CN2606884Y

CN2606884Y - 可进行温度实时监视模拟量线型感温探测器

Info

Publication number: CN2606884Y
Application number: CN 03242354
Authority: CN
Inventors: 李刚进; 丁国锋
Original assignee: SHOUAN INDUSTRIAL FIRE CONTROL Co Ltd
Current assignee: SHOUAN INDUSTRIAL FIRE CONTROL Co Ltd
Priority date: 2003-03-25
Filing date: 2003-03-25
Publication date: 2004-03-17
Anticipated expiration: 2013-03-25

Abstract

本实用新型涉及一种可进行温度实时监视模拟量线型感温探测器，其要点在于：由监视终端、感温电缆和终端盒组成；所述监视终端由微处理器、脉冲输出电路、信号比较整形电路、计时器电路、显示与操作电路组成。本实用新型可以动态测量感温电缆两导体间的电阻、电容乘积RC值，根据RC与实际温度间的关系推算出感温电缆沿线范围内的最高的温度。实现温度的实时监视、报警温度任意设定而与受热长度无关、差定温探测等功能。

Description

可进行温度实时监视模拟量线型感温探测器

技术领域

本实用新型涉及一种可进行温度实时监视模拟量线型感温探测器，该感温探测器可以测取感温电缆的电阻、电容乘积值，并计算出感温电缆沿线最高点的温度，实现温度的实时监视。

背景技术

线型感温探测器是一种用于消防安全领域长距离、大范围温度异常监视的传感器。2000年以前国内的产品主要是开关量式线型感温探测器，已有技术的感温探测器存在不可重复使用、报警温度固定、易受机械损伤、误报率高等问题。鉴于此，本申请人于2000年研制了模拟量式可重复使用线型感温探测器，该探测器可以较好地解决开关量式线型感温探测器的问题，但也存在以下问题：①报警温度是按1米的感温电缆升温特性而设定，报警的过程与受热长度有密切关系；②不能给出实时的温度值；③无法实现差定温探测，以提高探测器的使用范围。因此，需要提出一种可进行温度实时监视模拟量线型感温探测器。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种可进行温度实时监视模拟量线型感温探测器，该感温探测器可以动态测量感温电缆两导体间的电阻、电容乘积RC值，根据RC与实际温度间的关系推算出感温电缆沿线范围内的最高的温度。实现温度的实时监视、报警温度任意设定而与受热长度无关、差定温探测等功能。

本实用新型的目的是由下述技术方案实现的：一种可进行温度实时监视模拟量线型感温探测器，其要点在于：由监视终端、感温电缆和终端盒组成；所述监视终端由微处理器、脉冲输出电路、信号比较整形电路、计时器电路、显示与操作电路组成。

本实用新型的原理在于：感温电缆的等效电阻值R与感温电缆的长度成反比关系，而感温电缆的等效电容值C与感温电缆的长度成正比关系，因此电阻、电容的乘积RC与感温电缆长度无关。另外RC值与感温电缆的受热温度有关。设在温度T下感温电缆单位长度的电阻值为r_T，电容值为c_T，则根据感温电缆的等效电路原理可以推算出t₀＝R.·C＝k·r_T·c_T，其中k为趋近于1的一个调整参数，可根据试验实际测量确定。本实用新型通过监视终端测取电阻电容的乘积RC，进而可以计算出感温电缆沿线范围内的最高温度值。根据所述的原理，本实用新型主要采用测量感温电缆时间常数t₀＝R.·C的方法来设计监视终端。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、由于本实用新型可以探测到精度较高的温度值，因此报警阈值的设定可以通过显示与操作电路任意输入，并且报警温度的设定与受热长度无关。

2、本实用新型通过得到的实时温度值，可以建立火灾报警的差定温数学模型，实现差定温的探测。

3、本实用新型可以广泛用于工业、国防领域环境恶劣场所的长距离、大范围温度异常监视探测或实时温度监控，可以实现定温或差定温探测报警。

附图说明

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

图1、本实用新型的原理框图

图2、本实用新型的平行导体式感温电缆结构示意图

图3、本实用新型的平行导体式感温电缆另一结构示意图

图4、本实用新型的同轴缆式感温电缆结构示意图

图5、本实用新型的感温电缆的等效电路图

图6、本实用新型的感温电缆的温度—频率特性图

图7、本实用新型的时间常数的一种测量方法示意图

图8、本实用新型的一个具体实施例的原理框图

具体实施方式

参见图1及图2，本实用新型的感温探测器，由监视终端6、感温电缆7和终端盒8组成；所述监视终端由微处理器2、脉冲输出电路3、信号比较整形电路4、计时器电路5、显示与操作电路1组成。在本实用新型的一个实施例中，所述的感温电缆为平行导体式感温电缆，所述平行导体701之间设有负温度系数热敏材料702，该感温电缆设有两条导体，导体之间的距离较大。其中，负温度系数热敏材料起到绝缘层作用，随着温度的变化，感温电缆的等效电阻和电容也发生变化，且等效电阻R与受热长度成反比，等效电容C与受热长度成正比，因此感温电缆的时间常数RC与长度无关。在本实用新型中，所采用的负温度系数热敏材料具有温度异常后可恢复的特性，所述终端盒内设终端电阻，该终端盒用于感温电缆的故障监视。

参见图3，在本实用新型的一个实施例中，所述感温电缆为平行导体式感温电缆，所述平行导体701之间设有负温度系数热敏材料702，该感温电缆还设有耐高温、耐腐蚀的外护套71。该感温电缆设有两条导体，导体之间的距离较小。

参见图4，在本实用新型的一个实施例中，所述的感温电缆为同轴缆式感温电缆，该电缆由内向外依次设置金属导体701、负温度系数热敏材料绝缘层702、金属编织层703、耐高温、耐腐蚀外护套72。

参见图5，显示了本实用新型的感温电缆的等效电路。设感温电缆全长为L，环境温度下单位长度的电阻为r_n，电容值为c_n；根据等效电路，设温度T下感温电缆单位长度的电阻为r_T，电容值为c_T，且受热长度为L，则根据感温电缆的等效电路原理可以推算出t₀＝R·C＝r_T·c_T{[l+(L-l)c_n/c_T]/[l+(L-l)r_T/r_n]}，可简化为t₀＝k·r_T·c_T，其中k为趋近于1的一个调整参数，可根据试验实际测量确定。

参见图6，显示了本实用新型的感温电缆的温度—频率特性。取f＝l/t₀，通过试验测试可以得出感温电缆的温度一频率特性，而每一个频率值即对应某一个温度。由此只需测出时间常数t₀或频率f即可推算出感温电缆沿线的最高温度。

参见图7，显示了本实用新型的一种时间常数的测量原理，即向感温电缆输入脉冲信号，测量感温电缆动态过程达到稳态电压V₀约90％(V₁)时所需的时间，即为t₀。

参见图8，本实用新型的一个实施例。微处理器11(其型号为8XC552)主要完成控制脉冲信号输出、读取计时器电路(其型号为8XC552T₁，T₂)数值、进行温度的计算、控制输出显示等功能。脉冲输出电路(其型号为CD4051)12将根据微处理器11的命令输出特定频率或脉宽脉冲，即可用于时间常数测定法，也可用于直接测频率法。高速缓冲放大器13、14允许高频信号输出，可以对内部电路起到保护作用。高速比较器15、16的参比电压有数/模(D/A)转换器19输出，其由不同的感温电缆的特性决定。逻辑门18输出启动和停止计时器电路20的信号，当脉冲输出电路12启动时，计时器电路20清零并开始计时，当感温电缆动态过程达到稳态电压V₀约90％(V₁)时，停止计时，计时器电路20的计时脉冲由脉冲发生电路17给出。微处理器11从计时器电路取出脉冲数并计算得到时间常数t₀或频率f，最终得出温度值T₀微处理器11进而控制输出继电器、显示灯和液晶显示模块21动作，进行必要的显示。当感温电缆短路故障时，时间常数t₀约等于0；当感温电缆断路故障时，所测频率f小于正常工作时的低限f_n；由此微处理器11可以判断出感温电缆的故障状态。

本实用新型得到的是精度较高的温度值，因此报警阈值的设定可以通过显示操作界面任意输入。另外通过得到的实时温度值，可以建立火灾报警的差定温数学模型，实现差定温的探测。

本实用新型可以广泛用于工业、国防领域环境恶劣场所的长距离、大范围温度异常监视探测或实时温度监控，可以实现定温或差定温探测报警。

Claims

1、一种可进行温度实时监视模拟量线型感温探测器，其特征在于：由监视终端、感温电缆和终端盒组成；所述监视终端由微处理器、脉冲输出电路、信号比较整形电路、计时器电路、显示与操作电路组成。

2、根据权利要求1所述的可进行温度实时监视模拟量线型感温探测器，其特征在于：所述的感温电缆为平行导体式感温电缆，所述平行导体之间设有负温度系数热敏材料。

3、根据权利要求2所述的可进行温度实时监视模拟量线型感温探测器，其特征在于：所述的感温电缆设有耐高温、耐腐蚀的外护套。

4、根据权利要求1所述的可进行温度实时监视模拟量线型感温探测器，其特征在于：所述的感温电缆为同轴缆式感温电缆，该电缆由内向外依次设置金属导体、负温度系数热敏材料绝缘层、金属编织层、耐高温、耐腐蚀外护套。