[发明专利]三组分火灾气体探测器

说明书

技术领域

本发明涉及消防设备领域，具体为一种三组分火灾气体探测器。

背景技术

火灾从酝酿、发生到熄灭经历了阴燃、初期、发展和熄灭等四个阶段，普通的火灾探测器在火灾初期甚至是发展阶段才能探测到火灾，这样往往失去了灭火的最好时期，增加了火灾给人类造成的损失。而且以往的火灾探测器主要是靠监测火灾环境下的单一物理参数，仅靠监测一个物理参数尚无法对火灾进行准确的早期探测报警，使火灾探测器的可靠性大大下降。

发明内容

本发明的目的是提供一种三组分火灾气体探测器，以解决传统的火灾探测器只能在火灾初期和发展阶段通过测量单一物理参数所带来的可靠性较差的问题。

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案为：

三组分火灾气体探测器，其特征在于：包括带有进出光口、进出气口的气体吸收池，所述气体吸收池进光口外设置有红外光源，出光口外设置有红外探测器，所述红外探测器与气体吸收池外的信号处理电路电连接，所述气体吸收池进光口两侧的侧壁上设置有角度可调的弧形反射镜构成多次反射光路；红外光源发出的光从气体吸收池的进光口入射，经过所述弧形反射镜多次反射后，从出光口出射至所述红外探测器；所述红外光源与气体吸收池的进光口之间还依次设置有由电机驱动转动的调制轮、滤波轮，所述调制轮上开有一个窗口，所述滤波轮上开有四个按圆周均匀分布的窗口，所述窗口中分别安装有工作波长在一氧化碳的红外特征吸收波长处的第一窄带干涉滤光片、工作波长在二氧化碳的红外特征吸收波长处的第二窄带干涉滤光片、工作波长在甲烷的红外特征吸收波长处的第三窄带干涉滤光片、工作波长在一氧化碳、二氧化碳和甲烷的红外特征吸收波长外的第四窄带干涉滤光片，所述滤波轮中充有高浓度的相关气体。

根据权利要求1所述的三组分火灾气体探测器，其特征在于：所述信号处理电路包括DSP控制器、由芯片AD7610构成的A/D转换电路、由MAX274构成八阶巴特沃斯滤波器和运算放大器OP27构成的滤波放大电路、由锁相放大器构成的前置放大电路，所述红外光探测器的信号输出端上依次连接有两片滤波器芯片UAF42A后，再电连接至线性光耦IL300的输入端，所述线性光耦IL300的输出端与所述前置放大电路的输入端电连接，所述前置放大电路、滤波放大电路、A/D转换电路再依次电连接，所述A/D转换电路的输出端与光电耦合器VO2630的输入端电连接，所述光电耦合器VO2630的输出端与所述DSP控制器的信号输入接口电连接。

根据权利要求2所述的三组分火灾气体探测器，其特征在于：所述DSP控制器通过I²C接口电连接有型号为24LC256的数据存储芯片EEPROM，DSP控制器的SCI接口上电连接有型号为SP485EEN的通信接口，所述DSP控制器还通过并行接口连接有LED、通过芯片74HC165连接有按键。

根据权利要求1所述的三组分火灾气体探测器，其特征在于：还包括有集气室，所述气体吸收池的进气口与集气室的一个出气口气路连接，所述集气室的另一个出气口处安装有抽气泵，所述气体吸收池的出气口安装有真空泵，所述DSP控制器通过TLP521分别与所述抽气泵和真空泵的电源控制端电连接。

本发明将被保护空间的空气样本被抽取到气体吸收池，气体吸收池内在光束进出口两侧侧壁安置有两面弧形镜面，光束从进光口进入后可在两片镜面上发生多次反射，反射次数可以通过调节两镜面相对角度来调整。光束在反射池内的有效光程为镜面距离与反射次数之积。弧形镜面有聚焦作用，调节其距离与角度可调节最后出光孔处的光斑大小。红外光在气体吸收池中多次反射，红外光源发射红外光中的特定波长被待测气体分别吸收，特定红外光经过窄带滤光片滤波后由相应的红外探测器接收。当气体吸收池中有特定气体时，相应的红外光强度发生变化，测出这种变化就得到气体样本中三种气体的浓度。

本发明可同时对CO、CO₂和CH₄三种气体组分的浓度进行在线监测，提高火灾早期探测报警的准确性。三组分火灾气体探测系统通过相关滤波技术和调制轮、滤波轮、多次反射池、光电信号转换、信号处理可以实现系统对CO、CO₂和CH₄三种气体的同时监控。红外光束通过调制轮调制后，再经过滤波轮完成红外光束的滤波。滤波轮根据CO、CO₂和CH₄三种气体各自具体的特征波长滤波，滤波后可以使得红外光束中只存在指定波长的红外光。