[發明專利]遙測式免校準火災早期特征氣體探測裝置及在線解調方法

在審

• 申請號: 202110292990.0
• 申請日: 2021-03-18
• 公開（公告）號: CN112782126A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 程躍;袁宏永;周揚;李開遠;欒林;李云飛;毛赫
• 申請（專利權）人: 安徽澤眾安全科技有限公司;清華大學合肥公共安全研究院
• 主分類號: G01N21/49
• 分類號: G01N21/49;G01N21/00
• 代理公司: 合肥市浩智運專利代理事務所(普通合伙) 34124
• 代理人: 鄭浩

一種遙測式免校準火災早期特征氣體探測裝置及其在線解調方法，屬于火災探測技術領域，解決現有吸氣式火災早期氣體探測裝置空間探測范圍小以及傳統遙測式火災早期氣體探測需要定期校準的問題，采用激光散射回波信號以遙測方式進行探測，提高了探測裝置的空間測量范圍，此外，相比采用角反射鏡方式，以散射回波信號方式進行遙測，裝置簡單，且具有更好的機動性和靈活性，通過在裝置中直接插入充有標準濃度待測氣體的參考氣室的方法，來實時、在線解調氣體濃度，解決了儀器需要定期校準的問題，方法采用一次諧波對二次諧波歸一化信號來解調氣體濃度，該方法消除了激光光強、光電探測器的響應和靶標反射系數的變化對測量結果的影響。

技術領域

本發明屬于火災探測技術領域，涉及一種遙測式免校準火災早期特征氣體探測裝置及其在線解調方法。

背景技術

目前，在火災預警探測領域，廣泛應用的火災探測器為典型的點式煙感火災探測器，該探測器由于光學迷宮結構，容易漏報誤報，且檢測靈敏度低、精度低、響應慢、探測范圍小，此外，該探測器需要火災煙氣形成頂棚射流進行接觸式探測報警，而在高大空間中由于熱障效應無法形成火災煙氣的頂棚射流到達煙感火災探測器。

未來火災探測器的發展趨勢是實現早期預警，因此研究和發展早期火災報警技術意義重大，早期火災報警的主要指導思想：一是采用先進技術，提高探測靈敏度，在火災早期階段生成物較少的時候即可探測報警；二是探測火災過程中尚未形成火災時的生成物，如早期火災特征氣體。早期火災報警技術的應用空間將會很大，研究和開發該技術，有利于促進新型火災早期探測技術的進步和發展。

采用氣體檢測方法對火災早期排放的多種特征痕量氣體(CO、CO2和HCN)進行檢測可以起到火災早期預警作用。現有技術中，申請號為CN201610908348.X、公開日期為2017年3月22日的中國發明專利申請《多氣體并行痕量檢測火災預警裝置及方法》，申請號為CN201010214367.5、公開日期為2010年11月24日的中國發明專利申請《三組分火災氣體探測器》，申請號為CN201720136960.X、公開日期為2017年11月3日的中國實用新型專利《一種極早期吸氣式氣體火災探測器》，申請號為CN201620217990.9、公開日期為2017年11月3日的中國實用新型專利《一種集中式火災特征氣體探測裝置》以及申請號為CN201710765198.6、公開日期為2017年11月07日的中國發明專利申請《智能型集中吸入式電纜火災極早期預警裝置及方法》均采用泵吸對火災氣體采樣方式進行測量，上述傳統的吸氣式氣體火災探測裝置為點式接觸測量，存在測量系統復雜，空間測量范圍小，容易漏報，且響應慢。

傳統的氣體檢測技術如半導體式氣體探測器、電化學式、接觸式氣敏傳感器等，它們固有的缺點諸如檢測靈敏度低、精度低、響應慢、穩定性不佳和需要定期校準等，在火災早期預警中，難以滿足對火災早期排放痕量氣體進行快速，高精度監測的要求。

遙測式火災氣體探測具有空間探測范圍大，非接觸式測量，不易漏報，響應快，在火災早期探測領域具有明顯的優勢。如申請號為CN201721298862.2、公開日期為2017年11月3日的中國實用新型專利《一種基于激光遙感測量的火災早期預警系統》具有靈敏度高、可靠性好、抗干擾能力強的特點，但是發明專利的技術方案存在整體結構不緊湊，空間探測距離較短，僅為10m，不滿足高大空間建筑(大于12m)火災探測要求，且長時間測量需要定期校準等問題，無法滿足火災早期預警的實際應用需求。

發明內容

本發明的目的在于如何設計一種遙測式免校準火災早期特征氣體探測裝置及方法，以解決現有吸氣式火災早期氣體探測裝置空間探測范圍小以及傳統遙測式火災早期氣體探測需要定期校準的問題。

本發明是通過以下技術方案解決上述技術問題的：