受限空间内火灾多元探测装置及探测方法制造方法及图纸

本申请公开了受限空间内火灾多元探测装置，安装在受限空间内，进气管道的一端延伸到金属壳的外部，所述进气管道的另一端直通风机的进风口，风机的出风口与第一通气管道一端连接，第一通气管道的另外一端与CO气体探测腔体的进气口连接，CO气体探测腔体的出气口通过第二通气管道与烟雾探测腔体的进气口连接，烟雾探测腔体的出气口与出气管道的一端连接，出气管道的另外一端延伸到金属壳体的外部；烟雾探测腔体内设有烟雾传感器，所述CO气体探测腔体内设有CO气体传感器，受限空间内壁安装有温度传感器和红紫外传感器；所述传感器，均与主控电路板的主控制单元连接，由主控制单元对采集的数据进行处理，得到受限空间内火灾隐患的判断结果。

【技术实现步骤摘要】
受限空间内火灾多元探测装置及探测方法
本申请涉及火灾探测
，特别是涉及受限空间内火灾多元探测装置及探测方法。
技术介绍
本部分的陈述仅仅是提到了与本申请相关的
技术介绍
，并不必然构成现有技术。数据机房、图书资料馆、文物馆、档案馆和一些精密仪器室等多种基础设施的共同点是空间大小有限，对温湿度等环境因素要求比较高，电线电缆等配电设施密集，而空间内图书文物档案资料或者精密仪器仪表等物品社会价值和实用价值比较高，这类受限空间一旦发生火灾将产生不可估量的损失，因此受限空间的火灾探测成为基础建设的一个重要环节。在实现本申请的过程中，专利技术人发现现有技术中存在以下技术问题：目前常用的受限空间火灾探测方式主要是单体火灾探测，包括感烟、感温、气体或者火焰探测方式等，探测方式简单单一，探测角度不全面，响应时间不及时；单体火灾探测失效或者外来因素干扰引起误报或漏报率高，不能及时有效的辨别受限空间火灾的真实危险情况；单体火灾探测的数据处理采用简单的数学算法来处理采集的特征数据，单一的数据信息无法应用现代信息融合技术和算法对火灾的特征数据进行组合优化，无法实现数据的全目标高层次多方位解析。
技术实现思路
为了解决现有技术的不足，本申请提供了受限空间内火灾多元探测装置及探测方法；能够实现对火灾的烟雾、CO气体、温度、火焰等多元探测，把多种火灾信号多角度多方位采集出来，利用信息融合技术和算法，寻找特征信息之间的规律，对数据信息进行分析解析、优化组合，运用人工神经网络和模糊推理方法，采取反复的样本训练将探测数据的误差降到最低，从而精确地判断火灾所处的阶段和类型，及时有效的采取灭火抑制措施。第一方面，本申请提供了受限空间内火灾多元探测装置；受限空间内火灾多元探测装置，安装在受限空间内，包括：金属壳体，所述金属壳体内安装进气管道、出气管道、风机、烟雾探测腔体、CO气体探测腔体和主控制电路板；所述进气管道的一端延伸到金属壳的外部，所述进气管道的另一端直通风机的进风口，风机的出风口与第一通气管道一端连接，第一通气管道的另外一端与CO气体探测腔体的进气口连接，CO气体探测腔体的出气口通过第二通气管道与烟雾探测腔体的进气口连接，烟雾探测腔体的出气口与出气管道的一端连接，出气管道的另外一端延伸到金属壳体的外部；所述烟雾探测腔体内设有烟雾传感器，所述CO气体探测腔体内设有CO气体传感器，所述受限空间内壁安装有温度传感器和红紫外传感器；所述烟雾传感器、CO气体传感器、温度传感器和红紫外传感器，均与主控电路板的主控制单元连接，由主控制单元对采集的数据进行处理，得到受限空间内火灾隐患的判断结果。第二方面，本申请提供了基于信息融合的受限空间内火灾多元探测方法；基于信息融合的受限空间内火灾多元探测方法，包括：获取受限空间内烟雾浓度数据、CO浓度数据、温度数据和火焰强度数据，对获取的数据均进行限幅和归一化处理；将归一化处理后的数据，输入到预先训练好的BP神经网络中，输出明火第一概率和阴燃第一概率；将归一化处理后的数据，输入到预先训练好的模糊推理系统中，输出明火第二概率和阴燃第二概率；结合明火第一概率和明火第二概率，输出明火的最终概率值；结合阴燃第一概率和明火第二概率，输出阴燃的最终概率值；当明火的最终概率值或阴燃的最终概率值大于设定阈值时，发出报警信号。第三方面，本申请提供了基于信息融合的受限空间内火灾多元探测系统；基于信息融合的受限空间内火灾多元探测系统，包括：获取模块，其被配置为：获取受限空间内烟雾浓度数据、CO浓度数据、温度数据和火焰强度数据，对获取的数据均进行限幅和归一化处理；第一处理模块，其被配置为：将归一化处理后的数据，输入到预先训练好的BP神经网络中，输出明火第一概率和阴燃第一概率；第二处理模块，其被配置为：将归一化处理后的数据，输入到预先训练好的模糊推理系统中，输出明火第二概率和阴燃第二概率；输出模块，其被配置为：结合明火第一概率和明火第二概率，输出明火的最终概率值；结合阴燃第一概率和明火第二概率，输出阴燃的最终概率值；当明火的最终概率值或阴燃的最终概率值大于设定阈值时，发出报警信号。与现有技术相比，本申请的有益效果是：本申请克服了烟雾传感器探测火灾的单一化，增加了CO探测、温度检测和火焰探测，多元传感器检测方法提高了抗外界干扰能力，减小了受限空间探测盲区，全面有效准确的把火灾信号传递出来，响应时间迅速，误报漏报率大大降低，更具有实用价值。本申请提供了一种火灾多元探测装置和方法，把吸气式感烟探测、CO探测、温度检测、火焰探测等多元信息融合，采用模糊推理技术和人工神经网络方法提取火灾特征值，最小化误差，做出正确判断火灾信号的决策，提高了火灾探测的可靠性和准确性。本申请采用卡片式热像温度传感器，温度检测支持点、线、框测温，采用红外热像测温可以不受受限空间光照不足、粉尘颗粒物干扰的环境影响，检测覆盖空间比例远远超过传统的测温传感器。本申请增加了红紫外复合火焰探测，对一定波长范围的火焰红外光和紫外光进行探测，抗干扰能力强，能有效区分出受限空间明火和阴燃火，提高了火灾的辨别率，降低了误报漏报率。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。图1为本申请受限空间火灾多元探测装置结构安装示意图；图2为本申请受限空间火灾多元探测装置局部气流走向图；图3为本申请受限空间火灾多元探测装置电路实施方式示意图；图4为本申请受限空间火灾多元探测装置实现信息融合采取的方法示意图。其中，1、进气管道；2、出气管道；3、出风口；4、烟雾探测腔体；5、风机、6、开关电源；7、液晶显示屏；8、备用蓄电池；9、外接端子；10、主控制电路板；11、金属壳体；12、CO气体探测腔体；13、第一通气管道；14第二通气管道。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。另外，为了便于清楚描述本申请实施例的技术方案，在本申请实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.受限空间内火灾多元探测装置，其特征是，安装在受限空间内，包括：/n金属壳体，所述金属壳体内安装进气管道、出气管道、风机、烟雾探测腔体、CO气体探测腔体和主控制电路板；/n所述进气管道的一端延伸到金属壳的外部，所述进气管道的另一端直通风机的进风口，风机的出风口与第一通气管道一端连接，第一通气管道的另外一端与CO气体探测腔体的进气口连接，CO气体探测腔体的出气口通过第二通气管道与烟雾探测腔体的进气口连接，烟雾探测腔体的出气口与出气管道的一端连接，出气管道的另外一端延伸到金属壳体的外部；/n所述烟雾探测腔体内设有烟雾传感器，所述CO气体探测腔体内设有CO气体传感器，所述受限空间内壁安装有温度传感器和红紫外传感器；/n所述烟雾传感器、CO气体传感器、温度传感器和红紫外传感器，均与主控电路板的主控制单元连接，由主控制单元对采集的数据进行处理，得到受限空间内火灾隐患的判断结果。/n

【技术特征摘要】
1.受限空间内火灾多元探测装置，其特征是，安装在受限空间内，包括：
金属壳体，所述金属壳体内安装进气管道、出气管道、风机、烟雾探测腔体、CO气体探测腔体和主控制电路板；
所述进气管道的一端延伸到金属壳的外部，所述进气管道的另一端直通风机的进风口，风机的出风口与第一通气管道一端连接，第一通气管道的另外一端与CO气体探测腔体的进气口连接，CO气体探测腔体的出气口通过第二通气管道与烟雾探测腔体的进气口连接，烟雾探测腔体的出气口与出气管道的一端连接，出气管道的另外一端延伸到金属壳体的外部；
所述烟雾探测腔体内设有烟雾传感器，所述CO气体探测腔体内设有CO气体传感器，所述受限空间内壁安装有温度传感器和红紫外传感器；
所述烟雾传感器、CO气体传感器、温度传感器和红紫外传感器，均与主控电路板的主控制单元连接，由主控制单元对采集的数据进行处理，得到受限空间内火灾隐患的判断结果。


2.如权利要求1所述的装置，其特征是，进气管道内径是风机高度的2-3倍，进风口在风机的上表面，进风口和风机出风口呈90度角。


3.如权利要求1所述的装置，其特征是，所述烟雾探测腔体和CO气体探测腔体，均为密封式腔体；根据腔体内外负压差原理，探测气体由进气通道进入，通过出风口，排入第一通气管道，先通过CO气体探测腔体，再通过烟雾探测腔体，再由出气通道排出壳体，完成一次气体探测循环。


4.如权利要求1所述的装置，其特征是，所述开关电源还与风机连接，所述开关电源还通过第一DC/DC模块与主控制单元连接，所述开关电源还通过第二DC/DC模块与温度传感器连接，所述开关电源还通过第二DC/DC模块与红紫外传感器连接，所述风速传感器还与烟雾传感器连接。


5.如权利要求1所述的装置，其特征是，所述主控制单元，还与主备电检测电路、存储器、液晶显示屏、声光报警装置、按键、时钟电路、通信模块连接；所述主备电检测电路，用于当主电交流220VAC断开时，开关电源自动无缝切换备用蓄电池供电；开关电源有两个小端子输出，当主电断开或者备用电池欠压时，端子输出高电平信号，两个小端子连接主控制单元的主备电检测电路，实现主电断开或者备电欠压故障的检测。


6.如权利要求1所述的装置，其特征是，所述烟雾传感器，为吸气式烟雾传感器；所述CO气体传感器...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛莹，刘建翔，李绍鹏，刘欣，赵志鹏，殷艳华，邢仁鹏，许兆霞，
申请(专利权)人：山东省科学院自动化研究所，
类型：发明
国别省市：山东;37