摘 要 文章介绍了完成消防应急灯具检测所需的检验设备概况，并按国家标准要求对实际设计提出了具体解决方案。
关键词

1 前言

　　随着国民经济的迅猛发展和各类高层建筑越来越多，消防应急灯具的需求也越来越大。为了保障人民生命财产安全、为人员提供疏散照明和疏散指示方向，切实发挥消防应急灯具的作用，杜绝假冒伪劣产品，需要用科学的手段对消防应急灯具进行检测，因而急需适合消防应急灯具质量检测的专用仪器进行质量判定。目前，根据国家标准《消防应急灯具》GB17945-2000，开发的一套适合消防应急灯具质量检测的专用仪器已开发完毕。现对开发过程中遇到的问题及解决方案进行分析。

2 问题

　　消防应急灯具应急电源的基本结构是由充电部分与电池部分构成，其工作原理是当市电正常供电时它处于充电状态，当市电不能正常供电它能自动转换为由自带的电池供电。消防灯具的基本结构与基本功能决定了检测的方向，其一是本身自带电池的质量；其二是控制电路控制转换的能力。根据国家标准《消防应急灯具》GB17945-2000设计的检测仪器解决了以下几个问题：

（1）主电与备用电源的转换时间的测量。消防应急灯具的应急灯转换时间应小于等于5s；高危险区域使用的消防应急灯具的应急转换时间应小于等于250ms。

（2）备用电源连续工作时间的测量。消防应急灯具的应急工作时间应大于等于90min,且不小于灯具本身标称的应急工作时间。

（3）连续多次主电－应急－主电工作状态循环的测量。消防应急灯具应能连续完成50次“主电状态1min→应急状态20s→主电状态1min”的工作状态循环。

（4）连续多次完全充电－放电中止－完全放电状态循环的测量。消防应急灯具应完成10次“完全充电→放电中止→完全放电”循环的充电、放电过程。末次放电时间应不低于首次放电时间的85%。
　　另外，GB17945-2000标准还规定了许多其它检验项目，如绝缘、亮度、温度等，这些检测项目所需的专用仪器在市场均可以购买到。

3 解决方案

为了集中解决上述问题，我们设计了一台专用测量设备，设备结构如图1所示。

3.1 应急电源工作状态控制的设计

　　通过分析要解决的问题发现，测量、控制应急电源的相应时间很关键，首先要解决时间测量的启动信号与停止信号，根据应急电源的工作特点选择的方案如图2所示。
控制开关的作用就是用来实现控制应急电源的工作状态。应急电源的工作状态有充电状态（主电工作状态）和应急状态（备用电池放电状态）。控制开关采用双向晶闸管，这样控制方便且属于无触点开关。当双向晶闸管导通时，应急电源处于充电状态，而截止时，应急电源处于放电状态。
图3为控制开关的电路图，是典型的晶闸管电子无触点开关。应急电压的测量信号来源于应急电源的应急输出。根据测量的实际需要，该部分主要由电压比较器构成，输出为数字电压信号。

图4为实现主电与自备电源的转换时间测量时的工作波形。

3.2 时间记录器的设计

　　通过分析要解决的问题发现，时间记录显示是很关键的部件。该时间记录显示器既要记录显示毫秒级时间又要记录显示小时级时间。为了节省设备又要兼顾精度，我们采取通过改变计数器输入信号频率的设计方案实现不同时间数量级的测量。设计数器的输入信号周期为T，计数器显示的数据为N，则记录的时间为t=NT；当T=10-4s时，计数器显示的就是t=0.1×Nms；当T=10-1s时，计数器显示的就是t=0.1×Ns。

　　图5是完成上述功能的核心电路。它由共阴极数工作码管与4511（BCD-锁存/7段译码/驱动器）构成，锁存采用上升沿控制。十进制计数器由5片4518（二-十进制同步加计数器）构成5级串行十进制计数器。在做主电与自备电源的转换时间的测量时计数脉冲周期为10-4s，最大测量显示9999.9ms，最小测量显示0.1ms；在做自备电源连续工作时间的测量时计数脉冲周期为10-1min。

计时开始通过计数开始端的下降沿信号实现；定时结束通过计数结束端的上升沿信号实现。

3.3 应急电压测量电路的设计

　　图6是检测的对象为应急灯在应急情况下输出电压的情况，按GB17945-2000的规定：应急灯在应急状态电池放电最低不得低于电池额定电压的80%。将比较器的基准电压设定为电池额定电压的80%，当放电电压低于该值时比较器翻转通知控制器。图中输入端的整流桥的作用是取消输入端信号极性限制；比较器输出端二极管的作用是消除负电压，满足与非门输入信号的要求。

3.4 其它部分的设计

　　数据保存与输出器是由半导体存储器与打印机构成，用以完成整个信息的存储记录与打印输出。
智能控制中心是由单片机系统构成，它完成整个系统的控制。它的核心由两片单片机构成，一片为主机，一片为辅机，辅机通过终端与主机进行通信联系。采用双机结构可省略许多接口设计，且可通过软件的设计实现灵活的控制。

4 结束语
　
　　消防应急灯具是消防设备的一个组成部分，它的质量关系着人们的生命安全，保证其质量至关重要。该专用检测仪器经过试用显示，具备符合设计要求、标准要求、检测需要、达到精度指标、操作简单方便等特点。

参考文献
1 王长英.陈良欣.石油化工静电防火与防爆.天津科学技术出版社，1996；8
2 郑瑞文.《危险品防火》化学工业出版社2004年1月
3 现代石油防火防爆技术（储存与输运部分）.黑龙江科学出版社,1995年
4 单片机实用技术问答.人民邮电出版社，2003；2