CN101561973A - 消防燃烧训练实验室智能控制系统 - Google Patents

Abstract

消防燃烧训练实验室智能控制系统，包括供气区、压流区、燃烧区和控制区。供气区包括气瓶、手动阀和汇集缓冲区，完成系统气体混合缓冲。压流区包括减压器、压力传感器、电磁阀总控、比例调节器、冗余电磁阀门、流量传感器、可燃气体泄漏检测和温度传感器，将供气区的混合气体进行减压、调节，然后再将气体传输至燃烧区的可燃气体空气混合区。燃烧区包括可燃气体空气混合区、燃烧床、3级点火装置、温度传感、供氧装置和可燃气体泄漏检测，为燃烧床3级燃烧及轰燃提供可靠的混合气体。控制区控制压流区和燃烧区。该发明营造不同的实火环境、令受训的消防员得到火场实战的经验，通过智能控制为消防员提供安全保障系统。

Description

消防燃烧训练实验室智能控制系统

技术领域

本发明涉及一种消防燃烧训练系统，具体涉及一种消防燃烧训练实验室智能控制系统，属于消防技术领域。

背景技术

根据对我国各消防总队消防培训基地训练设施调查的情况，发现目前大多数消防培训基地都还缺少消防燃烧训练室等模拟实际火场情况的模拟训练设施，导致新入伍的消防员只能以战为练，一旦面临重大火场，不能熟练运用灭火技战术，降低了灭火救援效率。

随着我国消防培训基地正规化、系统化建设，必然需要研制消防燃烧训练室。消防燃烧训练实验室智能控制系统，将为我国相关高新技术在消防战训领域的应用，为我国消防部队训练现代化建设树立了一个良好的典范，将十分有利于消防员适应火场环境，减少灭火过程中的伤亡，提高消防员灭火技战术水平，社会效益十分显著。

消防燃烧训练室智能控制系统是模拟轰燃条件下，为消防员进行灭火训练营造不同的实火环境。

现今国外的消防机构根据消防训练的特点，建设了包括消防燃烧训练室在内的多样化的消防训练设施及教学手段。例如美国、英国、德国、澳大利亚、芬兰、荷兰、新加坡等国的消防学院，都建有消防燃烧训练室。这些消防燃烧训练室采用现代化的智能训练控制系统，按照火场真实情况设计，快速、准确、逼真地对建筑火灾现场进行模拟，提高消防员的战斗力。

发明内容

本发明就是为了解决上述问题，克服缺少消防燃烧训练室，不能熟练运用灭火技战术，灭火救援效率的问题，提供一种消防燃烧训练实验室智能控制系统。该系统在营造不同的实火环境、令受训的消防员得到火场实战的经验的同时，通过智能控制为进入消防燃烧训练实验室的消防员提供了完备的安全保障系统。该发明适用于消防员的训练使用。

本发明所需要解决的技术问题，可以通过以下技术方案来实现：

一种消防燃烧训练实验室智能控制系统，其特征在于，包括系统提供气体并且充分混合的供气区、调节气体压力、流量和温度的压流区、进行火焰燃烧和温度传感的燃烧区和控制气压、流量、温度、点火和供氧的控制区，所述供气区与压流区连接，所述压流区与燃烧区连接，所述控制区分别与供气区、压流区和燃烧区连接，控制区控制压流区和燃烧区。

所述供气区包括气瓶、手动阀和汇集缓冲区，所述气瓶通过管道与汇集缓冲区连接，所述气瓶与汇集缓冲区之间的管道设置控制气体开关的手动阀，气瓶中的气体输送到汇集缓冲区成为混合气体，所述混合气体通过管道输送到压流区。

所述压流区包括电磁阀总控、减压器、压力传感器、比例调节器、冗余电磁阀门I、可燃气体泄漏检测I、流量传感器、冗余电磁阀II、可燃气体泄漏检测II和温度传感器；

所述汇集缓冲区通过管道与减压器连接，减压器连接一将减压器内的混合气体压力参数转换成电信号进行采集传输至控制区的压力传感器；同时，为了阀门打开的可靠性，减压器连接一电磁阀总控，电磁阀总控流与比例调节器管路连接，比例调节器与冗余电磁阀门I管路连接，冗余电磁阀门I连接对流经冗余电磁阀门I的气体进行泄漏检测的可燃气体泄漏检测I，可燃气体泄漏检测I与控制区电连接；冗余电磁阀门I与流量传感器管路连接，流量传感器将流经冗余电磁阀门I的气体流量参数转换成电信号进行采集传输至控制区；

流量传感器与冗余电磁阀门II管路连接，混合气体流经冗余电磁阀门II后进入燃烧区，冗余电磁阀门II与可燃气体泄漏检测II连接，可燃气体泄漏检测II对流经冗余电磁阀门II的气体进行可燃气体泄漏检测；可燃气体泄漏检测II与控制区电连接；冗余电磁阀门II同时与温度传感器连接，温度传感器将流经冗余电磁阀门II的气体温度参数转换成电信号进行实时采集传输至控制区。

所述燃烧区包括可燃气体空气混合区、供氧装置、温度传感器I、温度传感器II、3级点火装置和燃烧床；

冗余电磁阀门II与可燃气体空气混合区管路连接，混合气体进入燃烧区的可燃气体空气混合区，可燃气体与空气充分混合后进入燃烧床；

可燃气体空气混合区与燃烧床管路连接，3级点火装置与燃烧床连接；

3级点火装置对燃烧床进行燃烧控制；火形控制分为1、2、3级和轰燃；

同时温度传感器I和温度传感器II将燃烧区的实时温度参数转换成电信号进行采集传输至控制区；

供氧装置与控制区电连接，所述控制区控制供氧装置对燃烧区提供足够消防员训练呼吸用氧气。

所述控制区包括计算机、独立声光报警器、布线管道、通风装置和火焰检测器；

控制区的计算机与压力传感器、流量传感器、可燃气体泄漏检测I、可燃气体泄漏检测II、温度传感器、温度传感器I和温度传感器II电连接，压力传感器、流量传感器、温度传感器、温度传感器I和温度传感器II将传输至控制区来的信号进行采集并在计算机终端显示；

计算机与独立式声光报警器电连接，如果某个参数超出了正常范围，控制系统将启动独立式声光报警器发出报警信号；

计算机分别与通风装置和火焰检测器连接，通风装置和火焰检测器保障控制环境的安全；

所述系统设置使布线工作流畅、整齐和可靠的布线管道。

本发明的工作原理：

在供气区，通过手动阀控制各气瓶内气体的开关，然后再汇集缓冲区进行充分混合后传输至压流区。

混合气体进入压流区之后，经过减压器减压通过电磁阀总控；同时压力传感器对减压器内的混合气体压力参数转换成电信号进行采集传输至控制区；为了阀门打开的可靠性，电磁阀总控流出的气体通过比例调节器进入冗余电磁阀门I，可燃气体泄漏检测I对流经冗余电磁阀门I的气体进行泄漏检测，流量传感器将流经冗余电磁阀门I的气体流量参数转换成电信号进行采集传输至控制区；混合气体流经冗余电磁阀门II后进入燃烧区，可燃气体泄漏检测II对流经冗余电磁阀门II的气体进行可燃气体泄漏检测，温度传感器将流经冗余电磁阀门II的气体温度参数转换成电信号进行实时采集传输至控制区。

混合气体进入燃烧区的可燃气体空气混合区，可燃气体与空气充分混合后进入燃烧床，3级点火装置对燃烧床进行燃烧控制；同时温度传感器I和温度传感器II将燃烧区的实时温度参数转换成电信号进行采集传输至控制区，供氧装置对燃烧区提供足够消防员训练呼吸用氧气，保障消防员生命安全。

控制区将压力传感器、流量传感器和温度传感器、温度传感器I和温度传感器II传输来的电信号进行采集并在计算机终端显示，如果某个参数超出了正常范围，控制系统将启动独立式声光报警器发出报警信号，同时为控制区配备通风装置和火焰检测器，保障控制环境的安全；系统通过布线管道进行布线，保证系统工作的流畅、整齐和可靠。

本发明的有益效果：

1、本发明提供一种消防燃烧训练实验室智能控制系统。该发明适用于消防员的训练使用。本发明是将传感器技术和智能控制技术相结合。智能控制系统主要完成系统自检控制、点火控制、火形控制(1、2、3级和轰燃)、通风控制、温度显示、气体浓度显示、气压显示和现场数据存储。

2、该系统营造不同的实火环境、令受训的消防员得到火场实战的经验，消防燃烧训练室是模拟轰燃条件下，受训的消防员得到火场实战的经验，最重要是令消防员感受到火焰的真正热度，使灭火技战术更加熟练的运用，提高对潜在危险的警觉性，加强面对恶劣火场环境的应付能力，提高了灭火救援效率。

3、该系统通过智能控制，设置的供氧装置对燃烧区提供足够消防员训练呼吸用氧气，为进入消防燃烧训练实验室的消防员提供了完备的安全保障系统，保障消防员生命安全，设置通风装置和火焰检测器保障控制环境的安全。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。

图1为本发明的流程图。

图2为本发明的结构示意图。

图面说明：供气区1，压流区2，燃烧区3，控制区4，

气瓶11，手动阀12，汇集缓冲区13，

电磁阀总控21，减压器22，压力传感器23，比例调节器24，冗余电磁阀门I 25，可燃气体泄漏检测I 26，流量传感器27，冗余电磁阀II 28，可燃气体泄漏检测II 29，温度传感器210，

可燃气体空气混合区31，供氧装置32，温度传感器I 33，温度传感器II34，3级点火装置35，燃烧床36，

计算机41，独立声光报警器42，布线管道43，通风装置44，火焰检测器45。

具体实施方式

为了使本发明的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

消防燃烧训练实验室智能控制系统，如图1所示，主要由提供气体并且充分混合的供气区1、调节气体压力、流量和温度的压流区2、进行火焰燃烧和温度传感的燃烧区3和控制气压、流量、温度、点火、活性和供氧的控制区4组成，供气区1与压流区2连接，压流区2与燃烧区3连接，控制区4分别与供气区1、压流区2和燃烧区3连接，控制区4控制压流区2和燃烧区3。

下面分区逐一介绍：

供气区1：

供气区1包括气瓶11、手动阀12和汇集缓冲区13。

气瓶11采用不锈钢制成，用来贮存气体，气瓶11通过管道与汇集缓冲区，气瓶11与汇集缓冲区13之间的管道设置控制气体开关的手动阀12，气瓶11中的气体输送到汇集缓冲区13充分混合成为混合气体，混合气体通过管道输送到压流区2。

压流区2：

压流区2包括电磁阀总控21、减压器22、压力传感器23、比例调节器24、冗余电磁阀门I 25、可燃气体泄漏检测I 26、流量传感器27、冗余电磁阀II 28、可燃气体泄漏检测II 29和温度传感器210。

汇集缓冲区13通过管道与压流区2的减压器22连接，减压器22连接一压力传感器23，压力传感器23将减压器22内的混合气体压力参数转换成电信号进行采集传输至控制区的计算机41；

为了阀门打开的可靠性，减压器22连接一电磁阀总控21，电磁阀总控21与比例调节器24管路连接，比例调节器24与冗余电磁阀门I 25管路连接，冗余电磁阀门I 25连接对流经冗余电磁阀门I 25的气体进行泄漏检测的可燃气体泄漏检测I 26，可燃气体泄漏检测I 26与控制区4的计算机41电连接；冗余电磁阀门I 25与流量传感器27管路连接，流量传感器27将流经冗余电磁阀门I 25的气体流量参数转换成电信号进行采集传输至控制区4的计算机41；

流量传感器27与冗余电磁阀门II 28管路连接，混合气体流经冗余电磁阀门II 28后进入燃烧区3，冗余电磁阀门II 28与可燃气体泄漏检测II 29连接，可燃气体泄漏检测II 29对流经冗余电磁阀门II 28的气体进行可燃气体泄漏检测；可燃气体泄漏检测II 29与控制区4的计算机41电连接；

冗余电磁阀门II 28同时与温度传感器210连接，温度传感器210将流经冗余电磁阀门II 28的气体温度参数转换成电信号进行实时采集传输至控制区4的计算机41电连接。

燃烧区3：

燃烧区3包括可燃气体空气混合区31、供氧装置32、温度传感器I 33、温度传感器II 34、3级点火装置35和燃烧床36。

冗余电磁阀门II 28与可燃气体空气混合区31管路连接，混合气体进入燃烧区3的可燃气体空气混合区31，可燃气体空气混合区31将可燃气体与空气充分混合，混合气体进入燃烧床36；

可燃气体空气混合区31与燃烧床36管路连接，3级点火装置35与燃烧床36连接；

3级点火装置35对燃烧床36进行燃烧控制；火形控制分为1、2、3级和轰燃；可以针对消防员训练营造不同的实火环境。

燃烧区3设置温度传感器I 34和温度传感器II 33，同时，温度传感器I34和温度传感器II 33将燃烧区3的实时温度参数转换成电信号进行采集传输至控制区；

燃烧区3还设置供氧装置32与控制区4电连接，所述控制区4控制供氧装置32对燃烧区3提供足够消防员训练呼吸用氧气，保障小消防员的生命安全。

控制区4：

控制区4包括计算机41、独立声光报警器42、布线管道43、通风装置44和火焰检测器45。

控制区4的计算机41与压力传感器23、流量传感器27、温度传感器210、温度传感器I 34和温度传感器II33电连接，压力传感器23、流量传感器27、温度传感器210、温度传感器I 34和温度传感器II 33将传输来的电信号进行采集并在计算机41终端显示；

计算机41与独立式声光报警器42电连接，如果某个参数超出了正常范围，计算机41将启动独立式声光报警器42发出报警信号；

计算机41分别与通风装置44和火焰检测器45连接，通风装置44和火焰检测器45保障控制环境的安全；

系统采用金属材料制成的布线管道43，在布线管道43外围涂一层防火材料，增加布线管道43内的电线和管路的安全性，保证系统工作的流畅、整齐和可靠。

本发明的工作原理：

如图2所示，在供气区，通过手动阀12控制各气瓶11内气体的开关，然后再汇集缓冲区13进行充分混合后传输至压流区2。

混合气体进入压流区2之后，经过减压器22减压通过电磁阀总控21；同时压力传感器23对减压器22内的混合气体压力参数转换成电信号进行采集传输至控制区4的计算机41；为了阀门打开的可靠性，电磁阀总控21流出的气体通过比例调节器24进入冗余电磁阀门I 25；可燃气体泄漏检测I 26对流经冗余电磁阀门I 25的气体进行泄漏检测；可燃气体泄漏检测I 26与控制区4的计算机41电连接；流量传感器27将流经冗余电磁阀门I 25的气体流量参数转换成电信号进行采集传输至控制区4的计算机41；混合气体流经冗余电磁阀门II 28后进入燃烧区3，可燃气体泄漏检测II 29对流经冗余电磁阀门II 28的气体进行可燃气体泄漏检测；可燃气体泄漏检测II 29与控制区4的计算机41电连接；温度传感器210将流经冗余电磁阀门II 28的气体温度参数转换成电信号进行实时采集传输至控制区4的计算机41。

混合气体进入燃烧区3的可燃气体空气混合区31，可燃气体与空气充分混合后进入燃烧床36，3级点火装置35对燃烧床36进行燃烧控制；同时温度传感器I 34和温度传感器II 33将燃烧区3的实时温度参数转换成电信号进行采集传输至控制区，供氧装置32对燃烧区3提供足够消防员训练呼吸用氧气，保障消防员生命安全。

控制区4将压力传感器23、流量传感器27、可燃气体泄漏检测I 26、可燃气体泄漏检测II 29、温度传感器210、温度传感器I 34和温度传感器II 33传输来的电信号进行采集并在计算机终端41显示，如果某个参数超出了正常范围，计算机41将启动独立式声光报警器42发出报警信号，同时为控制区4配备通风装置44和火焰检测器45，保障控制环境的进行操作控制的消防员安全；系统通过布线管道43进行布线，保证系统工作的流畅、整齐和可靠。

本发明提供一种消防燃烧训练实验室智能控制系统。该发明适用于消防员的训练使用。本发明是将传感器技术和智能控制技术相结合。智能控制系统主要完成系统自检控制、点火控制、火形控制(1、2、3级和轰燃)、通风控制、温度显示、气体浓度显示、气压显示和现场数据存储。

该系统营造不同的实火环境、令受训的消防员得到火场实战的经验，消防燃烧训练室是模拟轰燃条件下，受训的消防员得到火场实战的经验，最重要是令消防员感受到火焰的真正热度，使灭火技战术更加熟练的运用，提高对潜在危险的警觉性，加强面对恶劣火场环境的应付能力，提高了灭火救援效率。

该系统通过智能控制，设置的供氧装置对燃烧区提供足够消防员训练呼吸用氧气，进入消防燃烧训练实验室的消防员提供了完备的安全保障系统，保障消防员生命安全，设置通风装置和火焰检测器保障控制环境的安全。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (9)

1、一种消防燃烧训练实验室智能控制系统，其特征在于，包括系统提供气体并且充分混合的供气区、调节气体压力、流量和温度的压流区、进行火焰燃烧和温度传感的燃烧区和控制气压、流量、温度、点火和供氧的控制区，所述供气区与压流区连接，所述压流区与燃烧区连接，所述控制区分别与供气区、压流区和燃烧区连接，控制区控制压流区和燃烧区。

2、根据权利要求1所述的消防燃烧训练实验室智能控制系统，其特征在于：所述供气区包括气瓶、手动阀和汇集缓冲区，所述气瓶通过管道与汇集缓冲区连接，所述气瓶与汇集缓冲区之间的管道设置控制气体开关的手动阀，气瓶中的气体输送到汇集缓冲区成为混合气体，所述混合气体通过管道输送到压流区。

3、根据权利要求1所述的消防燃烧训练实验室智能控制系统，其特征在于：所述压流区包括电磁阀总控、减压器、压力传感器、比例调节器、冗余电磁阀门I、可燃气体泄漏检测I、流量传感器、冗余电磁阀II、可燃气体泄漏检测II和温度传感器；

所述汇集缓冲区通过管道与减压器连接，减压器连接一将减压器内的混合气体压力参数转换成电信号进行采集传输至控制区的压力传感器；同时，减压器连接一电磁阀总控，电磁阀总控流与比例调节器管路连接，比例调节器与冗余电磁阀门I管路连接，冗余电磁阀门I连接对流经冗余电磁阀门I的气体进行泄漏检测的可燃气体泄漏检测I，可燃气体泄漏检测I与控制区电连接；冗余电磁阀门I与流量传感器管路连接，流量传感器将流经冗余电磁阀门I的气体流量参数转换成电信号进行采集传输至控制区；

流量传感器与冗余电磁阀门II管路连接，混合气体流经冗余电磁阀门II后进入燃烧区，冗余电磁阀门II与可燃气体泄漏检测II连接，可燃气体泄漏检测II对流经冗余电磁阀门II的气体进行可燃气体泄漏检测；可燃气体泄漏检测II与控制区电连接；冗余电磁阀门II同时与温度传感器连接，温度传感器将流经冗余电磁阀门II的气体温度参数转换成电信号进行实时采集传输至控制区。

4、根据权利要求1所述的消防燃烧训练实验室智能控制系统，其特征在于：所述燃烧区包括可燃气体空气混合区、供氧装置、温度传感器I、温度传感器II、3级点火装置和燃烧床；

冗余电磁阀门II与可燃气体空气混合区管路连接，混合气体进入燃烧区的可燃气体空气混合区，可燃气体与空气充分混合后进入燃烧床；

可燃气体空气混合区与燃烧床管路连接，3级点火装置与燃烧床连接；

同时温度传感器I和温度传感器II将燃烧区的实时温度参数转换成电信号进行采集传输至控制区；

供氧装置与控制区电连接。

5、根据权利要求1或3或4所述的消防燃烧训练实验室智能控制系统，其特征在于：所述控制区包括计算机、独立声光报警器、布线管道、通风装置和火焰检测器；

控制区的计算机与压力传感器、流量传感器、可燃气体泄漏检测I、可燃气体泄漏检测II、温度传感器、温度传感器I和温度传感器II电连接，压力传感器、流量传感器、温度传感器、温度传感器I和温度传感器II将传输来的信号进行采集并在计算机终端显示；

控制区设置通风装置和火焰检测器，保障控制环境的安全。

6、根据权利要求4所述的消防燃烧训练实验室智能控制系统，其特征在于：所述3级点火装置对燃烧床进行燃烧控制；火形控制分为1、2、3级和轰燃。

7、根据权利要求5所述的消防燃烧训练实验室智能控制系统，其特征在于：所述计算机控制供氧装置对燃烧区提供足够消防员训练呼吸用氧气。

8、根据权利要求5所述的消防燃烧训练实验室智能控制系统，其特征在于：所述计算机与独立式声光报警器电连接，所述计算机对压力传感器、流量传感器、温度传感器、温度传感器I和温度传感器II将传输来的信号进行采集并监控，所述信号超出正常范围，计算机将启动独立式声光报警器发出报警信号。

9、根据权利要求5所述的消防燃烧训练实验室智能控制系统，其特征在于：所述系统通过布线管道进行布线，保证系统工作的流畅、整齐和可靠。

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