專(zhuān)利名稱(chēng)：新型數(shù)顯高精度感溫探測(cè)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
新型數(shù)顯高精度感溫探測(cè)器是屬于消防設(shè)備范疇內(nèi)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)中的點(diǎn)型火災(zāi)探測(cè)器。點(diǎn) 型火臾探測(cè)器的應(yīng)用在國(guó)家規(guī)范《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范>〉(GB50116-98)及《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警 系統(tǒng)施工及驗(yàn)收規(guī)范》(GB50166-92)中都有具體規(guī)定。探測(cè)器的制作屬于消防設(shè)備專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
1、 現(xiàn)用感溫探測(cè)器的缺陷
(1) 、 報(bào)警溫度閾值過(guò)高且無(wú)顯示目前國(guó)內(nèi)各類(lèi)建筑內(nèi)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)中應(yīng)用的感溫探
測(cè)器普遍存在著報(bào)警溫度過(guò)高且無(wú)顯示，系統(tǒng)驗(yàn)收時(shí)只是用電熱吹風(fēng)機(jī)吹到紅燈亮報(bào)警為止，卻
不知實(shí)際報(bào)警溫度是多少度。經(jīng)多處實(shí)際檢測(cè)及廠(chǎng)家資料證實(shí)，其報(bào)警度都高于75C。遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出 報(bào)警技術(shù)領(lǐng)先國(guó)家對(duì)感溫探測(cè)器的報(bào)警溫度閾值設(shè)定水平，例如美國(guó)諾帝菲爾公司的感溫探測(cè)器 的報(bào)警溫度閾值僅為57X:。報(bào)警溫度閾值過(guò)高是因探測(cè)溫度誤差過(guò)大被迫所致。雖然實(shí)際報(bào)警溫 度設(shè)定過(guò)高，但因無(wú)顯示無(wú)法引起使用人員的注意。
(2) 、受干擾易誤報(bào)現(xiàn)用感溫探測(cè)器在長(zhǎng)期使用中多次發(fā)現(xiàn)，如果報(bào)繁系統(tǒng)中侵入因強(qiáng)電 設(shè)備主開(kāi)關(guān)合閘、分閘操作、雷電等原因產(chǎn)生的強(qiáng)千擾容易導(dǎo)致該探測(cè)器誤報(bào)警。2 0 0 5年1
1月安徽省淮南某銀行大樓因做供電總開(kāi)關(guān)停電操作，引起二氧化碳?xì)怏w滅火保護(hù)區(qū)的感溫探測(cè) 器誤報(bào)而導(dǎo)致自動(dòng)滅火設(shè)備啟動(dòng)，造成二氧化碳滅火氣體誤噴的事故。
2、 現(xiàn)用感溫探測(cè)器的缺陷對(duì)自動(dòng)滅火設(shè)備的影響火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警技術(shù)領(lǐng)先國(guó)家經(jīng)長(zhǎng)期實(shí)踐后 確定感溫探測(cè)器的火災(zāi)報(bào)警溫度閣值為57°C,國(guó)內(nèi)的感溫探測(cè)器的實(shí)際報(bào)警溫度髙達(dá)75。C。這樣 火災(zāi)生時(shí)做為啟動(dòng)信號(hào)之一的感溫探測(cè)器，因動(dòng)作溫度過(guò)高而延遲啟動(dòng)時(shí)間，必然延遲了自動(dòng)滅 火設(shè)備的啟動(dòng)時(shí)間，對(duì)早期滅火效果影響極大。另外由于對(duì)干擾易發(fā)生誤報(bào)，而誤報(bào)又可能導(dǎo)致 自動(dòng)滅火設(shè)備誤動(dòng)作引發(fā)事故。
3、 綜上所迷現(xiàn)用感溫探測(cè)器無(wú)法保證現(xiàn)代建筑中越來(lái)越多的自動(dòng)滅火設(shè)備在火災(zāi)早期及時(shí) 啟動(dòng)，起到捕滅早期火突的作用。所以目前急需一種能準(zhǔn)確在世界先進(jìn)報(bào)警閾值(571C )動(dòng)作的 感溫探測(cè)器，而且這感溫探測(cè)器必須帶有溫度數(shù)字顯示結(jié)構(gòu)，以便每次檢測(cè)時(shí)都能檢測(cè)到實(shí)際報(bào) 警溫度數(shù)值。平時(shí)通過(guò)對(duì)環(huán)境溫度的顯示也可以監(jiān)視感溫探測(cè)器的功能是否完好。同時(shí)這種感溫 探測(cè)器的抗千擾能力也必須明顯強(qiáng)于現(xiàn)用感溫探測(cè)器。
發(fā)明內(nèi)容
1、 根據(jù)前面所述本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是(1)、現(xiàn)用感溫探測(cè)器因探測(cè)溫度誤差過(guò) 大導(dǎo)致報(bào)警溫度閾值設(shè)定過(guò)高問(wèn)題；(2)、現(xiàn)用感溫探測(cè)器平時(shí)及報(bào)警后無(wú)溫度顯示問(wèn)題；(3)、 現(xiàn)用感溫探測(cè)器受干擾易發(fā)生誤報(bào)問(wèn)題。
2、 本實(shí)用新型解決上列技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是(1)、感溫元件以集成電路《高精度溫 度傳感器LM35DZ》替代傳統(tǒng)的熱電耦；(2)、增加對(duì)探測(cè)溫度的數(shù)字顯示結(jié)構(gòu)；(3)、采用適合嵌 裝數(shù)字儀表板的矩鋁合金外殼。
3、 對(duì)所用技術(shù)方案的具體分析
本實(shí)用新型選用《高精度溫度傳感器LM35DZ》替代傳統(tǒng)的熱電耦的依據(jù)是由于現(xiàn)用感溫探 測(cè)器用的感溫元件是溫差熱電偶，在熱工測(cè)量技術(shù)中用溫差熱電偶做感溫元件時(shí)，O"C精密補(bǔ) 償，方能達(dá)到測(cè)量精度，但在小小的火災(zāi)探器中這種O'C精密補(bǔ)償難以達(dá)到，只能做簡(jiǎn)易補(bǔ)償， 而簡(jiǎn)易補(bǔ)償使測(cè)量誤差增大，生產(chǎn)廠(chǎng)家為防止因負(fù)偏差過(guò)大而誤報(bào)，引起自動(dòng)滅火設(shè)備誤動(dòng)作的 后果，只能將報(bào)警溫度閾值提高，卻沒(méi)考慮到對(duì)自動(dòng)滅火設(shè)備延遲啟動(dòng)的影響。另外現(xiàn)用感溫探
測(cè)器的抗干擾能力差也是由熱電偶引起的，因熱電偶反映溫度的信號(hào)是微弱的電動(dòng)勢(shì)，而各種千 擾正是以電動(dòng)勢(shì)的形式進(jìn)入系統(tǒng)的。因此以溫差熱電偶做感溫元件的現(xiàn)用感溫探測(cè)器無(wú)法克服報(bào)
警溫度誤差大、設(shè)定閥值被迫提高及受干擾易誤報(bào)的缺陷。珍對(duì)現(xiàn)用感溫探測(cè)器的缺陷的根源， 本方案確定是以提高感溫探測(cè)器探測(cè)溫精度的手段來(lái)降低報(bào)警溫度閾值，為此選用美國(guó)集成電路
《高精度溫度傳感器LM35DZ》做感溫元件，由于《LM35DZ》本身是精密元件，輸出的溫度信號(hào)為 每攝氏度10mV,不需補(bǔ)償，因此以此做感溫元件制成的感溫探測(cè)器的測(cè)溫精度大為提高，由于其 精度的提高，報(bào)警溫度閾值也可降低。這樣就有效的解決了現(xiàn)用感溫探測(cè)器存在的第一個(gè)問(wèn)題。 另外由于《LM35D》的常溫信號(hào)電壓可達(dá)數(shù)百毫伏，大大高于熱電偶常溫僅有幾毫伏的信號(hào)電壓， 由于信號(hào)電壓的大大加強(qiáng)，其抗干擾能力也隨之大大加強(qiáng)。這樣也同時(shí)解決了現(xiàn)用感溫探測(cè)器存 在的第三個(gè)問(wèn)題。
本實(shí)用新型增加對(duì)探測(cè)溫度的數(shù)字顯示結(jié)構(gòu)的必要性由于現(xiàn)用感溫探測(cè)器不能顯示它所探 測(cè)到的環(huán)境溫度，平時(shí)就無(wú)法判斷其探測(cè)溫度的有效性，不便對(duì)其監(jiān)視， 一旦發(fā)生報(bào)警，由于不 能顯示溫度，也就無(wú)法判斷是因千擾而報(bào)警還是因?yàn)榄h(huán)境溫度增高而報(bào)警。如果感溫探測(cè)器裝有
溫度數(shù)字顯示結(jié)構(gòu)，平時(shí)顯示它所探測(cè)到的環(huán)境溫度，人們隨時(shí)都可以監(jiān)視感溫摞:測(cè)器的良好性 和準(zhǔn)確性， 一旦發(fā)生報(bào)警人們也能根據(jù)它顯示的溫度確定其報(bào)警原因，更重要的是在設(shè)備竣工交 驗(yàn)檢測(cè)及日后的年度檢測(cè)時(shí)都可將其報(bào)警溫度數(shù)據(jù)予以記栽，對(duì)報(bào)警設(shè)備的維護(hù)十分有利。只有 這樣才能確保感溫探測(cè)器在火災(zāi)發(fā)生時(shí)準(zhǔn)確報(bào)警。本實(shí)用新型增加對(duì)探測(cè)溫度的數(shù)字顯示結(jié)構(gòu)即 可解決現(xiàn)用感溫探測(cè)器存在的第二問(wèn)題。在溫度數(shù)字顯示的同時(shí)，另有一只雙色發(fā)光二極管與數(shù) 碼管同步顯示，即平時(shí)綠管間歇點(diǎn)亮，報(bào)警后轉(zhuǎn)為紅管常亮。
本實(shí)用新型采用矩形鋁合金外殼的原因，這是為適應(yīng)它所增加的數(shù)字顯示結(jié)構(gòu)所用的矩形數(shù) 字儀表板而采用的。
3、 本實(shí)用新型的主要用途裝有自動(dòng)滅火設(shè)備的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)
4、 技術(shù)方案產(chǎn)生的有益效果
(1) 、由于提高了新型感溫探測(cè)器的報(bào)警溫度的精度，便有可能將其報(bào)警溫度閾值，從現(xiàn)用的 75TC向世界先進(jìn)水平571C靠攏。《新型高精度數(shù)顯感溫探測(cè)器》》的報(bào)警溫度閾值可調(diào)準(zhǔn)在571C-58 。C范圍之內(nèi)，靠近了世界先進(jìn)水平57°C,降低了報(bào)警閾值，在火災(zāi)發(fā)生時(shí)能縮短報(bào)警時(shí)間，便可 盡早啟動(dòng)自動(dòng)滅火設(shè)備，對(duì)于捕滅早期火災(zāi)極為有力。
(2) 、由于增加了 LBD溫度數(shù)字顯示結(jié)構(gòu)，顯示分辨率為O. rC,在感溫探測(cè)器上裝溫度數(shù)顯 前所未有，但帶來(lái)的有益效果是明顯的，在防火保護(hù)區(qū)內(nèi)隨時(shí)都可監(jiān)視其探測(cè)溫度功能完好性和 準(zhǔn)確性，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題隨時(shí)維護(hù)，以確保一旦發(fā)生火突探測(cè)器能準(zhǔn)確報(bào)警。在報(bào)警設(shè)備歧工 驗(yàn)收檢測(cè)及日后的定期檢測(cè)中都能掌握準(zhǔn)確的報(bào)警溫度數(shù)據(jù)，對(duì)于了解報(bào)警設(shè)備狀況十分有利。
(3) 、采用矩形鋁合金外殼，能適應(yīng)于嵌入安裝具有一定外形尺寸的數(shù)字儀表板，便于在保護(hù) 區(qū)地面觀(guān)測(cè)裝于保護(hù)區(qū)頂棚上的感溫探測(cè)器的探測(cè)溫度狀況。


圖1、此圖為正面圖，也就是安裝后的仰視圖。[l]為矩形鋁合金外殼、U]為凸出于左側(cè)的 感溫元件、[3]為嵌入安裝于正面顯示溫度用數(shù)字儀表板、[4為嵌入安裝于正面的雙色發(fā)光二極管。
圖2、此圖為斷面圖，[1〗為用剖面顯示的鋁合金外殼、[3]為用端面表示的數(shù)字儀表板、[5] 為探測(cè)器的進(jìn)線(xiàn)孔、[6]分別為探測(cè)器和數(shù)字儀表板的線(xiàn)路板。
圖3、此圖為正側(cè)面圖，[7]為探測(cè)器的懸掛裝置，3]4]分別為數(shù)字儀表板和雙色發(fā)光二 極管凸出正面部分。
圖4、此圖為左側(cè)面圖，顯示探測(cè)器左面外形。
圖5、此圖為電氣原理困，主要由下列各部分構(gòu)成1、電源部分電源進(jìn)線(xiàn)為火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng) 標(biāo)準(zhǔn)電源DC24V,進(jìn)線(xiàn)后由IC1等元件變?yōu)镈C5V穩(wěn)壓電源，供溫度顯示組件YB及報(bào)警設(shè)定環(huán)節(jié) (R3, R4， Rt )之用；2 、測(cè)溫部分(IC2 )為美國(guó)集成電路精密溫度傳感器(LM35DZ )該電路在4-30V 工作電壓范圍內(nèi)，可以輸出與攝氏溫度成正比的信號(hào)電壓(10mV/t ),但為達(dá)到高精度對(duì)多只 LM35DZ進(jìn)行校準(zhǔn)后確定對(duì)LM35I)Z輸出電壓再經(jīng)運(yùn)算放大器做110%放大后再輸入顯示組件，才 能使顯示溫度更精確；3、為運(yùn)算放大器及報(bào)警輸出部分UC3)，此處用一只四運(yùn)放LM324其作用 分別是IC3-1用作電壓放大器，是將IC2輸出信號(hào)放大后送到數(shù)字儀表板溫度顯示，IC3-2作電 壓跟隨器是將溫度信號(hào)電壓送到下一級(jí)IC3-3的同相端，IC3-3作電壓比較器，是將溫度信號(hào)電 壓與IC3-3反相端的預(yù)置報(bào)警溫度電壓進(jìn)行比較，當(dāng)溫度信號(hào)電壓超過(guò)預(yù)置值時(shí)比較器輸出高電 位，使報(bào)警可控硅Q導(dǎo)通，此時(shí)《新型數(shù)顯高精度感溫探測(cè)器》通過(guò)信號(hào)總線(xiàn)Y及專(zhuān)用專(zhuān)口向報(bào) 警控制器輸出報(bào)警信號(hào)；4、作脈沖信號(hào)發(fā)生器，IC3-4產(chǎn)生周期IO秒、脈寬3秒的脈沖信號(hào)， 通過(guò)光電偶合器IC4控制數(shù)顯組件的電源間歇通電，使數(shù)顯LED在每10秒內(nèi)只亮3秒，達(dá)到降低 能耗的目的。5、顯示組件數(shù)字儀表板(YB)是探測(cè)器顯示所探測(cè)到的環(huán)境溫度的部件，由3位 LED數(shù)碼管及A/D轉(zhuǎn)換電路構(gòu)成，其輸入電壓與溫度信號(hào)電壓相匹配，即輸入為0-999mV，顯示為 0-99.9"C。平時(shí)間歇顯示環(huán)境溫度，報(bào)警后連續(xù)顯示報(bào)警溫度。5、雙色發(fā)光二極管顯示及連鎖控 制部分，雙色管TLED其中綠色管(G)接脈沖電壓輸出端，平時(shí)間歇點(diǎn)亮，紅色管U)接報(bào)警可 控硅， 一旦報(bào)警可控硅(Q)導(dǎo)通，紅色管常亮，同時(shí)也通過(guò)光耦(IC4)使儀表板獲連續(xù)電壓而 轉(zhuǎn)為常亮。
具體實(shí)施方案
1、 溫度探測(cè)部分感溫元件[2]是由精密溫度傳感器及保套管購(gòu)成，這是本《新型數(shù)顯高精 度感溫纟笨測(cè)器》關(guān)健元件組裝前要進(jìn)行試驗(yàn)。
2、 數(shù)字顯示結(jié)構(gòu)由三位0. 56寸英吋高亮度LED數(shù)碼管做儀表板[3]購(gòu)成，三位LED需要 50mA左右的電流，為降低能耗做成間歇顯示方式，即每10秒顯示一次，每次顯示時(shí)間為3秒， 一旦報(bào)警則轉(zhuǎn)為連續(xù)顯示。雙色發(fā)光二極管[4與數(shù)碼管同步顯示，即平時(shí)綠管間歇點(diǎn)亮，報(bào)警后 轉(zhuǎn)為紅管常亮。
3、 總體購(gòu)成《新型數(shù)顯高精度感溫探測(cè)器》外殼m采用電子設(shè)備外殼用鋁合金型材制成， 尺寸為100x75x25rmn。整體外殼由上殼和下殼兩部分組成[圖2-1],上殼的線(xiàn)路板插槽內(nèi)插有線(xiàn) 路板[6感溫元件[2]裝于左側(cè)端板上；外殼上方裝有能與86接線(xiàn)盒相螺接與外殼相插接的懸桂 裝置[7]，腑面安裝有數(shù)字儀表板[3]及雙色發(fā)光二極管[4],
4、 電氣線(xiàn)路部分，本裝置的主要電氣線(xiàn)路由線(xiàn)路板[6]購(gòu)成，為保證電氣線(xiàn)路工作可靠，線(xiàn)
路板要委托專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)廠(chǎng)加工
5、 本實(shí)用新型轉(zhuǎn)化為商品的總體計(jì)劃是專(zhuān)利發(fā)明人與專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)廠(chǎng)家聯(lián)合生產(chǎn)。 專(zhuān)利發(fā)明人負(fù)責(zé)(1)提供本項(xiàng)專(zhuān)利產(chǎn)品[圖1-圖4]的詳細(xì)尺寸加工圖紙，包括全部零部件
圖及總裝圖；(2)根據(jù)[圖1-圖4]提供每百套產(chǎn)品的材料計(jì)劃；根據(jù)[圖5]提供每百套產(chǎn)品的元件 計(jì)劃及其相關(guān)技術(shù)要求；(3)參與產(chǎn)品的試制并提供全部印刷線(xiàn)路板。(4)負(fù)責(zé)解決生產(chǎn)中出現(xiàn)的 技術(shù)問(wèn)題，圖紙的修改，參與質(zhì)量檢驗(yàn)和老化試驗(yàn)；(5)負(fù)責(zé)編制本項(xiàng)產(chǎn)品的消防產(chǎn)品檢定申報(bào) 資料及產(chǎn)品使用說(shuō)明書(shū)。
專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)廠(chǎng)負(fù)責(zé)(1)根據(jù)[圖1-圖5及專(zhuān)利發(fā)明人提供的尺寸詳圖組織樣品試制；(2}申報(bào) 消防產(chǎn)品專(zhuān)業(yè)檢定；(3)產(chǎn)品推銷(xiāo)；(4)生產(chǎn)工藝及專(zhuān)用工具、胎才莫具制備；(5)批量生產(chǎn)。
本專(zhuān)利申報(bào)前發(fā)明人已與某消防設(shè)制造商初步達(dá)成意向，只待獲得授權(quán)后簽約實(shí)施。
權(quán)利要求1、一種感溫探測(cè)器-新型數(shù)顯高精度感溫探測(cè)器，它是由外殼[1]，感溫元件[2]，顯示裝置[3][4]，懸掛裝置[7]及內(nèi)部的線(xiàn)路板[6]等組成，其特征是感溫元件是由美國(guó)集成電路-精密溫度傳感器LM35DZ[2]，裝入保護(hù)管并凸出外殼端面而構(gòu)成，它將每攝氏度10mV的探測(cè)溫度信號(hào)傳給與之相連接的數(shù)字儀表板[3]。
2、 根據(jù)權(quán)利要l所述的新型數(shù)顯高精度感溫探測(cè)器，其特征是 一種新的溫度數(shù)字顯示 結(jié)構(gòu)，它是由3位0. 56英吋高亮度LED數(shù)碼管構(gòu)成的數(shù)字儀表板[3],顯示由精密溫度傳感 器[2]送來(lái)的測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)，并以斷續(xù)顯示常溫，連續(xù)顯示火災(zāi)報(bào)警。另有雙色發(fā)光二極管[4]以 綠光閃爍顯示常溫，紅光常亮顯示火突4良警。
3、 根據(jù)權(quán)利要l所述的新型數(shù)顯高精度感溫探測(cè)器，其特征是 一種新式外形結(jié)構(gòu)，它 是由矩形鋁合金外殼[l],外殼正面嵌入數(shù)字儀表板[3]，側(cè)面凸出感溫元件[2]，背面安裝懸掛 裝置[7]而構(gòu)成。
專(zhuān)利摘要一種新型數(shù)顯高精度感溫探測(cè)器，它是由矩形鋁合金外殼正面嵌入數(shù)字儀表板；側(cè)面凸出感溫元件；背面安裝懸掛裝置而構(gòu)成。要解決的問(wèn)是現(xiàn)用感溫探測(cè)器存在的3個(gè)問(wèn)題1.報(bào)警溫度誤差過(guò)大導(dǎo)致報(bào)警溫度閾值設(shè)定過(guò)高問(wèn)題；2.平時(shí)及報(bào)警后無(wú)溫度顯示問(wèn)題；3.受干擾易發(fā)生誤報(bào)問(wèn)題。采用的技術(shù)方案是1.感溫元件以集成電路高精度溫度傳感器LM35DZ替代傳統(tǒng)的熱電耦；2.增加對(duì)探測(cè)溫度的數(shù)字顯示結(jié)構(gòu)；3.采用適合嵌入安裝數(shù)字儀表板的矩鋁合金外殼。本實(shí)用新型的主要用途是具有自動(dòng)滅火設(shè)備的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。
文檔編號(hào)G01K7/02GK201069396SQ20072003949
公開(kāi)日2008年6月4日 申請(qǐng)日期2007年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月11日
發(fā)明者胡振宇 申請(qǐng)人:胡振宇