学文网摘 要：物质燃烧过程所产生的温度变化是重要的火灾特征参数之一，本文采用热敏电阻作为感温元件，在讨论分析单限温度火灾探测器的基础上，提出了改进的双限感温探测器设计，取得了良好效果。
关键词：火灾探测；温度报警；热敏电阻
中***分类号：TN98 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 10-0019-01
一、引言
火灾报警系统是智能建筑的重要组成部分，它承担探测火灾隐患和实现安全防范的重任。火灾探测器是火灾自动报警控制系统中的主要检测元件，它根据探测对象的不同可分为气体、感烟火和感温火灾探测器等。
经过足够的火灾初期和阴燃阶段后，一般可燃物将由于点燃而致累积足够的热量，接着发展成火焰燃烧、扩散，火势蔓延，环境温度不断升高，燃烧不断扩大，形成火灾。在此阶段，一般可燃物点燃后产生的烟雾相对减少不利于判断和测量，但是火灾发生过程中所产生的热量会造成环境温度有较大变化。因此，如果能有效检测环境温度明显变化这一特征参数，我们就能有效及时地控制火灾，减少人员和财物损失[1]。本文首先讨论了利用热敏电阻感温进行单限火灾报警的电路设计，在此基础上，为克服单限温度报警的误报问题，提出了双限火灾报警电路的设计，取得了良好的效果。
二、热敏电阻
热敏电阻由半导体材料构成，通常由镁、铜、铁、镍、锰等金属的氧化物或其他化合物等组成。根据产品性能的不同，热敏电阻由不同的配比烧结而成，其电阻率随温度变化而变化。在实际应用中，通常以负温度系数（NTC）型热敏电阻来进行温度测量。该探测器电路受开关三极管控制，该开关三极管的基极电压由两分压电阻--电位器R3和热敏电阻R5提供。其中，固定电阻R1，R1和电位器R2能够起到保护电路的作用，而将直流电流源的正极上接在R5和R1中间，三极管集电极连接发光二极管（LED），其发射集接在直流电流源的负极。
三、单限感温探测器
为能使开关三极管正常地工作在饱和区和截止区，系统需要热敏电阻在常温下的阻值远大于R1的阻值；而在温度提升时，热敏电阻的阻值应该降低，这就意味着电阻R5的阻值要小于R1的阻值。
单限感温探测器[1，2，3]基本能实现过温报警，但在一些特殊场合，如火灾等导致的氨气泄露情况，此时氨气将吸收大量的热造成环境温度极低，从而导致火灾探测器不能即使报警，因此双限感温探测器将是一种更为合适的感温火灾探测装置。
四、双限感温探测器
双限温度报警电路如***2所示[3]，它采用一块施密特集成电路，具有体积小、成本低、反应灵敏等特点，而且声光显示功耗低。该电路主要由两部分组成，其中上限报警功能由A、B及C1和R4组成，下限报警功能则而由C、D及R5、C2构成。
上限和下限两个报警点由电位器RP1和RP2分别设置，从而使A和C输入端都为高电平，若其输出都为低电平则振荡器停振。若环境温度过低，热敏电阻R2阻值由于具有负温度系统这一特性，其值将增大，从而使C有高电平输出，D起振，压电片YD将低音调蜂鸣声发出。发光二极管LED将亮灯显示温度过低，实现低温报警；若环境温度过高，热敏电阻R1阻值将变小，从而使A输出高电平，B起振，压电陶瓷片YD会有高音调的蜂鸣声发出，发光二极管LED1将同时点亮，显示温度过高，实现高温报警。
CMOS电路的静态功耗非常小，其工作电流通常在微安级，因此电路静态时的电能消耗主要在电位器RP1、RP2和热敏电阻R1上。若实际电路中采用的专用测温电阻阻值在百kΩ以上，同时将RP1、RP2的阻值按***中比例作相应地放大，则将有效地减少静态时的电源消耗，从而延长供电电池的使用寿命，节约能源。
五、结论
感温探测器是利用热敏元件随环境温度升高而阻值降低这一特性来探测火灾的。在火灾初始阶段，物质在燃烧过程中通常会释放出大量的热量，从而导致周围环境温度迅速增加，这时传统的单限感温探测器就能满足要求发出报警。但在一些特殊情况下（如氨气泄露等），由于火灾导致的泄露氨气会吸收周围环境大量的热量，从而导致环境温度降低，这时单限感温探测器就不能完成其应用的任务。因此本文在讨论单限感温探测器的基础上，提出了改进的双限感温探测器用于火灾探测，提高了火灾预报绿，取得了良好的效果。
参考文献：
[1]杨帆，陈茂林，吴迅.基于传感器信息融合技术的森林火灾报警系统[J].华中科技大学学报（自然科学版），2013（2）.
[2]张建平，纪彬.基于AT89S52单片机的机房感温探测器设计[J].自动化技术与应用，2012（4）.
[3]张玉莲.传感器与自动检测技术[M].北京：机械工业出版社，2007.
[4]宋若川.双限感温探测器的研制[J].吉林农业大学学报，1983（3）.