多波段紫外红外复合火焰探测器、其控制方法和电子设备技术

本发明专利技术公开一种多波段紫外红外复合火焰探测器、其控制方法和电子设备，涉及火焰探测器技术领域，包括：信号处理单元，以及分别与信号处理单元连接的一个MEMS热电堆紫外传感器、至少两个MEMS热电堆红外传感器和警报单元；信号处理单元用于接收一个MEMS热电堆紫外传感器和至少两个MEMS热电堆红外传感器传输的对应波段辐射信号，基于对应波段辐射信号结合卷积学习算法进行特征提取处理，在提取到的实际特征值与预存火焰特征数据库中的火焰条件特征匹配时，控制警报单元进行报警提示处理，可以有效的提高火焰识别准确率，有效的避免误报警，适应范围广。适应范围广。适应范围广。

【技术实现步骤摘要】
多波段紫外红外复合火焰探测器、其控制方法和电子设备


[0001]本专利技术涉及火焰探测器
，尤其涉及一种多波段紫外红外复合火焰探测器、其控制方法和电子设备。

技术介绍

[0002]感光型火焰探测器的原理是：物质燃烧时会释放大量的热辐射，产生一些人肉眼无法识别的不同波长的连续或非连续的紫外和红外辐射，其中主要是燃烧产生的二氧化碳(CO2)辐射，并以电磁波的形式在空间中传播，利用紫外/红外传感器检测环境中的紫外光辐射和红外光辐射，当紫外/红外传感器检测到二氧化碳辐射并达到一定阈值时，即判断有火焰产生。
[0003]现有的紫外红外复合火焰探测器大多是由两个不同检测波段的红外传感器和一个紫外传感器集成。其中，第一方面，红外传感器大多使用红外光敏管或热释电红外传感器，这两种红外传感器的输出信号易受周围环境物理干扰，而且需要设计相应信号采集电路，第二方面，一些人工源辐射光谱有与火焰辐射光谱重叠的峰，现有的紫外红外复合火焰探测器会将人工光源识别为火焰，出现误报警的情况，第三方面，紫外红外复合火焰探测器的火焰判断是通过单片机对辐射信号的阈值进行逻辑判断实现，这种判断方式的阈值固定，无法应对不同燃烧物的火焰。
[0004]综上所述，现有的紫外红外复合火焰探测器具有信息量收集少，容易受环境干扰，因此误报警率较高的缺点，无法应对实际应用中复杂的使用环境。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种多波段紫外红外复合火焰探测器、其控制方法和电子设备，解决现有的紫外红外复合火焰探测器具有信息量收集少，容易受环境干扰，因此误报警率较高的缺点，无法应对实际应用中复杂的使用环境的问题
[0006]第一方面，本专利技术提供一种多波段紫外红外复合火焰探测器，所述多波段紫外红外复合火焰探测器包括：
[0007]信号处理单元，以及分别与所述信号处理单元连接的一个MEMS热电堆紫外传感器、至少两个MEMS热电堆红外传感器和警报单元；
[0008]所述信号处理单元用于接收一个所述MEMS热电堆紫外传感器和至少两个所述MEMS热电堆红外传感器传输的对应波段辐射信号，基于所述对应波段辐射信号结合卷积学习算法进行特征提取处理，在提取到的实际特征值与预存火焰特征数据库中的火焰条件特征匹配时，控制所述警报单元进行报警提示处理。
[0009]采用上述技术方案的情况下，本专利技术实施例提供的多波段紫外红外复合火焰探测器，该多波段紫外红外复合火焰探测器包括：信号处理单元，以及分别与所述信号处理单元连接的一个MEMS热电堆紫外传感器、至少两个MEMS热电堆红外传感器和警报单元。所述信号处理单元用于接收一个所述MEMS热电堆紫外传感器和至少两个所述MEMS热电堆红外传
感器传输的对应波段辐射信号，基于所述对应波段辐射信号结合卷积学习算法进行特征提取处理，在提取到的实际特征值与预存火焰特征数据库中的火焰条件特征匹配时，控制所述警报单元进行报警提示处理，可以有效的稳定获取紫外和红外辐射信号，有效的提高火焰识别准确率，有效的避免误报警，同时MEMS热电堆紫外传感器和MEMS热电堆红外传感器可以采用互补金属氧化物半导体
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微机电系统集成工艺批量制造，成本低，适应范围广，可以应对实际应用中复杂的使用环境。
[0010]在一种可能的实现方式中，所述MEMS热电堆紫外传感器和至少两个所述MEMS热电堆红外传感器为应用同型号和同种类的热电堆芯片集成对应的不同滤光片所构成的。
[0011]在一种可能的实现方式中，所述MEMS热电堆紫外传感器和所述MEMS热电堆红外传感器包括MEMS热电堆传感芯片、专用集成电路芯片和相应波段对应的所述滤光片，通过将所述MEMS热电堆传感芯片、所述专用集成电路芯片和相应波段对应的所述滤光片进行金属封装得到所述MEMS热电堆紫外传感器或所述MEMS热电堆红外传感器；
[0012]所述专用集成电路芯片用于将所述MEMS热电堆传感芯片产生的电压信号分别进行放大、滤波和模数转换处理，相应波段对应的所述滤光片用于允许相应波段的光线透过。
[0013]在一种可能的实现方式中，所述至少两个MEMS热电堆红外传感器包括三个MEMS热电堆红外传感器。
[0014]在一种可能的实现方式中，所述MEMS热电堆紫外传感器中对应的所述滤光片允许光线透过的波段为185纳米至260纳米波段；三个所述MEMS热电堆红外传感器对应的所述滤光片允许光线透过的波段分别为2.7微米、4.35微米和4.8微米波段。
[0015]在一种可能的实现方式中，所述警报单元包括分别与所述信号处理单元连接的蜂鸣器、警示灯和显示子单元，所述信号处理单元用于控制警报单元进行报警提示处理，包括：
[0016]所述信号处理单元用于控制所述蜂鸣器和所述警示灯进行报警，并控制所述显示子单元显示火焰的材料和大小信息。
[0017]第二方面，本专利技术还提供一种多波段紫外红外复合火焰探测器的控制方法，应用于第一方面任一所述的多波段紫外红外复合火焰探测器，所述控制方法包括：
[0018]所述信号处理单元接收一个所述MEMS热电堆紫外传感器和至少两个所述MEMS热电堆红外传感器传输的对应波段辐射信号；
[0019]所述信号处理单元基于所述对应波段辐射信号结合卷积学习算法进行特征提取；
[0020]所述信号处理单元在提取到的实际特征值与预存火焰特征数据库中的火焰条件特征匹配时，控制所述警报单元进行报警提示处理。
[0021]在一种可能的实现方式中，在所述信号处理单元基于所述对应波段辐射信号结合卷积学习算法进行特征提取之后，还包括：
[0022]所述信号处理单元在提取到的实际特征值与预存火焰特征数据库中的火焰条件特征不匹配时，进行反向传播，求出所述实际特征值和所述火焰条件特征的偏差值；
[0023]所述信号处理单元基于所述偏差值进行权值更新，循环所述将提取到的实际特征值与预存火焰特征数据库中的火焰条件特征进行匹配的步骤，直至所述提取到的所述实际特征值与所述预存火焰特征数据库中的火焰条件特征匹配。
[0024]在一种可能的实现方式中，所述信号处理单元在提取到的实际特征值与预存火焰
特征数据库中的火焰条件特征匹配时，控制警报单元进行报警提示处理，包括：
[0025]所述信号处理单元用于控制所述蜂鸣器和所述警示灯进行报警，并控制所述显示子单元显示火焰的材料和大小信息。
[0026]第二方面提供的多波段紫外红外复合火焰探测器的控制方法的有益效果与第一方面或第一方面任一可能的实现方式描述的多波段紫外红外复合火焰探测器的有益效果相同，此处不做赘述。
[0027]第三方面，本专利技术还提供一种电子设备，包括：一个或多个处理器；和其上存储有指令的一个或多个机器可读介质，当由所述一个或多个处理器执行时，使得所述装置执行第二方面任一可能的实现方式描述的多波段紫外红外复合火焰探测器的控制方法。
[0028]第三方面提供的电子设备的有益效果与第二方面或第二方面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多波段紫外红外复合火焰探测器，其特征在于，所述多波段紫外红外复合火焰探测器包括：信号处理单元，以及分别与所述信号处理单元连接的一个MEMS热电堆紫外传感器、至少两个MEMS热电堆红外传感器和警报单元；所述信号处理单元用于接收一个所述MEMS热电堆紫外传感器和至少两个所述MEMS热电堆红外传感器传输的对应波段辐射信号，基于所述对应波段辐射信号结合卷积学习算法进行特征提取处理，在提取到的实际特征值与预存火焰特征数据库中的火焰条件特征匹配时，控制所述警报单元进行报警提示处理。2.根据权利要求1所述的多波段紫外红外复合火焰探测器，其特征在于，所述MEMS热电堆紫外传感器和至少两个所述MEMS热电堆红外传感器为应用同型号和同种类的热电堆芯片集成对应的不同滤光片所构成的。3.根据权利要求2所述的多波段紫外红外复合火焰探测器，其特征在于，所述MEMS热电堆紫外传感器和所述MEMS热电堆红外传感器包括MEMS热电堆传感芯片、专用集成电路芯片和相应波段对应的所述滤光片，通过将所述MEMS热电堆传感芯片、所述专用集成电路芯片和相应波段对应的所述滤光片进行金属封装得到所述MEMS热电堆紫外传感器或所述MEMS热电堆红外传感器；所述专用集成电路芯片用于将所述MEMS热电堆传感芯片产生的电压信号分别进行放大、滤波和模数转换处理，相应波段对应的所述滤光片用于允许相应波段的光线透过。4.根据权利要求3所述的多波段紫外红外复合火焰探测器，其特征在于，所述至少两个MEMS热电堆红外传感器包括三个MEMS热电堆红外传感器。5.根据权利要求4所述的多波段紫外红外复合火焰探测器，其特征在于，所述MEMS热电堆紫外传感器中对应的所述滤光片允许光线透过的波段为185纳米至260纳米波段；三个所述MEMS热电堆红外传感器对应的所述滤光片允许光线透过的波段分别为2.7微米、4.35微米和4.8微米波段。6.根据权利要求1所述的多波段紫外红外复合火焰探测器，其特征在于，所述警报单元包括分别与所述信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨华彬，毛海央，周娜，张琛琛，蒲永龙，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：