本實用新型涉及自動檢測防火災及火災報警的裝置，尤其是一種防道路打滑式的高速公路隧道防火災及火災報警裝置。

背景技術：

由于高速公路的快速發展，高速公路需要截彎取直，將漫長的盤山公路改成直接穿越山體的隧道，這樣不但節省行車時間，降低油耗，而且安全性也大為提高，所以修建的隧道越來越多。然而隧道的存在又面臨著很多潛在的災害，:隧道中火災就是一個很嚴重的災害，隧道中經常運輸化學物品和多種易燃易爆物品,由于隧道內通風排氣道少,導致通風不暢,溫度上升快,許多有害易燃粒子都滯留在隧道內,不但傷害人體健康,而且遇到高溫和明火,極易發生火災和爆炸,在發生火災時，由于隧道較封閉，高速公路行車速度快，很容易造成車輛追尾事故，使得隧道內火災更為嚴重，而且隧道內易燃粒子的存在，火災容易蔓延，高速公路隧道防火災及火災報警成為當今社會的重大課題。

現有技術有火災報警裝置，但它只能起到報警作用，并不能防止火災的發生及火災的蔓延，現有的噴霧除易燃粒子技術，在特定時期噴出一定的霧水使得隧道內易燃粒子沉降，雖然能防止火災發生及火災蔓延，但噴霧除粒子使高速公路隧道路面摩擦系數減小，車輛會因為打滑而造成交通事故，然而高速公路在我國國民經濟中的地位日趨重要，所以急需引入一種合適的裝置來解決高速公路隧道火災造成重大人身損失及經濟損失的問題。

技術實現要素：

本實用新型目的在于提供防道路打滑式的高速公路隧道防火災及火災報警裝置，它能有效地將隧道內易燃粒子抽入其內，并抽取地下水將易燃粒子在裝置內沉降，防止火災的發生以及火災發生時因易燃粒子過多而造成火災的蔓延，還能將沉降粒子后的水排入道路外的排水溝，防止沉降粒子的水使得道路打滑，而且在高速公路隧道發生火災時該裝置能夠對火災進行報警，提醒要進入隧道的司機隧道中發生火災，避免造成重大交通事故。

本實用新型的目的是這樣實現的：

防道路打滑式的高速公路隧道防火災及火災報警裝置，特征是：包括第1封裝盒、第2封裝盒、抽水機、第1導水管、第2導水管、第3導水管、第4導水管、排水孔、第5導水管、第6導水管、抽風機、報警顯示屏、支撐桿，可拆卸的第1封裝盒安裝在高速公路隧道口外的側壁上，抽水機安裝在第1封裝盒中，第1導水管的上端接抽水機的出水口，第1導水管的下端垂直向下通向地表下面,水平安裝的第2導水管的左端通過三通與第1導水管的側壁連通, 第2導水管的右端伸入到安裝在隧道內壁的第2封裝盒內與第3導水管連通，在第2封裝盒5內均勻分布若干個水除粒子室，水除粒子室內壁安裝有與水平面垂直放置的第3導水管，第3導水管的下端與第2導水管的右端連通，第3導水管的上端與安裝在水除粒子室內壁頂端的第4導水管連通，在第4導水管上開有若干個出水孔，在水除粒子室的底部開有若干個排水孔，第5導水管連接排水孔后與水平放置的第6導水管連接，第6導水管通向高速公路外的排水溝，水除粒子室的前端安裝有抽風機，抽風機的進風口正對高速公路隧道。在第1封裝盒中安裝有系統驅動電路板，系統驅動電路板上設有5伏穩壓源電路、粒子檢測驅動電路、火焰檢測驅動電路、抽風機驅動電路、抽水機驅動電路、火災報警電路。粒子檢測驅動電路要驅動粒子傳感器的檢測工作，粒子傳感器安裝在第2封裝盒的前端，火焰檢測驅動電路要驅動火焰傳感器的檢測工作，多個火焰傳感器均勻分布在第2封裝盒的前端，火災報警電路要驅動報警顯示屏的報警工作，報警顯示屏通過支撐桿安裝在距高速公路隧道口500米處。

本實用新型工作時，5V穩壓源將市電220VAC轉為穩定的5伏直流電源給粒子檢測驅動電路、火焰檢測驅動電路供電。粒子檢測驅動電路驅動粒子傳感器的檢測工作，當檢測到高速公路隧道內的粒子濃度較低時，則不開啟抽風機和抽水機的工作，不進行水除粒子的工作，當檢測到高速公路隧道內的粒子到一定的濃度時則啟動抽風機和抽水機的工作，抽風機將隧道內的易燃粒子抽入水除粒子室，抽水機將地下水抽出，通過導水管將水導入水除粒子霾室內壁的導水管，再將水導入水除粒子室內壁頂端的導水管，水通過水除粒子室內壁頂端的導水管上的出水孔往下滴，將抽風機抽入水除粒子室高的粒子沉降，滴下的水流入水除粒子室底部的排水孔，連接排水孔的導水管將水導入高速公路外的排水溝，從而使得高速公路隧道內的易燃粒子被除去，防止火災的發生以及火災發生因易燃粒子過多而造成火災的蔓延，且不會導致高速公路路面濕滑，達到在保證防高速公路隧道路面打滑的前提下降低因為隧道易燃粒子濃度過高而造成隧道內火災發生的可能性；火焰檢測驅動電路驅動多個火焰傳感器的檢測工作，當無火焰傳感器檢測到火焰時，則不開報警顯示屏的工作，當有火焰傳感器檢測到隧道中有火焰時，則開啟報警顯示屏的報警工作，提醒要進入隧道的司機隧道中發生火災，避免造成重大交通事故。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。

圖2為本實用新型的電路原理圖。

具體實施方式

下面結合實施例并對照附圖對本實用新型作進一步詳細說明。

防道路打滑式的高速公路隧道防火災及火災報警裝置，特征是：包括第1封裝盒1、第2封裝盒5、抽水機2、第1導水管3、第2導水管4、第3導水管7、第4導水管8、排水孔13、第5導水管14、第6導水管15、抽風機10、報警顯示屏16、支撐桿18，可拆卸的第1封裝盒1安裝在高速公路隧道口外的側壁上，抽水機2安裝在第1封裝盒1中，第1導水管3的上端接抽水機2的出水口，第1導水管3的下端垂直向下通向地表下面,水平安裝的第2導水管4的左端通過三通與第1導水管3的側壁連通, 第2導水管4的右端伸入到安裝在隧道內壁的第2封裝盒5內與第3導水管7連通，在第2封裝盒5內均勻分布若干個水除粒子室6，水除粒子室內壁安裝有與水平面垂直放置的第3導水管7，第3導水管7的下端與第2導水管4的右端連通，第3導水管7的上端與安裝在水除粒子室內壁頂端的第4導水管8連通，在第4導水管8上開有若干個出水孔9，在水除粒子室6的底部開有若干個排水孔13，第5導水管14連接排水孔13后與水平放置的第6導水管15連接，第6導水管15通向高速公路外的排水溝，水除粒子室6的前端安裝有抽風機10，抽風機10的進風口正對高速公路隧道。在第1封裝盒1中安裝有系統驅動電路板12，系統驅動電路板12上設有5伏穩壓源電路、粒子檢測驅動電路、火焰檢測驅動電路、抽風機驅動電路、抽水機驅動電路、火災報警電路。粒子檢測驅動電路要驅動粒子傳感器11的檢測工作，粒子傳感器11安裝在第2封裝盒5的前端，火焰檢測驅動電路要驅動火焰傳感器17的檢測工作，多個火焰傳感器17均勻分布在第2封裝盒5的前端，火災報警電路要驅動報警顯示屏16的報警工作，報警顯示屏16通過支撐桿18安裝在距高速公路隧道口500米處。

系統驅動電路板12上設有5伏穩壓源電路、粒子檢測驅動電路、火焰檢測驅動電路、抽風機驅動電路、抽水機驅動電路、火災報警電路。其中：

5伏穩壓源電路由降壓變壓器T、整流橋VD1-VD4、集成穩壓電路IC1、第1-4電容C1-C4組成，第1電容C1、第3電容C3為極性電容，第2電容C2、第4電容C4為偏置電容。220V市電經降壓變壓器T降壓、整流橋VD1-VD4整流、集成穩壓電路IC1穩壓、第1電容C1、第3電容C3濾波后輸出電源VCC：+5V給粒子檢測驅動電路、火焰檢測驅動電路供電，第1電容C1與第2電容C2并聯，第3電容C3與第4電容C4并聯。

粒子檢測驅動電路由粒子傳感器11、第5電容C5、第1運算放大器U1、第1三極管Q1、第1繼電器J1、第2繼電器J2、第1電阻R1、第2電阻R2、第1可調電阻RW1組成，粒子傳感器11的電源端連接電源VCC，粒子傳感器11的接地端接地，粒子傳感器11的VLED端連接第5電容C5的正極，第5電容C5的負極接地，以驅動粒子傳感器11內部紅外的工作，粒子傳感器11的輸出端接第1運算放大器U1的正輸入端，第1電阻R1的一端接電源VCC，第1電阻R1的另一端與第1可調電阻RW1串聯后接地構成分壓電路，通過第1可調電阻RW1可調節第1可調電阻RW1所分的電壓，第1可調電阻RW1的高電位端接第1運算放大器U1的負輸入端，第1運算放大器U1的正輸入端、負輸入端的電位比較決定第1運算放大器U1的輸出端電平的高低，第1運算放大器U1的輸出端接第1三極管Q1的基極，第1三極管Q1的集電極與第1繼電器J1、第2繼電器J2串聯后接電源VCC，第1三極管Q1的發射極與第2電阻R2串聯后接地；

火焰檢測驅動電路由多個火焰傳感器17、多輸入或門IC2、第2運算放大器U2、第2三極管Q2、第3繼電器J3、第3電阻R3、第4電阻R4、第2可調電阻RW2組成，火焰傳感器17的電源端連接電源VCC，火焰傳感器17的接地端接地，火焰傳感器17的輸出端接多輸入或門IC2的一輸入端，其他火焰傳感器17的電源端接VCC,接地端接地，輸出端連接多輸入或門IC2的其他輸入端，多輸入或門IC2的輸出端連接第2運算放大器U2的正輸入端，第3電阻R3的一端接電源VCC，第3電阻R3的另一端與第2可調電阻RW2串聯后接地構成分壓電路，通過第2可調電阻RW2可調節第2可調電阻RW2所分的電壓，第2可調電阻RW2的高電位端接第2運算放大器U2的負輸入端，第2運算放大器U2的正輸入端、負輸入端的電位比較決定第2運算放大器U2的輸出端電平的高低，第2運算放大器U2的輸出端接第2三極管Q2的基極，第2三極管Q2的集電極與第3繼電器J3串聯后接電源VCC，第2三極管Q2的發射極與第4電阻R4串聯后接地；

抽風機驅動電路由抽風機10和第1繼電器的常開觸點JK1組成，抽風機10與JK1串聯后與市電220V電源并聯。

抽水機驅動電路由抽水機2和第2繼電器的常開觸點JK2組成，抽水機2與JK2串聯后與市電220V電源并聯。

報警電路由報警顯示屏16和第3繼電器的常開觸點JK3組成，報警顯示屏16與JK3串聯后與市電220V電源并聯。

高速公路供電利用的是市電220V供電，本實用新型利用高速公路所提供的市電220VAC驅動抽風機10、抽水機2以及報警顯示屏16，并通過把220VAC穩壓為5V穩壓電源VCC給粒子檢測驅動電路、火焰檢測驅動電路供電。

工作原理：

1、粒子傳感器11檢測高速公路隧道內的粒子濃度，判斷是否要啟動水除易燃粒子的工作。

A、當粒子濃度較低時，導致粒子傳感器11檢測到的粒子濃度低于所設置的粒子濃度閾值，粒子傳感器11的輸出端輸出低電平，導致第1運算放大器U1的正輸入端的電位比負輸入端的電位低，從而第1運算放大器U1的輸出端輸出低電平，第1三極管Q1截止，導致第1繼電器J1的常開觸點JK1、第2繼電器J2的常開觸點JK2斷開，不啟動抽風機10和抽水機2的工作，即不做隧道內除粒子的工作。

B、當粒子傳感器11檢測到的粒子濃度高于所設置的粒子濃度閾值，粒子傳感器11的輸出端輸出高電平，導致第1運算放大器U1的正輸入端的電位比負輸入端的電位高，從而第1運算放大器U1的輸出端輸出高電平，第1三極管Q1導通，導致第1繼電器J1的常開觸點JK1、第2繼電器J2的常開觸點JK2導通，抽風機10將高速公路隧道內的易燃粒子抽入水除粒子室6，抽水機2將水抽出，抽出的水通過第1導水管3到第2導水管4、通過第2導水管4進入水除粒子室6內壁的第3導水管7，再通過第3導水管7到水除粒子室6的第4導水管8，最后通過第4導水管8上的水孔9滴下，將抽風機10抽入水除粒子室6內的粒子沉降，滴下的水流入水除粒子室6底部的排水孔13，第5導水管14將水導入第6導水管15，第6導水管15將水導入高速公路外的排水溝，防止火災的發生以及火災發生因易燃粒子過多而造成火災的蔓延，且不會導致高速公路路面濕滑，達到在保證防高速公路隧道路面打滑的前提下降低因為隧道易燃粒子濃度過高而造成隧道內火災發生的可能性。

C、當高速公路隧道內的粒子被沉降到其濃度低于所設定的閾值時，粒子傳感器11的輸出端輸出低電平，導致第1運算放大器U1的正輸入端的電位比負輸入端的電位低，從而第1運算放大器U1的輸出端輸出低電平，第1三極管Q1截止，導致第1繼電器J1的常開觸點JK1、第2繼電器J2的常開觸點JK2斷開，抽風機10和抽水機2停止工作，高速公路隧道內的除易燃粒子工作停止。

2、多個火焰傳感器17檢測高速公路隧道內的火災發生情況，判斷是否要啟動火災報警的工作。

A、當高速公路隧道無火災發生時，無火焰傳感器17檢測到火焰，所有火焰傳感器17的輸出端輸出低電平，使得多輸入或門IC2的輸出端輸出低電平，導致第2運算放大器U2的正輸入端的電位比負輸入端的電位低，從而第2運算放大器U2的輸出端輸出低電平，第2三極管Q2截止，導致第3繼電器J3的常開觸點JK3斷開，不啟動報警顯示屏16的工作，即不做火災報警的工作。

B、當高速公路隧道有火災發生時，則有火焰傳感器17檢測到火焰，檢測到火焰的火焰傳感器輸出端輸出高電平，使得多輸入或門IC2的輸出端輸出高電平，導致第2運算放大器U2的正輸入端的電位比負輸入端的電位高，從而第2運算放大器U2的輸出端輸出高電平，第2三極管Q2導通，導致第3繼電器J3的常開觸點JK3導通，啟動報警顯示屏16的報警工作，提醒要進入隧道的司機隧道中發生火災，避免造成重大交通事故。

粒子傳感器11采用的是夏普二代粒子傳感器，它通過5V直流電源供電，要通過它的VLED引腳接220uF的極性電容正極性端連接，極性電容負極性端接地后驅動此傳感器內的紅外的工作，且它具有模擬電壓輸出模式，輸出的電壓大小與粒子濃度成正比例關系。