专利名称：基于机械式感温元件的点式复合火灾探测器及其报警方法
技术领域：
本发明涉及一种点式复合火灾探测器及其报警方法，特别是涉及一种基于机械式
感温元件的点式复合火灾探测器及其报警方法。
背景技术：
目前常用的火灾报警系统大多数是由火灾探测器、手动报警按钮和报警控制主机 组成。当火灾探测器检测到火灾发生时，或有人发现火灾并按下手动报警按钮时，这些装置 立即将检测或感应信号传送给报警控制主机，报警控制主机接收到该信号后立即联动灭火 装置进行灭火。但是这种火灾报警系统需要时时对系统中的探测元件和联动元件的状态进 行监测，因此需要配备可靠的电源，并消耗电能，因此在没有电源或电源接入困难的地方无 法使用该系统，同时还必须通过报警控制主机对该系统进行监视控制。
另外，中国专利第200620167492. 4号中公开了一种悬挂式脉冲干粉自动灭火装 置。该装置包括壳体4和启动组件；其中壳体4内装有ABC干粉灭火剂3和产气组件，壳体 4的底端设有喷口，喷口处设有密封铝膜2 ;产气组件安装在壳体4的内部，包括钢制薄壳 7、铝膜5和装在钢制薄壳7与铝膜5内的燃气发生剂6 ;启动组件具有热引发器13和电引 发器10，并且热引发器13和电引发器10均与燃气发生剂6相连。当发生火灾而使环境温 度升高时，热引发器13自燃，并将热量传导至燃气发生剂6，从而将燃气发生剂6引燃并瞬 间产生烟气，该烟气将冲破铝膜5而推动干粉灭火剂3，然后干粉灭火剂3再冲破密封铝膜 2而喷射到被保护区。虽然在正常情况下该装置不需要工作电源或电池，但是由于环境的原 因，或者热引发器13设置不合理，因此发生火灾时热引发器13就有可能感知不到，这时，要 等到自动启动，可能火势已大，而且即使采用手动电启动方式通过电引发器io来启动装置 进行灭火，也有可能因发现不及时而使火势扩大，从而造成较大的损失。此外，上述这些火 灾报警装置只能对温度进行监测，因此检测结果比较单一，所以报警可靠性低。

发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种正常情况下不需要工作电源，并 且报警可靠性较高的基于机械式感温元件的点式复合火灾探测器及其报警方法。 为了达到上述目的，本发明提供的基于机械式感温元件的点式复合火灾探测器包 括壳体、机械式感温传感器、感烟传感器与气体传感器和火焰传感器以及电子式温度传感 器中的至少一种、指示灯、警报器、控制装置及电源；其中壳体的前端面上形成有多个进烟 口 ；机械式感温传感器、感烟传感器、气体传感器、火焰传感器和电子式温度传感器均安装 在壳体的内部；指示灯和警报器安装在壳体的前端面上；控制装置与机械式感温传感器、 感烟传感器、气体传感器、火焰传感器、电子式温度传感器、指示灯和警报器电连接；电源为 安装在壳体内部的电池或外接电源，用于为整个火灾探测器供电。 所述的控制装置包括微处理器、光电转换单元与浓度转换单元和火焰强度与能量 转换单元以及温度转换单元中的至少一种、信号输出单元以及外控单元；其中
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微处理器用于将光电转换单元与浓度转换单元和火焰强度与能量转换单元发送 的信号进行模数转换，然后进行分析、判断，并在判断出发生火灾时向信号输出单元以及外 控单元输出控制信号； 光电转换单元，一端与感烟传感器相连，另一端通过信号放大单元与微处理器相 接，用于将感烟传感器检测到的烟雾光信号转换为电流信号，然后经信号放大单元放大后 传送给微处理器； 浓度转换单元，一端与气体传感器相连，另一端通过信号放大单元与微处理器相 接，用于将气体传感器检测到的气体浓度信号转换为电流信号，然后经信号放大单元放大 后传送给微处理器； 火焰强度与能量转换单元， 一端与火焰传感器相连，另一端通过信号放大单元与 微处理器相接，用于将火焰传感器检测到的火焰强度与能量信号转换为电流信号，然后经 信号放大单元放大后传送给微处理器； 温度转换单元，一端与电子式温度传感器相连，另一端通过信号放大单元与微处 理器相接，用于将电子式温度传感器检测到的环境温度转换为电流信号，然后经信号放大 单元放大后传送给微处理器； 信号输出单元，一端与微处理器相连，另一端与指示灯和警报器相接，当发生火灾 时在微处理器的控制下通过指示灯和警报器输出声光报警信号； 外控单元，一端与微处理器相连，另一端与灭火装置相接，当发生火灾时在微处理 器的控制下启动与本火灾探测器相连的灭火装置进行灭火。 所述的机械式感温传感器为定温或差温双金属温控开关、差定温双金属温控开 关、定温或差温膜盒式差温开关或差定温膜盒式差温开关中的一种；当机械式感温传感器 为定温或者差定温中的定温传感器时，其动作阈值根据安装场所最高环境温度而定， 一般 在0t: 12(TC范围内选取；当机械式感温传感器2为差温或者差定温中的差温传感器时， 其动作阈值在1 39°C /秒的范围内选取。 所述的感烟传感器为离子感烟传感器或光电感烟传感器。 所述的气体传感器采用催化燃烧式、电化学和半导体式中的一种。 所述的火焰传感器采用红外火焰式、紫外火焰式和双波段图像式中的一种。 本发明提供的基于机械式感温元件的点式复合火灾探测器的报警方法，包括按顺
序进行的下列步骤 1)机械式感温传感器实时监测环境温度的变化； 2)当环境温度达到机械式感温传感器的动作阈值时，其将接通内部电池或外接电 源，从而为整个火灾探测器供电； 3)感烟传感器、气体传感器、火焰传感器和/或电子式温度传感器加电后开始分 别检测烟雾粒子浓度、气体浓度、火焰强度与能量和环境温度； 4)在火灾探测器中只设置感烟传感器、气体传感器、火焰传感器和电子式温度传 感器中的一种情况下，当这些传感器检测到的烟雾粒子浓度、气体浓度、火焰强度与能量以 及环境温度达到相应的报警阈值时，或在火灾探测器中设置感烟传感器、气体传感器、火焰 传感器和电子式温度传感器中的至少两种情况下，当这些传感器检测到的烟雾粒子浓度、 气体浓度、火焰强度与能量和/或环境温度均达到相应的报警阈值时，在微处理器的控制下通过指示灯和警报器输出声光报警信号，同时启动与本火灾探测器相连的灭火装置进行 灭火。 本发明提供的基于机械式感温元件的点式复合火灾探测器是利用机械式感温元 件的无源动作来启动感烟、火焰、气体以及电子式温度传感器，这样不仅能够节省电能，而 且还可以大大提高感温或感烟或火焰或气体火灾探测器单独使用情况下的报警可靠性；尤 其是在不需要利用火灾报警控制主机报警控制的情况下，在没有电源或电源接入困难的地 方，都可以准确可靠地完成一个小型火灾自动灭火系统的全部功能探测、报警、控制、灭 火。另外，本报警方法简单方便。


图1为一种已有技术的悬挂式脉冲干粉自动灭火装置结构示意图。 图2为本发明提供的基于机械式感温元件的点式复合火灾探测器实施例一结构
分解示意图。 图3为图2示出的基于机械式感温元件的点式复合火灾探测器中控制装置构成框 图。 图4为本发明提供的基于机械式感温元件的点式复合火灾探测器实施例二结构 分解示意图。 图5为图4示出的基于机械式感温元件的点式复合火灾探测器中控制装置构成框 图。 图6为本发明提供的基于机械式感温元件的点式复合火灾探测器实施例三结构 分解示意图。 图7为图6示出的基于机械式感温元件的点式复合火灾探测器中控制装置构成框 图。 图8为本发明提供的基于机械式感温元件的点式复合火灾探测器实施例四结构 分解示意图； 图9为图8示出的基于机械式感温元件的点式复合火灾探测器中控制装置构成框 图。 图10为本发明提供的基于机械式感温元件的点式复合火灾探测器实施例五结构 分解示意图。 图11为图IO示出的基于机械式感温元件的点式复合火灾探测器中控制装置构成 框图。
具体实施例方式
下面结合附图及具体实施例对本发明提供的基于机械式感温元件的点式复合火 灾探测器及其报警方法进行详细说明。
实施例一 如图2所示，本实施例提供的基于机械式感温元件的点式复合火灾探测器包括壳 体1、机械式感温传感器2、感烟传感器3、指示灯4、警报器5、控制装置6及电源；其中壳体 1的前端面7上形成有多个进烟口 8 ;机械式感温传感器2和感烟传感器3安装在壳体1的
6内部；指示灯4和警报器5均安装在壳体1的前端面7上；控制装置6与机械式感温传感器 2、感烟传感器3、指示灯4和警报器5电连接；电源为安装在壳体1内部的电池9或外接电 源，用于为整个火灾探测器供电。 如图3所示，所述的控制装置6包括微处理器10、光电转换单元11、信号输出单元 12以及外控单元13 ;其中 微处理器10用于将光电转换单元11发送的烟雾光信号进行模数转换，然后进行 分析、判断，并在判断出发生火灾时向信号输出单元12以及外控单元13输出控制信号；
光电转换单元11，一端与感烟传感器3相连，另一端通过信号放大单元与微处理 器10相接，用于将感烟传感器3检测到的烟雾光信号转换为电流信号，然后经信号放大单 元放大后传送给微处理器10 ; 信号输出单元12， 一端与微处理器10相连，另一端与指示灯4和警报器5相接，当 发生火灾时在微处理器10的控制下通过指示灯4和警报器5输出声光报警信号；
外控单元13， 一端与微处理器10相连，另一端与灭火装置相接，当发生火灾时在 微处理器10的控制下启动与本火灾探测器相连的灭火装置进行灭火。 所述的机械式感温传感器2为定温或差温双金属温控开关、差定温双金属温控开 关、定温或差温膜盒式差温开关或差定温膜盒式差温开关中的一种。当机械式感温传感器 2为定温或者差定温中的定温传感器时，其动作阈值根据安装场所最高环境温度而定，一般 在Ot: 12(TC范围内选取；当机械式感温传感器2为差温或者差定温中的差温传感器时， 其动作阈值在1 39°C /秒的范围内选取。 所述的感烟传感器3上设有采集腔，采集腔内设有一对红外发射管和红外接收 管。正常情况下采集腔内的迷宫式结构使红外接收管接收不到红外发射管发出的红外光 线，当烟雾进入到采集腔内时，烟雾颗粒对红外光具有散射作用，该散射光将被红外接收管 所接收，这时红外接收管将产生光电流，从而实现对烟雾浓度的探测。另外，感烟传感器3 可以输出无源或有源开关火警信号，以启动灭火装置进行灭火；也可以是以接口形式输出 火警信号，以启动灭火装置进行灭火。此外，感烟传感器3可以是离子感烟传感器，也可以 是光电感烟传感器。 另外，所述的微处理器10与指示灯4和警报器5之间可以通过无线或有线方式进 行连接。 本实施例提供的基于机械式感温元件的点式复合火灾探测器报警方法包括按顺 序进行的下列步骤 1)机械式感温传感器2实时监测环境温度的变化； 2)当环境温度达到机械式感温传感器2的动作阈值时，其将接通内部电池9或外 接电源，从而为整个火灾探测器供电； 3)感烟传感器3加电后开始检测烟雾粒子浓度； 4)当感烟传感器3检测到的烟雾粒子浓度达到其报警阈值时，在微处理器10的控 制下通过指示灯4和警报器5输出声光报警信号，同时启动与本火灾探测器相连的灭火装 置进行灭火。 本实施例提供的基于机械式感温元件的点式复合火灾探测器工作原理如下
正常情况下，本火灾探测器不接通电池9或外接电源，所以不耗电。发生火灾时，环境温度将升高，当环境温度达到机械式感温传感器2的动作阈值时，其将接通内部电池9 或外接电源，从而为整个火灾探测器供电。感烟传感器3加电后将实时采集从壳体1前端 面7上的进烟口 8进入到壳体1内部的烟雾粒子浓度光信号，之后将该光信号传送给控制 装置6上的光电转换单元ll，再由光电转换单元11将该信号转换成电信号，并经信号放大 单元放大后传送给微处理器10。微处理器IO接收到上述信号后将其进行模数字转换，然后 进行分析、判断，并在判断出发生火灾时通过壳体1前端面7上的指示灯4和警报器5发出 声光报警信号，同时启动与本火灾探测器相连的灭火装置进行灭火。 此外，微处理器10还可采用级联方式来控制与本火灾探测器相连的其它装置进
行相关逻辑控制。
实施例2 : 如图4、图5所示，本实施例提供的基于机械式感温元件的点式复合火灾探测器与
实施例1提供的基于机械式感温元件的点式复合火灾探测器区别在于用气体传感器15来
代替感烟传感器3。气体传感器15采用催化燃烧式、电化学或半导体式，用于检测发生火灾
时产生的气体浓度，同时控制装置6中的光电转换单元11相应变成浓度转换单元16，其它
结构相同。
实施例3 : 如图6、图7所示，本实施例提供的基于机械式感温元件的点式复合火灾探测器与 实施例1提供的基于机械式感温元件的点式复合火灾探测器区别在于用火焰传感器17来 代替感烟传感器3。火焰传感器17采用红外火焰式、紫外火焰式或双波段图像式，用于检测 发生火灾时产生的火焰强度与能量，同时控制装置6中的光电转换单元11相应变成火焰强 度与能量转换单元18，其它结构相同。
实施例4 : 如图8、图9所示，本实施例提供的基于机械式感温元件的点式复合火灾探测器与 实施例1提供的基于机械式感温元件的点式复合火灾探测器区别在于用电子式温度传感 器19来代替感烟传感器3，用于检测发生火灾时的环境温度。同时控制装置6中的光电转 换单元11相应变成温度转换单元20，其它结构相同。
实施例5 : 如图10、图11所示，本实施例提供的基于机械式感温元件的点式复合火灾探测器 与实施例1提供的基于机械式感温元件的点式复合火灾探测器区别在于本火灾探测器中 安装有感烟传感器3、气体传感器15、火焰传感器17和电子式温度传感器19中的至少两 种，以分别对保护区域内发生火灾时产生的烟雾粒子浓度、气体浓度、火焰强度与能量以及 环境温度实时进行检测，同时控制装置6中相应包括光电转换单元11、浓度转换单元16、火 焰强度与能量转换单元18和温度转换单元20，其它结构相同。
权利要求
一种基于机械式感温元件的点式复合火灾探测器，其特征在于所述的基于机械式感温元件的点式复合火灾探测器包括壳体(1)、机械式感温传感器(2)、感烟传感器(3)与气体传感器(15)和火焰传感器(17)以及电子式温度传感器(19)中的至少一种、指示灯(4)、警报器(5)、控制装置(6)及电源；其中壳体(1)的前端面(7)上形成有多个进烟口(8)；机械式感温传感器(2)、感烟传感器(3)、气体传感器(15)、火焰传感器(17)和电子式温度传感器(19)均安装在壳体(1)的内部；指示灯(4)和警报器(5)安装在壳体(1)的前端面(7)上；控制装置(6)与机械式感温传感器(2)、感烟传感器(3)、气体传感器(15)、火焰传感器(17)、电子式温度传感器(19)、指示灯(4)和警报器(5)电连接；电源为安装在壳体(1)内部的电池(9)或外接电源，用于为整个火灾探测器供电。
2. 根据权利要求1所述的基于机械式感温元件的点式复合火灾探测器，其特征在于所述的控制装置(6)包括微处理器(10)、光电转换单元(11)与浓度转换单元(16)和火焰强度与能量转换单元(18)以及温度转换单元(20)中的至少一种、信号输出单元(12)以及外控单元(13);其中:微处理器(10)用于将光电转换单元(11)与浓度转换单元(16)和火焰强度与能量转换单元(18)发送的信号进行模数转换，然后进行分析、判断，并在判断出发生火灾时向信号输出单元(12)以及外控单元(13)输出控制信号；光电转换单元(ll)，一端与感烟传感器(3)相连，另一端通过信号放大单元与微处理器(10)相接，用于将感烟传感器(3)检测到的烟雾光信号转换为电流信号，然后经信号放大单元放大后传送给微处理器(10);浓度转换单元(16)，一端与气体传感器(15)相连，另一端通过信号放大单元与微处理器(10)相接，用于将气体传感器(15)检测到的气体浓度信号转换为电流信号，然后经信号放大单元放大后传送给微处理器(10);火焰强度与能量转换单元(18)，一端与火焰传感器(17)相连，另一端通过信号放大单元与微处理器(10)相接，用于将火焰传感器(17)检测到的火焰强度与能量信号转换为电流信号，然后经信号放大单元放大后传送给微处理器(10);温度转换单元(20)，一端与电子式温度传感器(19)相连，另一端通过信号放大单元与微处理器(10)相接，用于将电子式温度传感器(19)检测到的环境温度转换为电流信号，然后经信号放大单元放大后传送给微处理器(10);信号输出单元(12)，一端与微处理器(10)相连，另一端与指示灯(4)和警报器(5)相接，当发生火灾时在微处理器(10)的控制下通过指示灯(4)和警报器(5)输出声光报警信号；外控单元(13)，一端与微处理器(10)相连，另一端与灭火装置相接，当发生火灾时在微处理器(10)的控制下启动与本火灾探测器相连的灭火装置进行灭火。
3. 根据权利要求1所述的基于机械式感温元件的点式复合火灾探测器，其特征在于所述的机械式感温传感器(2)为定温或差温双金属温控开关、差定温双金属温控开关、定温或差温膜盒式差温开关或差定温膜盒式差温开关中的一种；当机械式感温传感器(2)为定温或者差定温中的定温传感器时，其动作阈值根据安装场所最高环境温度而定，一般在(TC 12(TC范围内选取；当机械式感温传感器(2)为差温或者差定温中的差温传感器时，其动作阈值在1 39°C /秒的范围内选取。
4. 根据权利要求1所述的基于机械式感温元件的点式复合火灾探测器，其特征在于所述的感烟传感器(3)为离子感烟传感器或光电感烟传感器。
5. 根据权利要求1所述的基于机械式感温元件的点式复合火灾探测器，其特征在于所述的气体传感器(15)采用催化燃烧式、电化学和半导体式中的一种。
6. 根据权利要求1所述的基于机械式感温元件的点式复合火灾探测器，其特征在于所述的火焰传感器(17)采用红外火焰式、紫外火焰式和双波段图像式中的一种。
7. —种如权利要求1所述的基于机械式感温元件的点式复合火灾探测器的报警方法，其特征在于所述的报警方法包括按顺序进行的下列步骤1) 机械式感温传感器(2)实时监测环境温度的变化；2) 当环境温度达到机械式感温传感器(2)的动作阈值时，其将接通内部电池(9)或外接电源，从而为整个火灾探测器供电；3) 感烟传感器(3)、气体传感器(15)、火焰传感器(17)和/或电子式温度传感器(19)加电后开始分别检测烟雾粒子浓度、气体浓度、火焰强度与能量和环境温度；4) 在火灾探测器中只设置感烟传感器(3)、气体传感器(15)、火焰传感器(17)和电子式温度传感器(19)中的一种情况下，当这些传感器检测到的烟雾粒子浓度、气体浓度、火焰强度与能量以及环境温度达到相应的报警阈值时，或在火灾探测器中设置感烟传感器(3)、气体传感器(15)、火焰传感器(17)和电子式温度传感器(19)中的至少两种情况下，当这些传感器检测到的烟雾粒子浓度、气体浓度、火焰强度与能量和/或环境温度均达到相应的报警阈值时，在微处理器(10)的控制下通过指示灯(4)和警报器(5)输出声光报警信号，同时启动与本火灾探测器相连的灭火装置进行灭火。
全文摘要
一种基于机械式感温元件的点式复合火灾探测器及其报警方法。探测器包括壳体、机械式感温传感器、感烟传感器与气体传感器和火焰传感器中的至少一种、指示灯、警报器、控制装置及电源。本发明提供的基于机械式感温元件的点式复合火灾探测器是利用机械式感温元件的无源动作来启动感烟、火焰、气体以及电子式温度传感器，这样不仅能够节省电能，而且还可以大大提高感温或感烟或火焰或气体火灾探测器单独使用情况下的报警可靠性；尤其是在不需要利用火灾报警控制主机报警控制的情况下，在没有电源或电源接入困难的地方，都可以准确可靠地完成一个小型火灾自动灭火系统的全部功能探测、报警、控制、灭火。本报警方法简单方便。
文档编号G01K5/62GK101783056SQ20101010841
公开日2010年7月21日 申请日期2010年2月10日 优先权日2010年2月10日
发明者石建峰, 薛战华, 赵康柱, 马宏伟 申请人:西安博康电子有限公司