专利名称：电气火灾检测控制集成系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及报警传感领域，尤其是涉及电气漏电的报警检测传感及其 保护控制的集成系统领域。
背景技术：
建筑物电源进线处安装具备剩余漏电保护功能的断路器或者进线断路器与 独立的剩余漏电保护开关配合使用是有效防止电气短路火灾的措施。在我国经 济持续稳定发展的今天，由于人们对安全规范用电常识的深入，使得由电气故 障引发的人身伤害事故逐年递减，但是每年由电气事故引发的火灾数量却在增 加，这与我国火灾数目呈逐年递减的趋势形成了鲜明对比。为减少接地故障引 起的电气火灾危险而装设的漏电电流动作保护器，高层建筑内火灾危险性大， 人员密集等场所宜设置漏电火灾报警系统。其作为新系统加以推广的理由是这 个系统将监测、分析、报警及控制集成一体并实现了统一管理，由于中心计算 机的参与使数据即时分析和操作得以实现。系统由多个监控子系统、专用软件、 计算机网络构成，全面实现了遥调、遥测和遥控，能够及时地实现电气故障才艮 警和切断电源，有效防止电气火灾的发生，从而保护了整个低压电气系统。而 传统的电气火灾检测控制集成系统其保护功能比较单一 ，不能对电气火灾的各 种故障类型进行识别指示"t艮警，并存储记录，造成长时间停电，带来了生活和 工作的不便，根据国家相关法规定，当火灾发生时，应能切断相应楼层的总电 源，避免因通过电气线路将火灾蔓延，同时保护消防人员在灭火时的安全。 实用新型内容基于上述情况，本实用新型提供一种电子式的报警保护集成系统解决上述 问题。
本实用新型采用多种采集电路和触发电路，第一、电压互感器采集供电线
路是否存在断线故障信号；第二、电流互感器采集过电流和短路故障信号；第 三、通过光耦电路采集接收火灾报警系统指令信号，由51系列单片机接收控制。 以单片机为核心控制部份，采集到的各种信号，由单片机内部程序逻辑分析判 断故障类型，通过LCD显示故障类型、警声电路进行报警，当接收到火突报警 系统的信号指令时，输出AC220V电压，驱动断电装置脱扣总开关电源，单片机 I/O 口通过总线方式将各种故障信号，传送到PC机软件系统中。 本实用新型的具体技术方案是
本实用新型的电气火灾检测控制集成系统，包含微处理器模块和与之电性 连接的断线传感模块、过流传感模块、短路传感模块、存储模块、按键模块、 显示模块、微机通讯接口、电源模块及隔离控制电路；所述的断线传感模块是 电压互感器连接滤波电路后连接运放器及光耦；所述的过流传感模块电流互感 器连接滤波电路后连接运放器及光耦。所述的短路传感模块是比较器和光耦组 成的电路。
进一步的，所述的电压互感器和电流互感器是电子式互感器或电磁式互感器。
进一步的，所述的微处理器模块是单片机微处理器及看门狗芯片、晶振、 电阻、电容外围元件构成的微控制电路系统。所述的存储模块是串行EEPROM芯 片。所述的电源模块是桥式整流电路和电源芯片组成。所述的电源芯片是7805 和7812。
进一步的，所述的隔离控制电路连接于所述的微处理器模块，经由继电器后连接至断电装置。
本实用新型采用上述技术方案后，具有控制电路合理可靠，并能与个人微 机通讯管理，传感4金测灵每丈的优点。

图l是本实用新型的电路模块连接图； 图2是本实用新型最佳实施例的电路原理图。
具体实施方式

现结合附图说明和具体实施方式
对本实用新型进一步说明。
如图1所示，本实用新型的电气火突检测控制集成系统，包含微处理器模 块和与之电性连接的断线传感模块、过流传感模块、短路传感模块、存储模块、 按键模块、显示模块、微机通讯接口、电源模块及隔离控制电路。
如图2所示，本实用新型的断线传感模块的具体实施例是当电压互感器初 级线圈Bl有AC220V电压时，次级输出AC2. 2V,电压互感器Bl 4姿100: 1线性 输出，经二极管Dl整流、电容C1、电容C2滤波，由电阻R1、电阻R2限流分 压加到比较/运放器U5的第3脚、2脚、1脚组成一个的电压比较器，当比较/ 运放器U5的第3脚电压大于第2脚电压时，比较/运放器U5内部比较器进行翻 转，1脚由低电平变高电平，直接加到光耦U6的1脚，由比4交/运放器U5的1 脚输出高电平，使光耦U8导通，光耦U8第3脚由原来的高电平变为低电平， 加到单片机U1的第13脚，当单片机U1检测到I/O 口第13脚为低电平时，判 断线故障。经单片机U1内部逻辑程序数据分析，单片机Ul瞬时同时分三路输 出，第一路由单片机U1第20脚输出高电平经电阻R28使三极管T5导通，推动 继电器J2吸合，使得断电机构脱扣动作。
第二路由单片机U1第17脚输出音频信号，经电容C11耦合，输入到音频运放U12的第3脚，经音频放大后，由第5脚输出经电容C12推动扬声器Y发 出报警声。按下开关Kl,单片机U1的35脚收到的低电平触发信号，单片机U1 第17脚无音频信号输出，警声停止。
第三路由单片机U1第36脚、26脚、25脚、24脚串行数据输出分别加到显 示驱动芯片U2的3脚、4脚、5脚、6脚，显示报警文字内容，同时由单片机 Ul第39脚输出高电平经电阻R18使LED3发亮。
本实用新型的过电流传感模块是当火线穿过电流互感器Ll时，相线有电流 通过，相线电流才艮据负载用电功率的电流互感器L1所感应的交流电压信号，随 着电流大小变化而变化。过电流时， 一般指超过额定电流的Inl. 05倍，所以当 有电流通过电流互感器L1时，电流互感器L1次级会产生电压信号，电阻R7向 电容C7充电，由二极管D2整流，通过由电容C6、电容C8、电容C9、电阻R9 组成的n型滤波积分电路，通过变换电阻Rll的阻值可改变充放电时间，输入 到比较/运放器U5的第6脚，由电阻RIO、电阻R12组成设定电压值加到比较/ 运放器U5的第5脚，比较/运放器U5第5脚、6脚、7脚組成一个电压比较器， 当比较/运放器U5的第6脚电压大于第5脚电压时，比较/运放器U5内部比较 器进行翻转，第7脚由低电平变高电平，直接加到光耦U7的第1脚，由比较/ 运放器U5的7脚输出高电平，使光耦U7导通，第3脚由原来的高电平变为低 电平，加到比较/运放器U5的第1脚，经比较/运放器U5内部延时器计数，比 较/运放器U5同时分三路输出，第一路经延时到3600秒时，由比较/运放器U5 第20脚输出高电平经电阻R28使三极管T5导通，推动继电器J2吸合，使得断 电机构脱扣动作。所述的电压互感器和电流互感器是电子式互感器或电磁式互 感器。
第二路不经延时由单片机U1第17脚输出音频信号，经电容C11耦合，输入到音频运放U12的第3脚，经音频放大后，由第5脚输出经电容C12推动扬 声器Y发出报警声。按下开关Kl,单片机U1的35脚收到的低电平触发信号， 单片机U1第17脚无音频信号输出，警声停止。
第三路由单片机U1第36脚、26脚、25脚、24脚串行数据输出分别加到显 示驱动芯片U2的3脚、4脚、5脚、6脚，显示报警文字内容，同时由单片机 Ul第39脚输出高电平经电阻R16使LED1发亮。
本实用新型的短路传感模块是从比较/运放器U5的第5脚电压信号，另加 一路比较/运放器U5第8脚、9脚、IO脚组成一个门槛较高的电压比较器，当 比较/运放器U5的第9脚电压大于第IO脚电压时，比较/运放器U5内部比较器 进行翻转，第8脚由低电平变高电平，直接加到光耦U8的l脚，由比较/运放 器U5的8脚输出高电平，使光耦U8导通，光耦U8第3脚由原来的高电平变为 低电平，加到单片机U1的第2脚，经单片机U1内部逻辑程序数据分析，单片 机Ul瞬时同时分三路输出，第一路由单片机U1第20脚输出高电平经电阻R28 使三极管T5导通，推动继电器J2吸合，使得断电机构脱扣动作。
第二路由单片机U1第17脚输出音频信号，经电容C11耦合，输入到音频 放大器U12的第3脚，经音频放大后，由第5脚输出经电容C12推动扬声器Y 发出报警声。按下按4建K1，单片机U1的35脚收到的低电平触发信号，单片机 Ul第17脚无音频信号输出，警声停止。
第三路由单片才几U1第36脚、26脚、25脚、24脚串行数据输出分别加到显 示驱动芯片U2的第3脚、4脚、5脚、6脚，显示报警文字内容，同时由单片机 Ul第39脚输出高电平经R17使LED2发亮。
本实用新型的二次送电保护是当电网停电时，又恢复供电时，单片机U1重 新得到工作电压时，单片机U1第21脚输出为低电平，当按下按键K2时，单片机U1第21脚输出为高低电平，经电阻R29使三极管T6导通，推动继电器J1 吸合，带动断电机构吸合。
本实用新型的火灾报警系统联动控制电路是当火灾报警系统有DC24V电压 信号输出时，经电阻R20加到光耦U9的l脚，使光耦U9导通，输入到单片机 Ul的3脚，由原来的高电平变为低电平，单片机U1;险测到I/O 口为低电平时， 经单片机U1内部连续检测0. 5s时，单片机U1同时分三路输出，第一路由单片 机U1第20脚输出高电平经电阻R28使三极管T5导通，推动继电器J2吸合， 使得断电才几构脱扣动作。
第二路由单片机Ul第17脚输出音频信号，经电容Cll耦合，输入到音频 运放U12的第3脚，经音频放大后，由第5脚输出经电容C12推动扬声器Y发 出报警声。按下按4建K1，单片机U1第35脚收到的低电平触发信号，单片机U1 第17脚无音频信号输出，警声停止。
第三路由单片机U1第36脚、26脚、25脚、24脚串行数据输出分别加到显 示驱动芯片U2的3脚、4脚、5脚、6脚，显示报警文字内容，同时由单片机 Ul第39脚输出高电平经电阻R19使LED4发亮。
本实用新型的Rs232电平转换实现远程控制电路由电阻R26、光耦Ull、三 极管T2、电阻R25、电阻R24、三极管Tl和电阻Rn、光耦UIO、电阻R22、电 阻R23、三极管T2组成的高低电平转换电路、当单片机U1的第4脚输出高电平 时，经电阻R27限流使三极管T2导通，光耦U11输出低电平，两者电路与单片 机U1的第4脚、5脚形成闭环电流驱动电路，通MI232专用集成电路进行电平 转换，由COM口加到PC机，安装专用组态软件，可对两组高低电平转换电路和 单片机U1内部I/O 口进行通远程控制，实现"遥调、遥测、遥控、遥讯"等操 作、并可通过软件进行记录报警当前状态、打印故障报表等。本实用新型的存储电路是U4为存储器，存储报警数据，存储器U4第6脚、 30脚通过并行数据与单片机U1的第6脚、30脚进行传输读取数据。由单片机 Ul的第7脚、8脚、27脚、28脚和U3的第1脚、2脚、4脚、5脚组成的看门 狗电路，对单片机U1内部数据进行恢复，避免出现死循环状态。
本实用新型的电源电路是有两路独立电源供给，保证触发电路可靠工作。 由二极管D3—D7组成的桥式整流电路，经电容C13、电容C14滤波，输入到电 源芯片U13的第l脚，经内部稳压，由第3脚输出12V的直流电压，经电容C15、 电容C16高、低频滤波，向本装置提供+12V的直流工作电压。由二极管D8—Dll 组成的桥式整流电路，经电容C17、电容C18滤波，输入到电源芯片U14的第1 脚，经内部稳压，由第3脚输出5V的直流电压，经电容C19、电容C20高、低 频滤波，向本装置提供+5V的直流工作电压。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术 人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内， 在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范 围。
权利要求1.电气火灾检测控制集成系统，其特征在于包含微处理器模块和与之电性连接的断线传感模块、过流传感模块、短路传感模块、存储模块、按键模块、显示模块、微机通讯接口、电源模块及隔离控制电路；所述的断线传感模块是电压互感器连接滤波电路后连接运放器及光耦；所述的过流传感模块是电流互感器连接滤波电路后连接运放器及光耦；所述的短路传感模块是比较器和光耦组成的电路。
2. 如权利要求1所述的电气火灾检测控制集成系统，其特征在于所述的电压互感器和电流互感器是电子式互感器或电^f兹式互感器。
3. 如权利要求1所述的电气火灾检测控制集成系统，其特征在于所述的微处理器模块是单片机微处理器及看门狗芯片、晶振、电阻、电容外围元件构成的微控制电路系统；所述的存储模块是串行EEPROM芯片；所述的电源模块是桥式整流电路和电源芯片组成，所述的电源芯片是7805和7812。
4. 如权利要求1所述的电气火灾检测控制集成系统，其特征在于所述的隔离控制电路连接于所述的微处理器模块，经由继电器后连接至断电装置。
专利摘要本实用新型涉及报警传感领域，尤其是涉及电气漏电的报警检测传感及其保护控制的集成系统领域。本实用新型的电气火灾检测控制集成系统，包含微处理器模块和与之电性连接的断线传感模块、过流传感模块、短路传感模块、存储模块、按键模块、显示模块、微机通讯接口、电源模块及隔离控制电路。所述的断线传感模块是电压互感器连接滤波电路后连接运放器及光耦。所述的过流传感模块电流互感器连接滤波电路后连接运放器及光耦。所述的短路传感模块是比较器和光耦组成的电路。本实用新型具有控制电路合理可靠，并能与个人微机通讯管理，传感检测灵敏的优点。
文档编号G01R19/165GK201402962SQ20092013710
公开日2010年2月10日 申请日期2009年3月11日 优先权日2009年3月11日
发明者傅汉水 申请人:福建俊豪电子有限公司