CN206991499U - 一种感温、感烟复合式火灾探测器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及火灾报警技术领域，具体涉及一种感温、感烟复合式火灾探测器，该火灾探测器用于布置在电池箱内，包括用于监测温度信息的感温探测模块和用于监测烟雾信息的感烟探测模块，还包括用于启动火灾报警的报警单元，该火灾探测器在使用时，所述报警单元与感温探测模块和感烟探测模块连接，监测到的温度信息和/或烟雾信息超出设定的阈值时，该报警单元输出报警信号，通过在探测器上设置感温探测模块和感烟探测模块，从而及时探测到电池箱内的温度及着火情况，进而能及时采取措施进行降温、灭火，解决了现有技术中不能及时发现电池温度升高、着火的问题，使电池在升温的过程中得到有效控制，在燃烧初期即可将火扑灭，防止其蔓延。

Description

一种感温、感烟复合式火灾探测器

技术领域

本实用新型涉及火灾报警技术领域，特别是一种感温、感烟复合式火灾探测器。

背景技术

电动汽车是单独或同时采用蓄电池作为储能动力源的汽车，它利用蓄电池作为储能动力源，通过电池向电动机提供电能，驱动电动机运转，从而推动汽车行驶。随着世界能源短缺和环境污染形势的日益严峻，电动汽车越来越受到关注和青睐，其相对传统汽车而言，对环境影响小，前景广阔。

作为电动汽车的动力源，电池的使用虽然对环境污染小，而且可重复使用，但其也存在着一定的安全隐患，在满足一定条件下，存在短路、着火等危险，由于电池内集聚着巨大的能量，当电池发生燃烧时，如不及时进行灭火控制，可能导致发生爆炸的危险，直接关乎驾乘人员的人身安全，同时也会造成较大的财产损失。

用于电动汽车的电池通常放置在电池箱内，电池箱安装在汽车上，电池在狭窄的电池箱空间范围内进行充电、放电或使用时，电池内的正极和负极存在发生短路的危险，以锂电池为例，当电池内的电解液温度偏高（大于40°）时，锂电池正极和负极之间的聚合物薄膜就会慢慢被击穿，从而导致正负极短路，正负极短路后释放更多的热量，引起更多的薄膜击穿，能量的集聚进而导致电池燃烧或爆炸。电池的能量集中及可能发生短路的事实是可观存在的，只要使用电池就不可避免地会面对这一事实，而如何有效做到电池在发生短路或燃烧后及时降温、灭火，就成为保障人身、财产安全的重要途径。传统的电池箱灭火器采用分离式布置的手提式灭火器或推车式灭火器， 这种分离式布置的灭火器主要依靠人为操作，当人为发现电池已经着火燃烧时，才开始进行灭火操作，而此时才开始进行灭火是非常危险的，随时都有发生爆炸的危险。所以，如何尽早发现布置在电池箱内的电池温度升高或即将燃烧的情况，成为控制电池燃烧或爆炸最为有效的途径。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：针对现有技术中所存在不能及时探测到电池箱内着火，进而无法及时扑灭的问题，提供一种感温、感烟复合式火灾探测器，该探测器用于布置在电池箱体内，通过在探测器上设置感温探测模块和感烟探测模块，从而及时探测到电池箱内的温度及着火情况，进而能及时采取措施进行降温、灭火，解决了现有技术中不能及时发现电池温度升高、着火的问题，使电池在升温的过程中得到有效控制，在燃烧初期即可将火扑灭，防止其蔓延。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种感温、感烟复合式火灾探测器，该火灾探测器用于布置在电池箱内，包括用于监测温度信息的感温探测模块和用于监测烟雾信息的感烟探测模块，还包括用于启动火灾报警的报警单元，该火灾探测器在使用时，所述报警单元与感温探测模块和感烟探测模块连接，监测到的温度信息和/或烟雾信息超出设定的阈值时，该报警单元输出报警信号。

在电池箱体内布置感温、感烟复合式火灾探测器，并通过感温探测模块和感烟探测模块实时监测箱体内的温度信息和烟雾信息，在使用火灾探测器之间，先设置好正常的温度阈值和烟雾阈值，当电池箱体内的温度和烟雾浓度处在设定的阈值范围内时，感温探测模块和感烟探测模块均不会启动报警单元，但温度信息和/或烟雾信息超出设定的阈值范围时，则启动报警单元，报警单元输出报警信号，从而提醒驾乘人员或其他操作人员及时进行降温处理或灭火，及时有效地防止火势的蔓延和扩大，避免发生人员伤亡或财产损失。通过在将火灾探测器布置在电池箱内，解决了现有技术中电池箱体内无法快速、及时探测到火灾险情的问题，使电池箱内的火灾险情及时被发现、处理，防止火灾险情的扩大。

电池在电池箱内出现发生燃烧最后导致爆炸的原因有多种情况，其中由于短路而造成的电池箱火灾较为常见，在电池发生短路时，初期会产生一些烟雾，同时会伴随着温度的上升，当温度上升到某一值时电池的绝缘层被破坏，从而出现更多的短路，进而再温度急剧升高，电池发生燃烧，最后爆炸。如果在未产生明火的初始阶段就能够发现温度异常或短路产生的烟雾，就能够及时地采取防火措施，有效抑制电池进一步升温或发生明火燃烧。在电池箱体内布置火灾探测器，并通过感温探测模块和感烟探测模块，实时有效地监测到电池箱内产生的温度异常情况及烟雾异常情况，从而采取更早、更及时地采取措施。

另外，同时布置感温探测模块和感烟探测模块，能对温度信息和烟雾信息进行多重判断，增大探测有效性，这种多个布置、判断的方式更加有效、可靠。

作为本实用新型的优选方案，所述感温探测模块和感烟探测模块连接有信号检测单元和信号运算单元，火灾探测器在使用时，通过信号检测单元和信号运算单元启动报警单元。设置信号检测单元，精确、及时探测到温度信息和烟雾信息，并转换成易于传送和处理的信号，再通过信号运算单元对转换后的信号进行实时分析判断、有效线性补偿，同时综合温度信息和烟雾信息，判断电池及电池箱的危险火灾信息，并通过信号检测单元和信号运算单元启动报警单元，输出火灾报警信号。

作为本实用新型的优选方案，所述感烟探测模块包括烟雾探测迷宫、红外发射元件和红外接收元件，所述红外发射元件布置在烟雾探测迷宫中，该红外发射元件与红外接收元件连接有用于输出报警信号的报警输出端子。红外发射元件采用红外发射管，红外接收元件采用光敏管，烟雾探测模块通过烟雾探测迷宫，红外发射管的红外光束被烟尘粒子散射，散射光的强弱与烟的浓度成正比，光敏管接收的红外光束的强弱会发生变化，转化为点信号，再转化成报警信号，最后与感温探测模块整合，输出火灾报警信号。

作为本实用新型的优选方案，所述感温探测模块包括环境温度检测单元、非接触多像素温度场检测单元和运算单元。环境温度检测单元实时监测电池及电池箱内的温度，温度补偿多像素红外传感单元的精度偏移，非接触多像素温度场检测单元实时监测电池和电池箱的温度场，并有效地分成多个区域。

作为本实用新型的优选方案，所述环境温度检测单元为热敏电阻的传感器，用于监测电池箱体内的环境温度。采用热敏电阻的传感器进行环境温度检测单元，热敏电阻的传感器为最灵敏的温度传感器，而且也非常适合进行快速测量的场合，同时热敏电阻的体积较小，这些特点决定了其非常适合用于布置在电池箱内，利用其快速测量的特点，在最短的时间内监测到温度的变化，同时利用其敏感的特性能监测到温度的细微变化，从而及时、高效地反馈监测信号，为采取降温、灭火措施预留了宝贵的时间。

作为本实用新型的优选方案，所述非接触多像素温度场检测单元采用非接触探测红外辐射，用于监测电池和电池箱的温度场，其检测范围为-20℃~120℃，分辨率为0.1℃。采用非接触探测红外辐射，能对电池箱体内部空间的温度场和电池的温度场的温度分布进行监测，从而避免了在电池及电池箱的各个位置布置监测单元，检测单元的监测范围设置在-20℃-+120℃之间，分辨率达到0.1℃，能对温度场的温度细微变化进行检测，从而及时有效地发现温度场的温度分布变化情况，及时采取应对措施。

作为本实用新型的优选方案，所述运算单元对环境温度和温度场温度进行温度补偿，同时对滤波后的烟雾信号进行补偿调整。信号检测单元探测到的温度信号和烟雾信号误差往往较大，通过运算单元进行温度补偿和补偿调整后，使误差相对较小。

作为本实用新型的优选方案，所述温度补偿包括发射率调整、零点调整和满度调整。通过调整发射率，可以补偿部分红外辐射能量不足的问题，由于运算单元在使用过程中受到温度等环境条件的影响，如果不进行零点调整和满度调整，则其运算的结果就会和实际存在较大的偏差，导致运算单元输出错误的信息，影响正常的火灾探测及后序降温灭火程序，所以需要对感温探测模块和感烟探测模块进行零点调整、满度调整，对其进行归零，同时在满度数值条件下，其指示读数也为满度值，保证运算单元的输出信号和实际情况一致，避免发生错误探测和错误输出。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、在电池箱体内布置感温、感烟复合式火灾探测器，并通过感温探测模块和感烟探测模块实时监测箱体内的温度信息和烟雾信息，在使用火灾探测器之间，先设置好正常的温度阈值和烟雾阈值，当电池箱体内的温度和烟雾浓度处在设定的阈值范围内时，感温探测模块和感烟探测模块均不会启动报警单元，但温度信息和/或烟雾信息超出设定的阈值范围时，则启动报警单元，报警单元输出报警信号，从而提醒驾乘人员或其他操作人员及时进行降温处理或灭火，及时有效地防止火势的蔓延和扩大，避免发生人员伤亡或财产损失；

2、电池箱内的电池发生短路时，初期会产生一些烟雾，同时会伴随着温度的上升，当温度上升到某一值时电池的绝缘层被破坏，从而出现更多的短路，进而再温度急剧升高，电池发生燃烧，最后爆炸。如果在未产生明火的初始阶段就能够发现温度异常或短路产生的烟雾，就能够更高更及时地采取防火措施，有效抑制电池进一步升温或发生明火燃烧。在电池箱体内布置火灾探测器，并通过感温探测模块和感烟探测模块，实时有效地监测到电池箱内产生的温度异常情况及烟雾异常情况，从而采取更早、更及时地采取措施；

3、采用热敏电阻的传感器进行环境温度检测单元，热敏电阻的传感器为最灵敏的温度传感器，而且也非常适合进行快速测量的场合，同时热敏电阻的体积较小，这些特点决定了其非常适合用于布置在电池箱内，利用其快速测量的特点，在最短的时间内监测到温度的变化，同时利用其敏感的特性能监测到温度的细微变化，从而及时、高效地反馈监测信号，为采取降温、灭火措施预留了宝贵的时间。

附图说明

图1是本实用新型感温、感烟复合式火灾探测器的结构框架图。

图2为本实用新型感温、感烟复合式火灾探测器工作时的系统框架图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例

如图1所示，感温、感烟复合式火灾探测器，该火灾探测器用于布置在电池箱内，包括用于监测温度信息的感温探测模块和用于监测烟雾信息的感烟探测模块，还包括用于启动火灾报警的报警单元，该火灾探测器在使用时，所述报警单元与感温探测模块和感烟探测模块连接，监测到的温度信息和/或烟雾信息超出设定的阈值时，该报警单元输出报警信号。

在电池箱体内布置感温、感烟复合式火灾探测器，并通过感温探测模块和感烟探测模块实时监测箱体内的温度信息和烟雾信息，在使用火灾探测器之间，先设置好正常的温度阈值和烟雾阈值，当电池箱体内的温度和烟雾浓度处在设定的阈值范围内时，感温探测模块和感烟探测模块均不会启动报警单元，但温度信息和/或烟雾信息超出设定的阈值范围时，则启动报警单元，报警单元输出报警信号，从而提醒驾乘人员或其他操作人员及时进行降温处理或灭火，及时有效地防止火势的蔓延和扩大，避免发生人员伤亡或财产损失。

通过在将火灾探测器布置在电池箱内，解决了现有技术中电池箱体内无法快速、及时探测到火灾险情的问题，使电池箱内的火灾险情及时被发现、处理，防止火灾险情的扩大。

电池在电池箱内出现发生燃烧最后导致爆炸的原因有多种情况，其中由于短路而造成的电池箱火灾较为常见，在电池发生短路时，初期会产生一些烟雾，同时会伴随着温度的上升，当温度上升到某一值时电池的绝缘层被破坏，从而出现更多的短路，进而再温度急剧升高，电池发生燃烧，最后爆炸。如果在未产生明火的初始阶段就能够发现温度异常或短路产生的烟雾，就能够及时地采取防火措施，有效抑制电池进一步升温或发生明火燃烧。在电池箱体内布置火灾探测器，并通过感温探测模块和感烟探测模块，实时有效地监测到电池箱内产生的温度异常情况及烟雾异常情况，从而采取更早、更及时地采取措施。

另外，同时布置感温探测模块和感烟探测模块，能对温度信息和烟雾信息进行多重判断，增大探测有效性，这种多个布置、判断的方式更加有效、可靠。

所述感温探测模块和感烟探测模块连接有信号检测单元和信号运算单元，火灾探测器在使用时，通过信号检测单元和信号运算单元启动报警单元。设置信号检测单元，精确、及时探测到温度信息和烟雾信息，并转换成易于传送和处理的信号，再通过信号运算单元对转换后的信号进行实时分析判断、有效线性补偿，同时综合温度信息和烟雾信息，判断电池及电池箱的危险火灾信息，并通过信号检测单元和信号运算单元启动报警单元，输出火灾报警信号。

感烟探测模块包括烟雾探测迷宫、红外发射元件和红外接收元件，所述红外发射元件布置在烟雾探测迷宫中，该红外发射元件与红外接收元件连接有用于输出报警信号的报警输出端子。红外发射元件采用红外发射管，红外接收元件采用光敏管，烟雾探测模块通过烟雾探测迷宫，红外发射管的红外光束被烟尘粒子散射，散射光的强弱与烟的浓度成正比，光敏管接收的红外光束的强弱会发生变化，转化为点信号，再转化成报警信号，最后与感温探测模块整合，输出火灾报警信号。

感温探测模块包括环境温度检测单元、非接触多像素温度场检测单元和运算单元。环境温度检测单元实时监测电池及电池箱内的温度，温度补偿多像素红外传感单元的精度偏移，非接触多像素温度场检测单元实时监测电池和电池箱的温度场，并有效地分成多个区域。

环境温度检测单元为热敏电阻的传感器，用于监测电池箱体内的环境温度。采用热敏电阻的传感器进行环境温度检测单元，热敏电阻的传感器为最灵敏的温度传感器，而且也非常适合进行快速测量的场合，同时热敏电阻的体积较小，这些特点决定了其非常适合用于布置在电池箱内，利用其快速测量的特点，在最短的时间内监测到温度的变化，同时利用其敏感的特性能监测到温度的细微变化，从而及时、高效地反馈监测信号，为采取降温、灭火措施预留了宝贵的时间。

非接触多像素温度场检测单元采用非接触探测红外辐射，用于监测电池和电池箱的温度场，其检测范围为-20℃~120℃，分辨率为0.1℃。采用非接触探测红外辐射，能对电池箱体内部空间的温度场和电池的温度场的温度分布进行监测，从而避免了在电池及电池箱的各个位置布置监测单元，检测单元的监测范围设置在-20℃-+120℃之间，分辨率达到0.1℃，能对温度场的温度细微变化进行检测，从而及时有效地发现温度场的温度分布变化情况，及时采取应对措施。

运算单元对环境温度和温度场温度进行温度补偿，同时对滤波后的烟雾信号进行补偿调整。信号检测单元探测到的温度信号和烟雾信号误差往往较大，通过运算单元进行温度补偿和补偿调整后，使误差相对较小。

温度补偿包括发射率调整、零点调整和满度调整。通过调整发射率，可以补偿部分红外辐射能量不足的问题，由于运算单元在使用过程中受到温度等环境条件的影响，如果不进行零点调整和满度调整，则其运算的结果就会和实际存在较大的偏差，导致运算单元输出错误的信息，影响正常的火灾探测及后序降温灭火程序，所以需要对感温探测模块和感烟探测模块进行零点调整、满度调整，对其进行归零，同时在满度数值条件下，其指示读数也为满度值，保证运算单元的输出信号和实际情况一致，避免发生错误探测和错误输出。

如图2所示，本实施例的感温、感烟复合式火灾探测器在工作时，通过感温探测模块和感烟探测模块分别进行温度场探测和烟雾探测，温度场探测方面，通过热敏电阻的传感器作为环境温度检测单元对温度信号进行拾取，并进行温度补偿，包括发射率调整、零点调整和满度调整，通过运算处理单元对温度场方面的信号进行处理，保证运算单元的输出信号和实际情况一致，避免发生错误探测和错误输出；在烟雾探测方面，通过烟雾探测迷宫，依靠红外发射管和光敏管拾取烟雾信号，并滤波后的烟雾信号进行补偿调整，依靠运算处理单元进行数据分析、处理后输出烟雾信息值，并根据设定的阈值来判断是否启动报警单元，在复合式火灾探测器上设置有电源，电源分别给稳压电路和运算处理单元供电，稳压电路同时连接感温探测模块和感烟探测模块，通过稳压电路向两个模块输送稳定电压。

本实施例通过在电池箱体内布置感温、感烟复合式火灾探测器，并通过感温探测模块和感烟探测模块实时监测箱体内的温度信息和烟雾信息，在使用火灾探测器之间，先设置好正常的温度阈值和烟雾阈值，当电池箱体内的温度和烟雾浓度处在设定的阈值范围内时，感温探测模块和感烟探测模块均不会启动报警单元，但温度信息和/或烟雾信息超出设定的阈值范围时，则启动报警单元，报警单元输出报警信号，从而提醒驾乘人员或其他操作人员及时进行降温处理或灭火，及时有效地防止火势的蔓延和扩大，避免发生人员伤亡或财产损失。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种感温、感烟复合式火灾探测器，其特征在于，该火灾探测器用于布置在电池箱内，包括用于监测温度信息的感温探测模块和用于监测烟雾信息的感烟探测模块，还包括用于启动火灾报警的报警单元，该火灾探测器在使用时，所述报警单元与感温探测模块和感烟探测模块连接，监测到的温度信息和/或烟雾信息超出设定的阈值时，该报警单元输出报警信号。

2.根据权利要求1所述的感温、感烟复合式火灾探测器，其特征在于，所述感温探测模块和感烟探测模块连接有信号检测单元和信号运算单元，火灾探测器在使用时，通过信号检测单元和信号运算单元启动报警单元。

3.根据权利要求2所述的感温、感烟复合式火灾探测器，其特征在于，所述感烟探测模块包括烟雾探测迷宫、红外发射元件和红外接收元件，所述红外发射元件布置在烟雾探测迷宫中，该红外发射元件与红外接收元件连接有用于输出报警信号的报警输出端子。

4.根据权利要求2或3所述的感温、感烟复合式火灾探测器，其特征在于，所述感温探测模块包括环境温度检测单元、非接触多像素温度场检测单元和运算单元。

5.根据权利要求4所述的感温、感烟复合式火灾探测器，其特征在于，所述环境温度检测单元为热敏电阻的传感器，用于监测电池箱体内的环境温度。

6.根据权利要求4所述的感温、感烟复合式火灾探测器，其特征在于，所述非接触多像素温度场检测单元采用非接触探测红外辐射，用于监测电池和电池箱的温度场，其检测范围为-20℃~120℃，分辨率为0.1℃。

7.根据权利要求5或6所述的感温、感烟复合式火灾探测器，其特征在于，所述运算单元对环境温度和温度场温度进行温度补偿，同时对滤波后的烟雾信号进行补偿调整。

8.根据权利要求7所述的感温、感烟复合式火灾探测器，其特征在于，所述温度补偿包括发射率调整、零点调整和满度调整。