[实用新型]双波长红外火焰探测器

说明书

技术领域

本实用新型涉及消防设备领域，特别涉及火焰探测器领域，具体是指一种双波长红外火焰探测器。

背景技术

火焰探测器是常用的消防设备，用于火警报警及启动自动喷淋装置。红外火焰探测器使用的红外传感器，其通过将不同波长明火辐射的红外能量转换成为不同强度的电信号，红外火焰探测器根据传感器检测到的电信号来识别是否有明火存在；通过特定的电路对红外传感器产生的电信号进行阻抗匹配、放大、滤波等方法处理，单片机采集到红外传感器的信号，结合相应的火灾软件算法，准确判断火灾的发生，并发出火灾报警信号。

火灾发生时，明火火焰辐射的红外线主要集中在中红外频谱范围内。碳氢化合物火灾发生时所产生的明火，具有其特有的光谱特性。如图1所示，火源释放的能量横跨了紫外、可见光和红外等电磁辐射波段，且大部分能量集中在红外波段、不同波长的红外辐射能量不同。红外段4.3微米附近出现的曲线凸起部分是被称为CO₂共鸣的CO₂原子团发光光谱，它比火焰中其它原子、分子或基团所发出的线状或带状光谱具有绝对大的辐射强度。红外段5.0微米附近凹下的部分是CO₂辐射强度最弱的光谱，用以识别热物体发出的红外辐射。

明火火焰的另外一个重要特征是其辐射能量有闪烁效应。闪烁频率虽受风等周围环境的影响，但是基本在0.5Hz到30Hz范围之内。而热物体发出的红外辐射光谱既不同于火焰发出的辐射光谱，又不具有火焰的闪烁特性。

因此，红外火焰探测器通过对火焰的特征波长红外辐射的能量及闪烁性来识别火焰，实现火焰的快速响应，并有效地抑制误报警。

传统的双红外火焰探测器一般采用4.3微米波长红外传感器作为主探测通道，参考波长为3.8微米红外传感器。其缺点在于：由于发生明火火灾时，4.3微米红外传感器信号比3.8微米红外传感器信号大，火焰探测器一般利用这一差值作为报警的前提条件，而低温物体(如人体)的红外辐射中心波长为7.5微米左右，若探测器受到低温物体的热辐射干扰，会导致4.3微米红外传感器信号比3.8微米红外传感器信号大许多，会导致火焰探测器误报警。

同时，传统的红外传感器放大电路一般采用运算放大器对传感器的电信号进行放大和处理，由于红外传感器的输出阻抗比较高，达到了10⁵数量级，对运算放大器的输入阻抗要求非常高，对运算放大器选型、采购和成本造成了许多不便；如果运算放大器的输入阻抗不够高，也就是说放大器的输入阻抗和传感器的输出阻抗不匹配，会导致传感器输出信号幅度衰减，影响的传感器的探测整体性能。同时，红外传感器的输出信号非常小，为微伏信号，为满足单片机的采样要求，必须把传感器的毫伏信号放大两千倍左右，单片机才能正确采样，过大的放大倍数，要求放大电路的噪声要非常低，增加了电路的设计难度，也降低了探测器的可靠性，同时过大的放大倍数，容易引入噪声，这样电路的信噪比很难控制，不利于生产和调试。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种能尽量避免漏报现象发生，传感器放大电路有效控制电路信噪比，保证感应信号传输的质量，结构简单，成本低廉，且应用范围较为广泛的双波长红外火焰探测器。

为了实现上述的目的，本实用新型的双波长红外火焰探测器具有如下构成：

该双波长红外火焰探测器的主要特点是，所述的双波长红外火焰探测器包括主波长红外感应电路和参考波长红外感应电路，以及与所述的主波长红外感应电路和参考波长红外感应电路均相连接的单片机，所述的主波长红外感应电路和参考波长红外感应电路均包括红外传感器、阻抗匹配和放大电路以及滤波电路，所述的红外传感器的输出端顺序通过所述的阻抗匹配和放大电路和滤波电路连接所述的单片机，所述的主波长红外感应电路的红外传感器为4.3微米波长红外传感器，所述的参考波长红外感应电路的红外传感器为5.0微米波长红外传感器。

该双波长红外火焰探测器中，所述的阻抗匹配和放大电路为二级放大电路，所述的二级放大电路中，上级放大电路的电压输出端连接下级放大电路的电压输入端。

该双波长红外火焰探测器中，所述的二级放大电路为二级结型场效应晶体管放大电路，上级结型场效应晶体管放大电路的电压输出端连接下级结型场效应晶体管放大电路的电压输入端。