CN205028411U - 一种可恢复式缆式线型感温探测器的检测电路 - Google Patents

Abstract

一种可恢复式缆式线型感温探测器的检测电路，其包括信号处理单元内的电阻R1、终端盒内的电阻Rz和感温电缆线间绝缘电阻Rx；其中电阻R1一端与电源VCC相连，另一端与取样点A相接，取样点A用于输出取样电压V0；电阻Rz一端与取样点A相连，另一端与地线相接；感温电缆线间绝缘电阻Rx并联在电阻Rz上；所述的电阻R1、Rz同时采用与感温电缆所用感温材料相同的热敏电阻。本实用新型效果：1)提高了最高使用环境温度范围和最大使用长度；2)增加了报警的准确度。3)能够自动调整信号处理单元内电阻、终端盒内电阻的阻值；4)适用范围广；5)结构简单、成本低。

Description

一种可恢复式缆式线型感温探测器的检测电路

技术领域

本实用新型属于消防设备技术领域，特别是涉及一种可恢复式缆式线型感温探测器的检测电路。

背景技术

在消防行业中，线型感温火灾探测器主要用于探测其长度范围内环境温度的变化，当温度升高到其动作阈值时发出报警信号，主要由敏感元件和与其相连的信号处理单元组成，一般还包括一个终端盒。缆式线型感温火灾探测器的敏感元件一般称为感温电缆，分为可恢复式和不可恢复式两大类。目前常用的可恢复式缆式线型感温火灾探测器上感温电缆的导体是铜丝，铜丝外面挤塑一层负温度系数(NTC)特性高分子材料，采用的是模拟量探测线间绝缘电阻变化的报警原理。其检测电路原理图如图1所示，其中VCC为整个电路的电源，信号处理单元内的电阻R1和终端盒内的电阻Rz通过感温电缆上的导体连接在一起，电阻R1一端与电源VCC相连，另一端与取样点A相接，取样点A用于输出取样电压V0；电阻Rz一端与取样点A相连，另一端与地线相接；感温电缆线间绝缘电阻Rx相当于一个可变电阻并联在电阻Rz上，由此形成一个简单桥式对比电路，电阻R1为上偏置电阻，电阻Rz为下偏置电阻。这样感温电缆线间绝缘电阻Rx的变化必然会引起取样电压V0的变化，检测取样电压V0的变化就可以监测到感温电缆线间绝缘电阻Rx随温度的变化量。

取样电压V0是基准电压，通常都要采用运放集成电路进行放大，因为放大倍数比较大，而电源VCC的电压为定值，最终放大后的信号也必须工作在电源电压范围内，所以只能对取样电压V0部分范围的变化值放大。例如放大倍数为15倍，电源VCC的电压只有5V，则取样电压V0能被放大的范围只有5/15＝0.33V。但是感温电缆线间绝缘电阻Rx会随气温的正常上升而降低，下降到一定程度后就不可以忽略感温电缆线间绝缘电阻Rx，因此电阻Rz和感温电缆线间绝缘电阻Rx的并联阻值Rb为：

$Rb=\frac{Rx+Rz}{Rx|Rz};---\left(1\right)$

那么取样电压V0为：

$V0=\frac{Rb}{R1+Rb}VCC;---\left(2\right)$

所以取样电压V0也将随之降低，但是此时还没有发生火灾，因而造成当火灾温度升高引起感温电缆线间绝缘电阻Rx继续变化后会超出放大电路的正常工作范围，导致出现不报警或者误报警问题。

为了能够充分反映感温电缆线间绝缘电阻Rx随温度变化的变化范围，现有技术一般是将电阻R1、Rz采用高精度的定值电阻，且R1＝Rz<<Rx，初始状态下，可以忽略感温电缆线间绝缘电阻Rx，平衡后取样电压V0＝1/2VCC，这样比较容易设计后面的放大电路，使探测器报警动态范围工作在放大电路的正常有效放大范围内。

因此，可采用将电阻R1、Rz设置成多个电阻串联或并联的方式，通过一个短路环或开关来改变实际接入电路的阻值。以采用NTC特性高分子材料的感温电缆为例，当环境温度较低时，可使电阻R1、Rz的阻值相对较高，以提高感温电缆的灵敏度；当环境温度较高时，感温电缆线间绝缘电阻Rx会随温度升高而减小，这时可将电阻R1、Rz调整到相对较低的阻值，以使放大电路工作在中值范围。这样通过人为设置的方式可使正常时候的取样电压V0维持在合理范围。但这种方法的缺点是需要根据一年四季不同气温不时调整电阻R1、Rz的阻值，因此探测器使用维护十分麻烦。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种适用范围广的可恢复式缆式线型感温探测器的检测电路。

为了达到上述目的，本实用新型提供的可恢复式缆式线型感温探测器的检测电路包括信号处理单元内的电阻R1、终端盒内的电阻Rz和感温电缆线间绝缘电阻Rx；其中电阻R1一端与电源VCC相连，另一端与取样点A相接，取样点A用于输出取样电压V0；电阻Rz一端与取样点A相连，另一端与地线相接；感温电缆线间绝缘电阻Rx并联在电阻Rz上；所述的电阻R1、Rz同时采用与感温电缆所用感温材料相同的热敏电阻。

当感温电缆采用NTC特性高分子材料作为感温材料时，电阻R1、Rz同时采用NTC特性热敏电阻，当感温电缆采用PTC特性高分子材料作为感温材料时，电阻R1、Rz同时采用PTC特性热敏电阻。

本实用新型提供的可恢复式缆式线型感温探测器的检测电路包括信号处理单元内的电阻R1、终端盒内的电阻Rz和感温电缆线间绝缘电阻Rx；其中电阻R1一端与电源VCC相连，另一端与取样点A相接，取样点A用于输出取样电压V0；电阻Rz一端与取样点A相连，另一端与地线相接；感温电缆线间绝缘电阻Rx并联在电阻Rz上；所述的电阻R1、Rz之一采用热敏电阻。

当感温电缆采用NTC特性高分子材料作为感温材料时，若电阻R1采用热敏电阻，其采用NTC特性热敏电阻；若电阻Rz采用热敏电阻，其采用PTC特性热敏电阻；当感温电缆采用PTC特性高分子材料作为感温材料时，若电阻R1采用热敏电阻，其采用PTC特性热敏电阻；若电阻Rz采用热敏电阻，其采用NTC特性热敏电阻。

本实用新型提供的可恢复式缆式线型感温探测器的检测电路包括信号处理单元内的电阻R1、终端盒内的电阻Rz、感温电缆线间绝缘电阻Rx、两个常开温控开关K、第二电阻R2和第三电阻Rz1；其中电阻R1一端与电源VCC相连，另一端与取样点A相接，取样点A用于输出取样电压V0；电阻Rz一端与取样点A相连，另一端与地线相接；感温电缆线间绝缘电阻Rx并联在电阻Rz上；一个常开温控开关K与第二电阻R2串联后和电阻R1并联连接，另一个常开温控开关K与第三电阻Rz1串联后和电阻Rz并联连接。

本实用新型提供的可恢复式缆式线型感温探测器的检测电路包括信号处理单元内的电阻R1、终端盒内的电阻Rz、感温电缆线间绝缘电阻Rx、常开温控开关K和第三电阻Rz1；其中电阻R1一端与电源VCC相连，另一端与取样点A相接，取样点A用于输出取样电压V0；电阻Rz一端与取样点A相连，另一端与地线相接；感温电缆线间绝缘电阻Rx并联在电阻Rz上；常开温控开关K与第三电阻Rz1串联后和电阻Rz并联连接。

所述的常开温控开关K为双金属片温度开关、记忆合金温度开关或钕铁硼磁性温敏开关。

本实用新型提供的可恢复式缆式线型感温探测器的检测电路包括信号处理单元内的电阻R1、终端盒内的电阻Rz、感温电缆线间绝缘电阻Rx、两个常闭温控开关K1、第二电阻R2和第三电阻Rz1；其中电阻R1一端与电源VCC相连，另一端与第二电阻R2连接，第二电阻R2另一端与取样点A相接，取样点A用于输出取样电压V0；一个常闭温控开关K1与第二电阻R2并联；电阻Rz一端与取样点A相连，另一端与第三电阻Rz1连接，第三电阻Rz1另一端与地线相接；另一个常闭温控开关K1与第三电阻Rz1并联；感温电缆线间绝缘电阻Rx与串联连接的电阻Rz和第三电阻Rz1相并联。

本实用新型提供的可恢复式缆式线型感温探测器的检测电路包括信号处理单元内的电阻R1、终端盒内的电阻Rz、感温电缆线间绝缘电阻Rx、常闭温控开关K1和第三电阻Rz1；其中电阻R1一端与电源VCC相连，另一端与取样点A相接，取样点A用于输出取样电压V0；电阻Rz一端与取样点A相连，另一端与第三电阻Rz1相连，第三电阻Rz1另一端与地线相接；常闭温控开关K1与第三电阻Rz1并联；感温电缆线间绝缘电阻Rx与串联连接的电阻Rz和第三电阻Rz1相并联。

所述的常闭温控开关K1为双金属片温度开关、记忆合金温度开关或钕铁硼磁性温敏开关。

本实用新型提供的可恢复式缆式线型感温探测器的检测电路具有如下有益效果：

1)提高了最高使用环境温度范围和最大使用长度；

2)增加了报警的准确度。

3)能够自动调整信号处理单元内电阻、终端盒内电阻的阻值；

4)适用范围广；

5)结构简单、成本低。

附图说明

图1为一种已有技术的可恢复式缆式线型感温探测器的检测电路原理图。

图2为本实用新型实施例1提供的可恢复式缆式线型感温探测器的检测电路原理图。

图3、图4为本实用新型实施例2提供的可恢复式缆式线型感温探测器的检测电路原理图。

图5为本实用新型实施例3提供的可恢复式缆式线型感温探测器的检测电路原理图。

图6为本实用新型实施例4提供的可恢复式缆式线型感温探测器的检测电路原理图。

图7为本实用新型实施例5提供的可恢复式缆式线型感温探测器的检测电路原理图。

图8为本实用新型实施例6提供的可恢复式缆式线型感温探测器的检测电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型提供的可恢复式缆式线型感温探测器的检测电路进行详细说明。

实施例1：

如图2所示，本实施例提供的可恢复式缆式线型感温探测器的检测电路包括信号处理单元内的电阻R1、终端盒内的电阻Rz和感温电缆线间绝缘电阻Rx；其中电阻R1一端与电源VCC相连，另一端与取样点A相接，取样点A用于输出取样电压V0；电阻Rz一端与取样点A相连，另一端与地线相接；感温电缆线间绝缘电阻Rx并联在电阻Rz上；所述的电阻R1、Rz同时采用与感温电缆所用感温材料相同的热敏电阻，即当感温电缆采用NTC特性高分子材料作为感温材料时，电阻R1、Rz同时采用NTC特性热敏电阻，当感温电缆采用PTC特性高分子材料作为感温材料时，电阻R1、Rz同时采用PTC特性热敏电阻，这样可以保证电阻R1、Rz随温度变化的特性尽量一致，以保持取样电压V0在正常环境温度下为电源VCC的中点。

现以NTC特性感温电缆为例进行说明，在这种情况下电阻R1、Rz应使用NTC特性热敏电阻。当环境温度升高时，感温电缆线间绝缘电阻Rx和信号处理单元内的电阻R1、终端盒内的电阻Rz的阻值均将随环境温度升高而减小，根据式(2)可知，电阻R1减小可使温度升高对取样电压V0的影响减小，使取样电压V0尽量维持在电源VCC的中点，从而让探测器报警动态范围工作在放大电路的正常范围内。

当环境温度正常变化时，电阻R1、Rz同时变化，但不影响取样电压V0维持在电源VCC的中点。而作为上、下偏置电阻，电阻R1、Rz的变化使得感温电缆线间绝缘电阻Rx的变化对取样电压V0维持在电源VCC中点的影响也减小，最终使取样电压V0维持在一个合理的范围内。当发生火灾时，现场温度上升较快，感温电缆线间绝缘电阻Rx的变化较大，从而使取样电压V0随之发生较大的变化，可通过后面的放大电路对取样电压V0进行放大，待其达到预先设定的火灾报警阈值时进行火灾报警。

如果感温电缆出现断线，相当于电阻Rz不能接入电路，或不能接入电源负极，将有V0＝VCC，据此可以判断为断路故障。

如果感温电缆因为外力原因而产生短路，相当于Rx＝0，从而有V0＝0，据此可以判断为短路故障。

实施例2：

如图3、图4所示，本实施例提供的可恢复式缆式线型感温探测器的检测电路与实施例1提供的可恢复式缆式线型感温探测器的检测电路结构相同，不同之处在于电阻R1、Rz之一采用热敏电阻，当感温电缆采用NTC特性高分子材料作为感温材料时，若电阻R1采用热敏电阻，其采用NTC特性热敏电阻，若电阻Rz采用热敏电阻，其采用PTC特性热敏电阻；当感温电缆采用PTC特性高分子材料作为感温材料时，若电阻R1采用热敏电阻，其采用PTC特性热敏电阻，若电阻Rz采用热敏电阻，其采用NTC特性热敏电阻。根据式(1)和式(2)，单一改变电阻R1为热敏电阻或单一改变电阻Rz为热敏电阻都可以保持取样电压V0在正常环境温度下为电源VCC的中点附近。

现以NTC特性感温电缆为例进行说明，如图3所示，当电阻R1采用热敏电阻时，电阻Rz为固定值不变，初始状态下R1＝Rz，为了抵消因环境温度升高而使NTC特性感温电缆绝缘阻值下降，从而引起取样电压V0中值减小问题，电阻R1应采用NTC特性热敏电阻；如图4所示，当电阻Rz采用热敏电阻时，电阻R1为固定值不变，初始状态下R1＝Rz，为了抵消因环境温度升高而使NTC特性感温电缆绝缘阻值下降，从而引起取样电压V0中值减小问题，电阻Rz应采用PTC特性热敏电阻。

现以PTC特性感温电缆为例进行说明，如图3所示，当电阻R1采用热敏电阻时，电阻Rz为固定值不变，初始状态下R1＝Rz，为了抵消因环境温度升高而使PTC特性感温电缆绝缘阻值上升，从而引起取样电压V0中值增大问题，电阻R1应采用PTC特性热敏电阻；如图4所示，当电阻Rz采用热敏电阻时，电阻R1为固定值不变，初始状态下R1＝Rz，为了抵消因环境温度升高而使PTC特性感温电缆绝缘阻值升高，从而引起取样电压V0中值增大问题，电阻Rz应采用NTC特性热敏电阻。

其它结构及工作原理与实施例1相同，不再重复。

实施例3：

如图5所示，本实施例提供的可恢复式缆式线型感温探测器的检测电路包括信号处理单元内的电阻R1、终端盒内的电阻Rz、感温电缆线间绝缘电阻Rx、两个常开温控开关K、第二电阻R2和第三电阻Rz1；其中电阻R1一端与电源VCC相连，另一端与取样点A相接，取样点A用于输出取样电压V0；电阻Rz一端与取样点A相连，另一端与地线相接；感温电缆线间绝缘电阻Rx并联在电阻Rz上；一个常开温控开关K与第二电阻R2串联后和电阻R1并联连接，另一个常开温控开关K与第三电阻Rz1串联后和电阻Rz并联连接。在常开温控开关K动作之前，由于常开温控开关K处于关闭状态，因此电阻R1、Rz不会发生变化，当环境温度升高并达到常开温控开关K的动作温度时，常开温控开关K导通，由此改变了上、下偏置电阻的大小，其它工作原理和实施例1相同。

所述的常开温控开关K为双金属片温度开关、记忆合金温度开关和钕铁硼磁性温敏开关等。

另外，所述的常开温控开关K的动作温度远低于火灾报警阈值。

实施例4：

如图6所示，本实施例提供的可恢复式缆式线型感温探测器的检测电路包括信号处理单元内的电阻R1、终端盒内的电阻Rz、感温电缆线间绝缘电阻Rx、两个常闭温控开关K1、第二电阻R2和第三电阻Rz1；其中电阻R1一端与电源VCC相连，另一端与第二电阻R2连接，第二电阻R2另一端与取样点A相接，取样点A用于输出取样电压V0；一个常闭温控开关K1与第二电阻R2并联；电阻Rz一端与取样点A相连，另一端与第三电阻Rz1连接，第三电阻Rz1另一端与地线相接；另一个常闭温控开关K1与第三电阻Rz1并联；感温电缆线间绝缘电阻Rx与串联连接的电阻Rz和第三电阻Rz1相并联。在常闭温控开关K1动作之前，由于两个常闭温控开关K1均处于导通状态，因此其分别将第二电阻R2和第三电阻Rz1短接，这时电阻R1、Rz不会发生变化，当环境温度升高并达到常闭温控开关K1的动作温度时，常闭温控开关K1关闭，由此改变了上、下偏置电阻的大小，其它工作原理和实施例1相同。

所述的常闭温控开关K1为双金属片温度开关、记忆合金温度开关和钕铁硼磁性温敏开关等。

实施例5：

如图7所示，本实施例提供的可恢复式缆式线型感温探测器的检测电路包括信号处理单元内的电阻R1、终端盒内的电阻Rz、感温电缆线间绝缘电阻Rx、常闭温控开关K1和第三电阻Rz1；其中电阻R1一端与电源VCC相连，另一端与取样点A相接，取样点A用于输出取样电压V0；电阻Rz一端与取样点A相连，另一端与第三电阻Rz1相连，第三电阻Rz1另一端与地线相接；常闭温控开关K1与第三电阻Rz1并联；感温电缆线间绝缘电阻Rx与串联连接的电阻Rz和第三电阻Rz1相并联。

在常闭温控开关K1动作之前，由于常闭温控开关K1处于导通状态，因此其将第三电阻Rz1短接，这时电阻Rz不会发生变化，当环境温度升高并达到常闭温控开关K1的动作温度时，常闭温控开关K1关闭，由此改变了下偏置电阻的大小，其它工作原理和实施例1相同。

所述的常闭温控开关K1为双金属片温度开关、记忆合金温度开关和钕铁硼磁性温敏开关等。

另外，还可以通过改变上偏置电阻的方法达到同样的效果。

实施例6：

如图8所示，本实施例提供的可恢复式缆式线型感温探测器的检测电路包括信号处理单元内的电阻R1、终端盒内的电阻Rz、感温电缆线间绝缘电阻Rx、常开温控开关K和第三电阻Rz1；其中电阻R1一端与电源VCC相连，另一端与取样点A相接，取样点A用于输出取样电压V0；电阻Rz一端与取样点A相连，另一端与地线相接；感温电缆线间绝缘电阻Rx并联在电阻Rz上；常开温控开关K与第三电阻Rz1串联后和电阻Rz并联连接。在常开温控开关K动作之前，由于常开温控开关K处于关闭状态，因此电阻Rz不会发生变化，当环境温度升高并达到常开温控开关K的动作温度时，常开温控开关K导通，由此改变了下偏置电阻的大小，其它工作原理和实施例1相同。

所述的常开温控开关K为双金属片温度开关、记忆合金温度开关和钕铁硼磁性温敏开关等。

另外，还可以通过改变上偏置电阻的方法达到同样的效果。

Claims (10)

1.一种可恢复式缆式线型感温探测器的检测电路，其特征在于：其包括信号处理单元内的电阻R1、终端盒内的电阻Rz和感温电缆线间绝缘电阻Rx；其中电阻R1一端与电源VCC相连，另一端与取样点A相接，取样点A用于输出取样电压V0；电阻Rz一端与取样点A相连，另一端与地线相接；感温电缆线间绝缘电阻Rx并联在电阻Rz上；所述的电阻R1、Rz同时采用与感温电缆所用感温材料相同的热敏电阻。

2.根据权利要求1所述的可恢复式缆式线型感温探测器的检测电路，其特征在于：当感温电缆采用NTC特性高分子材料作为感温材料时，电阻R1、Rz同时采用NTC特性热敏电阻，当感温电缆采用PTC特性高分子材料作为感温材料时，电阻R1、Rz同时采用PTC特性热敏电阻。

3.一种可恢复式缆式线型感温探测器的检测电路，其特征在于：其包括信号处理单元内的电阻R1、终端盒内的电阻Rz和感温电缆线间绝缘电阻Rx；其中电阻R1一端与电源VCC相连，另一端与取样点A相接，取样点A用于输出取样电压V0；电阻Rz一端与取样点A相连，另一端与地线相接；感温电缆线间绝缘电阻Rx并联在电阻Rz上；所述的电阻R1、Rz之一采用热敏电阻。

4.根据权利要求3所述的可恢复式缆式线型感温探测器的检测电路，其特征在于：当感温电缆采用NTC特性高分子材料作为感温材料时，若电阻R1采用热敏电阻，其采用NTC特性热敏电阻；若电阻Rz采用热敏电阻，其采用PTC特性热敏电阻；当感温电缆采用PTC特性高分子材料作为感温材料时，若电阻R1采用热敏电阻，其采用PTC特性热敏电阻；若电阻Rz采用热敏电阻，其采用NTC特性热敏电阻。

5.一种可恢复式缆式线型感温探测器的检测电路，其特征在于：其包括信号处理单元内的电阻R1、终端盒内的电阻Rz、感温电缆线间绝缘电阻Rx、两个常开温控开关K、第二电阻R2和第三电阻Rz1；其中电阻R1一端与电源VCC相连，另一端与取样点A相接，取样点A用于输出取样电压V0；电阻Rz一端与取样点A相连，另一端与地线相接；感温电缆线间绝缘电阻Rx并联在电阻Rz上；一个常开温控开关K与第二电阻R2串联后和电阻R1并联连接，另一个常开温控开关K与第三电阻Rz1串联后和电阻Rz并联连接。

6.一种可恢复式缆式线型感温探测器的检测电路，其特征在于：其包括信号处理单元内的电阻R1、终端盒内的电阻Rz、感温电缆线间绝缘电阻Rx、常开温控开关K和第三电阻Rz1；其中电阻R1一端与电源VCC相连，另一端与取样点A相接，取样点A用于输出取样电压V0；电阻Rz一端与取样点A相连，另一端与地线相接；感温电缆线间绝缘电阻Rx并联在电阻Rz上；常开温控开关K与第三电阻Rz1串联后和电阻Rz并联连接。

7.根据权利要求5或6所述的可恢复式缆式线型感温探测器的检测电路，其特征在于：所述的常开温控开关K为双金属片温度开关、记忆合金温度开关或钕铁硼磁性温敏开关。

8.一种可恢复式缆式线型感温探测器的检测电路，其特征在于：其包括信号处理单元内的电阻R1、终端盒内的电阻Rz、感温电缆线间绝缘电阻Rx、两个常闭温控开关K1、第二电阻R2和第三电阻Rz1；其中电阻R1一端与电源VCC相连，另一端与第二电阻R2连接，第二电阻R2另一端与取样点A相接，取样点A用于输出取样电压V0；一个常闭温控开关K1与第二电阻R2并联；电阻Rz一端与取样点A相连，另一端与第三电阻Rz1连接，第三电阻Rz1另一端与地线相接；另一个常闭温控开关K1与第三电阻Rz1并联；感温电缆线间绝缘电阻Rx与串联连接的电阻Rz和第三电阻Rz1相并联。

9.一种可恢复式缆式线型感温探测器的检测电路，其特征在于：其包括信号处理单元内的电阻R1、终端盒内的电阻Rz、感温电缆线间绝缘电阻Rx、常闭温控开关K1和第三电阻Rz1；其中电阻R1一端与电源VCC相连，另一端与取样点A相接，取样点A用于输出取样电压V0；电阻Rz一端与取样点A相连，另一端与第三电阻Rz1相连，第三电阻Rz1另一端与地线相接；常闭温控开关K1与第三电阻Rz1并联；感温电缆线间绝缘电阻Rx与串联连接的电阻Rz和第三电阻Rz1相并联。

10.根据权利要求8或9所述的可恢复式缆式线型感温探测器的检测电路，其特征在于：所述的常闭温控开关K1为双金属片温度开关、记忆合金温度开关或钕铁硼磁性温敏开关。