專利名稱：紅外線火焰探測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及熱輻射探測技術(shù)，具體涉及一種紅外線火焰探測器。
現(xiàn)有技術(shù)中，火災自動報警探測器主要分煙感探測器和溫感探測器。但在特殊的場合，如化工廠、天燃氣站火災初期便是火焰和高溫，由于該高溫必須通過空氣傳導才能使探測器報警，極有可能延誤報警時間，特別是易燃易爆場合。要求快速滅火，感光探測器更能滿足要求，因此，火焰探測器應運而生?；鹧嫣綔y器是利用火焰的輻射作探測信號的，現(xiàn)有一般感光探測器有紫外和紅外光兩種。但目前的紅外線火焰探測器對較強的可見光的干擾不能較好地抑制，因較強的可見光線可將這些探測器中的傳感信號堵塞截止，使這些傳感器容易引起火災報警的誤報或漏報。如中國專利98251734.4公開的“紅紫外復合式火焰探測器”采用半導體材料制成的紅外光敏傳感器和充氣式紫外光敏器件，同樣存在上述缺陷。
本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種能有效克服較強可見光線干擾，提高火警報警可靠性和準確率的新型紅外線火焰探測器。
實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用下述方案紅外線火焰探測器，包括外殼、底座和傳感元件，傳感元件由自動調(diào)節(jié)光圈鏡頭、電荷耦合器件(CCD)和電路板組成；外殼頂部開小孔設置紅外濾光鏡片，電壓自動調(diào)節(jié)光圈鏡頭設在紅外濾光鏡片的一側(cè)，電壓自動調(diào)節(jié)光圈鏡頭的另一側(cè)與設置在底座上的電荷耦合器件(CCD)相對應。電路板由可調(diào)增益放大器A1、A2、功率放大器A3、積分電路、A/D轉(zhuǎn)換器和閥值調(diào)整電路等組成。
所述紅外濾光鏡片透射波長為800-1200nm。所述紅外濾光鏡片為光學玻璃透光鏡時，電壓自動調(diào)節(jié)光圈鏡頭上鍍敷紅外濾光膜。
采用上述結(jié)構(gòu)的報警器，可探測紅外光譜區(qū)域火焰的輻射，對其它光譜區(qū)域的火焰不能探測，且通過紅外濾光鏡自動調(diào)節(jié)光圈鏡頭能有效地克服較強可見光線的干擾，達到準確報警的目的。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。


圖1是本實用新型一實施例結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實用新型電路原理圖。
圖3是閥值調(diào)整電路原理圖。
參見圖1，本火焰探測器的外殼1頂端開有一個圓孔，該圓孔上嵌有一片紅外濾光鏡2，電壓自動調(diào)節(jié)光圈鏡頭3置于紅外濾光鏡2的下方，并與電荷耦合器件4與相對應。電荷耦合器件4還通過CCD驅(qū)動與脈沖發(fā)生器連接。電荷耦合器件4采用CCD模塊，可為NXA1011或NXA1031等型號，接收從紅外濾光鏡2、電壓自動調(diào)節(jié)光圈鏡頭3通過來的火焰信號，將該物理信號轉(zhuǎn)換為電信號，輸入到電路5進行處理，輸出火災報警信號。外殼底座6是用來固定外殼1、自動電壓調(diào)節(jié)光圈鏡頭3、電路板5的，電荷耦合器件4固定在電路板5上。
下面根據(jù)圖2說明紅外線火焰探測器電路工作原理脈沖發(fā)生器為一方波脈沖發(fā)生器(可以在多種標準電路圖集中找到)，脈沖發(fā)生器輸出信號進入CCD驅(qū)動電路產(chǎn)生相應面陣CCD的全部時鐘信號及控制信號(CCD驅(qū)動集成電路必須配合相應的面陣CCD模塊，這些器件的參數(shù)及標準電路可在電子元器件數(shù)據(jù)手冊中查到)，CCD模塊在時鐘信號、控制信號的控制下，在CCD模塊的輸出端輸出一個電信號，一路進入可調(diào)增益運算放大器A1，再通過積分電路、功率放大器3驅(qū)動鏡頭光圈到一個合適的通光量，另一路進入可調(diào)增益運算放大器A2，歸一化以配合一個10位的A/D轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)換器的輸出連接到一個連接塊，該連接塊可將A/D轉(zhuǎn)換器的每一路任意連接到一個多輸入與非門參見圖3，該與非門的輸出通過放大器A4驅(qū)動報警輸出。
見圖3，閥值調(diào)整電路工作原理如下A/D轉(zhuǎn)換器輸出并行10位二進制8421碼信號，如果A/D轉(zhuǎn)換器的基準電壓為5V，則“0000000001”代表5/210V＝0.0049V即分辨率為0.005V，“1111111111”代表5V，同理其它的二進制8421碼信號可以代表相應的電壓值，如果要設定報警閥值為4.375V，則將A/D轉(zhuǎn)換器的輸出D9、D8、D7通過連接器連到與非門上，其它的A/D轉(zhuǎn)換器的輸出D0-D6不連到與非門上，這樣就達到報警閥值調(diào)整的目的。
當外殼的圓孔上嵌裝的為光學玻璃透光鏡時，該電壓自動調(diào)節(jié)光圈鏡頭3必須在鏡頭上鍍敷紅外濾光膜。電壓自動調(diào)節(jié)光圈鏡頭3的焦距和該火焰探測器的探測距離、寬度相關(guān)，該鏡頭的通光口徑和該火焰探測器的靈敏度相關(guān)，所以該鏡頭可選用不同焦距和不同口徑的。電荷耦合器件的尺寸應配合電壓自動控制調(diào)節(jié)光圈鏡頭的通光口徑。
其工作過程為在無火焰發(fā)生時，探測器監(jiān)視現(xiàn)場的可見光在進入自動控制電壓調(diào)節(jié)光圈鏡頭前已被紅外鏡濾除，省下的其它光線通過鏡頭聚焦在電耦合器件上，轉(zhuǎn)換為電信號經(jīng)過電路板處理后產(chǎn)生一個電平電壓驅(qū)動調(diào)節(jié)鏡頭光圈至合適大小，使得進入電荷耦合器件的干擾光線始終保持一個較低的水平。當火災發(fā)生時，近紅外光譜區(qū)域火焰光熱輻射通過紅外濾光鏡，自動電壓調(diào)節(jié)光圈鏡頭將火焰熱輻射光聚焦在電荷耦合器件上產(chǎn)生電信號，這個信號幅度與干擾光所產(chǎn)生的信號幅度相比，兩者差別很大，所以火焰信號可以順利檢出。
綜上所述，本實用新型屬于近紅外光譜區(qū)域火焰光熱輻射探測技術(shù)，對可見光譜區(qū)域的較強光線的干擾不會輸出火災報警信號，對近紅外光譜區(qū)域火焰光熱輻射可以可靠地報警。
權(quán)利要求1.紅外線火焰探測器，包括外殼(1)、底座(6)和傳感元件，其特征在于傳感元件由自動調(diào)節(jié)光圈鏡頭(3)、電荷耦合器件(4)和電路板(5)組成；外殼(1)頂部開小孔設置紅外濾光鏡片(2)，電壓自動調(diào)節(jié)光圈鏡頭(3)設在紅外濾光鏡片(2)的一側(cè)，電壓自動調(diào)節(jié)光圈鏡頭(3)的另一側(cè)與設置在底座(6)上的電荷耦合器件(4)相對應；電荷耦合器件(4)與脈沖發(fā)生器連接其輸出接電路板(5)，電路板(5)的輸出接報警裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的火焰探測器，其特征在于所述紅外濾光鏡片(2)透射波長為800-1200nm。
3.如權(quán)利要求1所述的火焰探測器，其特征在于所述紅外濾光鏡片(2)為光學玻璃透光鏡時，電壓自動調(diào)節(jié)光圈鏡頭(3)上鍍敷紅外濾光膜。
專利摘要紅外線火焰探測器，包括外殼、底座和傳感元件，傳感元件由自動調(diào)節(jié)光圈鏡頭、電荷耦合器件(CCD)和電路板組成；外殼頂部開小孔設置紅外濾光鏡片，電壓自動調(diào)節(jié)光圈鏡頭設在紅外濾光鏡片的一側(cè)，電壓自動調(diào)節(jié)光圈鏡頭的另一側(cè)與設置在底座上的電荷耦合器件(CCD)相對應。本實用新型可探測紅外光譜區(qū)域火焰的輻射，對其它光譜區(qū)域的火焰不能探測，且通過紅外濾光鏡自動調(diào)節(jié)光圈鏡頭能有效地克服較強可見光線的干擾，達到準確報警的目的。
文檔編號G08B17/103GK2532483SQ0125652
公開日2003年1月22日 申請日期2001年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月9日
發(fā)明者周流, 侯萍, 曹曙光, 陳克勤 申請人:周流