火灾检测报警电路的制作方法

1.本实用新型涉及火灾检测技术领域，具体的，涉及火灾检测报警电路。


背景技术：

2.火灾是国内外普遍关注的灾难性问题，它是发生频率较高的一种灾害，其直接经济损失巨大，发生的频率居各种灾害之首。传统的火灾探测方式有感烟型和感温型，它们通过检测有无烟雾产生或温度变化判断检测区域内是否发生火灾。感温型火灾检测适宜安装于起火后产生烟雾较小的场所，平时温度较高的场所不宜感温型火灾检测；感烟型火灾检测适宜在发生火灾后产生烟雾较大或容易产生阴燃的场所，感烟型火灾检测不宜在平时烟雾较大或通风速度较快的场所实用。这两种检测方式都会有较大的时间延迟，存在报警不及时的缺点。
3.为了解决传统火灾检测电路报警不及时的问题，在一些火灾检测电路中，采用紫外传感器检测火灾，火灾发生时，会伴随着火焰，火焰会产生一定波长范围内的紫外光信号，紫外传感器通过检测紫外光信号判断是否有火灾发生，紫外传感器需要稳定的工作电压，否则将会影响检测精度，从而导致火灾检测电路的精度差。


技术实现要素：

4.本实用新型提出火灾检测报警电路，解决了现有技术中火灾检测电路精度差的问题。
5.本实用新型的技术方案如下：
6.火灾检测报警电路，包括主控单元、无线通信单元和火灾检测电路，所述火灾检测电路连接所述主控单元，所述主控单元借助所述无线通信单元与监控终端通讯连接，所述火灾检测电路包括电阻r1、pnp三极管q1、npn三极管q2、pnp三极管q3、npn三极管q4、电阻r3、电阻r4、紫外传感器u7、电阻r27、运放u6、电阻r28、电阻r29、运放u8、电容c3和二极管d1，
7.所述pnp三极管q1的基极连接所述npn三极管q2的基极，所述npn三极管q2的集电极连接所述pnp三极管q3的基极，所述pnp三极管q3的发射极连接12v电源，所述pnp三极管q3的集电极连接电阻r4的第一端，所述npn三极管q2的发射极连接所述电阻r3的第一端，所述电阻r3的第二端连接所述主控单元的第一输出端，所述pnp三极管q1的发射极连接所述电阻r3的第一端，所述pnp三极管q1的集电极连接所述npn三极管q4的基极，所述npn三极管q4的发射极接地，所述npn三极管q4的集电极连接所述电阻r4的第一端，
8.所述电阻r4的第二端连接所述紫外传感器u7的输入端，所述紫外传感器u7的接地端接地，所述紫外传感器u7的输出端连接所述主控单元的第一输入端，
9.所述运放u6的反相输入端通过所述电阻r27连接所述电阻r4的第二端，所述运放u6的同相输入端接地，运放u6的输出端通过所述电阻r28连接所述运放u6的反相输入端，所述运放u6的输出端通过所述电阻r29连接所述运放u8的反相输入端，所述运放u8的同相输
入端连接vref参考电压，所述运放u8的输出端通过所述电容c3连接所述运放u8的反相输入端，所述运放u8的输出端连接所述二极管d1的阳极，所述二极管d1的阴极通过所述电阻r1连接所述pnp三极管q1的基极。
10.进一步，本实用新型中还包括放大电路，所述放大电路包括电阻r15、电阻r16、电阻r13、电阻r14、运放u3和电阻r17，所述电阻r15的第一端连接所述紫外传感器u7的输出端，所述电阻r15的第二端连接所述运放u3的同相输入端，所述电阻r15的第二端通过所述电阻r16接地，所述运放u3的反相输入端通过所述电阻r13连接5v电源，所述运放u3的反相输入端通过所述电阻r14接地，所述运放u3的输出端通过所述电阻r17连接所述运放u3的反相输入端，所述运放u3的输出端连接所述主控单元的第一输入端。
11.进一步，本实用新型中还包括滤波电路，所述滤波电路包括电容c11、电阻r18、电容c19、电阻r19、电阻r20、电阻r21、运放u4、电阻r22、电容c13、电容c14、电阻r23、电阻r24、电阻r25、电阻r26和运放u5，所述电容c11的第一端连接所述运放u3的输出端，所述电容c11的第二端通过所述电容c12连接所述运放u4的同相输入端，所述运放u4的同相输入端通过所述电阻r19接地，所述运放u4的反相输入端通过所述电阻r20接地，所述运放u4的输出端通过所述电阻r18连接所述电容c11的第二端，所述运放u4的输出端通过所述电阻r21连接所述运放u4的反相输入端，
12.所述运放u4的输出端通过所述电阻r22连接所述电容c14的第一端，所述电容c13的第一端连接所述电容c14的第一端，所述电容c13的第二端接地，所述电容c14的第二端连接所述运放u5的同相输入端，所述运放u5的同相输入端通过所述电阻r23接地，所述运放u5的反相输入端通过所述电阻r26接地，所述运放u5的输出端通过所述电阻r25连接所述运放u5的反相输入端，所述运放u5的输出端通过所述电阻r24连接所述电容c14的第一端，所述运放u5的输出端连接所述主控单元的第一输入端。
13.进一步，本实用新型中还包括电阻r2、光耦u9、电阻r5、npn三极管q5、继电器k1、电阻r7、发光二极管led1、电阻r8和报警器ls1，所述光耦u9的第一输入端通过所述电阻r2连接所述主控单元的第二输出端，所述光耦u9的第二输入端接地，所述光耦u9的第一输出端连接5v电源，所述光耦u9的第二输出端通过所述电阻r5连接所述npn三极管q5的基极，所述npn三极管q5的集电极连接所述继电器k1的第一输入端，所述继电器k1的第二输入端连接5v电源，所述继电器k1的常开端连接5v电源，所述继电器k1的公共端连接所述报警器ls1的第一端，所述报警器ls1的第二端通过所述电阻r8接地，所述npn三极管q5的发射极通过所述电阻r7连接所述发光二极管led1的阳极，所述发光二极管led1的阴极接地。
14.本实用新型的工作原理及有益效果为：
15.本实用新型中，通过紫外传感器检测火灾情况，紫外传感器u7的输入端和输出端分别为两个电极，火灾检测电路在的工作时，会产生一个驱动信号至紫外传感器u7的输入端，这样就在两个电极之间形成了一个电场。当有紫外线照射到输出电极上时，会产生光电发射效应，光电子从输出电极表面发射出去，在电场的作用下产生电流，该电流信号经紫外传感器u7的输出电极输出至主控单元，当主控单元收到该电信号时发出报警信号，该报警信号通过无线通信单元送至监控终端，以便采取相应措施。
16.具体的，火灾检测电路的工作原理为：主控单元输出pwm控制信号分别加至pnp三极管q1和npn三极管q2的发射极，npn三极管q1和pnp三极管q2的基极始终处于高电平，当
pwm控制信号为低电平时，npn三极管q2和pnp三极管q3导通，pnp三极管q1和npn三极管q4截止，pnp三极管q3的集电极为高电平，该高电平信号经电阻r4后加至紫外传感器u7的输入端，这时如果有火灾发生，紫外传感器u7会检测到紫外信号，同时会产生电信号送至主控单元。当pwm控制信号为高电平时，npn三极管q2和pnp三极管q3截止，pnp三极管q1导通和npn三极管q4导通，紫外传感器u7的输入端为低电平，紫外传感器u7不工作，直到pwm控制信号再次变为高电平时，紫外传感器u7再次进入工作状态，以此形成循环。
17.本实用新型中，通过运放u6采集紫外传感器u7的工作电压，如果紫外传感器u7的工作电压偏高，加至运放u6的反相输入端的电压升高，运放u6构成放大电路，放大后的信号加至运放u8的反相输入端，运放u8构成减法电路，运放u8反相输入端的电压升高，运放u8输出端的电压降低，因此加至pnp三极管q1和npn三极管q2基极上的电压减小，因此电流也减小，电阻r4上的电流也减小，从而使紫外传感器u7的工作电压减小。同理，如果紫外传感器u7的工作电压偏低，运放u8反相输入端的电压减小，运放u8输出端电压升高，进而使pnp三极管q1和npn三极管q2的基极电流升高，最终使紫外传感器u7的工作电压提高。从而使输入紫外传感器u7的电压始终处于稳定的状态。
18.本实用新型中，pnp三极管q1和npn三极管q2构成推挽电路，用于提高pwm控制信号的驱动能力，其中，npn三极管q2和pnp三极管q3、pnp三极管q1和npn三极管q4分别构成了复合管，进一步提升了pwm控制信号的驱动能力，提高电路的可靠性。本实用新型中，火灾检测电路的电路结构简单，而且可以保证紫外传感器u7在工作的过程中电压稳定不变，从而提高了火灾检测的精度。
19.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
附图说明
20.图1为本实用新型中火灾检测电路图；
21.图2为本实用新型中放大电路的电路图；
22.图3为本实用新型中滤波电路的电路图；
23.图4为本实用新型中报警电路的电路图。
具体实施方式
24.下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本实用新型保护的范围。
25.实施例1
26.如图1所示，本实施例提出了火灾检测报警电路，包括主控单元、无线通信单元和火灾检测电路，火灾检测电路连接主控单元，主控单元借助无线通信单元与监控终端通讯连接，火灾检测电路包括电阻r1、pnp三极管q1、npn三极管q2、pnp三极管q3、npn三极管q4、电阻r3、电阻r4、紫外传感器u7、电阻r27、运放u6、电阻r28、电阻r29、运放u8、电容c3和二极管d1，pnp三极管q1的基极连接npn三极管q2的基极，npn三极管q2的集电极连接pnp三极管q3的基极，pnp三极管q3的发射极连接12v电源，pnp三极管q3的集电极连接电阻r4的第一
端，npn三极管q2的发射极连接电阻r3的第一端，电阻r3的第二端连接主控单元的第一输出端，pnp三极管q1的发射极连接电阻r3的第一端，pnp三极管q1的集电极连接npn三极管q4的基极，npn三极管q4的发射极接地，npn三极管q4的集电极连接电阻r4的第一端，电阻r4的第二端连接紫外传感器u7的输入端，紫外传感器u7的接地端接地，紫外传感器u7的输出端连接主控单元的第一输入端，运放u6的反相输入端通过电阻r27连接电阻r4的第二端，运放u6的同相输入端接地，运放u6的输出端通过电阻r28连接运放u6的反相输入端，运放u6的输出端通过电阻r29连接运放u8的反相输入端，运放u8的同相输入端连接vref参考电压，运放u8的输出端通过电容c3连接运放u8的反相输入端，运放u8的输出端连接二极管d1的阳极，二极管d1的阴极通过电阻r1连接pnp三极管q1的基极。
27.通过紫外传感器检测火灾情况，紫外传感器u7的输入端和输出端分别为两个电极，火灾检测电路在的工作时，会产生一个驱动信号至紫外传感器u7的输入端，这样就在两个电极之间形成了一个电场。当有紫外线照射到输出电极上时，会产生光电发射效应，光电子从输出电极表面发射出去，在电场的作用下产生电流，该电流信号经紫外传感器u7的输出电极输出至主控单元，当主控单元收到该电信号时发出报警信号，该报警信号通过无线通信单元送至监控终端，以便采取相应措施。
28.具体的，火灾检测电路的工作原理为：主控单元输出pwm控制信号分别加至pnp三极管q1和npn三极管q2的发射极，运放u8输出高电平信号，因此，pnp三极管q1和npn三极管q2的基极始终处于高电平，当pwm控制信号为低电平时，npn三极管q2和pnp三极管q3导通，pnp三极管q1和npn三极管q4截止，pnp三极管q3的集电极为高电平，该高电平信号经电阻r4后加至紫外传感器u7的输入端，这时如果有火灾发生，紫外传感器u7会检测到紫外信号，同时会产生电信号送至主控单元。
29.当pwm控制信号为高电平时，npn三极管q2和pnp三极管q3截止，pnp三极管q1的基极电压小于pnp三极管q1的发射极电压，pnp三极管q1导通，npn三极管q4也导通，这时紫外传感器u7的输入端为低电平，紫外传感器u7不工作，直到pwm控制信号再次变为高电平时，紫外传感器u7再次进入工作状态，以此形成循环。主控单元如果接收到电信号，表明有火灾发生，否则没有火灾发生。
30.通过运放u6采集紫外传感器u7的工作电压，从而判断送至紫外传感器u7的电压是否正常，紫外传感器u7在工作的过程中，如果工作电压出现偏高，运放u6的反相输入端的电压升高，运放u6构成放大电路，放大后的信号加至运放u8的反相输入端，运放u8构成减法电路，运放u8反相输入端的电压升高，运放u8输出端的电压降低，因此加至pnp三极管q1和npn三极管q2的基极上的电压减小，流过电阻r4的电流也减小，进入紫外传感器u7输入端的电压减小。同理，如果紫外传感器u7在工作电压偏小时，运放u8反相输入端的电压减小，运放u8输出端电压升高，进而使pnp三极管q1和npn三极管q2的基极电流升高，最终使输入紫外传感器u7的电压升高。从而使进入紫外传感器u7输入端的电压始终处于稳定的状态。
31.本实施例中，主控单元输出的pwm控制信号的驱动能力较弱，无法直接驱动紫外传感器u7，因此，pnp三极管q1和npn三极管q2构成推挽电路，用于提高pwm控制信号的驱动能力，其中，npn三极管q2和pnp三极管q3、pnp三极管q1和npn三极管q4分别构成了复合管，进一步提升了pwm控制信号的驱动能力，提高电路的可靠性。本实施例中，火灾检测电路的电路结构简单，而且可以保证紫外传感器u7在工作的过程中电压稳定不变，从而提高了火灾
检测的精度。
32.如图2所示，本实施例中还包括放大电路，放大电路包括电阻r15、电阻r16、电阻r13、电阻r14、运放u3和电阻r17，电阻r15的第一端连接紫外传感器u7的输出端，电阻r15的第二端连接运放u3的同相输入端，电阻r15的第二端通过电阻r16接地，运放u3的反相输入端通过电阻r13连接5v电源，运放u3的反相输入端通过电阻r14接地，运放u3的输出端通过电阻r17连接运放u3的反相输入端，运放u3的输出端连接主控单元的第一输入端。
33.本实施例中，紫外传感器u7输出的电信号比较微弱，无法直接被主控单元有效识别，为了能够有效的识别火灾检测信号，需要对紫外传感器u7输出的电信号进行放大。
34.运放u3构成了放大电路，紫外传感器u7输出的电信号经电阻r15和电阻r16分压后加至运放u3的同相输入端，紫外传感器u7输出的电脉冲信号中可能带有干扰信号，电容c9可以抑制干扰信号，提高了火灾检测的精度，最后将放大后的信号送至主控单元。
35.如图3所示，本实施例中还包括滤波电路，滤波电路包括电容c11、电阻r18、电容c19、电阻r19、电阻r20、电阻r21、运放u4、电阻r22、电容c13、电容c14、电阻r23、电阻r24、电阻r25、电阻r26和运放u5，电容c11的第一端连接运放u3的输出端，电容c11的第二端通过电容c12连接运放u4的同相输入端，运放u4的同相输入端通过电阻r19接地，运放u4的反相输入端通过电阻r20接地，运放u4的输出端通过电阻r18连接电容c11的第二端，运放u4的输出端通过电阻r21连接运放u4的反相输入端，运放u4的输出端通过电阻r22连接电容c14的第一端，电容c13的第一端连接电容c14的第一端，电容c13的第二端接地，电容c14的第二端连接运放u5的同相输入端，运放u5的同相输入端通过电阻r23接地，运放u5的反相输入端通过电阻r26接地，运放u5的输出端通过电阻r25连接运放u5的反相输入端，运放u5的输出端通过电阻r24连接电容c14的第一端，运放u5的输出端连接主控单元的第一输入端。
36.本实施例中，放大电路虽然对干扰信号有一定的抑制能力，但其抗干扰能力有限，仍有部分干扰信号会进入到主控单元，如果不对这些干扰信号进行滤除，将会引起主控单元的误触发，因此，在运放u3和主控单元之间加入滤波电路。
37.电容c11、电阻r18、电容c19、电阻r19、电阻r20、电阻r21和运放u4构成二阶高通滤波电路，用于滤除电路中元器件本身产生的噪声信号；电阻r22、电容c13、电容c14、电阻r23、电阻r24、电阻r25、电阻r26和运放u5构成二阶低通滤波电路，用于滤除信号中的高频杂波信号，高通滤波电路和低通滤波电路结合后构成带通滤波器，最后将滤波后的信号送至主控单元。
38.如图4所示，本实施例中还包括电阻r2、光耦u9、电阻r5、npn三极管q5、继电器k1、电阻r7、发光二极管led1、电阻r8和报警器ls1，光耦u9的第一输入端通过电阻r2连接主控单元的第二输出端，光耦u9的第二输入端接地，光耦u9的第一输出端连接5v电源，光耦u9的第二输出端通过电阻r5连接npn三极管q5的基极，npn三极管q5的集电极连接继电器k1的第一输入端，继电器k1的第二输入端连接5v电源，继电器k1的常开端连接5v电源，继电器k1的公共端连接报警器ls1的第一端，报警器ls1的第二端通过电阻r8接地，npn三极管q5的发射极通过电阻r7连接发光二极管led1的阳极，发光二极管led1的阴极接地。
39.本实施例中，电阻r2、光耦u9、电阻r5、npn三极管q5、继电器k1、电阻r7、发光二极管led1、电阻r8和报警器ls1构成报警电路，当火灾检测电路检测到火灾发生时，报警电路发出报警信号，发光二极管led1发出光报警信号，报警器ls1发出声报警信号。
40.具体的，当没有火灾发生时，主控单元输出低电平信号至光耦u9的第一输入端，光耦u9截止，这时发光二极管led1不发光，报警器ls1不发声；当发生火灾时，主控单元输出高电平信号，光耦u9导通，npn三极管q5导通，继电器k1的点吸合，发光二极管led1发光，继电器k1的常开端闭合，报警器ls1发出鸣响。
41.以上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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.火灾检测报警电路，其特征在于，包括主控单元、无线通信单元和火灾检测电路，所述火灾检测电路连接所述主控单元，所述主控单元借助所述无线通信单元与监控终端通讯连接，所述火灾检测电路包括电阻r1、pnp三极管q1、npn三极管q2、pnp三极管q3、npn三极管q4、电阻r3、电阻r4、紫外传感器u7、电阻r27、运放u6、电阻r28、电阻r29、运放u8、电容c3和二极管d1，所述pnp三极管q1的基极连接所述npn三极管q2的基极，所述npn三极管q2的集电极连接所述pnp三极管q3的基极，所述pnp三极管q3的发射极连接12v电源，所述pnp三极管q3的集电极连接电阻r4的第一端，所述npn三极管q2的发射极连接所述电阻r3的第一端，所述电阻r3的第二端连接所述主控单元的第一输出端，所述pnp三极管q1的发射极连接所述电阻r3的第一端，所述pnp三极管q1的集电极连接所述npn三极管q4的基极，所述npn三极管q4的发射极接地，所述npn三极管q4的集电极连接所述电阻r4的第一端，所述电阻r4的第二端连接所述紫外传感器u7的输入端，所述紫外传感器u7的接地端接地，所述紫外传感器u7的输出端连接所述主控单元的第一输入端，所述运放u6的反相输入端通过所述电阻r27连接所述电阻r4的第二端，所述运放u6的同相输入端接地，运放u6的输出端通过所述电阻r28连接所述运放u6的反相输入端，所述运放u6的输出端通过所述电阻r29连接所述运放u8的反相输入端，所述运放u8的同相输入端连接vref参考电压，所述运放u8的输出端通过所述电容c3连接所述运放u8的反相输入端，所述运放u8的输出端连接所述二极管d1的阳极，所述二极管d1的阴极通过所述电阻r1连接所述pnp三极管q1的基极。2.根据权利要求1所述的火灾检测报警电路，其特征在于，还包括放大电路，所述放大电路包括电阻r15、电阻r16、电阻r13、电阻r14、运放u3和电阻r17，所述电阻r15的第一端连接所述紫外传感器u7的输出端，所述电阻r15的第二端连接所述运放u3的同相输入端，所述电阻r15的第二端通过所述电阻r16接地，所述运放u3的反相输入端通过所述电阻r13连接5v电源，所述运放u3的反相输入端通过所述电阻r14接地，所述运放u3的输出端通过所述电阻r17连接所述运放u3的反相输入端，所述运放u3的输出端连接所述主控单元的第一输入端。3.根据权利要求2所述的火灾检测报警电路，其特征在于，还包括滤波电路，所述滤波电路包括电容c11、电阻r18、电容c19、电阻r19、电阻r20、电阻r21、运放u4、电阻r22、电容c13、电容c14、电阻r23、电阻r24、电阻r25、电阻r26和运放u5，所述电容c11的第一端连接所述运放u3的输出端，所述电容c11的第二端通过所述电容c12连接所述运放u4的同相输入端，所述运放u4的同相输入端通过所述电阻r19接地，所述运放u4的反相输入端通过所述电阻r20接地，所述运放u4的输出端通过所述电阻r18连接所述电容c11的第二端，所述运放u4的输出端通过所述电阻r21连接所述运放u4的反相输入端，所述运放u4的输出端通过所述电阻r22连接所述电容c14的第一端，所述电容c13的第一端连接所述电容c14的第一端，所述电容c13的第二端接地，所述电容c14的第二端连接所述运放u5的同相输入端，所述运放u5的同相输入端通过所述电阻r23接地，所述运放u5的反相输入端通过所述电阻r26接地，所述运放u5的输出端通过所述电阻r25连接所述运放u5的反相输入端，所述运放u5的输出端通过所述电阻r24连接所述电容c14的第一端，所述运放u5的输出端连接所述主控单元的第一输入端。
4.根据权利要求1所述的火灾检测报警电路，其特征在于，还包括电阻r2、光耦u9、电阻r5、npn三极管q5、继电器k1、电阻r7、发光二极管led1、电阻r8和报警器ls1，所述光耦u9的第一输入端通过所述电阻r2连接所述主控单元的第二输出端，所述光耦u9的第二输入端接地，所述光耦u9的第一输出端连接5v电源，所述光耦u9的第二输出端通过所述电阻r5连接所述npn三极管q5的基极，所述npn三极管q5的集电极连接所述继电器k1的第一输入端，所述继电器k1的第二输入端连接5v电源，所述继电器k1的常开端连接5v电源，所述继电器k1的公共端连接所述报警器ls1的第一端，所述报警器ls1的第二端通过所述电阻r8接地，所述npn三极管q5的发射极通过所述电阻r7连接所述发光二极管led1的阳极，所述发光二极管led1的阴极接地。

技术总结
本实用新型涉及火灾检测技术领域，提出了火灾检测报警电路，包括火灾检测电路，火灾检测电路包括二极管D2、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、紫外传感器U7，三极管Q1的基极连接三极管Q2的基极，三极管Q2的集电极连接三极管Q3的基极，三极管Q3的发射极连接12V电源，三极管Q3的集电极连接紫外传感器U7的输入端，三极管Q2的发射极连接主控单元，三极管Q1的发射极连接主控单元，三极管Q1的集电极连接三极管Q4的基极，三极管Q4的发射极接地，三极管Q4的集电极连接紫外传感器U7的输入端，紫外传感器U7的接地端接地，紫外传感器U7的输出端连接主控单元。通过上述技术方案，解决了现有技术中火灾检测电路精度差的问题。中火灾检测电路精度差的问题。中火灾检测电路精度差的问题。


技术研发人员：赵志国
受保护的技术使用者：河北优贝能源科技有限公司
技术研发日：2023.05.11
技术公布日：2023/6/16