一种便携式高温预警装置及预警方法

1.本发明涉及消防装置技术领域，具体涉及一种便携式高温预警装置及预警方法。


背景技术：

2.随着科技进步以及5g通信技术的发展，人们的生活方式发生了天翻地覆的变化。目前，人类社会已进入现代智能化生活时代，各类智能电器、电动汽车进入到千家万户，在便利生活的同时安全隐患也在增加。各种因电器使用不当，线路老化等原因引发的火灾层出不穷，因此火灾预警显得十分必要。现有的烟雾报警器，需要烟雾在特定空间达到一定浓度时，才能触发报警。一旦报警往往火势已经较大且难以控制，没有足够的时间给人们处理危险和逃生。其他通过热电偶等温度探头或红外测温探头方式与电子报警系统结合的预警装置，虽然具有较好的预警功能，然而其结构复杂、生产和维护成本较高，适合大型企业和林场定点远程监控使用。
3.因此，有必要研发一些在火灾发生前能够进行高温预警的装置，在起火或冒烟之前能给予有效的警示，从而能避免火灾的发生，保障人类生命和财产安全。


技术实现要素：

4.本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种便携式高温预警装置及预警方法，本发明主要通过被监测物品、设备、设施的温度达到预警装置的温度阀值时，自动激发反应模块的触发剂进行化学反应，生成的气体产物经预警模块后，产生明显的预警信号特征，从而实现在70-160℃温度范围内对用电设备、设施进行高温预警作用，给用户足够的危险处理和应急逃生时间。
5.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
6.本发明首先提供一种便携式高温预警装置，包括导热模块、激发反应模块和示警模块；所述激发反应模块包括触发反应区域、管体、多孔陶瓷层；所述示警模块包括显色区域、发烟剂填充区；
7.所述触发反应区域内盛装有a液体触发剂和b固体热熔触发悬浮体，所述a液体触发剂的沸点与设定的高温预警阀值温度误差不超过
±
3℃；所述b固体热熔触发悬浮体主要是由粉状试剂c、粉状试剂d和介质混合后，再通过热熔胶完全包裹在外层形成；所述b固体热熔触发悬浮体浸泡在a液体触发剂中，粉状试剂c、粉状试剂d在接触到a液体触发剂后被溶解能发生化学反应并产生大量气体；
8.所述管体的下端通过多孔陶瓷层填充，多孔陶瓷层的上方为显色区域，所述显色区域内装填有显色剂，显色区域处的管体设有透明显色视窗；
9.所述显色区域的上方连接有发烟剂填充区，发烟剂填充区的顶部为发烟口，所述发烟口的口径远小于发烟剂填充区截面尺寸，所述发烟剂填充区内填充有发烟剂，发烟剂填充区和显色区域之间通过密封膜隔开；所述密封膜为可溶性膜；
10.所述触发反应区域的一个面贴合有所述导热模块，所述导热模块用于贴合被监测
对象，并将被监测对象的热量传递给触发反应区域；
11.所述触发反应区域为一带开口的反应容器，开口处设有密封盖或者封口膜一，所述触发反应区域的开口处可拆卸连接所述管体；所述便携式高温预警装置未使用时，反应容器与管体不连通，便携式高温预警装置在使用时，除去密封盖或封口膜一，将反应容器与管体相连通。
12.进一步地，所述示警模块还包括蜂窝管，所述蜂窝管的中心轴线与管体的中心轴线重合，所述蜂窝管在管体内固定于显色区域和密封膜之间。
13.进一步地，所述a液体触发剂为乙醇、水、丁酸、乙酸中的一种或多种混合组成。
14.进一步地，所述粉状试剂c为柠檬酸、2-羟基丁二酸、2,3-二羟基丁二酸、乳酸中的一种或多种，粉状试剂d为碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸氢钙中的一种或多种；所述介质为淀粉、微晶纤维素、糊精、乳精中的一种或几种混合。
15.进一步地，所述导热模块是由铝、铜、石墨材料中的单一材料制成的薄膜，或铝、铜、石墨烯材料中两种或几种通过电镀、嵌入等形式复合而成的箔片。
16.进一步地，所述热熔胶依据不同的高温预警温度阈值选择pa热熔胶膜、eva热熔胶、pes热熔胶膜、po热熔胶膜或中温tpu热熔胶膜。
17.进一步地，所述显色剂为无水氢氧化铜、甲基橙、甲基红、石蕊试剂中的一种或几种。
18.进一步地，所述发烟剂为染色玉米粉、粉煤灰、碳酸钙粉、二氧化钛粉中的一种或多种。
19.进一步地，所述密封膜为pva、cmc、hec或淀粉膜材料制备的密封膜。
20.本发明还提供一种高温预警方法，采用上述高温预警装置，其是一种利用声音、颜色、烟雾三种示警信号进行高温预警的方法，包括以下步骤：
21.将导热模块贴合被测对象表面，导热模块将热量传递至触发反应区域内的a液体触发剂，a液体触发剂温度升高后，达到高温预警阀值，包裹b固体热熔触发悬浮体的热熔胶熔化，粉状试剂c、粉状试剂d在接触到a液体触发剂后被溶解，试剂c和试剂d发生化学反应并产生大量气体；产生的气体进入到在显色段与显色剂接触，使显色剂颜色发生变化，通过显色视窗可以观察到颜色变化，进行颜色变化警示；气流通过蜂窝管时发出特定的声音，进行声音警示；气体中夹杂有a液体触发剂沸腾产生的汽化液体分子，可将密封膜溶解并将发烟剂带出发烟口，形成微型有色烟柱，进行烟雾提示。
22.综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
23.1、本发明提供了一种高温预警方法及便携装置，通过装置中触发剂的反应引起示警模块发出声音、颜色变化、烟雾等信号，及时让人们看到信号后，判断被监测的物品、设备、设施是否处于高温状态和是否有发生火灾的可能。从而通过声音、颜色变化、气味、烟雾等信号，提醒用户采取危险应急处理措施，给用户足够的危险处理和应急逃生时间，避免火灾的发生，保障人类生命和财产安全。
24.2、本发明可以根据预警温度阈值，选择合适的热熔胶，达到预测70～160℃不同高温的目的，灵活性高，适用性广，相比烟雾报警器只能是火灾发生后的预警，能预留更多的时间进行危险处理和应急逃生，其预警作用对人类生命财产的安全更有保障意义。
25.3、本发明的装置具有制作成本低、外观小巧、便携及使用方便的优点，且从温度达
到预警阈值到释放警示信号的响应时间在2min之内，响应快；本发明的装置易于在家庭、公共场合等各处推广应用。
附图说明
26.图1为本发明提供的一种便携式高温预警装置的结构示意图；
27.图2为本发明中夹层套管的结构示意图；图3为本发明提供的一种高温预警方法的流程图。
28.其中，a-激发反应模块，b-示警模块，1-导热模块，2-触发反应区域，201-开口处，202-b固体热熔触发悬浮体，203-a液体触发剂，204-热熔胶；3-管体，301-显色区域，302-显色剂，303-多孔陶瓷层，304-夹层，305-中间部分，4-发烟剂填充区，401-发烟口，402-发烟剂，5-密封膜，6-蜂窝管。
具体实施方式
29.下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
30.为了更好地对物品表面的温度进行探测并进行有效的高温预警，防患火灾于未然，参见图1，本发明提供一种便携式高温预警装置，该装置包括导热模块1、激发反应模块a和示警模块b；其中，激发反应模块a包括触发反应区域2、管体3、多孔陶瓷层303；示警模块b包括显色区域301、发烟剂填充区4；
31.继续参见图1，在触发反应区域2内盛装有a液体触发剂203和b固体热熔触发悬浮体202，所述a液体触发剂203的沸点与设定的高温预警阀值温度误差不超过
±
3℃，即根据被测物体表面的高温预警阈值来匹配合适的a液体触发剂203，达到灵活调整监测温度阈值的目的，a液体触发剂203可以是一种液体，也可以是乙醇、水、丁酸、乙酸中的一种或多种混合组成的混合液。
32.b固体热熔触发悬浮体202主要是由粉状试剂c、粉状试剂d和介质混合后，再通过热熔胶204完全包裹在外层形成，悬浮体可以制作成球体、类球体、圆柱体、正方体等各种形状，只要保证试剂粉状试剂c、粉状试剂d和介质被完全包裹，与外界隔开即可；所述b固体热熔触发悬浮体202浸泡在a液体触发剂203中，粉状试剂c、粉状试剂d为固态粉末时两者之间不发生化学反应或者反应速度极慢，但粉状试剂c、粉状试剂d在接触到a液体触发剂203后被溶解能发生化学反应并产生大量气体；可选的粉状试剂c为柠檬酸、2-羟基丁二酸、2,3-二羟基丁二酸、乳酸中的一种或多种，可选的粉状试剂d为碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸氢钙中的一种或多种；介质为淀粉、微晶纤维素、糊精、乳精中的一种或几种混合。热熔胶204的选择也十分关键，热熔胶204依据不同的高温预警温度阈值选择pa热熔胶膜、eva热熔胶、pes热熔胶膜、po热熔胶膜或中温tpu热熔胶膜，使得热熔胶的熔点尽量接近并稍低于被测物品的高温预警温度阈值，在达到阈值温度时或达到阈值温度前，可以使得热熔胶204熔化，然后将粉状试剂c、粉状试剂d释放出来，粉状试剂c、粉状试剂d在a液体触发剂203中溶解，从而发生化学反应产生大量气体，利用该大量气体即可进行预警。
33.继续参见图1，所述管体3用来容纳多孔陶瓷层303和显色剂302。管体3的下端通过多孔陶瓷层303填充，该填充是指多孔陶瓷层303与管体3紧密填充，多孔陶瓷的位置固定可以采用耐高温的胶水，也可以采用凸起和凹陷相配合的方式进行固定防滑；多孔陶瓷层303的上方为显色区域301，显色区域301内装填有显色剂302，显色区域301处的管体3设为透明显色视窗；显色剂302可以为无水氢氧化铜、甲基橙、甲基红、石蕊试剂中的一种或几种，在遇到触发反应区域2所产生的大量酸性气体时，会发生颜色的变化，通过颜色变化进行预警提示。显色区域301的布局可以为直筒状，全部填充为显色剂，也可以是如图所示的夹层套管，显色剂302填充在外层的夹层304中，便于显色视窗进行颜色变化的显示，中间部分305为中空，方便气流通过，夹层304的上下端与蜂窝管6(或发烟剂填充区4)、多孔陶瓷层均为连通状态，用于触发试剂产物与显色试剂发生显色反应。该种结构可以减少显色剂302对气流的阻碍。
34.继续参见图1，显色区域301的上方连接有发烟剂填充区4，发烟剂填充区4可以为一个上下开口的容器，发烟剂填充区4的顶部的开口为发烟口401，所述发烟口401的口径远小于发烟剂填充区4截面尺寸，狭小的发烟口401便于形成较大的气压，在冲出时形成较高的烟柱；所述发烟剂填充区4内填充有发烟剂402，发烟剂填充区4和显色区域301之间通过密封膜5隔开，该密封膜5防止发烟剂402掉落；发烟剂填充区4与管体3可以为可拆卸的螺纹连接形式，密封膜5设置在管体的顶部开口或发烟剂填充区4的底部开口；所述密封膜为可溶性膜，a液体触发剂沸腾产生的蒸汽加之粉状试剂c与粉状试剂d反应产生的水分子受热上升，可将密封膜溶解，使得气流通道打开，气流继续上升至发烟剂填充区4；发烟口401在销售过程中可以采用外盖和封口膜二封闭，避免显色剂302掉出，在使用时去掉外盖。而封口膜二可以是可溶性膜，一旦夹杂潮湿气体的气流与之接触就直接融化。所述发烟剂402可以选择染色玉米粉、粉煤灰、碳酸钙粉、二氧化钛粉中的一种或多种有色粉末。所述密封膜5和封口膜二为pva、cmc、hec或淀粉膜材料制备的密封膜5。
35.触发反应区域2的一个面贴合有所述导热模块1，所述导热模块1用于贴合被监测对象，并将被监测对象的热量传递给触发反应区域2；所述导热模块1是由铝、铜、石墨材料中的单一材料制成的薄膜，或铝、铜、石墨烯材料中两种或几种通过电镀、嵌入等形式复合而成的箔片。实现1m传热1min后两端温度差在
±
0.5℃，实现快速传热。
36.所述触发反应区域2为一带开口的反应容器，开口处201设有密封盖或者封口膜一，所述触发反应区域2的开口处201可拆卸连接所述管体3；所述便携式高温预警装置未使用时，反应容器与管体3不连通，可以是分别分开放置的两个部件，也可以是连接在一起的状态。便携式高温预警装置在使用时，除去密封盖或封口膜一，将反应容器与管体3相连接并连通，反应容器与管体3的连接方式可以为螺纹密封连接或插接等方式。此处的封口膜一采用不具有水溶性的膜材料，如pe、pp、pvc等。通过该设置，避免运输过程中，a液体触发剂203进入显色区域301使得显色剂302误报。
37.作为本发明更优选的实施例，示警模块b还包括蜂窝管6，所述蜂窝管6的中心轴线与管体3的中心轴线重合，所述蜂窝管6在管体3内固定于显色区域301和密封膜5之间，蜂窝管6的孔径为0.2-1mm，较细的通道使得在气体在通过蜂窝管6时发出声音，进行声音警示，从而增加预警提示效果。
38.采用本发明的上述高温预警装置进行高温预警的方法，是一种利用声音、颜色、烟
雾三种示警信号进行高温预警的方法，参见图3的流程图，包括以下步骤：
39.去掉反应容器的密封盖或封口膜，将反应容器的开口处201与管体3连接在一起；
40.将导热模块1贴合被测对象表面并进行固定，固定的方法可以包括绑带、黏贴、卡扣、磁力吸附等，即在导热模块1上连接绳带、高温pp绝缘胶带、高温塑料卡扣或永磁铁等；
41.导热模块1将热量传递至触发反应区域2内的a液体触发剂203，a液体触发剂203温度升高后，达到高温预警阀值，包裹b固体热熔触发悬浮体202的热熔胶204熔化，粉状试剂c、粉状试剂d在接触到a液体触发剂203后被溶解，试剂c和试剂d发生化学反应并产生大量气体；产生的气体进入到在显色段与显色剂302接触，使显色剂302颜色发生变化，通过显色视窗可以观察到颜色变化，进行颜色变化警示；气流通过蜂窝管6时发出特定的声音，进行声音警示；气体中夹杂有a液体触发剂203沸腾产生的汽化液体分子，可将密封膜5溶解并将发烟剂带出发烟口，形成微型有色烟柱，进行烟雾提示。
42.本发明中，热熔胶204的种类和a液体触发剂203的种类根据需要的高温预警阈值温度进行选择，本领域技术人员可以根据需要的预警阈值温度，采用不同的热熔胶204和a液体触发剂203，以达到监测的目的。下表1提供了一些具体实施方式。
43.表1
[0044][0045]
采用本发明的预警装置，监测物品温度达到相应温度时，在45-90s的时间内，可以在近处(3米内)观察到颜色变化，听到声音警报和看见喷出的烟柱。喷出的烟柱在10米的有效范围内均能看见。因此，本发明的装置具有外观小巧、便携、使用方便、响应快和灵敏度高的优点。
[0046]
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。

技术特征：
1.一种便携式高温预警装置，其特征在于，包括导热模块、激发反应模块和示警模块；所述激发反应模块包括触发反应区域、管体、多孔陶瓷层；所述示警模块包括显色区域、发烟剂填充区；所述触发反应区域内盛装有a液体触发剂和b固体热熔触发悬浮体，所述a液体触发剂的沸点与设定的高温预警阀值温度误差不超过
±
3℃；所述b固体热熔触发悬浮体主要是由粉状试剂c、粉状试剂d和介质混合后，再通过热熔胶完全包裹在外层形成；所述b固体热熔触发悬浮体浸泡在a液体触发剂中，粉状试剂c、粉状试剂d在接触到a液体触发剂后被溶解能发生化学反应并产生大量气体；所述管体的下端通过多孔陶瓷层填充，多孔陶瓷层的上方为显色区域，所述显色区域内装填有显色剂，显色区域处的管体设有透明显色视窗；所述显色区域的上方连接有发烟剂填充区，发烟剂填充区的顶部为发烟口，所述发烟口的口径远小于发烟剂填充区截面尺寸，所述发烟剂填充区内填充有发烟剂，发烟剂填充区和显色区域之间通过密封膜隔开；所述密封膜为可溶性膜；所述触发反应区域的一个面贴合有所述导热模块，所述导热模块用于贴合被监测对象，并将被监测对象的热量传递给触发反应区域；所述触发反应区域为一带开口的反应容器，开口处设有密封盖或者封口膜一，所述触发反应区域的开口处可拆卸连接所述管体；所述便携式高温预警装置未使用时，反应容器与管体不连通，便携式高温预警装置在使用时，除去密封盖或封口膜一，将反应容器与管体相连通。2.根据权利要求1所述的一种便携式高温预警装置，其特征在于：所述示警模块还包括蜂窝管，所述蜂窝管的中心轴线与管体的中心轴线重合，所述蜂窝管在管体内固定于显色区域和密封膜之间。3.根据权利要求1所述的一种便携式高温预警装置，其特征在于：所述a液体触发剂为乙醇、水、丁酸、乙酸中的一种或多种混合组成。4.根据权利要求1所述的一种便携式高温预警装置，其特征在于：所述粉状试剂c为柠檬酸、2-羟基丁二酸、2,3-二羟基丁二酸、乳酸中的一种或多种，粉状试剂d为碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸氢钙中的一种或多种；所述介质为淀粉、微晶纤维素、糊精、乳精中的一种或几种混合。5.根据权利要求1所述的一种便携式高温预警装置，其特征在于：所述导热模块是由铝、铜、石墨材料中的单一材料制成的薄膜，或铝、铜、石墨烯材料中两种或几种通过电镀、嵌入等形式复合而成的箔片。6.根据权利要求1所述的一种便携式高温预警装置，其特征在于：所述热熔胶依据不同的高温预警温度阈值选择pa热熔胶膜、eva热熔胶、pes热熔胶膜、po热熔胶膜或中温tpu热熔胶膜。7.根据权利要求1所述的一种便携式高温预警装置，其特征在于：所述显色剂为无水氢氧化铜、甲基橙、甲基红、石蕊试剂中的一种或几种。8.根据权利要求1所述的一种便携式高温预警装置，其特征在于：所述发烟剂为染色玉米粉、粉煤灰、碳酸钙粉、二氧化钛粉中的一种或多种。9.根据权利要求1所述的一种便携式高温预警装置，其特征在于：所述密封膜为pva、
cmc、hec或淀粉膜材料制备的密封膜。10.一种高温预警方法，采用权利要求1-9任一项所述的高温预警装置，其特征在于：是一种利用声音、颜色、烟雾三种示警信号进行高温预警的方法，包括以下步骤：将导热模块贴合被测对象表面，导热模块将热量传递至触发反应区域内的a液体触发剂，a液体触发剂温度升高后，达到高温预警阀值，包裹b固体热熔触发悬浮体的热熔胶熔化，粉状试剂c、粉状试剂d在接触到a液体触发剂后被溶解，试剂c和试剂d发生化学反应并产生大量气体；产生的气体进入到在显色段与显色剂接触，使显色剂颜色发生变化，通过显色视窗可以观察到颜色变化，进行颜色变化警示；气流通过蜂窝管时发出特定的声音，进行声音警示；气体中夹杂有a液体触发剂沸腾产生的汽化液体分子，可将密封膜溶解并将发烟剂带出发烟口，形成微型有色烟柱，进行烟雾提示。

技术总结
本发明属于消防装备技术领域，提供一种便携式高温预警装置及预警方法，包括导热模块、激发反应模块和示警模块；激发反应模块包括触发反应区域、管体、多孔陶瓷层；示警模块包括显色区域、发烟剂填充区；通过被监测物品、设备、设施的温度达到预警装置的温度阀值时，热熔胶熔化，试剂C和试剂D发生化学反应并产生大量气体；产生的气体使显色剂颜色发生变化，进行颜色变化警示；气流通过蜂窝管时发出特定的声音，进行声音警示；当气体量达到一定体积时，冲破密封膜并将发烟剂带出发烟口，形成微型有色烟柱，进行烟雾提示。本发明可实现在70-160℃温度范围内对用电设备、设施进行高温预警作用，给用户足够的危险处理和应急逃生时间。给用户足够的危险处理和应急逃生时间。给用户足够的危险处理和应急逃生时间。


技术研发人员：谭春雷 邓宇 崔李三
受保护的技术使用者：广西科技大学
技术研发日：2022.12.30
技术公布日：2023/6/27