷。下表中详细列明了几种传统的感温线缆的性能对比。

背景技术部分的内容仅仅是公开人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。

技术实现要素：

有鉴于现有技术的至少一个缺陷，本发明提供一种感温线缆，包括：

信号线，所述信号线包括正极导线和负极导线，所述正极导线和负极导线平行布置；

多个感温单元，所述感温单元沿着所述信号线相互间隔地设置在所述正极导线和负极导线之间，所述感温单元配置成可感测周围温度，并耦接到所述信号线；和

熔断丝，相邻的感温单元之间由所述熔断丝连接。

根据本发明的一个方面，还包括线缆护套，所述线缆护套将所述信号线、感温单元及熔断丝包覆在其中。

根据本发明的一个方面，其中所述信号线还包括连接部，所述正极导线包括正极导体和绝缘层，所述绝缘层将所述正极导体包覆起来，所述负极导线包括负极导体和绝缘层，所述绝缘层将所述负极导体包覆起来，所述正极导体在正极导线内延伸，所述负极导体在负极导线内延伸，所述连接部设置在所述正极导线和负极导线之间，将所述正极导线和负极导线连接在一起。

根据本发明的一个方面，其中所述连接部为扁平结构，所述连接部的材质为绝缘材质。

根据本发明的一个方面，其中所述连接部上设置有熔断丝槽，所述熔断丝设置在所述熔断丝槽中。

根据本发明的一个方面，其中所述连接部上还设置有多个相互间隔的放置槽，每个所述感温单元设置在其中一个放置槽中。

根据本发明的一个方面，其中在两个所述感温单元之间，所述连接部具有一个或多个缺口部分，以将所述熔断丝暴露出来。

根据本发明的一个方面，其中所述熔断丝槽的截面配置为喇叭口与四分之三的圆形相结合的形状。

根据本发明的一个方面，其中所述熔断丝在熔断丝槽内被设置为松弛状态。

根据本发明的一个方面，其中所述感温单元包括热敏电阻、电路板和安装在所述电路板上的控制芯片，其中所述热敏电阻的电路参数可根据温度的变化而变化，所述控制芯片连接到所述热敏电阻并可根据所述热敏电阻的电路参数确定温度信息，所述控制芯片耦接到所述信号线，并配置成可通过所述信号线传输所述温度信息。

根据本发明的一个方面，其中所述感温单元配置成可通过所述信号线获取电功率。

根据本发明的一个方面，其中所述感温单元配置成可感测与其相连的一个熔断丝的熔断，当该熔断丝熔断时，所述感温单元配置成可通过所述信号线发送断路信号。

根据本发明的一个方面，其中感温单元和与其相邻的感温单元形成通路，当二者之间的熔断丝未被熔断时，在所述通路中具有微弱电流通过；当二者之间的熔断丝被熔断时，所述通路变成断路，所述断路中不具有电流，所述感温单元配置成当检测不到所述电流时，通过所述信号线发送断路信号。

根据本发明的一个方面，其中所述电路板上设置有第一焊盘和第二焊盘，所述正极导线通过第一焊盘与电路板连接，所述负极导线通过第二焊盘与电路板连接。

根据本发明的一个方面，其中所述热敏电阻为负温度系数热敏电阻，所述负温度系数热敏电阻与所述线缆护套紧密贴合，相邻的感温控制单元之间间距为90～100厘米。

本发明还涉及一种感温火灾探测系统，包括：

如上任一项所述的感温线缆；

信号处理单元，所述信号处理单元与所述感温线缆的第一端耦接，接收所述感温线缆中感温单元传输的数据，并根据所述数据进行火灾报警。

根据本发明的一个方面，还包括终端盒，所述终端盒与所述感温线缆的第二端耦接，对所述感温线缆的第二端进行封口。

根据本发明的一个方面，其中所述信号处理单元从所述感温单元接收温度数据和/或断路数据。

根据本发明的一个方面，其中每个所述感温单元具有唯一地址号，感温单元通过所述信号线发送的数据中包括所述唯一地址号。

根据本发明的一个方面，其中所述信号处理单元配置成：

当其中一个感温单元发送的温度高于第一报警温度阈值时，触发火灾报警；和/或

当其中一个感温单元发送的数据显示其在一定时间内的温升高于第二报警温度阈值时，触发火灾报警。

根据本发明的一个方面，其中所述第一报警温度阈值为60-85℃，优选85℃。

本发明还涉及一种使用如上任一项所述的感温火灾探测系统进行温度探测的方法。

本发明的实施例通过提供一种感温线缆及包括其的感温火灾探测系统，克服了传统缆式线型感温探测器的功能缺陷及光纤光缆的成本高、定位精度差的缺陷，能够精准定位着火点的范围，且探测距离长、探测精度高，可实时显示探测温度。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1示出了根据本发明一个实施例的感温线缆的示意图；

图2示出了根据本发明一个实施例的信号线的示意图；

图3示出了根据本发明一个实施例的信号线的横截面示意图；

图4示出了根据本发明一个实施例的感温单元与熔断丝的连接图；

图5示出了根据本发明一个实施例的感温火灾探测系统的示意图；

图6示出了根据本发明一个实施例的感温火灾探测系统的三种应用模式；和

图7示出了根据本发明一个实施例的火灾报警系统的示意图。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语"安装"、"相连"、"连接"应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接:可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之"上"或之"下"可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征"之上"、"上方"和"上面"包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征"之下"、"下方"和"下面"包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

以下结合附图对本发明的实施例进行说明，应当理解，此处所描述的实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

图1示出了根据本发明一个实施例的感温线缆的示意图。如图所示，所述感温线缆100包括：信号线10，多个感温单元20和熔断丝30。其中所述信号线10包括正极导线11和负极导线12，所述正极导线11和负极导线12平行布置，所述感温单元20沿着所述信号线10相互间隔地设置在所述正极导线11和负极导线12之间，所述感温单元20配置成可感测周围温度，并耦接到所述信号线10。具体地，所述感温单元20与所述正极导线11和负极导线12通过焊接来实现与信号线10的耦接。所述相邻的感温单元20之间由所述熔断丝30连接。根据本发明的一个优选实施例，所述感温线缆100单条长达1000米。其中所述熔断丝30优选地为一种熔点在160-220℃之间，直径为0.8毫米的合金材料，例如镍锡合金。

根据本发明的一个实施例，如图1所示，所述感温线缆100还包括线缆护套40，所述线缆护套40将所述信号线10、感温单元20及熔断丝30包覆在其中。其中所述线缆护套40可选地为一种热塑性聚氨酯高分子绝缘材料，具有强度高、韧性好、耐摩擦、耐候性好、耐机械拉伸、耐腐蚀、耐磨、耐寒、耐油、耐水、耐老化等特性，所述线缆护套40紧密包裹在内部信号线10、感温单元20和熔断丝30的表面，对上述内部器件起到防护和保护的作用。在封装线缆护套40时，通过在挤塑模具内部抽真空的方式，使线缆护套40与信号线10、感温单元20的元器件直接紧密贴合，避免线缆内部有气泡隔热层而影响导热。

图2示出了根据本发明一个实施例的信号线的示意图。如图所示，所述用于感温线缆100的信号线10包括：正极导线11、负极导线12和连接部13。其中所述正极导线11包括正极导体15和绝缘层16，所述绝缘层16将所述正极导体15包覆起来。所述负极导线12包括负极导体17和绝缘层18，所述绝缘层18将所述负极导体17包覆起来，所述正极导线11和负极导线12平行布置。所述连接部13为扁平结构，同样为绝缘材料制成，设置在所述平行的正极导线11和负极导线12之间，将所述正极导线11和负极导线12连接在一起。所述连接部13、所述正极导线11的绝缘层16以及负极导线12的绝缘层18优选可以采用相同的材料一体制造。根据本发明的一个优选实施例，其中所述正极导体15和负极导体17的线径为1-2平方毫米。所述正极导体15和负极导体17可采用常见的铜线制成。根据本发明的一个实施例，在所述信号线10的连接部13上设置有沿着信号线10的纵向延伸的熔断丝槽14，所述熔断丝30设置在所述熔断丝槽14中。优选地，所述熔断丝槽14的直径设置为1.2毫米。

根据本发明的一个实施例，其中所述连接部13的厚度小于所述正极导线11和/或负极导线12的直径，所述连接部13的材质为绝缘材质。优选地，所述连接部13的宽度为5-7毫米，厚为1.5-2毫米，所述连接部13的材料为热塑性聚氨酯高分子绝缘材料。如图1所示，所述正极导线11的绝缘层16、负极导线12的绝缘层18以及所述连接部13优选集成在一起，一体制造。

图3示出了根据本发明一个实施例的信号线的横截面示意图。如图所示，所述信号线10中的所述熔断丝槽14配置为喇叭口与四分之三的圆形相结合的形状，以保证所述熔断丝30顺着槽口的导向容易被放入熔断丝槽14内，且放入后被卡住，不易脱落出来。且所述熔断丝30在熔断丝槽14内被设置为松弛状态，用于避免线缆弯曲时所述熔断丝30受到应力而被拉断，造成错误的报警信息。本领域技术人员能够理解，所述熔断丝槽的形状并不局限于此，任何能满足上述需求的熔断丝槽的形状，这些都落入本发明保护的范围内。

另外优选的，在将所述熔断丝30放置到熔断丝槽14中之后，可以通过熔融的塑胶绝缘材料来封闭所述熔断丝槽14的开口(如上所述的喇叭口)，从而将熔断丝30固定到熔断丝槽14中。

如图1所示，所述连接部13上设置有多个相互间隔的放置槽50，每个所述感温单元20设置在其中一个放置槽50中。所述放置槽50可以是所述连接部30上镂空的部分。根据本发明的一个优选实施例，所述放置槽50的横截面为1.5mmx6mm，且通过冲孔工艺生成。如上所述，在将所述熔断丝30放置到熔断丝槽14中之后，可以通过熔融的塑胶绝缘材料以将熔断丝30封闭到熔断丝槽14中。进一步优选的，在两个相邻的所述感温单元20之间，所述连接部13具有一个或多个缺口部分60(即在塑料绝缘材料形成的封闭部上具有开口部分)，以将所述熔断丝30暴露出来，所述暴露出来的熔断丝30在封装线缆护套40时设置为与所述线缆护套40紧密贴合，由于只隔着线缆护套40这一层包裹材料，所述熔断丝30可更及时地跟随外界环境温度的变化。所述一个或多个缺口部分60为熔断丝30的暴露点，即为所述感温线缆100的温度探测点。通过这样的方式，熔断丝30能够更精确地检测环境温度的细微变化。

图4示出了根据本发明一个实施例的感温单元与熔断丝的连接图。如图所示，其中所述感温单元20包括热敏电阻21、电路板22和安装在所述电路板22上的控制芯片23，其中所述热敏电阻21的电路参数可根据温度的变化而变化，实时监控该感温单元20处的温度信息，所述控制芯片23连接到所述热敏电阻21并可根据所述热敏电阻21的电路参数确定温度信息，所述控制芯片23耦接到所述信号线10，并配置成可通过所述信号线10传输所述温度信息。优选的，所述控制芯片23配置成当所述热敏电阻21感测的温度超过温度阈值时，或者温升过快时，触发高温报警，通过所述信号线10发送报警信号。

根据本发明的一个实施例，如图4所示，其中所述电路板22上设置有第一焊盘24和第二焊盘25，所述正极导线11通过正极导体15在第一焊盘24与电路板22连接，所述负极导线12通过负极导体17在第二焊盘25与电路板22连接(如图1所示)，所述第一焊盘24和第二焊盘25设计为并列的两个二分之一金属化孔，以便于正负极导体可靠的焊接一起。根据本发明的一个实施例，所述感温单元20还包括两个连接板28，所述电路板22上还设置有第三焊盘26和第四焊盘27，其中所述两个连接板28的一端分别通过第三焊盘26和第四焊盘27与所述电路板22电连接，使得熔断丝30能够通过所述连接板28与所述电路板22连接。优选地，所述连接板28为pcb软板。

另外，根据本发明的一个实施例，所述信号线10不仅可以用于传输信号数据，还可以用于给感温单元20供电。如图4所示，所述感温单元20通过第一焊盘24和第二焊盘25被电连接到所述正极导线11和负极导线12，不但可以用于传输信号(例如在芯片23与外部之间)，还可用于给感温单元20上的各个器件(例如控制芯片23)供电，此处不再赘述。

相比于现有的信号线，图2所示的信号线10将正极导线11和负极导线12集成在一起，在安装时，尤其是用于感温线缆100时，正极导线11和负极导线12在部署过程中相对位置不容易发生扭曲或者变化。扁平式的信号线10更方便地把感温线缆100的感温单元电路板22及其它电子元器件放置在设置于连接部13的放置槽50内，且电路板22及电子元器件不高于信号线10的绝缘层，使绝缘层更好的保护电子元器件不被挤压受损；连体式信号线10还可以根据感温线缆外观及尺寸的比较规则，使设置在连接部13上缺口部分60的熔断丝暴露点对温度的响应更一致，即保证了整条线的所有探测点对周围环境温度响应的一致性。连体式信号线10在受到外力牵引时，其正极导线11和负极导线12受力均匀，不会对焊接在信号线10上的焊点造成扭伤，保证了产品的可靠性。

根据本发明的一个实施例，其中所述感温单元20配置成可感测与其相连的一个熔断丝30的熔断，当该熔断丝30熔断时，所述感温单元20(芯片23)配置成可通过信号线10发送断路信号，其中所述信号线10即为正极导线11和负极导线12。根据本发明的一个实施例，感温单元20和与其相邻的感温单元20形成通路，熔断丝30位于该通路中。当二者之间的熔断丝30未被熔断时，在所述通路中具有微弱电流通过；当二者之间的熔断丝30被熔断时，所述通路变成断路，所述感温单元20配置成当检测不到所述电流时，通过所述信号线10发送断路信号。

根据本发明的一个优选实施例，所述感温线缆100中的热敏电阻21配置为负温度系数热敏电阻，所述负温度系数热敏电阻与所述线缆护套40紧密贴合，相邻的感温控制单元20之间的间距为90～100厘米，以将着火点精确定位在一米的范围内。

本发明还涉及一种感温火灾探测系统，如图5示出的根据本发明一个实施例的感温火灾探测系统的示意图。如图所示，所述感温火灾探测系统500包括一条或多条所述感温线缆100和信号处理单元200。其中所述感温线缆100对其周围温度实时采集和线缆状态监控，所述信号处理单元200与所述感温线缆100的第一端耦接，配置成接收所述感温线缆100中感温单元20传输的数据进行查询、分析、处理，并根据所述数据进行火灾报警。根据本发明的一个实施例，所述信号处理单元200可外接1至3条所述感温线缆100。根据本发明的一个优选实施例，所述信号处理单元200还包括指示灯、数码管和若干个端口(图中未示出)，其技术参数具体如下：额定电压为dc24v，工作范围为dc20v～dc28v；正常情况下的功率为5w，报警功率≤14w；指示灯在三种情况下设置为三种颜色：火警(红色)，故障(黄色)，运行(绿色)；所述若干个端口分别包括1个rs485(modbus协议)端口，1个can端口，3个无源干接点输出端口(火警，故障，辅助控制)，1个消防回路端口以及1个感温线缆通道端口。

根据本发明的一个实施例，如图5所示，所述感温火灾探测系统500还包括终端盒300，所述终端盒300与所述感温线缆100的第二端耦接，对所述感温线缆100的第二端进行封口，配置成监控信号处理单元200与终端盒300之间的感温线缆100的通信状态，及时反馈线缆是否存在断短路信息。根据本发明的一个实施例，所述终端盒300为一种封闭的装置，进线口有软胶密封防水装置，可满足ip66的防护等级，每一个终端盒300对一条感温线缆100封口。根据本发明的一个优选实施例，所述终端盒300的技术参数设置为：额定电压dc24v，工作范围dc20v～dc28v，材质为阻燃abs塑料，外壳防护等级为ip67。

根据本发明的一个实施例，感温线缆100中的每个感温单元20均具有唯一的编号id或者地址号。所述感温单元20在通过信号线10发送温度信息或断路信息或报警信号时，数据中均会带有其编号id或者地址号。所述信号处理单元200为所述感温火灾探测系统500的控制中心，所述信号处理单元200从所述感温单元20接收实时的温度信息和/或断路信息并对所述信息进行处理，以判断所述感温线缆100所在区域是否有火灾发生。根据所附带的唯一编号id或者唯一地址号，即可获知发生相应事件的感温单元20的具体位置，以精准定位着火点或断路点。

根据本发明的一个实施例，其中所述信号处理单元200配置成：可以查询、监控、分析感温线缆100所在区域的实时温度值及温度变化情况。具体地，当其中一个感温单元20发送的温度高于第一报警温度阈值时，触发火灾报警；和/或当其中一个感温单元20发送的数据显示其在一定时间内的温升高于第二报警温度阈值时(即温升过快时)，触发火灾报警。其中所述第一报警温度阈值为60-85℃，优选为85℃。本领域技术人员能够理解，所述信号处理单元200还可以配置成分区设置各种不同的报警温度。

图6示出了根据本发明一个实施例的感温火灾探测系统的三种应用模式。如图所示，在应用模式一下，所述感温线缆100的一端与所述信号处理单元200耦接，另一端与所述终端盒300耦接，将所述感温线缆100和所述终端盒300同时置于探测区内，感测所述探测区域内的温度，监控火灾。在这种模式下，探测区域最远即所述感温线缆100的长度，为1000米。在应用模式二下，所述感温线缆100的一端通过与1.5平方毫米的普通双绞线缆与所述信号处理单元200耦接，另一端与所述终端盒300耦接，将所述感温线缆100和所述终端盒300同时置于探测区内，感测所述探测区域内的温度，监控火灾。在这种模式下，可以通过调节普通双绞线缆的长度来实现更远探测区域的探测。在应用模式三下，所述感温线缆100的连接与所述应用模式一相同，但所述感温线缆100和终端盒300例如分别分布在四个温度各不相同的探测区域，分别为探测区1、探测区2、探测区3和探测区4。在这种模式下，所述感温火灾探测系统500可以分别独立地对不同探测区域进行温度感测和报警。所述应用模式二和应用模式三都使所述感温火灾探测系统500的应用范围更加广泛，应用场景更加多样。本领域技术人员能够理解，所述感温火灾探测系统500的应用范围并不局限上述三种应用模式，其他根据具体需要进行变型的应用模式也都在本发明保护的范围内。

图7示出了根据本发明一个实施例的火灾报警系统的示意图。如图所示，所述火灾报警系统700包括所述感温火灾探测系统500、火灾报警控制器710、通讯线720和其它设备730。其中所述感温火灾探测系统500用于对探测区域进行温度感测和监控，其中所述信号处理单元200分别通过通讯线720与所述火灾报警控制器710和其它设备730耦接。当启动所述火灾报警系统700，所述感温线缆100将实时的温度数据传输给所述信号处理单元200进行分析、处理，所述火灾报警控制器710根据从所述信号处理单元200传递来的温度信息和/或断路信息控制火灾报警执行器(图中未示出)例如警铃、消防喷淋头、消防门等的执行和开启，所述其它设备730接收所述信号处理单元200的所述信息，在所述感温火灾探测系统500出现故障时作用。在本实施例中，仅示意性地示出了一个所述感温火灾探测系统500在所述火灾报警系统700中的应用。

本发明还涉及一种使用上述感温火灾探测系统500进行温度探测的方法。

本发明的实施例通过提供一种感温线缆及包括其的感温火灾探测系统，克服了传统缆式线型感温探测器的功能缺陷及光纤光缆的成本高、定位精度差的缺陷，能够精准定位着火点的范围，且探测距离长、探测精度高，可实时显示探测温度。与传统的光纤光缆相比，具有不受光源光强衰减、不受外应力影响、不受震动影响等优点。且所述感温线缆的结构简单，成本低，强度高，应用更加广泛。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。