[发明专利]一种在高温环境下探测火警的单紫外光电管光学探测器

说明书

技术领域

本发明专利涉及一种光学探测器，更具体的说，涉及一种在高温环境下探测火警的单紫外光电管光学探测器。

背景技术

在目前特种车辆常用的火灾预警系统中，动力舱主要是应用热传导原理来探测火警，例如使用线式火焰传感器，其感火面积小，灵敏度也不高。随着科学技术的进步与发展，光学的应用领域日益宽广，据有关文摘得知，现有的光学探测器主要分为两类：一类为红外光探测器，一类为紫外光探测器。然而，由于特种车辆动力舱环境的复杂，红外光敏元器件容易受到发动机等产生的热辐射影响发生误报。此外，温度对于光敏元器件的灵敏度有较大的影响，温度越低，灵敏度越高，对于应用于-40℃～+105℃的宽温场合，现有的光学探测器无法做到探测灵敏度的一致性。

发明内容

本发明为了克服现有技术中的不足之处，提供了一种在高温环境下探测火警的单紫外光电管光学探测器，能够准确探测火警，适合于特种车辆在苛刻的环境下使用。

本发明所采用的技术方案如下：

一种在高温环境下探测火警的单紫外光电管光学探测器，包括：电源滤波转换电路、紫外光传感电路、温度补偿电路、窗口污染检测电路、CPU接口电路、串口通讯电路和指示灯电路。

所述的电源滤波转换电路由电源模块、升压电路及其外围电路组成，实现电源输入。

所述的污染检测电路连接CPU的A/D转换端口，由检测电路和信号调理电路组成。其中，检测电路为硅PIN光电二极管，用于判断窗口玻璃是否被油污污染。信号调理电路由分压电阻和限流电阻组成，用于对输入信号进行分压和限流，使其适应于CPU的A/D端口的输入。

所述的紫外光电管电路与CPU的脉冲计数端口连接，由依次连接的升压电路、紫外光电管和信号调理电路组成，用于判断是否受到紫外光照射。信号调理电路包括比较器及其外围电路，用于将紫外光电管发出的尖脉冲信号整成一定幅值的方波脉冲信号，使其适应于CPU的计数端口的输入。升压电路包括高速运算放大器、1:20变压器、整流桥和稳压、滤波电容，其中高速运算放大器的负输入端引出升压电路检测信号与CPU的A/D转换端口连接。紫外光敏管为GGD103，光谱响应范围160~260nm。

所述的温度补偿电路与CPU的A/D转换端口连接，由热敏电阻和分压电阻组成，用于测量环境温度，修正探测灵敏度。其中热敏电阻为表面安装负温度系数片型100KΩ热敏电阻。

所述的CPU接口电路包括Freescale单片机MC9S12DP512MPVE、外部看门狗芯片X5043S8I、12MHz晶振、BDM程序下载、调试接口和芯片外围电阻、电容，用于对输入的模拟量、脉冲量进行转换、计算、控制输出和通讯管理。

所述的串口通讯电路由串口通讯芯片MAX232EPE及其外围电路组成，串口通讯芯片与所述CPU的串口数据收发端连接，实现了串口数据的收发。

所述的指示灯电路与所述CPU的I/O端口连接，由φ5双色发光管L-59EGW-CA10和限流电阻组成，用于指示工作状态和火警。

本发明串口通讯，能及时地将工作状态等信息传输给上位机，由于选用了与火焰的紫外光谱范围相适应的光敏元件，探测火警准确率高，防误报能力强，通过CPU采样、运算进行温度补偿，使探测灵敏度在宽温环境下保持一致；充分运用CPU的运算处理能力，进行故障自检等工作，智能化程度显著得到提高。由于采用了单紫外的设计，当车辆动力舱发动机工作时，不会受到热辐射影响发生误报。

附图说明

图1为本发明的功能模块示意图；

图2为本发明的电源滤波、转换电路原理图；

图3为本发明的窗口污染检测电路原理图；

图4为本发明的紫外光传感电路中的升压电路原理图；

图5为本发明的紫外光传感电路中的信号调理电路原理图；

图6为本发明的温度补偿电路原理图；

图7为本发明的串口通讯电路原理图；

图8为本发明的指示灯电路原理图；

具体实施方式

以下通过附图和具体实施例对本发明技术方案做一详细的说明：

图1所示的本发明单紫外光电管光学探测器的功能模块示意图，由电源滤波转换电路、窗口污染检测电路、紫外光传感电路、温度补偿电路、CPU接口电路、串口通讯电路和指示灯电路组成。