[發明專利]基于紅外距離檢測的全自動消防水炮的火焰檢測裝置

在審

• 申請號: 201610706975.5
• 申請日: 2016-08-23
• 公開（公告）號: CN107764410A
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發明（設計）人: 王超塵;何莉君;楊濱華;鄒衛軍;張展鵬
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G01J5/10
• 分類號: G01J5/10;A62C37/08
• 代理公司: 南京理工大學專利中心32203
• 代理人: 陳鵬,朱顯國

技術領域

本發明涉及自動消防水炮滅火領域，特別是一種基于紅外距離檢測的全自動消防水炮的火焰檢測裝置。

背景技術

火災探測裝置是自動消防炮滅火系統中主要的觸發設備和定位設備，在目前的自動消防水炮控制系統中，火焰消防檢測技術已經得到廣泛應用，并得到了非常快速的發展。隨著人們物質生活水平的不斷提高，大型的室內公共場所日益增多，其消防安全問題也逐漸進入人們的視野。

傳統的自動消防噴頭滅火系統的火焰定向檢測裝置通常是將溫度和煙霧傳感器等設備安裝在噴頭外部，感煙探測器是以燃燒產生的煙霧作為檢測對象的火災探測裝置，感煙探測器只有煙霧達到一定的濃度之后，感煙探測器才能對火災做出感應，特別當空間場所比較大的時候，由于煙霧擴散后濃度降低，煙霧傳感器的響應時間大大延長。感溫探測器是對溫度參數敏感的探測裝置，它利用熱敏元件在溫度的作用下發生物理變化而發出報警信號。感溫探測器適宜安裝在起火后產生煙霧較小的場所。

隨著科學技術的發展，視覺技術開始應用到在火災探測領域，機器視覺檢測系統采用CCD照相機將被檢測的目標轉換成圖像信號，傳送給專用的圖像處理系統，根據像素分布和亮度、顏色等信息，轉變成數字化信號。利用視覺技術檢測火焰信號，抽取火焰信號的特征比較多，由于射流落點比較分散，視覺技術也很難檢測射流的落點。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于紅外距離檢測的全自動消防水炮的火焰檢測裝置。

實現本發明目的的技術方案為：一種基于紅外距離檢測的全自動消防水炮的火焰檢測裝置，包括熱釋電紅外傳感器、透鏡、夾縫、模擬信號處理模塊和數字信號處理模塊；熱釋電紅外傳感器設置在透鏡焦距位置，夾縫設置在透鏡正前方；

所述夾縫用于擴大透鏡視角；

所述透鏡用于對火焰光信號進行聚焦放大；

熱釋電紅外傳感器用于將火焰光信號轉換成電壓信號；

所述模擬信號處理模塊用于對電壓信號進行放大和模擬濾波，得到模擬信號；

所述數字信號處理模塊用于對模擬信號進行采樣、數字濾波和快速傅里葉變換，判斷有無火焰。

本發明與現有技術相比，其顯著效果為：(1)本發明為提高探測器的探測距離及靈敏度，選用熱釋電紅外傳感器，并加入相應的傳感器增強組件，保證檢測到的信號連續，并對信號具有放大作用；(2)本發明為實現探測裝置增強探測器的水平和垂直探測視角，加入夾縫裝置，完成全方位定向火焰檢測；(3)本發明根據火焰探測裝置特征提取難度大容易受到外界信號干擾等特點，提出了以DSP處理器作為核心構建信號處理平臺，信號先通過預處理電路隔直，模擬濾波，放大處理之后通過數字信號處理系統，采用IIR數字濾波器濾除干擾信號，再進行FFT運算，將信號由時域轉換到頻域，計算出信號在各個頻段的能量值，通過對火焰信號的時域與頻域進行分析，實現對火焰信號的準確判斷。

附圖說明

圖1是本發明基于紅外距離檢測的大空間全自動消防水炮火焰檢測裝置總體設計框圖。

圖2是火焰信號光學放大示意圖。

圖3是視場角與焦距關系示意圖。

圖4是利用夾縫調整視角示意圖。

具體實施方式

結合圖1，本發明的一種基于紅外距離檢測的全自動消防水炮的火焰檢測裝置，包括熱釋電紅外傳感器、透鏡、夾縫、模擬信號處理模塊和數字信號處理模塊；熱釋電紅外傳感器設置在透鏡焦距位置，夾縫設置在透鏡正前方；

所述夾縫用于擴大透鏡視角；

所述透鏡用于對火焰光信號進行聚焦放大；

熱釋電紅外傳感器用于將火焰光信號轉換成電壓信號；

所述模擬信號處理模塊用于對電壓信號進行放大和模擬濾波，得到模擬信號；

所述數字信號處理模塊用于對模擬信號進行采樣、數字濾波和快速傅里葉變換，判斷有無火焰。

進一步的，透鏡的材料為硅。

進一步的，夾縫寬度為3mm～5mm。

進一步的，模擬信號處理模塊包括電源電路、運放電源偏置電路和濾波放大電路；所述電源電路用于為模擬信號處理模塊供電，所述運放電源偏置電路用于對接收的電壓信號進行放大，濾波放大電路用于對放大后電壓信號進行模擬濾波，得到模擬信號。

進一步的，所述電源電路為DC-DC電源模塊，輸入電壓為24VDC，輸出電壓3.3VDC。

下面結合具體實施例對本發明作進一步說明。

實施例