危险品货位火灾监测方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及仓库货位管理技术领域，公开一种危险品货位火灾监测方法及系统，以基于光纤的拉曼散射实现对危险品货位火灾的精密监测。本发明专利技术方法包括：将同一测温环上的各采样点置于外部温度相同的定标环境下求解测温环的补偿参数；然后在实际检测环境下，采集同一所述测温环上各采样点的斯托克斯光与反斯托克斯光功率数据；根据所述斯托克斯光与反斯托克斯光功率数据计算各所述采样点的测量温度；根据各所述采样点的测量温度拟合距离‑温度曲线，根据拟合的距离‑温度曲线得到所述测温环长度范围内的最大温度值；根据定标所确定的所述补偿参数对当前拟合的最大温度值进行补偿得到与所述测温环相对应货位的实际温度。

Fire monitoring method and system for dangerous goods location

The invention relates to the technical field of warehouse cargo location management, and discloses a method and system for dangerous cargo location fire monitoring, which realizes precise monitoring of dangerous cargo location fire by Raman scattering based on optical fiber. The method of the invention includes: putting each sampling point on the same temperature measuring ring in the same external temperature calibration environment to solve the compensation parameters of the temperature measuring ring; then collecting the Stokes light and anti-Stokes light power data of each sampling point on the same temperature measuring ring in the actual detection environment; and according to the Stokes light and anti-Stokes light Stokes optical power data calculates the measured temperature of each sampling point; according to the measured temperature fitting distance temperature curve of each sampling point, the maximum temperature value within the length range of the temperature measuring ring is obtained according to the fitting distance temperature curve; according to the compensation parameter determined by the calibration, the maximum temperature of the current fitting is obtained. The temperature value is compensated to obtain the actual temperature corresponding to the cargo location with the temperature measuring ring.

【技术实现步骤摘要】
危险品货位火灾监测方法及系统
本专利技术涉及仓库货位管理
，尤其涉及一种危险品货位火灾监测方法及系统。
技术介绍
伴随经济的不断发展，为了能最大限度提高空间利用率，越来越多的企业选择使用立体仓库来存放其货品。立体仓库又称高层货架仓库、自动存取系统仓库等，仓库采用多层货架，采用自动化物料搬运设备进行货物的入库出库作业，系统结构呈现高度的机械化、自动化。由于立体仓库内货物容纳多，仓库的单位面积火灾载荷普遍偏高，且危险化学品由于其具有的毒性、易燃性、腐蚀性等物理特点，在发生事故后会造成更为巨大的损失。而不同危化品在出现失火情况时的灭火方式也有不同要求，为保证安全生产，针对危化品的立体仓库在货物分类放置的同时对温度监管及高温点定位有着更高的要求。目前的点式测温型探测器仅能获取采样点附近的信息，要实现整体监管需要进行繁琐的监控点布网设计，另有针对立库整体监控所设计的图像型火灾探测器，但其运行易被粉尘干扰，且仅靠监测火焰来进行报警存在一定滞后性。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于公开一种危险品货位火灾监测方法及系统，以基于光纤的拉曼散射实现对危险品货位火灾的精密监测。为实现上述目的，本专利技术公开一种危险品货位火灾监测方法，包括：将同一测温环上的各采样点置于外部温度相同的定标环境下，采集同一测温环上各采样点的斯托克斯光与反斯托克斯光功率数据；根据所述斯托克斯光与反斯托克斯光功率数据计算各所述采样点的测量温度；根据各所述采样点的测量温度拟合距离-温度曲线，根据拟合的距离-温度曲线得到所述测温环长度范围内的最大温度值；根据所述最大温度值与外部定标实际温度的误差确定所述测温环的补偿参数；在实际检测环境下，采集同一所述测温环上各采样点的斯托克斯光与反斯托克斯光功率数据；根据所述斯托克斯光与反斯托克斯光功率数据计算各所述采样点的测量温度；根据各所述采样点的测量温度拟合距离-温度曲线，根据拟合的距离-温度曲线得到所述测温环长度范围内的最大温度值；根据定标所确定的所述补偿参数对当前拟合的最大温度值进行补偿得到与所述测温环相对应货位的实际温度。为实现上述目的，本专利技术还公开一种危险品货位火灾监测系统，其特征在于，包括：第一子系统，用于将同一测温环上的各采样点置于外部温度相同的定标环境下，采集同一测温环上各采样点的斯托克斯光与反斯托克斯光功率数据；根据所述斯托克斯光与反斯托克斯光功率数据计算各所述采样点的测量温度；根据各所述采样点的测量温度拟合距离-温度曲线，根据拟合的距离-温度曲线得到所述测温环长度范围内的最大温度值；根据所述最大温度值与外部定标实际温度的误差确定所述测温环的补偿参数；第二子系统，用于在实际检测环境下，采集同一所述测温环上各采样点的斯托克斯光与反斯托克斯光功率数据；根据所述斯托克斯光与反斯托克斯光功率数据计算各所述采样点的测量温度；根据各所述采样点的测量温度拟合距离-温度曲线，根据拟合的距离-温度曲线得到所述测温环长度范围内的最大温度值；根据定标所确定的所述补偿参数对当前拟合的最大温度值进行补偿得到与所述测温环相对应货位的实际温度。本专利技术公开的危险品货位火灾监测方法及系统，采集多模光纤后向反射的斯托克斯光及反斯托克斯光二者的光功率，实现对光纤上各测温段的温度数据采集。在测温环监测区域出现高温点时，对测温环的采集数据采用拟合算法和误差补偿算法，保证高温监测点测温结果的准确度。可在出现高温情况后快速响应，并及时显示问题货位。具有良好的经济效益及社会效益。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术所公开的危险品货位火灾监测方法流程图；图2为本专利技术所公开的一种危险品货位火灾定位数据采集系统框图；图3为本专利技术所公开的测温环温度凸起段拟合曲线示意图。具体实施方式为了使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面将结合附图对本专利技术作进一步的详细介绍。实施例1本实施例公开一种危险品货位火灾监测方法，如图1所示，包括：步骤S1、将同一测温环上的各采样点置于外部温度相同的定标环境下，采集同一测温环上各采样点的斯托克斯光与反斯托克斯光功率数据；根据所述斯托克斯光与反斯托克斯光功率数据计算各所述采样点的测量温度；根据各所述采样点的测量温度拟合距离-温度曲线，根据拟合的距离-温度曲线得到所述测温环长度范围内的最大温度值；根据所述最大温度值与外部定标实际温度的误差确定所述测温环的补偿参数。步骤S2、在实际检测环境下，采集同一所述测温环上各采样点的斯托克斯光与反斯托克斯光功率数据；根据所述斯托克斯光与反斯托克斯光功率数据计算各所述采样点的测量温度；根据各所述采样点的测量温度拟合距离-温度曲线，根据拟合的距离-温度曲线得到所述测温环长度范围内的最大温度值；根据定标所确定的所述补偿参数对当前拟合的最大温度值进行补偿得到与所述测温环相对应货位的实际温度。本实施例中，在光纤温度T0下，反斯托克斯光与斯托克斯光的信号比值R(T0)为：其中，h为普朗克常数，k为波尔兹曼常数，Δv为拉曼频移，Pas，Ps分别为反斯托克斯光及斯托克斯光的功率，K1为与反斯托克斯散射和斯托克斯散射有关的系数，αas、αs分别为反斯托克斯光、斯托克斯光在光纤中的衰减系数，L为采样点所对应的光纤长度；将光纤上每个采样点的R(T)与参照点R(T0)作除法，便能消去式(1)中的光纤衰减及常数项，整理后可得根据所述斯托克斯光与反斯托克斯光功率数据所计算的各所述采样点的测量温度T：其中，所述参照点取自矫正光纤，所述矫正光纤位于测温光纤中第一个测温环与光纤信息采集部分的光耦合器之间，且所述矫正光纤连接有热电偶以测定所述参照点的光纤温度T0。较佳的，在拟合时，上述测温环的距离-温度曲线近似为满足模型y＝aexp(-(((x-b)/c)2)的高斯函数，并采用最小二乘法对模型参数a、b、c进行求解，与之相对应的，各测温环的长度覆盖所述光纤信息采集部分的至少3个采样点。本实施例中，经过大量的实验验证，拟合的最大温度值Tm与实际温度Tr满足如下公式：可选的，测温环上各采样点距离光源的距离通过集成OTDR功能的光纤信息采集部分确定。可选的，如图2所示，本实施例还公开一种危险品货位火灾定位数据采集系统，包括光纤信息采集部分及测温光纤；光纤信息采集部分又包括(可选用中心波长为1550nm)高速脉冲光源1、光耦合器2、分光器3及以双通道分别获取斯托克斯光与反斯托克斯光功率数据的采集单元4，光耦合器分别与该测温光纤、高速脉冲光源及分光器连接，且分光器还与该采集单元连接。该光纤信息采集部分为现有的常规设计，必要时，在数据采集前还可进一步对分离出的斯托克斯光与反斯托克斯光进行滤波和放大处理。该采集单元的数据输出端可与电脑连接，以供该电脑基于拉曼散射对基于本实施例中的相关数据处理方法对危险品货位进行火灾监测及定位。进一步的，该电脑集成有在保存测温数据后实现数据远传的GPRS模块，处理后的数据可上传至服务器，实现及时、连续和长期监控，并可配合自动消防设施保证仓储安全，具有良好的经济效益及社会效益。其中，优选地，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种危险品货位火灾监测方法，其特征在于，包括：将同一测温环上的各采样点置于外部温度相同的定标环境下，采集同一测温环上各采样点的斯托克斯光与反斯托克斯光功率数据；根据所述斯托克斯光与反斯托克斯光功率数据计算各所述采样点的测量温度；根据各所述采样点的测量温度拟合距离‑温度曲线，根据拟合的距离‑温度曲线得到所述测温环长度范围内的最大温度值；根据所述最大温度值与外部定标实际温度的误差确定所述测温环的补偿参数；在实际检测环境下，采集同一所述测温环上各采样点的斯托克斯光与反斯托克斯光功率数据；根据所述斯托克斯光与反斯托克斯光功率数据计算各所述采样点的测量温度；根据各所述采样点的测量温度拟合距离‑温度曲线，根据拟合的距离‑温度曲线得到所述测温环长度范围内的最大温度值；根据定标所确定的所述补偿参数对当前拟合的最大温度值进行补偿得到与所述测温环相对应货位的实际温度。

【技术特征摘要】
1.一种危险品货位火灾监测方法，其特征在于，包括：将同一测温环上的各采样点置于外部温度相同的定标环境下，采集同一测温环上各采样点的斯托克斯光与反斯托克斯光功率数据；根据所述斯托克斯光与反斯托克斯光功率数据计算各所述采样点的测量温度；根据各所述采样点的测量温度拟合距离-温度曲线，根据拟合的距离-温度曲线得到所述测温环长度范围内的最大温度值；根据所述最大温度值与外部定标实际温度的误差确定所述测温环的补偿参数；在实际检测环境下，采集同一所述测温环上各采样点的斯托克斯光与反斯托克斯光功率数据；根据所述斯托克斯光与反斯托克斯光功率数据计算各所述采样点的测量温度；根据各所述采样点的测量温度拟合距离-温度曲线，根据拟合的距离-温度曲线得到所述测温环长度范围内的最大温度值；根据定标所确定的所述补偿参数对当前拟合的最大温度值进行补偿得到与所述测温环相对应货位的实际温度。2.根据权利要求1所述的危险品货位火灾监测方法，其特征在于，在光纤温度T0下，反斯托克斯光与斯托克斯光的信号比值R(T0)为其中，h为普朗克常数，k为波尔兹曼常数，Δv为拉曼频移，Pas，Ps分别为反斯托克斯光及斯托克斯光的功率，K1为与反斯托克斯散射和斯托克斯散射有关的系数，αas、αs分别为反斯托克斯光、斯托克斯光在光纤中的衰减系数，L为采样点所对应的光纤长度；将光纤上每个采样点的R(T)与参照点R(T0)作除法，便能消去上述公式中的光纤衰减及常数项，整理后可得根据所述斯托克斯光与反斯托克斯光功率数据所计算的各所述采样点的测量温度T：其中，所述参照点取自矫正光纤，所述矫正光纤位于测温光纤中第一个测温环与光纤信息采集部分的光耦合器之间，且所述矫正光纤连接有热电偶以测定所述参照点的光纤温度T0。3.根据权利要求2所述的危险品货位火灾监测方法，其特征在于，所述测温光纤为按序缠绕于所有货位的整条光纤，且各所述货位的两侧各形成有一个测温环。4.根据权利要求1、2或3所述的危险品货位火灾监测方法，其特征在于，还包括：在拟合时，所述测温环的距离-温度曲线近似为满足模型y＝aexp(-(((x-b)/c)2)的高斯函数，并采用最小二乘法对模型参数a、b、c进行求解，与之相对应的，各所述测温环的长度覆盖所述光...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘学君，卢浩，袁碧贤，李京，戴波，刘威威，陈增强，
申请(专利权)人：北京石油化工学院，
类型：发明
国别省市：北京,11