BOM级拆解：世健红外火焰探测参考方案
2016-11-25
无论什么样的设计，安全是永远的“刚需”。对于建筑工程来说，防火是必须考虑的要素。在一般的民用和商用建筑中，烟雾报警是最常用的手段。但在一些特殊的工业场所，如工业厂房、仓库、隧道等，空间尺度大而又要求更快的火灾报警响应速度，这就需要更为敏锐的感光式火焰探测器了。该类型火焰探测器的原理是：通过专门的传感器，探测火灾初期火焰中含有特殊波长的紫外线和红外线，尽可能在火灾“萌芽期”就触发报警，为工程安全保驾护航。
感光式火焰探测器主要分为紫外和红外两大类，它们各有特点。传统上，紫外火焰探测响应速度快，但作用的距离比红外略近，由于对紫外光敏感，不适用于室外探测；红外作用距离长，但响应速度慢，可用于室内和室外。而随着技术的进步，这样的分界也逐渐模糊起来，比如今天我们拆解的这款由世健国际贸易（上海）有限公司设计的红外火焰探测参考方案，就集快速、长距、高灵敏度等性能于一身，让人刮目相看。
图1：世健红外火焰探测参考方案框图
该方案中，火焰信号经过薄膜热释电红外传感器转换成电压信号，经过运放带通滤波，再由MCU 片内ADC 进行数据采集。
决定红外火焰探测系统性能的首要因素，就是其中的红外传感器。该方案采用了Pyreos公司的薄膜热释电红外火焰传感器，该系列传感器可以提供12mS的响应速度，典型值高达100°的探测视野，以及在8-10Hz的火焰闪烁中出色的信噪比。该传感器中还内置了CMOS运放，进一步增强了探测的稳定性和可靠性。负责该方案的世健公司技术支持部高级经理Xavier Xiong介绍，采用此传感器客户结合自己的特征算法探测的距离可达到65米，远超出国标规定灵敏度的一级25米和二级19米的要求。
与国内目前主流的电压式红外火焰探测传感器不同，Pyreos公司这个系列的传感器采用电流模式，这也是其性能能够突破“极限”的关键——一般电压模式的红外传感器极限探测距离在60米内，而且响应速度在120mS以上。
世健的红外火焰探测方案采用了三重红外（IR3）的架构，系统中的三个红外探测器各司其职：PY0573进行火焰探测，PY0574和PY0575则负责识别来自人体和阳光等外部红外源的干扰，防止误报。
图2：Pyreos公司的薄膜热释电红外传感器具有12mS的响应速度，可达65米的探测距离
当然，要确保方案整体的性能、提升系统测量精度，只有传感器是不够的。世健在配套芯片的选择上也下了一番功夫。从方案的BOM清单中我们可以看到，世健的工程师特意选择了ADI 的超低噪声运放ADA4528-2、超低噪声LDO ADM7160等噪声性能优异的外围元器件，使得传感器的特性最大限度地发挥了出来。
作为一个参考设计，这个方案的主控芯片选用了流行的ARM Cortex-M3架构，这样能方便开发者将自己的算法移植进行移植，给开发者带来更大的灵活度。同时，参考方案中支持丰富的接口，如RS232、RS485，能够满足大多数应用场景的需求。
通过配套的软件，开发者可以观测到方案中不同传感器通道的测试和分析数据，它既可以做Pyreos公司的薄膜热释电红外传感器为评估板，也可以直接作为实际产品的参考设计。这其中世健工程师的匠心和诚意可见一斑。
图3：通过参考方案配套的软件，直观呈现测试和分析数据
关于世健——亚太区领先的元器件授权代理商
世健是完整解决方案的供应商，为亚洲电子厂商包括原设备生产商（OEM）、原设计生产商（ODM）和电子制造服务提供商（EMS）提供优质的元器件、工程设计及供应链管理服务。
世健与供应商及电子厂商紧密协作，为新的科技与趋势作出定位，并帮助客户把这些最先进的科技揉合于他们的产品当中。集团拥有三个研发中心，专业的研发团队不断创造新的解决方案，帮助客户提高成本效益并缩短产品上市时间，世健研发的创新解决方案可应用于工业、无线通信及消费电子等领域。
世健的总部设于新加坡，是新加坡的主板上市公司，拥有超过六百名员工，在亚太区超过二十五个城市设有分公司和办事处，遍及新加坡、马来西亚、泰国、越南、中国、印度、印尼、菲律宾、新西兰及澳大利亚等国家。世健集团在2015年的年营业额接近8亿3千万美元。世健在1993年开始发展中国业务，中国区的总部设于香港，并拥有11个分公司及办事处、2个研发中心及2个物流中心，遍及中国多个城市。
责任编辑：李寿鹏
文章来源于:半导体行业观察 原文链接
本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系，我们将立即进行删除处理。