一种温度传感器以及火灾报警装置
阅读说明：本技术 一种温度传感器以及火灾报警装置 (Temperature sensor and fire alarm device ) 是由 王咏涛 纪超群 于 2021-07-02 设计创作，主要内容包括：本申请的实施例提供了一种温度传感器以及火灾报警装置,涉及消防设备技术领域,该温度传感器包括：广角镜头和二极管阵列,广角镜头用于引入周围环境的红外光至二极管阵列,二极管阵列用于将红外光转换为温度信号；广角镜头的中心线和二极管的中心线位于同一直线,二极管阵列中的二极管由砷化铟镓材料制成。本申请能够扩大温度传感器的检测范围、提高温度传感器的检测精度和灵敏度。(The embodiment of the application provides a temperature sensor and fire alarm device, relates to fire-fighting equipment technical field, and this temperature sensor includes: the infrared temperature sensor comprises a wide-angle lens and a diode array, wherein the wide-angle lens is used for introducing infrared light of the surrounding environment to the diode array, and the diode array is used for converting the infrared light into a temperature signal; the central line of the wide-angle lens and the central line of the diode are positioned on the same straight line, and the diode in the diode array is made of indium gallium arsenide materials. The temperature sensor detection method and the temperature sensor detection device can enlarge the detection range of the temperature sensor and improve the detection precision and sensitivity of the temperature sensor.)
技术领域
本申请涉及消防设备技术领域，尤其是涉及一种温度传感器以及火灾报警装置。
背景技术
传统的温度传感器主要包括接触式温度传感器和非接触式温度传感器，上述的两种传感器在使用过程中会存在检测范围窄、检测精度低以及检测灵敏度低等问题。
发明内容
为了扩大温度传感器的检测范围、提高温度传感器的检测精度和灵敏度，本申请提供一种温度传感器以及火灾报警装置。
本申请提供的一种温度传感器以及火灾报警装置采用如下的技术方案：
在本申请的第一方面，提供了一种温度传感器，包括：
广角镜头和二极管阵列，所述广角镜头用于引入周围环境的红外光至所述二极管阵列，所述二极管阵列用于将红外光转换为温度信号；
所述广角镜头的中心线和所述二极管的中心线位于同一直线，所述二极管阵列中的二极管由砷化铟镓材料制成。
通过采用上述方案，使用广角镜头采集红外光，由于广角镜头的感光范围较大，因此能最大程度将周围的红外光收集，从而提高了温度传感器的检测范围，砷化铟镓材料在0～1400℃的温度区域具有高灵敏度，因此由砷化铟镓材料制成的二极管能够精确的检测0～1400℃之间的高温，从而提高温度传感器在高温环境下的检测精度。
优选的，所述二极管阵列的排布方式能够调节。
通过采用上述方案，可根据具体的检测面积来调节传感器的阵列面积，以保证温度传感器能有效的检测到环境温度变化。
优选的，所述广角镜头的感光区域为0～150°。
优选的，所述广角镜头包括三片不同弧度的镜片，所述二极管位于靠近所述二极管阵列的镜片的一倍焦距和二倍焦距之间。
通过采用上述方案，二极管阵列能够最大限度的收集到广角镜头所聚集的红外光，提高了温度传感器的检测精度。
优选的，还包括放大电路，所述放大电路与所述二极管阵列连接，用于对温度信号进行放大。
通过采用上述方案，放大电路将二极管阵列输出的温度信号放大，从而提高对温度信号的检测精度，使后续对温度信息的分析更加准确。
在本申请的第二方面，提供了一种火灾报警装置，包括：
所述温度传感器，所述温度传感器用于将红外光收集并转换为温度信号；
A/D转换模块，与所述温度传感器中的二极管阵列连接，所述A/D转换模块用于将温度传感器输出的温度信号转换为数字信号；
中央控制模块，将所述A/D转换模块输出的数字信号进行分析，针对不同的温度信息发出相应的指令；
报警装置，接收所述中央控制模块发出的指令，并作出相应的动作。
通过采用上述方案，温度传感器采用广角镜头来收集周围的红外光，使火灾报警装置的检测区域扩大，且使用砷化铟镓材料来制作二极管，由于砷化铟镓材料在0～1400℃的温度区域具有高灵敏度，因此由砷化铟镓材料制成的二极管能够精确的检测0～1400℃之间的高温，从而提高火灾报警器检测温度的范围和检测精度。
优选的，还包括报警控制模块，所述报警控制模块接收所述中央控制模块发出的指令，并将报警信息传输至所述报警装置。
在本申请的第三方面，提供了另一种火灾报警装置，包括：
所述温度传感器，所述温度传感器用于将红外光收集并转换为温度信号；
A/D转换模块，与所述温度传感器中的放大电路连接，所述A/D转换模块用于将温度传感器输出的温度信号转换为数字信号；
中央控制模块，将所述A/D转换模块输出的数字信号进行分析，针对不同的温度信息发出相应的指令；
报警装置，接收所述中央控制模块发出的指令，并作出相应的动作。
通过采用上述方案，温度传感器采用广角镜头来收集周围的红外光，使火灾报警装置的检测区域扩大，且使用砷化铟镓材料来制作二极管，由于砷化铟镓材料在0～1400℃的温度区域具有高灵敏度，因此由砷化铟镓材料制成的二极管能够精确的检测0～1400℃之间的高温，从而提高火灾报警器检测温度的范围和检测精度，且放大电路将二极管阵列输出的温度信号放大，并将放大后的温度信号传输至A/D转换模块，使A/D转换模块的转换精度提高，使后续对温度信息的分析更加准确，从而提高了火灾报警器的可靠性。
优选的，还包括报警控制模块，所述报警控制模块接收所述中央控制模块发出的指令，并将报警信息传输至所述报警装置。
应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本申请的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本申请的范围。本申请的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。
附图说明
结合附图并参考以下详细说明，本申请各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：
图1是本申请实施例中温度传感器的示意图；
图2是本申请实施例中降噪电路的示意图；
图3是本申请实施例中第一种火灾报警装置的方框图；
图4是本申请实施例中第二种火灾报警装置的方框图。
附图标记说明：1、温度传感器；11、广角镜头；12、二极管阵列；13、放大电路；14、降噪电路；2、A/D转换模块；3、中央控制模块；4、报警装置；5、报警控制模块；6、显示模块。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
火灾报警器通常在建筑物密集、人口集中、财物集中、易燃易爆物品源多的地方被经常使用，针对不同的应用场景，火灾报警器需要具备检测范围大、检测精度高且灵敏度高等特点，但目前大多数的火灾报警器的检测范围较窄且检测精度不够，从而无法快速准确起到警示作用。
为了扩大温度传感器1的检测范围、提高温度传感器1的检测精度和灵敏度，本申请提供一种温度传感器1。
参照图1，温度传感器1包括广角镜头11和二极管阵列12。广角镜头11用于引入周围环境的红外光至二极管阵列12，二极管阵列12用于将红外光转换为温度信号。在一些可能的实现方式中，广角镜头11可以选用鱼眼镜头或者其他能够扩大感光区域的镜头。在一些可能的实现方式中，广角镜头11的感光区域为0～150°。在一些可能的实现方式中，温度传感器1还包括一个具有开口的壳体，二极管阵列12设置在壳体的底部，广角镜头11设置在壳体的开口处，通过广角镜头11能够将外界的红外光引入至壳体内部并使得红外光照射至二极管阵列12处。
为了使得广角镜头11引入的红外光能够照射至二极管阵列12处，广角镜头11的中心线和二极管的中心线可以位于同一直线。
二极管阵列12中的二极管由砷化铟镓材料制成，使用砷化铟镓材料制作的二极管阵列12对0～1400℃温度区间的温度有较好的检测精度和灵敏度，从而使温度传感器1测量的温度范围扩大至0～1400℃，提高了温度传感器1在高温环境下对温度的检测精度和灵敏度。
由于电子在砷化铟镓中的传输速度是在硅中的数倍，而且由砷化铟镓材料制作的晶体管的尺寸仅仅为60纳米，因此由砷化铟镓为原材料的光电二极管具有较高的灵敏度与较小的体积，且由砷化铟镓为原材料的传感器能够检测到0.9～1.7微米区域内的特定频谱的红外辐射。通过对砷化铟镓传感器的测试得出，与其对应的频谱温度在100～1600℃之间有较好的温度曲线变化，因此砷化铟镓传感器对此温度区间的物体温度有较好的检测精确度。使用扩展性传感器器件还可以使得感光频率扩展到0.4～1.7微米，从而使得测量的范围达到0～1600℃。因此使用砷化铟镓材料制作的二极管阵列12对此区间温度测量具有高精度和高灵敏度的特点。
在一些实施例中，二极管具有多种排列方式，二极管阵列12不同的排列方式能够导致其总面积改变，其具体的排列方式本申请实施例不做限定，只要能够通过不同的排列方式来改变其总面积即可。
继续参照图1，外界红外光由广角镜头11引入至二极管阵列12处。可知，不同的二极管阵列12的面积对应不同的检测面积。例如，检测面积是50平米，则对应使用10*10毫米的二极管阵列12。那么针对不同检测环境可以配置不同的二极管阵列12的面积。例如，若其检测环境增大一倍，则对应的二极管阵列12也同样需要增大一倍，以保证检测器能有效的检测到环境温度变化。
在一些实施例中，为了使二极管阵列12能够最大限度的收集到广角镜头11所聚集的红外光，来进一步提高温度传感器1的检测精度。广角镜头11可以包括三片不同弧度的镜片，远离二极管的镜片的弧度最大，靠近二极管的镜片的弧度最小。当然，还可根据实际应用改变广角镜头11镜片的数量以及镜片的弧度，来调节广角镜头11感光区域的大小。
在一些实施例中，为了能够使得二极管阵列12能够最大限度的收集到广角镜头11所聚集的红外光，二极管阵列12位于靠近该二极管阵列12的广角镜头11的镜片的一倍焦距和二倍焦距之间。
在一些实施例中，温度传感器1还可以设置放大电路13，放大电路13与二极管阵列12连接，当二极管阵列12将红外光转换成温度信号后，放大电路13将温度信号进行放大，从而提高对温度信号的检测精度，使后续对温度信号的分析更加准确。
在一些实施例中，温度传感器1还可以设置降噪电路14，参照图2，通过电阻与电容组成的延时电路与原信号经过与门实现对太阳光以及其他光源的干扰。还可以根据具体情况通过调节RC的值，来进一步优化太阳光等其他光源对传感器进行的短暂干扰。从而再次提高了温度传感器1的检测精度。
在另一方面，本申请实施例还提供了一种火灾报警装置。
参照图3，火灾报警装置包括温度传感器1、A/D转换模块2、中央控制模块3以及报警装置4。
温度传感器1用于将周围的红外光收集并转换为温度信号。温度传感器1包括广角镜头11和二极管阵列12。广角镜头11用于引入周围环境的红外光至二极管阵列12，二极管阵列12用于将红外光转换为温度信号。
A/D转换模块2用于接收温度传感器1输出的温度信号，并将温度信号转换为数字信号。A/D转换模块2与温度传感器1的二极管阵列12连接，A/D转换模块2可以采用18位高精度模数转换器FS511，使用FS511可以把放大的模拟信号转换为数字信号，能够实现0.01℃的检测精度。还可根据实际情况使用不同位数的模数转换器，位数越多，其量化误差就越小，则精度越高。
中央控制模块3用于接收A/D转换模块2输出的数字信号，通过和周围环境探测的数据对比进行差分检测，得到更精确的温度的测量值，再通过对测量值的对比分析，针对不同的分析结果，发出不同的指令。
报警装置4用于接收中央控制模块3发出的指令，并作出相应的动作。例如，当中央控制模块3对比分析出检测区域的温度异常，检测区域的温度突然升高，则中央控制模块3发出报警指令，报警装置4接收到报警指令后，进行报警。
在一些实施例中，温度传感器1还可以包括降噪电路14，降噪电路14与二极管阵列12连接，通过电阻与电容组成的延时电路与原信号经过与门实现对太阳光以及其他光源的干扰。还可以根据具体情况通过调节RC的值，来进一步优化太阳光等其他光源对传感器进行的短暂干扰。从而提高了温度传感器1的检测精度。
在一些实施例中，火灾报警装置还可以设置报警控制模块5，报警控制模块5用于接收中央控制模块3发出的指令，并将报警信息发送给报警装置4。
在一些实施例中，火灾报警装置还可以设置显示模块6，显示模块6用于将中央控制模块3分析的温度信息显示出来，通过观看显示模块6显示的温度信息，便于实时监测周围的温度的变化情况。
在另一方面，本申请实施例还提供了另一种火灾报警装置。需要说明的是，该火灾报警装置与上述的火灾报警装置的区别之处在于，温度传感器1还包括放大电路13。在本实施例中，放大电路13与二极管阵列12连接，A/D转换模块2与温度传感器1的放大电路13连接，当二极管阵列12将红外光转换成温度信号后，放大电路13将温度信号进行放大，放大后经由降噪电路14进行降噪，能够有效滤除温度信号中的噪音干扰，降噪后输出给A/D转换模块2，A/D转换模块2将放大后的温度信号转换成数字信号，A/D转换模块2的转换精度提高，使后续中央控制模块3分析出的温度数据更加准确，从而使中央控制模块3发出的指令更可靠，提高了火灾报警器的可靠性。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。