基于C8051F120的紫外型火焰探测器设计

130 引言火灾的燃烧过程从刚开始的热量聚集，烟雾产生，到后期的火焰，是一个复杂的过程，在这个过程当中可以使用多种手段去监测，对应产品有温感、烟感、火焰探测器。

火灾探测就是将火灾中出现的不同阶段的不同现象，如图1所示，利用传感器元器件进行感受，转化成可以处理的数据，从而告知人类危险即将发生。

应用场景主要有航天工业、化学工业、公路隧道、弹药仓库、油漆工厂、石油石化、制药厂、发电厂、仓库等易燃易爆场所。

1 火焰探测器原理及分类1.1 火焰探测器的分类根据现在国家的消防规定和探测器的原理，火焰探测器分为紫外型火焰探测器、红外型火焰探测器、感烟型火焰探测器、图像型火焰探测器。

本章主要阐述前两种的原理设计及实现方案。

1.2 紫外原理当燃烧物质燃烧时，会发出紫外光及红外[收稿日期] 2020-07-28[作者简介]张绪文（1983— ），男，毕业于河南科技大学，工程师，主要负责项目研发及市场渠道销售工作。

基于紫外红外原理的火焰探测器的设计实现及FD10系列火焰探测器产品张绪文，王海东，李 宏(汉威科技集团股份有限公司，河南 郑州 450001)[关键词]红外传感器；热释电；火焰探测器；FD10系列火焰探测器[摘 要]提出了基于红外原理的火焰探测器的设计方案，并落地实施，采用高性能32位单片机作为主控芯片和热释电传感器，作为采集火焰信号的核心元器件，利用放大电路，构成数据采集，数据处理的系统。

与气体探测器产品搭配使用，组成气体、火灾应急管理监控系统，为企业和员工的生命和财产安全保驾护航。

[中图分类号] TP273 [文献标识码] A [文章编号]1004-9118(2021)01-0013-04DOI ：10.14023/ki.dqfb.2021.01.003Design and Implementation of Flame Detector Based on UV-IR Principle and FD10 SeriesFlame Detector ProductsZhang Xuwen, Wang Haidong, Li Hong(Hanwei Electronics Group Corporation, Zhengzhou 450001, Henan)Key words: infrared sensor; pyroelectric; flame detector; FD10 series flame detectorAbstract: The design scheme of flame detector based on infrared principle is put forward and implemented on the ground. High performance 32-bit single chip microcomputer is used as the main control chip and pyroelectric sensor, as the core component of flame signal acquisition, and the amplification circuit is used to form a data acquisition and data processing system. It is used together with gas detector products to form gas and fire emergency management and monitoring system to protect the life and property of employees and enterprises.光，采用高性能紫外传感器，探测波长在185-260 nm之间。

基于51单片机的紫外线火灾报警系统系所：专业：班级：姓名：学号：2013年03月20日摘要我国70年代火灾平均损失不到2.5亿元，80年代火灾平均损失不到3.2亿元。

但是到了90年代以后，火灾造成的直接财产损失上升到年均十几亿元，平均死亡2000多人，这些数据表明，随着时间的推移，消防工作的重要性就日益突出。

本文简要的介绍了如何利用单片机和紫外线传感器判断当地是否发生火灾。

由于火焰会发出紫外线，我们可以利用紫外线传感器检测紫外线强度，利用ADC0809模数转换芯片将紫外线的强度转换为数字信号，单片机通过判断这些数字信号的大小从而判断是否有火灾发生。

将结果显示在LCD1602上面，同时如果有火灾的发生，报警电路自动报警。

关键词单片机；紫外线传感器；ADC0809；LCD1602Abstract：China fire loss less than 250 million yuan on average, in the 70 s, 80 s fire loss less than 320 million yuan on average. But in the 90 s, the fire caused by the annual direct property losses up to billions of yuan, the average death more than 2000 people, these data suggest that as time goes on, the importance of the fire control work is increasingly outstanding. This paper briefly introduces how to utilize the single-chip microcomputer and ultraviolet light sensor to determine whether a local fire. Due to flame emits ultraviolet light, ultraviolet intensity, we can use uv sensor using ADC0809 analog-to-digital conversion chip converts ultraviolet intensity to a digital signal, single-chip microcomputer by judging the size of these digital signals to judge whether there is a fire. Will result in the LCD1602 shown above, if there is a fire happening at the same time, the alarm circuit automatic alarm.Keywords: MCU; ultraviolet rays；ADC0809；LCD1602目录引言 (5)第一章概述 (5)1.1 课题背景与研究意义 (6)1.2 系统设计要求 (2)1.3 系统设计方案 (2)1.4 系统的主要组成 (3)1.4.1系统的基本结构 (3)1.4.2系统的工作原理 (4)第二章系统硬件设计 (5)2.1 系统元器件选型及参数介绍 (5)2.1.1系统单片机选型 (5)2.1.2系统紫外线传感器选型 (7)2.1.3系统AD转换芯片选择 (8)2.1.4 系统显示器的选择 (8)2.2 系统硬件电路设计 (9)2.2.1系统电源电路设计 (9)2.2.2复位电路.................................... 错误！未定义书签。

基于C8051F120的红外监控报警系统的设计曹学飞;李雪梅;朱云雷【期刊名称】《微型机与应用》【年(卷),期】2014(000)001【摘要】基于单片机硬件系统以及 Keil C 软件开发平台，设计并实现了应用于家庭用户的小型监控报警系统。

该系统通过红外传感器探测到入侵者，驱动蜂鸣器报警并产生相应信号通过串口线传送至 PC 控制端，控制端启动摄像头及时抓拍现场图片并保存。

%A small monitoring system applied to home users is designed based on MCU and Keil C development platform. When the infrared sensors detects an intruder, the system drives buzzer alarming, generates a corresponding signal which is transmitted to the PC control terminal via the serial line and starts the camera to capture the scene pictures and save.【总页数】2页(P87-88)【作者】曹学飞;李雪梅;朱云雷【作者单位】山西大学工程学院，山西太原 030013;山西大学工程学院，山西太原 030013;山西大学工程学院，山西太原 030013【正文语种】中文【中图分类】TP393【相关文献】1.基于APP平台的电力一次设备远程智能红外监控报警系统设计 [J], 赵权;方成栋;2.基于热释电红外传感器的无线监控报警系统设计 [J], 张敏3.基于热释电红外传感器的无线监控报警系统设计 [J], 张敏4.基于C8051F120的红外光通信装置设计 [J], 陈雨5.基于C8051F120的可燃气体无线报警系统设计 [J], 包立;王晓荣;程明霄因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于C8051F120的红外光通信装置设计陈雨【摘要】基于红外光通信的基本原理，设计了一种利用C8051F120单片机、红外发光管和接收管器件的红外光通信装置。

测试表明，该装置可以实现定向传输语音信号的功能，传输距离达2 m，且可利用中继提升该装置的传输性能。

%Based on fundamental principle of infrared communication,an infrared communication device was designed,in which C8051F120 microcomputer,infrared luminotron and receiving tube were adopted. Test results show that the device can re⁃alize the function of voice signal directional transmission,and transmission distance is 2 m. The transmission performance of the device can be improved by relay device.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2015(000)013【总页数】4页(P33-35,38)【关键词】红外线通信;设计方法;C8051F120单片机;红外接收管【作者】陈雨【作者单位】上海大学通信与信息工程学院，上海 200444【正文语种】中文【中图分类】TN974-34红外线通信是利用红外线来传输信号的通信方式，它具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点，在彩电、音响、空调、玩具及其他小型电器装置上得到了广泛的应用。

在工业设备中，采用红外线通信技术，可在超/特高压、辐射、有毒气体、粉尘等恶劣环境下可靠通信，并能有效地隔离电气干扰[1]。

本文设计了一种利用单片机、红外发光管和接收管器件实现定向传输语音信号功能的新装置，其传输距离为2 m。

基于紫红外传感器的火焰探测系统设计与实现李文斌;张卓;范赐恩;陈迎;吴敏渊【摘要】针对传统的感烟、感温、感光型火焰探测器的误报率高,响应时间长的特点,研制了一种联合使用紫外和红外传感器的火焰探测系统.该系统利用紫外传感器探测火焰辐射出的处在日盲区波段的紫外光谱,同时使用红外传感器探测火焰辐射出的4.4 μm波段的红外光谱,并结合快速傅里叶变换(FFT)提取火焰闪烁频率的方法来识别火焰.实验表明,该方法有效地降低系统误报率和漏报率,响应时间小于1 s,探测距离达到5 m,对于粮仓、易燃物品存放地的消防应用有着重要的意义.【期刊名称】《仪表技术与传感器》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】4页(P56-59)【关键词】紫外传感器;红外传感器;火焰探测;快速傅里叶变换;闪烁频率;消防应用【作者】李文斌;张卓;范赐恩;陈迎;吴敏渊【作者单位】武汉大学电子信息学院,湖北武汉430070;上海航天电子通讯设备研究所,上海201100;武汉大学电子信息学院,湖北武汉430070;武汉大学电子信息学院,湖北武汉430070;武汉大学电子信息学院,湖北武汉430070【正文语种】中文【中图分类】TP277粮仓、易燃物品存放地等场所往往易于发生火灾，严重危害人们的生命和财产安全，所以对该类场所的安防工作极其重要。

传统火灾探测器主要是感烟、感温、感光型探测器[1-2]。

感烟、感温型探测器虽然漏报率很低，但是易受环境湿气、温度等因素的影响。

感光型主要有两种：紫外探测器和红外探测器。

传统的感光性火焰探测器有单紫外，单红外，双红外和三红外探测器。

紫外探测器响应快速，对人和高温物体不敏感，但有本底噪声存在，且易受雷电、电弧等影响，红外探测器易受高温物体、人、日光等影响[3]，所以单紫外，单红外探测易发生误报现象。

双波段红外和三波段红外探测器响应时间长，背景复杂情况下难以区分火焰和背景，误报率较高。

紫红外探测器结合了紫外传感器和红外传感器优势，互补不足，可以快速识别火焰，并且准确率高。

第39卷第5期电力系统保护与控制Vol.39 No.5 2011年3月1日Power System Protection and Control Mar.1, 2011 基于紫外检测的开关柜电弧在线检测装置汪金刚1，林 伟2，王 志3，李 健3，何 为1，王 平1（1.重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室，重庆 400044；2.重庆电力科学试验研究院，重庆 401123；3.重庆电力公司北碚供电局，重庆 400700）摘要：研制了一种基于紫外法的开关柜电弧在线检测装置，该装置通过检测柜中电弧中的“日盲”区紫外光，达到对电弧的准确识别，且具有动作时间快、灵敏度高、抗干扰能力强等优点。

研究了紫外光功率法的测量原理，给出了系统硬件各部分的组成以及原理，在此基础之上，研究了系统的软件程序设计。

该检测装置可单独用于开关柜，也可为各种继电保护设备提供接口，提高了开关柜的技术水平和安全指数。

进行了空气间隙放电试验，证明了该装置能够准确检测气体放电的紫外辐射功率，更准确地检测到放电电弧。

装置可应用于开关柜电弧检测，能够有效地防止由电弧引起的意外事故的发生。

关键词：紫外法；电弧；紫外光功率法；开关柜；在线检测Online detecting device for switchgear arc based on ultraviolet detectionWANG Jin-gang1，LIN Wei2，WANG Zhi3，LI Jian3，HE Wei1，WANG Ping1（1. State Key Laboratory of Power Transmission Equipment & System Security and New Technology，Chongqing University，Chongqing 400044，China；2. Chongqing Electric Power Research Institute，Chongqing 401123，China；3. Chongqing Beibei Electric Power Bureau，Chongqing 400700，China）Abstract：An online detecting device for switchgear arc based on ultraviolet method is developed. The device can achieve an accurate identification of arc by detecting the ultraviolet light in the “solar-blind” area of the cabinet and has many advantages such as fast，action high sensitivity and strong anti，-interference ability, etc The measuring principle of ultraviolet．-power method is developed, the composition and the principle of the system hardware are presented and the software program design of the system is developed on，this basis The detection device can be used in the switchgear individually and also can provide interfaces for various relay protection ．，equipment to improve the technical level and the safety index of the switchgear The air．-gap discharge test is carried out and it proves that the device can accurately detect the ultraviolet radiation power of the air discharge and more accurately detect the discharge，arc The device． can be used in the arc detection of the switchgear and it can effectively prevent accidents caused by arc，．Key words：UV method；electric arc；UV optical power method；switchgear；online detecting中图分类号： TM591 文献标识码：A 文章编号： 1674-3415(2011)05-0128-060 引言近年来，由于电弧短路故障引起的开关柜设备被严重烧毁，有的甚至发展成“火烧连营”的重大设备事故经常发生；而主变压器由于遭受外部短路电流冲击损坏的事故也逐年增加，这些配网事故处理不当甚至被扩大发展为输电网事故，造成重大的经济损失，已引起电力部门及业内专业人士的广泛关注。

紫外火焰探测器的设计【摘要】利用火焰发出的紫外线对火焰信号进行检测的原理，讨论了紫外型火焰探测器的电路组成，分析了各部分电路的工作过程。

该火焰探测器具有广泛的应用前景。

【关键词】紫外线火焰探测器脉冲驱动在油气生产领域，极易发生火灾，因此必须对火焰的发生进行有效检测，及时提供报警信息以保证安全生产。

由于各种燃料燃烧时的火焰所发出的紫外线都很强，且火焰如果熄灭，紫外线随即消失。

因此利用检测紫外线来检测火焰的方法可靠性较高，而且不受可见光和红外线的影响。

为此，作者利用紫外线传感器研制了紫外型火焰探测器。

1 火焰紫外线的检测原理紫外线传感器对紫外线进行响应的波段在185～260nm狭窄范围内，而对超出该频谱范围的光线不敏感，利用它可以对火焰中的紫外线进行检测。

它是一个封闭且能透过紫外线的玻璃管，管内充满了一种特殊的气体。

玻璃管内部有一对由金属引线引出的电极——阳极和光电阴极，其中光电阴极由只对紫外线敏感的金属材料制成，在紫外线照射下发射光电子。

2 探测器的电路组成和工作原理探测器的电路组成分成两大部分：驱动电路、信号处理与控制电路。

2.1 驱动电路传感器一旦开始放电，就会处于一种自保持放电方式，即使紫外线消失，仍有放电电流存在，这样就不能正确地检测紫外线。

因为传感器本身没有自动抑制火花的特性，必须从外部加入灭弧电路。

采用周期性地减小阳极电压，使其低于VS的方法可以防止放电电流的自保持。

紫外线传感器需要外加350V的高电压进行驱动，而探测器的外供电源一般是直流低压电源或干电池，因此需进行DC/AC/DC的转换，以获得传感器所需要的高电压。

图1示出了由电阻R1和电容C1组成的脉冲驱动电路的工作波形。

在b点：当有紫外线射来时会产生一次放电，充电电容C1提供放电电流，电阻R2产生瞬时电流，得到一个尖脉冲电压输出。

在c点：由于提供放电电流，电容C1上的电量减少，则阳极电位也随之降低，当电位低于放电维持电压VS时，就暂时停止放电。

专利名称：一种整体式智能紫外火焰检测器专利类型：实用新型专利
发明人：游述怀,周海明
申请号：CN201520542404.3
申请日：20150724
公开号：CN204923063U
公开日：
20151230
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型涉及一种整体式智能紫外火焰检测器，包括紫外传感器，与紫外传感器相连接的信号处理电路板，所述的信号处理电路板包括电源电路，中心处理器，与中心处理器相连接的紫外传感器检测电路、键盘电路、通讯电路、信号输出电路、显示电路，所述的紫外传感器检测电路与紫外传感器相连接。

本实用新型采用对火焰紫外线非常敏感的紫外光敏管R2868，新型、低功耗、稳定型单片机IAP12C5A60ADS2微处理器，具有集成度高、处理速度快、抗干扰能力强、集成化程度高的优点；采用整体化结构设计，消除了电气噪音干扰，能实现远程信号无损耗传送；智能处理技术，使用简单可靠。

申请人：岳阳钟鼎热工电磁科技有限公司
地址：414000 湖南省岳阳市城陵矶临港产业新区永济路
国籍：CN
代理机构：岳阳市科明专利事务所
更多信息请下载全文后查看。