[發明專利]一種在高溫環境下探測火警的單紫外光電管光學探測器

無效

• 申請號: 201210251564.3
• 申請日: 2012-07-19
• 公開（公告）號: CN102779389A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: 譚誠;李波;楊毅;宋啟盛
• 申請（專利權）人: 上海電控研究所
• 主分類號: G08B17/12
• 分類號: G08B17/12;G01J1/44
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

技術領域

本發明專利涉及一種光學探測器，更具體的說，涉及一種在高溫環境下探測火警的單紫外光電管光學探測器。

背景技術

在目前特種車輛常用的火災預警系統中，動力艙主要是應用熱傳導原理來探測火警，例如使用線式火焰傳感器，其感火面積小，靈敏度也不高。隨著科學技術的進步與發展，光學的應用領域日益寬廣，據有關文摘得知，現有的光學探測器主要分為兩類：一類為紅外光探測器，一類為紫外光探測器。然而，由于特種車輛動力艙環境的復雜，紅外光敏元器件容易受到發動機等產生的熱輻射影響發生誤報。此外，溫度對于光敏元器件的靈敏度有較大的影響，溫度越低，靈敏度越高，對于應用于-40℃～+105℃的寬溫場合，現有的光學探測器無法做到探測靈敏度的一致性。

發明內容

本發明為了克服現有技術中的不足之處，提供了一種在高溫環境下探測火警的單紫外光電管光學探測器，能夠準確探測火警，適合于特種車輛在苛刻的環境下使用。

本發明所采用的技術方案如下：

一種在高溫環境下探測火警的單紫外光電管光學探測器，包括：電源濾波轉換電路、紫外光傳感電路、溫度補償電路、窗口污染檢測電路、CPU接口電路、串口通訊電路和指示燈電路。

所述的電源濾波轉換電路由電源模塊、升壓電路及其外圍電路組成，實現電源輸入。

所述的污染檢測電路連接CPU的A/D轉換端口，由檢測電路和信號調理電路組成。其中，檢測電路為硅PIN光電二極管，用于判斷窗口玻璃是否被油污污染。信號調理電路由分壓電阻和限流電阻組成，用于對輸入信號進行分壓和限流，使其適應于CPU的A/D端口的輸入。

所述的紫外光電管電路與CPU的脈沖計數端口連接，由依次連接的升壓電路、紫外光電管和信號調理電路組成，用于判斷是否受到紫外光照射。信號調理電路包括比較器及其外圍電路，用于將紫外光電管發出的尖脈沖信號整成一定幅值的方波脈沖信號，使其適應于CPU的計數端口的輸入。升壓電路包括高速運算放大器、1:20變壓器、整流橋和穩壓、濾波電容，其中高速運算放大器的負輸入端引出升壓電路檢測信號與CPU的A/D轉換端口連接。紫外光敏管為GGD103，光譜響應范圍160~260nm。

所述的溫度補償電路與CPU的A/D轉換端口連接，由熱敏電阻和分壓電阻組成，用于測量環境溫度，修正探測靈敏度。其中熱敏電阻為表面安裝負溫度系數片型100KΩ熱敏電阻。

所述的CPU接口電路包括Freescale單片機MC9S12DP512MPVE、外部看門狗芯片X5043S8I、12MHz晶振、BDM程序下載、調試接口和芯片外圍電阻、電容，用于對輸入的模擬量、脈沖量進行轉換、計算、控制輸出和通訊管理。

所述的串口通訊電路由串口通訊芯片MAX232EPE及其外圍電路組成，串口通訊芯片與所述CPU的串口數據收發端連接，實現了串口數據的收發。

所述的指示燈電路與所述CPU的I/O端口連接，由φ5雙色發光管L-59EGW-CA10和限流電阻組成，用于指示工作狀態和火警。

本發明串口通訊，能及時地將工作狀態等信息傳輸給上位機，由于選用了與火焰的紫外光譜范圍相適應的光敏元件，探測火警準確率高，防誤報能力強，通過CPU采樣、運算進行溫度補償，使探測靈敏度在寬溫環境下保持一致；充分運用CPU的運算處理能力，進行故障自檢等工作，智能化程度顯著得到提高。由于采用了單紫外的設計，當車輛動力艙發動機工作時，不會受到熱輻射影響發生誤報。

附圖說明

圖1為本發明的功能模塊示意圖；

圖2為本發明的電源濾波、轉換電路原理圖；

圖3為本發明的窗口污染檢測電路原理圖；

圖4為本發明的紫外光傳感電路中的升壓電路原理圖；

圖5為本發明的紫外光傳感電路中的信號調理電路原理圖；

圖6為本發明的溫度補償電路原理圖；

圖7為本發明的串口通訊電路原理圖；

圖8為本發明的指示燈電路原理圖；

具體實施方式

以下通過附圖和具體實施例對本發明技術方案做一詳細的說明：

圖1所示的本發明單紫外光電管光學探測器的功能模塊示意圖，由電源濾波轉換電路、窗口污染檢測電路、紫外光傳感電路、溫度補償電路、CPU接口電路、串口通訊電路和指示燈電路組成。