本實用新型屬于消防技術領域，具體來說涉及一種基于并聯熱敏電阻元件的多探測回路線型感溫火災探測器。

背景技術：

纜式線型感溫火災探測器廣泛應用在消防領域內的火災報警中，其主要由用于感知溫度的感溫電纜、連接在感溫電纜的一端，用于檢測其溫度變化時電參數變化的電信號檢測裝置和連接在感溫電纜另一端的終端電阻盒構成。

中國發明專利第200810011398.3號中公開了一種多探測回路分段監測感溫電信號的纜式線型感溫探測器，如圖1所示，其包括感溫電纜1兩端分別與電信號檢測裝置2和終端電阻3連接形成閉路信號采集電路組成。感溫電纜有二根或二根以上探測導體11，二根或二根以上探測導體11分別分段包覆NTC特性材料層7、絕緣材料層6，每段包覆絕緣材料層6的長度是每段包覆NTC特性材料層7長度的二倍，二根均有交替包覆NTC特性材料層段和絕緣材料層段的探測導體11以包覆NTC特性材料層段交錯排列，可以是平行、絞合、纏繞設置在一起，然后繞包或擠塑導電層4，再擠塑外護套層5制成感溫電纜1。三根有交替包覆NTC特性材料層段和絕緣材料層段的探測導體11以包覆NTC特性材料層段依次錯開方式排列，以確保感溫電纜1在受熱部分的長度不大于包覆NTC特性材料層7段的長度時，只有一個或二個探測回路的電信號隨其受熱溫度升高發生變化。由于采用多探測回路分段監測感溫電信號，當感溫電纜受熱部分長度小于包覆NTC特性材料層7段的長度時，只有一個或二個回路的電信號隨溫度發生變化，電信號檢測裝置2可以分析感溫電纜1是小范圍火災還是大范圍火災，當大范圍火災發生時，電信號檢測裝置2通過多回路監測的電信號進行綜合判斷，實現對火災的準確探測，大大地降低了感溫電纜1使用環境溫度和使用長度對其火災報警的影響。

但是，這種線型感溫火災探測器存在下列問題：首先，由于探測器工作情況下檢測感溫電纜中NTC特性材料層高阻特性(一般阻值在幾十MΩ)，阻值細微變化很難測量；其次，試驗表明，感溫電纜中NTC特性材料層在-10℃環境溫度下溫度特性很差，探測器無法在GB16280-2014《纜式線型感溫火災探測器》中對室外使用的線型感溫火災探測器最低工作溫度-40℃要求下工作。最后，在制造過程或試驗過程對NTC特性材料每次加溫會造成老化，同時探測器長時間使用，在使用環境的溫度、潮濕、紫外線等的影響也使老化，使材料中有利于電子移動的Cl離子揮發了，因此NTC特性材料老化后的溫度電阻特性變化重復性很差，造成誤報甚至不報警，大大地影響探測器的報警可靠性。

技術實現要素：

為了解決上述問題，本實用新型的目的在于提供一種能夠提高報警可靠性的基于并聯熱敏電阻元件的多探測回路線型感溫火災探測器。

為了達到上述目的，本實用新型的所述的基于并聯熱敏電阻元件的多探測回路線型感溫火災探測器包括感溫電纜及連接在感溫電纜一端的電信號檢測裝置和另一端的終端電阻盒，且構成至少兩個并行設置探測回路；其中所述探測回路主要由二根并行設置探測導體及連接在其一端的所述終端電阻盒中一電阻構成；還包括沿所述感溫電纜軸向方向，每間隔距離為L依次在所述至少兩個探測回路中兩根探測導體上錯開并聯有至少一熱敏電阻元件。

優選的，所述感溫電纜軸向方向探測回路之間依次錯開并聯的熱敏電阻數量不相同。

優選的，所述探測回路電阻阻值發生階躍突變時發出熱敏電阻掉線或導體斷路或短路故障報警。

優選的，所述間隔距離L范圍為0.1倍至1倍的最小報警長度l。

優選的，所述熱敏電阻元件為NTC、CTR或PTC特性熱敏電阻元件中的一種。

優選的，所述每個探測回路中一根探測導體由一公共探測導體替代。

優選的，所述感溫電纜還包覆一外護套。

優選的，所述終端電阻值在0.1K至無窮大范圍選取。

本實用新型提供的所述基于并聯熱敏電阻元件的多探測回路線型感溫火災探測器是利用多個并聯熱敏電阻特性的探測回路進行火災組合探測，且沿所述感溫電纜軸向方向，每間隔距離為L依次在所述至少兩個探測回路中兩根探測導體上錯開并聯有至少一熱敏電阻元件，確保感溫電纜最小報警長度內至少并聯一熱敏電阻元件，并且結合點式熱敏電阻元件的電阻溫度系數特性穩定性好、重復性好的優勢及耐環境溫度影響及抗電磁干擾的優點，可以大大提高探測器的可靠性。另外，縮短并聯熱敏電阻元件的軸向間隔距離L為10cm或在探測回路中兩根探測導體之間設置NTC或負CTR特性溫度系數高分子材料層，可以使探測器在發生小火源的情況，該探測器能準確地輸出火警信號，因此，該探測器具有小火源報警的功能。

附圖說明

圖1為現有技術的多回路分段監測感溫電信號的纜式線型感溫探測器結構示意圖；

圖2為本實用新型實施例1提供的基于并聯熱敏電阻元件的多探測回路線型感溫火災探測器結構示意圖之一；

圖3為圖2所示的多探測回路線型感溫火災探測器感溫電纜等效電路示意圖；

圖4為本實用新型實施例1提供的基于并聯熱敏電阻元件的多探測回路線型感溫火災探測器結構示意圖之二；

圖5為本實用新型實施例2提供的基于并聯熱敏電阻元件的多探測回路線型感溫火災探測器結構示意圖；

圖6為本實用新型實施例3提供的基于并聯熱敏電阻元件的多探測回路線型感溫火災探測器結構示意圖之一；

圖7為本實用新型實施例3提供的基于并聯熱敏電阻元件的多探測回路線型感溫火災探測器結構示意圖之二；

具體實施方式

實施例1

如圖2所示，本實施例提供的基于并聯熱敏電阻元件的多探測回路線型感溫火災探測器包括感溫電纜1及與其一端連接的電信號檢測裝置2和與其另一端連接的終端盒3；其中感溫電纜包括并行設置的第一探測導體11、第二探測導體12和第三探測導體13，在第一探測導體11和第三探測導體13之間每隔2L距離處并聯一個熱敏電阻元件10；在第二探測導體12和第三探測導體13之間每隔2L距離處并聯一個熱敏電阻元件10；上述兩組探測導體之間并聯熱敏電阻在感溫電纜的軸向方向交替分別錯開，且其間隔距離為L；終端盒3內設置電阻RZ2與RZ1分別連接在第一探測導體11和第三探測導體13、第二探測導體12和第三探測導體13之間。

根據國家標準《線型感溫火災探測器》GB16280-2005的定義，最小報警長度l是指探測器發出火災報警信號所需的最短受熱區段的長度，定溫探測器為不大于1m；上述兩組探測導體之間交替分別并聯熱敏電阻在感溫電纜的軸向方向上間隔距離為L，因此間隔距離L取值范圍為：0.1倍的最小報警長度l≤L≤1倍的最小報警長度l。

熱敏電阻元件采用玻璃密封或陶瓷燒結而成的熱敏電阻元件，與現有技術中包覆在探測導體外的NTC特性溫度系數高分子材料相比，具有穩定性好、一致性好、重復性好、工作溫度范圍大、可靠性高、體積小的特點。所述熱敏電阻元件為NTC、CTR或PTC等特性熱敏電阻元件。

所述感溫電纜1的探測導體之間填充絕緣材料14，絕緣材料采用PVC、PE、橡膠等高分子絕緣材料。

所述感溫電纜1外包覆有外護套，外護套采用PVC或橡膠等絕緣高分子材料制成。

所述終端電阻RZ1或RZ2電阻阻值在1K至無窮大范圍選取，也就是終端可以是開路。

本實施例提供的基于并聯熱敏電阻元件的多探測回路線型感溫火災探測器感溫電纜等效電圖，如圖3所示，圖中Rx為交替分別并聯在第一探測導體11與第三導體13之間和第二探測導體12與第三導體13之間的若干熱敏電阻元件，Rz2為第一探測導體和第三探測導體之間的終端電阻，Rz1為第二探測導體和第三探測導體之間的終端電阻。這樣，電信號檢測裝置2實時檢測感溫電纜1中第一探測導體11和第三探測導體13之間(構成一個探測回路)的電阻值R1或電阻變化速率R1′，由于并聯關系，第一探測導體和第三探測導體之間電阻值R1相當于Rz2和N個Rx并聯后的電阻值，即其中RZ2為第一探測導體和第三探測導體之間的終端電阻，Rx為熱敏電阻元件阻值，N為第一探測導體與第三導體之間并聯熱敏電阻元件的數量；同時，電信號檢測裝置2實時檢測感溫電纜中第二探測導體12和第三探測導體13之間(構成一探測回路)的電阻值R2或電阻變化速率R2′，由于并聯關系第二探測導體和第三探測導體之間電阻值其中Rz1為第二探測導體和第三探測導體之間的終端電阻，Rx為熱敏電阻元件阻值，N為第二探測導體與第三導體之間并聯熱敏電阻元件的數量。

因為感溫電纜每個回路中熱敏電阻的數量N是一定值，如果由于不可預知的外力使一個或多個熱敏電阻脫落，上述公式中的N將減少，將減少后的N值代入上述公式可知，電阻值R1或R2會在短時間內立即增大，引起電阻值的階躍變化，而不會像熱敏電阻因為溫度的變化阻值緩慢連續變化，電信號檢測裝置2可以根據R1或R2的異常波動發出熱敏元件掉線故障。另一方面，由于導體斷線或導體短路，電阻值R1或R2也會發生階躍變化，據此可以判斷斷路或短路故障。

在正常環境溫度變化的情況下，由于兩個探測回路中并聯熱敏電阻元件Rx是數量N是基本相同的，且這些熱敏電阻元件Rx的一致性比較好，因此環境溫度變化引起探測回路的檢測電阻值R1或R2電阻變化值和電阻變化速率是相同的，即ΔR1≈ΔR2，或ΔR1′≈ΔR2′。當電信號檢測裝置2檢測到電阻值R1、R2電阻變化值或R1′、R2′電阻變化速率之間的差值小于報警閾值Dy或Dy′時(Dy>0，Dy′>0)，不輸出火災報警信號。

當火災發生初期或小火災時(即感溫電纜的受熱長度不小于軸向間隔距離L)，感溫電纜1的局部受熱升溫，這樣在兩個探測回路中至少存在一個并聯的熱敏電阻元件Rx的變化量或變化速率會大于其他并聯熱敏電阻元件，從而使其所在探測回路的電阻變化值和電阻變化率有ΔR1>ΔR2或ΔR1′>ΔR2′，或ΔR1<ΔR2或ΔR1′<ΔR2′。當電信號檢測裝置2檢測到電阻值R1或R2電阻變化值或R1′、R2′電阻變化速率之間的差值達到小火災報警閾值D0y或D0y′時，發出火災報警信號。

當火情不斷擴散，溫度繼續升高時(即感溫電纜1的受熱長度遠遠大于軸向間隔距離L)，第一探測導體與第三探測導體之間檢測電阻R1，或/與第二探測導體與第三探測導體之間檢測電阻R2的電阻變化量或者變化率，即檢測到任一ΔR1、ΔR2，和/或ΔRb1或ΔRb2，或者ΔR1′、ΔR2′，和/或ΔRb1′或ΔRb2′，達到預先設定的大火災報警閾值Dy或閾值Dy′時(其中Dy>D0y或Dy>Dby、Dy′>D0y′或Dy′>Dby′)，也可以發出火災報警信號。

為了感溫電纜受熱于小火源時(即感溫電纜1的受熱長度小于軸向間隔距離L，如用打火機燒感溫電纜形成的直徑為10cm火源)探測器也能報火警，可以采用縮短并聯熱敏電阻元件的軸向間隔距離L(如間隔距離L為10cm)或者在第一探測導體與第三探測導體之間，或/與第二探測導體與第三探測導體之間設置有電阻溫度系數高分子材料；前者技術方案的報警方法和小火災發生時的報警方法相同，后者技術方案的報警方法，當發生直徑為10cm小火源時感溫電纜1的受熱段內沒有熱敏電阻元件的情況下，只有感到電纜1的受熱段內電阻溫度系數高分子材料層隨受熱溫度升高發生變化，即至少有一個探測回路可以檢測到探測導體之間的絕緣電阻變化ΔRb1或ΔRb2；當檢測電阻的變化值或變化率達到預先設定的小火源報警閾值Dby或閾值Dby′時，也可以發出火災報警信號。

如圖4所示，為本實施例的多探測回路線型感溫火災探測器第二種結構示意圖，第一探測導體11、第二探測導體12和第三探測導體13分別包覆電阻溫度系數高分子材料或絕緣高分子材料層14后絞合在一起構成的感溫電纜。

實施例2

如圖5所示，本實施例提供的基于并聯熱敏電阻元件的多探測回路線型感溫火災探測器與實施例1區別是增加了第四探測導體15，以及相應地在第四探測導體15與第三導體13之間并聯了若干熱敏電阻元件Rx和終端電阻Rz3，這樣多探測回路線型感溫火災探測器就由三個探測回路構成。其余部分與實施例1相同，工作原理也基本相似。

實施例3

如圖6所示，本實施例提供的基于并聯熱敏電阻元件的多探測回路線型感溫火災探測器與實施例2區別在于：第一探測導體11、第二探測導體12和第四探測導體15與第三導體13之間依次分別并聯熱敏電阻元件Rx方式不同，即在第一探測導體11與第三導體13之間某點開始起每隔L距離連續并聯m個熱敏電阻元件Rx，m大于或等于2；接著在第二探測導體12與第三導體之間錯開第一探測導體11與第三導體13之間并聯的第m個熱敏電阻元件Rx軸向距離L起每隔L距離斷開連續并聯m個熱敏電阻元件Rx；隨后再在第四探測導體15與第三導體之間錯開第二探測導體12與第三導體之間并聯的第m個熱敏電阻元件Rx軸向距離L起每隔L距離斷開連續并聯m個熱敏電阻元件Rx；然后再從第一探測導體11與第三導體13之間錯開第四探測導體15與第三導體之間并聯的第m個熱敏電阻元件Rx軸向距離L起每隔L距離斷開連續并聯m個熱敏電阻元件Rx，如此循環下去，…。只要確保所述的感溫電纜任意軸向間隔距離L內有一并聯熱敏電阻元件Rx。

本實施例可以解決最小報警長度l內各探測回路可能出現的平衡問題；例如，如圖2所示，探測器由2個探測回路構成時，若并聯熱敏電阻元件Rx的軸向間隔距離L＝0.8m，那么當感溫電纜動作試驗1m受熱時，可能出現兩個探測回路各有一個熱敏電阻元件Rx受熱。而如圖5所示探測器由3個探測回路構成時上述情況是可以避免；若并聯熱敏電阻元件Rx的軸向間隔距離L＝0.3m，那么當感溫電纜受熱長度為1米時，可能仍會出現3個探測回路中均有一個并聯熱敏電阻元件Rx受熱的情況。因此針對該問題提供本實施例的的基于并聯熱敏電阻元件的多探測回路線型感溫火災探測器，可以避免出現感溫電纜受熱長度為1米時探測回路平衡的問題。其他工作原理與實施例2相同。

為了解決上述探測回路間的平衡問題，采用如圖7所示方式，為圖6所示的基于并聯熱敏電阻元件的多探測回路線型感溫火災探測器的另一種結構示意圖，其中三個探測回路中并聯熱敏電阻元件Rx的方式不同：在第一探測導體11與第三導體13之間某點開始起隔L距離先并聯1個熱敏電阻元件Rx；接著在第二探測導體12與第三導體之間錯開第一探測導體11與第三導體13之間并聯的熱敏電阻元件Rx軸向距離L起每隔L距離連續并聯2個熱敏電阻元件Rx；隨后再在第四探測導體15與第三導體之間錯開第二探測導體12與第三導體之間并聯的第二個熱敏電阻元件Rx軸向距離L起每隔L距離連續并聯3個熱敏電阻元件Rx；然后再從第一探測導體11與第三導體13之間錯開第四探測導體15與第三導體之間并聯的第三個熱敏電阻元件Rx軸向距離L起每隔L距離連續并聯1個熱敏電阻元件Rx，如此循環下去，…。實際上該實施例的重點就是讓感溫電纜軸向方向上相鄰部位不同回路依次錯開并聯熱敏電阻的數量不相等,而不同回路之間所有熱敏電阻的總數可以相等，也可以不相等，只要探測器初始化把這種情況考慮進去，不影響報警。