CN101783062B - 一种图像型火灾探测器的检测器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种图像型火灾探测器的检测器，所述检测器包括：检测板，用于搭载LED阵列；LED阵列，用于根据真实火焰的特征模拟出火焰；控制器，用于控制检测板上的LED阵列模拟出火焰，以提供给被检测的图像型火灾探测器进行测试，其中，所述LED阵列安装在检测板上，所述LED阵列与所述控制器为电路连接。被检测的图像型火灾探测器对包含模拟火焰的场景进行检测，若能正确地检测出火焰则认为该图像型火灾探测器处于正常工作状态。

Description

一种图像型火灾探测器的检测器

技术领域

本发明涉及图像处理、视频监控以及消防，特别涉及一种图像型火灾探测器的检测器。

背景技术

随着消防领域火灾检测技术的发展，图像型火灾检测器以其高效、准确、不易受环境因素干扰等优点，成为业内研究的主流技术。例如，美国专利申请US 2008/0136934A1公开了一种火焰检测的方法和设备，公开号为CN 101315667A的中国专利申请公开了一种室外早期火灾多种特征综合识别方法，公开号为CN 101316371A的中国专利申请公开了一种火焰检测方法及装置。

然而，同传统的烟感火灾探测器相比，目前的图像型火灾探测器在例行的设备年检时，缺乏一种能有效、准确地检测该图像型火灾探测器工作状态的方式，以致无法确定该图像型火灾探测器是否处于正常工作状态。

综上所述，目前迫切需要提出一种能简单、有效的检测图像型探测器是否处于正常工作状态的检测器。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于实现简单、有效的检测图像型探测器的检测结果是否处于正常工作状态的检测器。

为达到上述目的，按照本发明，提供了一种图像型火灾探测器的检测器可以包括：检测板，用于搭载LED阵列；LED阵列，用于根据真实火焰的特征模拟出火焰；和控制器，用于控制检测板上的LED阵列模拟出火焰，以提供给被检测的图像型火灾探测器进行测试；其中：所述LED阵列安装在检测板上，所述LED阵列与所述控制器为电路连接。

优选地，所述LED阵列是由多个LED单元构成的点阵。所述LED阵列是由16×16个～50×50个LED单元构成的点阵。更优选地，所述控制器包括单片机和arm，并且所述控制器是可编程控制的。

所述控制器控制所述LED阵列模拟真实火焰的下列特征：火焰的能量频谱特征、火焰的形状轮廓特征、火焰的亮度分布特征、以及火焰的闪烁特征。

优选地，所述火焰的能量频谱特征是通过控制器，控制LED阵列以显示指定的图形来模拟。优选地，根据被检测的图像型火灾探测器的类型，通过控制器控制LED阵列，使LED阵列显示的光的能量频谱在可见光波长范围或近红外波长780nm～2526nm内取值。

优选地，所述火焰的形状轮廓特征是通过控制器，控制LED阵列按照设定的顺序、以一定的速度显示一组图形来模拟。所述速度为1～25帧/秒。

优选地，所述火焰的亮度分布特征是通过控制器，控制LED阵列中每个LED的发光亮度的强弱来模拟，其中用于显示火焰的内焰部分的LED单元的发光亮度高于用于显示火焰的外焰部分的LED单元的发光亮度。

优选地，所述火焰的闪烁特征是通过控制器，控制LED阵列中显示火焰外焰部分的LED以设定的频率闪烁来模拟。所述频率在2～16Hz范围内。

本发明所提供的图像型火灾探测器的检测器通过可编程控制的控制器控制检测板上的LED阵列，使得LED阵列根据真实火焰的特征(包括火焰的能量频谱特征、火焰的形状轮廓特征、火焰的亮度分布特征、火焰的闪烁特征)模拟出火焰。将该模拟出的火焰提供给被检测的图像型火灾探测器以进行测试，该被检测的图像型火灾探测器对包含上述模拟出的火焰(该模拟出的火焰由本发明的图像型火灾探测器的检测器产生)的场景进行检测，并根据该图像型火灾探测器能否正确地检测出火焰来判断其是否处于正常的工作状态。这样就不需要通过在场景中点火来检测图像型火灾探测器是否处于正常的工作状态，而在场景中点火不仅不便于操作，而且具有一定的危险性。因此，通过使用本发明的检测器，可以简单地、有效地、安全地检测出图像型火灾探测器是否处于正常工作状态。

附图说明

图1示出了按照本发明的一种图像型火灾探测器的检测器；

图2示出了按照本发明的红外LED辐射能量分布图；

图3示出了按照本发明的真实火焰的图形。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明进一步详细说明。

如图1所示，图1示出了按照本发明的一种图像型火灾探测器的检测器。由图1可以看出，本发明的图像型火灾探测器的检测器可以包括：检测板，用于搭载LED阵列；LED阵列，用于根据真实火焰的特征模拟出火焰；和控制器，用于控制检测板上的LED阵列模拟出火焰，以提供给被检测的图像型火灾探测器进行测试；其中：所述LED阵列安装在检测板上，所述LED阵列12与所述控制器13为电路连接。

其中，LED阵列12是由多个LED单元构成的点阵，每个LED单元都安装在检测板11上，且与控制器13电连接。在实际应用中，根据对图像型火灾探测器的检测器的检测距离的不同要求，LED阵列12可以是由16×16个-50×50个LED单元构成的点阵。其中，检测距离越远，LED阵列包含的LED单元个数越多，这是因为LED单元的个数越多，模拟的火焰形状越精细，因此本发明的LED阵列12所包含的LED单元不局限于16×16个～50×50个。同时还要根据被检测的图像型火灾探测器的灵敏度来选择适当的检测距离及LED单元的数目。所述LED是发光二极管。

控制器13是可编程控制的，用于控制检测板11上的LED阵列12模拟出火焰，该模拟出的火焰提供给被检测的图像型火灾探测器进行测试。其中，控制器13可以包括单片机和ARM。

控制器13控制LED阵列12根据真实火焰的特征模拟出火焰。其中，真实火焰的特征包括：火焰的能量频谱特征、火焰的形状轮廓特征、火焰的亮度分布特征和火焰的闪烁特征。通过控制器13控制LED阵列12模拟出上述四种真实火焰的特征来模拟出火焰。

所述火焰的能量频谱特征是通过控制器13，控制LED阵列以显示指定的图形。火焰的本质是一种剧烈的化学反应，同时放射出大量的光和热，多数火焰产生的辐射能量在近红外波段(780nm～2526nm)或者在可见光波段有大量分布。因此，为了较好地提取出火焰图形，以便模拟出火焰的能量频谱特征，作为本发明的一种优选的实施方式，可以根据所检测的图像型火灾探测器的不同类型，通过控制器控制LED阵列，使LED阵列显示的光的能量频谱在可见光波长范围或近红外波长(780nm～2526nm)内取值。图2给出了红外LED辐射能量分布图。实施例中，选用的是辐射能量波长集中于930～950nm范围内的红外LED，例如可以选择辐射能量波长为940nm的红外LED。

所述火焰的形状轮廓特征是通过控制器13，控制LED阵列按照设定的顺序显示一组图形，使LED阵列显示火焰的图形，即控制LED动态的显示一组连续图像以模拟火焰的图像。由于火焰在燃烧过程中的剧烈反应，因此火焰在大多数情况下呈现一种无规则的外形，并且其形状是随着燃烧的过程不断变化的。因此，为了模拟火焰的形状轮廓特征，发明中控制器13控制LED阵列所显示的火焰形状以一定的速度不断地变化。其中，所述一定的速度在1～25帧/秒的范围内，可根据实际需要进行适当地调整。

所述火焰的亮度分布特征是通过控制器13，控制LED阵列中每个LED的发光亮度的强弱。图3给出了真实火焰的图形。真实火焰是由内焰和外焰两部分组成，内焰呈高亮耀眼的白色，燃烧稳定，不会激烈变化；外焰呈红色或橙红色，亮度比内焰略低，燃烧过程中不断闪烁、晃动。根据上述真是火焰的特性，为了模拟火焰的亮度分布特征，发明中控制器13控制LED阵列中显示火焰内焰的部分的LED的发光亮度要略高于显示火焰外焰部分的LED的发光亮度。作为本发明的一个优选的实施方式，用于模拟内焰部分的LED单元的发光亮度在60～80mcd的范围内取值，用于模拟外焰部分的LED单元的发光亮度在40～60mcd的范围内取值，内焰部分的发光亮度与外焰部分的发光亮度的差值可维持在10～30mcd的范围内。

所述火焰的闪烁特征是通过控制器13，控制LED阵列以指定的频率闪烁。由于火焰的外焰在燃烧过程中易受到诸如外界气流等因素的影响，经常会出现不稳定地闪烁现象。为了模拟火焰的闪烁特征，发明中控制器13控制LED阵列中显示火焰外焰部分的LED以设定的频率闪烁。所述设定的频率与真实火焰闪烁频率相近似，在2～16Hz范围内。

在本发明中，控制器是可以实现编程的硬件和软件组合，通过编程控制LED阵列中的每个LED灯的发光情况，其原理类似于交通灯的显示。控制器通过编程使LED单元中的LED灯的亮度在一定的范围内变化，以实现其发光亮度的改变，并且使LED单元中的LED灯的亮度在一定的范围内以一定的频率变化，以实现LED单元的闪烁。

所述控制器13控制检测板11上的LED阵列12，根据火焰的特征(包括：火焰的能量频谱特征、火焰的形状轮廓特征、火焰的亮度分布特征、火焰的闪烁特征)，模拟出真实的火焰，以提供给被检测的图像型火灾探测器进行测试。被检测的图像型火灾探测器对包含模拟火焰(该模拟火焰由图像型火灾探测器的检测器产生)的场景进行检测，若能正确地检测出火焰则认为该图像型火灾探测器处于正常工作状态。

作为本发明的一种实施方式，使用本发明的图像型火灾探测器的检测器对室内环境进行检测，其中，LED阵列是由50×50个LED单元构成的点阵，该检测器的LED能量频谱参数为940nm波段的红外光，图形显示速度16帧/秒，内焰部分的LED单元的发光亮度80mcd，外焰部分的LED单元的发光亮度50mcd，闪烁频率为16Hz，检测板距离被检测的图像型火灾探测器6～8m。

与现有技术相比，按照本发明的图像型火灾探测器的检测器可以简单地有效地检测图像型火灾探测器是否处于正常工作状态，避免了在实际应用时需要通过在场景中点火来检测图像型火灾探测器是否处于正常工作状态。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，应当理解，本发明并不限于这里所描述的实现方案，这些实现方案描述的目的在于帮助本领域中的技术人员实践本发明。任何本领域中的技术人员很容易在不脱离本发明精神和范围的情况下进行进一步的改进和完善，因此本发明只受到本发明权利要求的内容和范围的限制，其意图涵盖所有包括在由所附权利要求所限定的本发明精神和范围内的备选方案和等同方案。

Claims (11)

1.一种图像型火灾探测器的检测器，其特征在于，所述检测器包括：

检测板，用于搭载LED阵列；

LED阵列，用于根据真实火焰的特征模拟出火焰；和

控制器，用于控制检测板上的LED阵列模拟出火焰，以提供给被检测的图像型火灾探测器进行测试；

其中：所述LED阵列安装在检测板上，所述LED阵列(12)与所述控制器(13)为电路连接；

所述控制器(13)控制所述LED阵列(12)模拟真实火焰的特征，所述特征包括火焰的能量频谱特征、火焰的形状轮廓特征、火焰的亮度分布特征、以及火焰的闪烁特征。

2.如权利要求1所述的检测器，其特征在于，所述LED阵列(12)是由多个LED单元构成的点阵。

3.如权利要求2所述的检测器，其特征在于，所述LED阵列(12)是由16×16个～50×50个LED单元构成的点阵。

4.如权利要求1所述的检测器，其特征在于，所述控制器(13)包括单片机和arm，并且所述控制器(13)是可编程控制的。

5.如权利要求1所述的检测器，其特征在于，所述火焰的能量频谱特征是通过控制器(13)，控制LED阵列(12)以显示指定的图形来模拟。

6.如权利要求5所述的检测器，其特征在于，根据被检测的图像型火灾探测器的类型，通过控制器控制LED阵列，使LED阵列显示的光的能量频谱在可见光波长范围或近红外波长780nm～2526nm内取值。

7.如权利要求1所述的检测器，其特征在于，所述火焰的形状轮廓特征是通过控制器(13)，控制LED阵列(12)按照设定的顺序、以一定的速度显示一组图形来模拟。

8.如权利要求7所述的检测器，其特征在于，所述速度为1～25帧/秒。

9.如权利要求1所述的检测器，其特征在于，所述火焰的亮度分布特征是通过控制器(13)，控制LED阵列(12)中每个LED的发光亮度的强弱来模拟，其中，用于显示火焰的内焰部分的LED单元的发光亮度高于用于显示火焰的外焰部分的LED单元的发光亮度。

10.如权利要求1所述的检测器，其特征在于，所述火焰的闪烁特征是通过控制器(13)，控制LED阵列(12)中显示火焰外焰部分的LED以设定的频率闪烁来模拟。

11.如权利要求10所述的检测器，其特征在于，所述频率在2～16Hz范围内。

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