[发明专利]一种传感器自适应型复合式电气火灾监控探测器

说明书

“一种传感器自适应型复合式电气火灾监控探测器”，包括传感器自识别单元，传感器采样放大滤波单元，电源电路单元，电压过零信号采样处理单元，传感器参考稳压基准单元，CAN通信及保护单元，声光报警驱动单元和MCU微处理器，该探测器可以自动识别传感器的类型和传感器连接线的断路、短路状态，针对自识别后的剩余电流互感器式传感器或测温式传感器而设置不同增益的放大电路，同时设置了二阶有源滤波器、采用了传感器参考稳压基准电路和电压过零信号处理技术、信号隔离技术、CAN通信总线报警信号主动上传技术和高性能的MCU微处理器，配合有关软件算法，大大提高了探测器的测量精度和抗电磁干绕能力，缩短了报警信号上传时间，减少了探测器的误报，提高了探测器的工作稳定性。

技术领域

本发明涉及一种电气火灾监控探测器，具体说涉及一种传感器自适应型复合式电气火灾监控探测器。

背景技术

近年来，我国电气火灾一直处于高发多发态势，据有关部门统计，2011年至2016年，我国共发生电气火灾52.4万起，占全国火灾总量的30%以上，电气火灾的防治已上升为国家战略，对电气火灾探测器的质量要求显得尤为重要。

电气火灾监控探测器是我国现阶段重点推广的电气火灾预警主导产品，主要包括剩余电流监控探测报警和温度监控探测报警两大类。尽管电气火灾探测器在现场使用中得到了广泛的应用，但目前尚处于初级阶段，产品质量问题较多：一是探测器对采集信号测量不准，误差较大，同时电磁兼容抗扰度性能不足，故造成大量误报。目前剩余电流的测量方式大都采用周期最大峰值及整流平均值检测方法，此方法只适用于纯正弦波的应用，没有考虑到负载谐波电流产生的影响。剩余电流互感器平衡特性和冲击特性不佳而的产生的误报和容性负载正常泄漏电流产生的误报等也占相当大的比例。二是探测器设计安全系数低：电气火灾监控探测器一般设置在低压配电柜中，通常情况下监测的是220V或380V的低压配电回路，测温式探测器大多用于监测接线端子处温度，如果探测器的电源供电部分和测温传感器部分不进行有效的隔离很容易出现高压串入探测器的风险而影响整个系统的安全运行，同时通信和电源部分的不隔离也会产生上述问题。三是探测器智能化程度低：由于电气火灾监控探测器一般安装于配电柜内，同时监测配电线路的剩余电流和线缆温度，因此大部分配电柜同时需要配置两种不同类型的产品才能满足监测要求，这一方面将使系统变得复杂，故障率增加，同时也使成本上升。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电磁兼容性能较好，测量精度、安全性能和智能化程度较高的一种传感器自适应型复合式电气火灾监控探测器，为此，本发明采用如下技术方案：

一种传感器自适应型复合式电气火灾监控探测器，包括传感器自识别单元，传感器采样放大滤波单元，电源变换单元，电压过零信号采样处理单元，传感器参考稳压基准单元，CAN通信及保护单元，声光报警驱动单元和MCU微处理器；

进一步设置，所述传感器自识别单元包括传感器断路、短路识别单元和传感器类型识别单元；

所述传感器断路、短路识别单元包括传感器信号输入端子P1、传感器参考稳压基准单元、场效应管Q1、运算放大器U2和MCU微处理器，传感器采集到的信号经端子P1与稳压管TVS1、电阻R5两端并联输出，R5的一端接传感器参考稳压基准单元而得到稳定的直流参考基准电压，这有利于信号的准确测量，R5的另一端通过电阻R8接运算放大器U2的同相输入端，通过所述的运算放大器U2对输入信号进行放大滤波后经所述的MCU微处理器进行数模转换，同时MCU微处理器的I/O端口输出周期为40mS的3个脉冲方波信号控制场效应管Q1的通断， MCU微处理器在每个脉冲信号的高电平期间即Q1开通状态时采集数据，然后对采集到的数据进行分析处理并判断出是否有传感器连接线的断路和短路故障，如果Q1在开通状态下，半个采样周期内所有采样点数据之和的平均值小于给定的判定阈值且连续三个周期判定条件均有效，即可判断为传感器连接线断路，如果Q1在开通状态下，半个采样周期内所有采样点数据之和的平均值大于给定的判定阈值且连续的三个周期判定条件均有效，则可判断传感器为短路。