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2010年
仪表核术与传感器
2010
第3期
Instrument Technique and Sensor
No. 3
基于红外传感器的电气火灾预警系统
庞建莹',施云波2,修徳斌,米继耀,王立权2
(1.哈尔滨理工大学测控技术与通信工程学院,黑龙江哈尔滨150080;
2.哈尔滨工程大学机械工程博士后科研流动站,黑龙江哈尔滨15000)
摘要:以红外热电堆为温度传感器,利用非接触红外測温技术,研制了电气火灾预警系统。提出了系统的总体设计方
案和软硬件的具体实现;在实验的基础上,提出了温度修正算法以提高測精度;利用研制出系统对黑体进行了测量,其
测量误差不超过2℃.该系統促进了电气火灾探测技术的发展,具有較高的工程实际应用价值。
关键词:红外传感器;电气火灾;温度修正; Delphi
中图分类号:TN219:TP277文献标识码:A文章编号:1002-1841(2010)03-0064-03
Development of Precaution System for Electrical Fire Based on Infrared Sensor
PANG Jian-ying, SHI Yun-bo=, XIU De-bin, MI JI-YAO,WANG Li-quan
1. The School of Measurement-control Tech Communications Engineering
Harbin University of Science and Technology, Harbin I50080, China; 2. Mechanical engineering
postdoctoral Research Flow Station, Harbin Engineering University, harbin 150001, China
Abstract: Using non-contact infrared temperature measurement technology, a precaution system for electrical fire based on
thermopile sensor was developed. The configuration and concrete realization of software and hardware were provided. The tempera
ture correction method was proposed to cnhance the precision of temperature measurement in the experiments. The proposed system
was used to measure the temperature of black body; the result showed that the measurement error is less than 2 C and under. The
system contributes to the development of the electrieal fire detection technology and has high engineering values
Key words: infrared sensor; electric fire: temperature correction; Delphi
0引言
放大滤波电路
单
在电力设备长期运行过稈中,开关柜中的触点和母线排连
外
一上?和し、ws上
片
接处等部位因老化或接触电阻过大而发热,或母线与触点在载
传
位
模
网
机
流过大时经常出现温升过高,使相邻的绝缘部件性能劣化,而
器
块
这些发热部位的温度无法监测,由此最终导致击穿甚至火灾而
造成事故-列。而一ロ发生电气火灾,将直接威胁到人民群众
图1系统整体结构示意图
和储存,通过RS-485网络将数据发送至上位机。上位机对各
的生命财产安全,给社会带来巨大的经济损失
电气火灾预驚系统能够早期探测火灾,将火灾漫制在萌芽点传回的数据进行分析、显示和历史数据食询。上位机还对检
测点的检裝置进行远程控制,修改和设定装置的一些参数。
状态。当被保护范内的物体温度超过警戒温度但尚未达到
2系统硬件设计
物体的着火点、未造成火灾时,系统即发出预警信号,在设备尚
红外传感器原理及特性
未发生火火情况下提前预警、警报工作人员及时消除火灾事
采用的红外传感器为热电堆型红外温度传感器。热电堆
故,防患于未然(6。所以电气火灾预警系统能有效预防电气
红外温度传感器属于非接触式测温,是基于温差电效应制成的
火灾的发生,保证电力系统安全稳定运行。
热探测器,即在物体两点间如果存在温度差,就会有电压产生,
系统整体结构
这个电压是温度差的函数”?。其输出电压し。由下式决定:
电气火灾預警系统主要由红外传感器、放大滤波电路、单
片机模块、RS-485网络和上位机构成。系统整体结构如图1
式中:T。为被測物体的温度,K;了。为热电堆传感器本体温度
所示。
红外温度传感器输出的微电压信号,经放大滤波送至(主要由环境温度决定,随环境温度变化),K;e为被测物体的
发射率;C为跟传感器结构有关的常数?。
片机。单片机进行内部的12位AD转换,并进行数据的处
2.2数据釆集模块
由于红外温度传感器输出电压十分微弱(测温范围内,最
基金项目:中国博土后科学基金面上资助项目(20040839);龙江省大输出为几百mV),故对放大器要求较高,该文采用高性能仪
博土后资助项日(LBH-Z08231);黑龙江省教育厂科学技术研究项日
(1541047)
表放大器AD623,电路如图2所示。放大器的放大倍数可通过
收稿日期:2009-07-21收修改稿日期:2009-11-19
调节R改变,其参考电压1.5V是由T1431提供的稳定25v