專利名稱：新型數顯高精度感溫探測器的制作方法
技術領域：
新型數顯高精度感溫探測器是屬于消防設備范疇內火災自動報警系統(tǒng)中的點型火災探測器。點 型火臾探測器的應用在國家規(guī)范《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范>〉(GB50116-98)及《火災自動報警 系統(tǒng)施工及驗收規(guī)范》(GB50166-92)中都有具體規(guī)定。探測器的制作屬于消防設備專業(yè)生產技術領域。
背景技術：
1、 現用感溫探測器的缺陷
(1) 、 報警溫度閾值過高且無顯示目前國內各類建筑內火災自動報警系統(tǒng)中應用的感溫探
測器普遍存在著報警溫度過高且無顯示，系統(tǒng)驗收時只是用電熱吹風機吹到紅燈亮報警為止，卻
不知實際報警溫度是多少度。經多處實際檢測及廠家資料證實，其報警度都高于75C。遠遠高出 報警技術領先國家對感溫探測器的報警溫度閾值設定水平，例如美國諾帝菲爾公司的感溫探測器 的報警溫度閾值僅為57X:。報警溫度閾值過高是因探測溫度誤差過大被迫所致。雖然實際報警溫 度設定過高，但因無顯示無法引起使用人員的注意。
(2) 、受干擾易誤報現用感溫探測器在長期使用中多次發(fā)現，如果報繁系統(tǒng)中侵入因強電 設備主開關合閘、分閘操作、雷電等原因產生的強千擾容易導致該探測器誤報警。2 0 0 5年1
1月安徽省淮南某銀行大樓因做供電總開關停電操作，引起二氧化碳氣體滅火保護區(qū)的感溫探測 器誤報而導致自動滅火設備啟動，造成二氧化碳滅火氣體誤噴的事故。
2、 現用感溫探測器的缺陷對自動滅火設備的影響火災自動報警技術領先國家經長期實踐后 確定感溫探測器的火災報警溫度閣值為57°C,國內的感溫探測器的實際報警溫度髙達75。C。這樣 火災生時做為啟動信號之一的感溫探測器，因動作溫度過高而延遲啟動時間，必然延遲了自動滅 火設備的啟動時間，對早期滅火效果影響極大。另外由于對干擾易發(fā)生誤報，而誤報又可能導致 自動滅火設備誤動作引發(fā)事故。
3、 綜上所迷現用感溫探測器無法保證現代建筑中越來越多的自動滅火設備在火災早期及時 啟動，起到捕滅早期火突的作用。所以目前急需一種能準確在世界先進報警閾值(571C )動作的 感溫探測器，而且這感溫探測器必須帶有溫度數字顯示結構，以便每次檢測時都能檢測到實際報 警溫度數值。平時通過對環(huán)境溫度的顯示也可以監(jiān)視感溫探測器的功能是否完好。同時這種感溫 探測器的抗千擾能力也必須明顯強于現用感溫探測器。
發(fā)明內容
1、 根據前面所述本實用新型要解決的技術問題是(1)、現用感溫探測器因探測溫度誤差過 大導致報警溫度閾值設定過高問題；(2)、現用感溫探測器平時及報警后無溫度顯示問題；(3)、 現用感溫探測器受干擾易發(fā)生誤報問題。
2、 本實用新型解決上列技術問題采用的技術方案是(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)、增加對探測溫度的數字顯示結構；(3)、采用適合嵌 裝數字儀表板的矩鋁合金外殼。
3、 對所用技術方案的具體分析
本實用新型選用《高精度溫度傳感器LM35DZ》替代傳統(tǒng)的熱電耦的依據是由于現用感溫探 測器用的感溫元件是溫差熱電偶，在熱工測量技術中用溫差熱電偶做感溫元件時，O"C精密補 償，方能達到測量精度，但在小小的火災探器中這種O'C精密補償難以達到，只能做簡易補償， 而簡易補償使測量誤差增大，生產廠家為防止因負偏差過大而誤報，引起自動滅火設備誤動作的 后果，只能將報警溫度閾值提高，卻沒考慮到對自動滅火設備延遲啟動的影響。另外現用感溫探
測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是微弱的電動勢，而各種千 擾正是以電動勢的形式進入系統(tǒng)的。因此以溫差熱電偶做感溫元件的現用感溫探測器無法克服報
警溫度誤差大、設定閥值被迫提高及受干擾易誤報的缺陷。珍對現用感溫探測器的缺陷的根源， 本方案確定是以提高感溫探測器探測溫精度的手段來降低報警溫度閾值，為此選用美國集成電路
《高精度溫度傳感器LM35DZ》做感溫元件，由于《LM35DZ》本身是精密元件，輸出的溫度信號為 每攝氏度10mV,不需補償，因此以此做感溫元件制成的感溫探測器的測溫精度大為提高，由于其 精度的提高，報警溫度閾值也可降低。這樣就有效的解決了現用感溫探測器存在的第一個問題。 另外由于《LM35D》的常溫信號電壓可達數百毫伏，大大高于熱電偶常溫僅有幾毫伏的信號電壓， 由于信號電壓的大大加強，其抗干擾能力也隨之大大加強。這樣也同時解決了現用感溫探測器存 在的第三個問題。
本實用新型增加對探測溫度的數字顯示結構的必要性由于現用感溫探測器不能顯示它所探 測到的環(huán)境溫度，平時就無法判斷其探測溫度的有效性，不便對其監(jiān)視， 一旦發(fā)生報警，由于不 能顯示溫度，也就無法判斷是因千擾而報警還是因為環(huán)境溫度增高而報警。如果感溫探測器裝有
溫度數字顯示結構，平時顯示它所探測到的環(huán)境溫度，人們隨時都可以監(jiān)視感溫摞:測器的良好性 和準確性， 一旦發(fā)生報警人們也能根據它顯示的溫度確定其報警原因，更重要的是在設備竣工交 驗檢測及日后的年度檢測時都可將其報警溫度數據予以記栽，對報警設備的維護十分有利。只有 這樣才能確保感溫探測器在火災發(fā)生時準確報警。本實用新型增加對探測溫度的數字顯示結構即 可解決現用感溫探測器存在的第二問題。在溫度數字顯示的同時，另有一只雙色發(fā)光二極管與數 碼管同步顯示，即平時綠管間歇點亮，報警后轉為紅管常亮。
本實用新型采用矩形鋁合金外殼的原因，這是為適應它所增加的數字顯示結構所用的矩形數 字儀表板而采用的。
3、 本實用新型的主要用途裝有自動滅火設備的火災自動報警系統(tǒng)
4、 技術方案產生的有益效果
(1) 、由于提高了新型感溫探測器的報警溫度的精度，便有可能將其報警溫度閾值，從現用的 75TC向世界先進水平571C靠攏?！缎滦透呔葦碉@感溫探測器》》的報警溫度閾值可調準在571C-58 。C范圍之內，靠近了世界先進水平57°C,降低了報警閾值，在火災發(fā)生時能縮短報警時間，便可 盡早啟動自動滅火設備，對于捕滅早期火災極為有力。
(2) 、由于增加了 LBD溫度數字顯示結構，顯示分辨率為O. rC,在感溫探測器上裝溫度數顯 前所未有，但帶來的有益效果是明顯的，在防火保護區(qū)內隨時都可監(jiān)視其探測溫度功能完好性和 準確性，便于及時發(fā)現問題隨時維護，以確保一旦發(fā)生火突探測器能準確報警。在報警設備歧工 驗收檢測及日后的定期檢測中都能掌握準確的報警溫度數據，對于了解報警設備狀況十分有利。
(3) 、采用矩形鋁合金外殼，能適應于嵌入安裝具有一定外形尺寸的數字儀表板，便于在保護 區(qū)地面觀測裝于保護區(qū)頂棚上的感溫探測器的探測溫度狀況。


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]為凸出于左側的 感溫元件、[3]為嵌入安裝于正面顯示溫度用數字儀表板、[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]為用端面表示的數字儀表板、[5] 為探測器的進線孔、[6]分別為探測器和數字儀表板的線路板。
圖3、此圖為正側面圖，[7]為探測器的懸掛裝置，3]4]分別為數字儀表板和雙色發(fā)光二 極管凸出正面部分。
圖4、此圖為左側面圖，顯示探測器左面外形。
圖5、此圖為電氣原理困，主要由下列各部分構成1、電源部分電源進線為火災報警系統(tǒng) 標準電源DC24V,進線后由IC1等元件變?yōu)镈C5V穩(wěn)壓電源，供溫度顯示組件YB及報警設定環(huán)節(jié) (R3, R4， Rt )之用；2 、測溫部分(IC2 )為美國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，可以輸出與攝氏溫度成正比的信號電壓(10mV/t ),但為達到高精度對多只 LM35DZ進行校準后確定對LM35I)Z輸出電壓再經運算放大器做110%放大后再輸入顯示組件，才 能使顯示溫度更精確；3、為運算放大器及報警輸出部分UC3)，此處用一只四運放LM324其作用 分別是IC3-1用作電壓放大器，是將IC2輸出信號放大后送到數字儀表板溫度顯示，IC3-2作電 壓跟隨器是將溫度信號電壓送到下一級IC3-3的同相端，IC3-3作電壓比較器，是將溫度信號電 壓與IC3-3反相端的預置報警溫度電壓進行比較，當溫度信號電壓超過預置值時比較器輸出高電 位，使報警可控硅Q導通，此時《新型數顯高精度感溫探測器》通過信號總線Y及專用?？谙驁?警控制器輸出報警信號；4、作脈沖信號發(fā)生器，IC3-4產生周期IO秒、脈寬3秒的脈沖信號， 通過光電偶合器IC4控制數顯組件的電源間歇通電，使數顯LED在每10秒內只亮3秒，達到降低 能耗的目的。5、顯示組件數字儀表板(YB)是探測器顯示所探測到的環(huán)境溫度的部件，由3位 LED數碼管及A/D轉換電路構成，其輸入電壓與溫度信號電壓相匹配，即輸入為0-999mV，顯示為 0-99.9"C。平時間歇顯示環(huán)境溫度，報警后連續(xù)顯示報警溫度。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，平時間歇點亮，紅色管U)接報警可 控硅， 一旦報警可控硅(Q)導通，紅色管常亮，同時也通過光耦(IC4)使儀表板獲連續(xù)電壓而 轉為常亮。
具體實施方案
1、 溫度探測部分感溫元件[2]是由精密溫度傳感器及保套管購成，這是本《新型數顯高精 度感溫纟笨測器》關健元件組裝前要進行試驗。
2、 數字顯示結構由三位0. 56寸英吋高亮度LED數碼管做儀表板[3]購成，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，每次顯示時間為3秒， 一旦報警則轉為連續(xù)顯示。雙色發(fā)光二極管[4與數碼管同步顯示，即平時綠管間歇點亮，報警后 轉為紅管常亮。
3、 總體購成《新型數顯高精度感溫探測器》外殼m采用電子設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],上殼的線路板插槽內插有線 路板[6感溫元件[2]裝于左側端板上；外殼上方裝有能與86接線盒相螺接與外殼相插接的懸桂 裝置[7]，腑面安裝有數字儀表板[3]及雙色發(fā)光二極管[4],
4、 電氣線路部分，本裝置的主要電氣線路由線路板[6]購成，為保證電氣線路工作可靠，線
路板要委托專業(yè)化生產廠加工
5、 本實用新型轉化為商品的總體計劃是專利發(fā)明人與專業(yè)生產廠家聯合生產。 專利發(fā)明人負責(1)提供本項專利產品[圖1-圖4]的詳細尺寸加工圖紙，包括全部零部件
圖及總裝圖；(2)根據[圖1-圖4]提供每百套產品的材料計劃；根據[圖5]提供每百套產品的元件 計劃及其相關技術要求；(3)參與產品的試制并提供全部印刷線路板。(4)負責解決生產中出現的 技術問題，圖紙的修改，參與質量檢驗和老化試驗；(5)負責編制本項產品的消防產品檢定申報 資料及產品使用說明書。
專業(yè)生產廠負責(1)根據[圖1-圖5及專利發(fā)明人提供的尺寸詳圖組織樣品試制；(2}申報 消防產品專業(yè)檢定；(3)產品推銷；(4)生產工藝及專用工具、胎才莫具制備；(5)批量生產。
本專利申報前發(fā)明人已與某消防設制造商初步達成意向，只待獲得授權后簽約實施。
權利要求1、一種感溫探測器-新型數顯高精度感溫探測器，它是由外殼[1]，感溫元件[2]，顯示裝置[3][4]，懸掛裝置[7]及內部的線路板[6]等組成，其特征是感溫元件是由美國集成電路-精密溫度傳感器LM35DZ[2]，裝入保護管并凸出外殼端面而構成，它將每攝氏度10mV的探測溫度信號傳給與之相連接的數字儀表板[3]。
2、 根據權利要l所述的新型數顯高精度感溫探測器，其特征是 一種新的溫度數字顯示 結構，它是由3位0. 56英吋高亮度LED數碼管構成的數字儀表板[3],顯示由精密溫度傳感 器[2]送來的測溫數據，并以斷續(xù)顯示常溫，連續(xù)顯示火災報警。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、 根據權利要l所述的新型數顯高精度感溫探測器，其特征是 一種新式外形結構，它 是由矩形鋁合金外殼[l],外殼正面嵌入數字儀表板[3]，側面凸出感溫元件[2]，背面安裝懸掛 裝置[7]而構成。
專利摘要一種新型數顯高精度感溫探測器，它是由矩形鋁合金外殼正面嵌入數字儀表板；側面凸出感溫元件；背面安裝懸掛裝置而構成。要解決的問是現用感溫探測器存在的3個問題1.報警溫度誤差過大導致報警溫度閾值設定過高問題；2.平時及報警后無溫度顯示問題；3.受干擾易發(fā)生誤報問題。采用的技術方案是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.增加對探測溫度的數字顯示結構；3.采用適合嵌入安裝數字儀表板的矩鋁合金外殼。本實用新型的主要用途是具有自動滅火設備的火災自動報警系統(tǒng)。
文檔編號G01K7/02GK201069396SQ20072003949
公開日2008年6月4日 申請日期2007年6月11日 優(yōu)先權日2007年6月11日
發(fā)明者胡振宇 申請人:胡振宇