一种单紫外火焰探测器及防误报方法技术

本发明专利技术属于消防设备领域，涉及火焰探测器领域，针对单紫外火焰探测器的误报警问题，具体提供一种单紫外火焰探测器及防误报方法，主要通过硬件设计、紫外光电管自放电测试实验、CPU软件算法识别方法解决单紫外火焰探测器的误报警问题。本发明专利技术通过软件和硬件相结合的方式，使单紫外火焰探测器不仅具有一定的抗环境干扰能力，同时有效解决了因紫外光电管自身放电特性而造成误报警的问题，从而提高了单紫外火焰探测器的可靠性，改善了单紫外火焰探测器整体性能。

A single UV flame detector and its anti false alarm method

【技术实现步骤摘要】
一种单紫外火焰探测器及防误报方法
本专利技术属于消防设备领域，涉及火焰探测器领域，具体涉及一种单紫外火焰探测器及防误报方法。技术背景火焰探测器是自动灭火抑爆系统的重要组成部分，目前已广泛应用于军用装甲车辆、燃油库、火药生产线、弹药库等领域。经过几十年的发展，目前火焰探测器已发展出了多种类型，包括有单紫外、多紫外、单红外、多红外、紫红外、单紫外多红外等类型的火焰探测器，并分别在不同的领域都得到了广泛应有。常规的红外火焰探测器不能探测非含碳物质的燃烧火焰，如氢气、磷、金属锂等非含碳物质燃烧所产生的火焰。紫外火焰探测器通常用于探测因该类非含碳物质燃烧产生的火灾。其中，单紫外火焰探测器因其低廉的成本优势而在某些存在红外辐射干扰源的特殊场合得到应用，如加热炉、工业锅炉、车辆动力舱等场所。然而，单紫外火焰探测器较高的误报警率是一直存在且尚未得到有效解决的问题。
技术实现思路
针对上述情况，本专利技术所要解决的技术问题是：单紫外火焰探测器的误报警问题，特别是因紫外光电管自放电特性所产生误报的问题。为解决上述技术问题，本专利技术所才起的技术方案是：提供一种单紫外火焰探测器及防误报方法；主要通过硬件级滤波、紫外光电管自放电测试实验、CPU软件算法识别方法解决单紫外火焰探测器的误报警问题。1、硬件设计一种单紫外火焰探测器，其结构主要包括：紫外传感器、紫外信号调理电路；其中，紫外传感器采用日盲型紫外光电管，从探测的源头开始对环境中存在的干扰源进行滤除，对系统的整体可靠性提供了很大保障；所述紫外信号调理电路主要包括：紫外光电管供电及输出电路和紫外脉冲信号限幅及整形电路；其中紫外光电管连接紫外脉冲信号限幅与整形电路，用于处理紫外光电管直接输出的是高压脉冲信号，使其与处理器所能接受的电平匹配。所述限幅和整形电路有两种方案，其一是紫外高压脉冲经稳压管D1限幅为CPU能处理的电平，然后经比较器U1整形为方波信号，可通过调节滑动变阻器RP1来调节方波信号的占空比；其二是紫外高压脉冲经稳压管D2和二极管D3限幅为CPU能处理的电平，然后经带反向的斯密特触发器U2整形为方波信号；利用斯密特触发器能有助于增强系统抗干扰性能。2、自放电测试试验为了实现免疫紫外光电管自放电特性误报警功能，需将多支紫外光电管做一定时长的自放电测试实验（测试时间越长，数据越真实可靠），以掌握其自放电规律，奠定软件火灾算法识别基础。主要测试的参数有两个：一次自放电的最大持续时间和两次自放电的最小间隔时间。实验条件为无紫外干扰源的环境，紫外光电管的供电电压应调节适当，保证其能正常工作，不产生自激，且保持适当灵敏度。3、软件算法处理器实时监测并采集紫外脉冲数据，并结合自放电测试实验的数据，假设输入的紫外脉冲信号持续时间为，满足下式：（1）则判断为火灾报警的必要条件1。为≥1的值，可根据不同灵敏度需求设定不同的值。值越大，抗干扰越强，但灵敏度将降低。一般可取。紫外脉冲数据只要满足公式（1），便算一次有效检测，同时结束当前计时检测，并启动下一次计时检测。假设上一次检测到紫外脉冲信号的时间是，本次检测到紫外脉冲信号的时间是，满足下式：（2）则判断为火灾报警的必要条件2。的取值范围，可根据不同灵敏度需求设定不同的值。值越小，抗干扰越强，但灵敏度将降低。一般可取。如果同时满足公式（1）和公式（2），则可判断为发生火灾。以上算法是至少需要连续两次检测到有效紫外脉冲信号，该算法的优点是可靠性高，虚警率低。缺点是响应时间稍慢。如果要加快响应时间，可以只对一次有效紫外脉冲信号检测来判断火警，一般这种情况公式（2）通常是不满足的，但可以适当增加公式（1）中的值来判断火警，以平衡抗干扰能力和响应时间这一矛盾问题。日盲光谱区是指波长在200～280nm波段的紫外辐射。由于太阳辐射在这一波段的光波几乎完全被地球的臭氧层所吸收，即在这个波段大气层中的背景辐射几乎为零，所以称为“日盲”。日盲型紫外光电管只响应日盲光谱区内紫外波段的辐射，而该波段正是燃烧火焰中紫外辐射最强的波段。所以利用日盲区光谱范围内的紫外辐射探测火灾，能使背景干扰达到最小、系统运行稳定可靠、虚警率低。这样能从探测的源头开始对环境中存在的干扰源进行滤除，对系统的整体可靠性提供了很大保障。本专利技术的有益效果是：通过软件和硬件相结合的方式，使单紫外火焰探测器不仅具有一定的抗环境干扰能力，同时有效解决了因紫外光电管自身放电特性而造成误报警的问题，从而提高了单紫外火焰探测器的可靠性，改善了单紫外火焰探测器整体性能。附图说明图1是紫外光电管供电及输出电路原理图；图2是紫外脉冲信号限幅及整形电路方案一原理图；图3是紫外脉冲信号限幅及整形电路方案二原理图；图4是紫外脉冲信号整形前后的波形对比示意图；图5是紫外光电管测试数据。具体实施方式本专利技术涉及的单紫外火焰探测器防误报方法主要包括硬件级抗干扰设计、基础性测试实验和软件算法。提供一种单紫外火焰探测器及防误报方法；主要通过硬件级滤波、紫外光电管自放电测试实验、CPU软件算法识别方法解决单紫外火焰探测器的误报警问题。1、硬件设计一种单紫外火焰探测器，其结构主要包括：紫外传感器、紫外信号调理电路；其中，紫外传感器采用日盲型紫外光电管，从探测的源头开始对环境中存在的干扰源进行滤除，对系统的整体可靠性提供了很大保障；所述紫外信号调理电路主要包括：紫外光电管供电及输出电路和紫外脉冲信号限幅及整形电路；其中紫外光电管连接紫外脉冲信号限幅与整形电路，用于处理紫外光电管直接输出的是高压脉冲信号，使其与处理器所能接受的电平匹配。所述限幅和整形电路有两种方案，其一是紫外高压脉冲经稳压管D1限幅为CPU能处理的电平，然后经比较器U1整形为方波信号，可通过调节滑动变阻器RP1来调节方波信号的占空比；其二是紫外高压脉冲经稳压管D2和二极管D3限幅为CPU能处理的电平，然后经带反向的斯密特触发器U2整形为方波信号；利用斯密特触发器能有助于增强系统抗干扰性能。2、自放电测试试验为了实现免疫紫外光电管自放电特性误报警功能，需将多支紫外光电管做一定时长的自放电测试实验（测试时间越长，数据越真实可靠），以掌握其自放电规律，奠定软件火灾算法识别基础。主要测试的参数有两个：一次自放电的最大持续时间和两次自放电的最小间隔时间。实验条件为无紫外干扰源的环境，紫外光电管的供电电压应调节适当，保证其能正常工作，不产生自激，且保持适当灵敏度。3、软件算法处理器实时监测并采集紫外脉冲数据，并结合自放电测试实验的数据，假设输入的紫外脉冲信号持续时间为，满足下式：（1）则判断为火灾报警的必要条件1。为≥1的值，可根据不同灵敏度需求设定不同的值。值越大，抗干扰越强，但灵敏度将降低。一般可取。紫外脉冲数据只要满足公式（1），便算一次有效检测，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单紫外火焰探测器，其特征在于：结构主要包括：紫外传感器、紫外信号调理电路；其中，紫外传感器采用日盲型紫外光电管，从探测的源头开始对环境中存在的干扰源进行滤除，对系统的整体可靠性提供了很大保障；所述紫外信号调理电路主要包括：紫外光电管供电及输出电路和紫外脉冲信号限幅及整形电路；其中紫外光电管连接紫外脉冲信号限幅与整形电路，用于处理紫外光电管直接输出的是高压脉冲信号，使其与处理器所能接受的电平匹配。/n

【技术特征摘要】
1.一种单紫外火焰探测器，其特征在于：结构主要包括：紫外传感器、紫外信号调理电路；其中，紫外传感器采用日盲型紫外光电管，从探测的源头开始对环境中存在的干扰源进行滤除，对系统的整体可靠性提供了很大保障；所述紫外信号调理电路主要包括：紫外光电管供电及输出电路和紫外脉冲信号限幅及整形电路；其中紫外光电管连接紫外脉冲信号限幅与整形电路，用于处理紫外光电管直接输出的是高压脉冲信号，使其与处理器所能接受的电平匹配。


2.根据权利要求1所述的一种单紫外火焰探测器，其特征在于：所述限幅和整形电路有两种方案，其一是紫外高压脉冲经稳压管D1限幅为CPU能处理的电平，然后经比较器U1整形为方波信号，可通过调节滑动变阻器RP1来调节方波信号的占空比；其二是紫外高压脉冲经稳压管D2和二极管D3限幅为CPU能处理的电平，然后经带反向的斯密特触发器U2整形为方波信号；利用斯密特触发器能有助于增强系统抗干扰性能。


3.一种单紫外火焰探...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐杰，
申请(专利权)人：西安惠迪诺华电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61