CN103111034A - 一种火焰长距离探测装置、方法及自动消防系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种火焰长距离探测装置、方法及自动消防系统，该探测装置包括执行装置、水平火焰探测器以及垂直火焰探测器，该执行装置具有基座、第一承载部、第一驱动机构、第一传动机构、第一定位机构、第二承载部、第二驱动机构、第二传动机构以及第二定位机构，该第一承载部在第一驱动机构的带动下而在水平面方向进行360度的扫描，该第一定位机构在水平火焰探测器探测到火焰信号时定位住第一承载部；该第二承载部在第二驱动机构的带动下而在竖直方向进行180度的扫描，该第二定位机构在垂直火焰探测器检测到火焰信号时定位住第二承载部。本发明可以准确地确定出火焰的方向来源，进而达到准确探测的功效。

Description

一种火焰长距离探测装置、方法及自动消防系统

技术领域

本发明涉及火焰探测领域，更具体的说涉及一种火焰长距离探测装置、方法及自动消防系统。

背景技术

本申请人曾于2009年9月30日向国家知识产权局提交了申请号为200910192953.1的发明专利申请，其涉及一种消防水炮的控制系统，包括电源模块、输入模块、微控制器和输出模块，由上述电源模块为整个控制系统提供电源，上述输入模块的输出端连接于上述微控制器的输入端，上述输出模块的输出端连接消防水炮的执行部件，上述输入模块设有热释电传感器，此热释电传感器的前端设置有只能透过波长为4.06-4.4um的红外光的窄带滤镜。如此通过该窄带滤镜可以将波长不在4.06-4.4um范围内的太阳光、雷电光和电焊光等干扰源过滤掉，保证了探测到火焰的准确性，提高了系统的工作可靠性。

但是，上述消防水炮的控制系统所进行的探测，基于该窄带滤镜可以检测较大范围的光线，如此在上述较大范围内发出的火焰均会激励到微控制器，最终使得整个消防水炮无法实现对火源进行准确的定位，大大影响了整个消防水炮在实际使用的准确度。

有鉴于此，本发明人针对现有消防水炮的上述缺陷深入研究，遂有本案产生。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种火焰长距离探测装置，其可以精确地检测出火焰的产生点，以解决现有技术无法实现对火源进行准确定位的问题。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种火焰长距离探测装置，其中，包括执行装置、水平火焰探测器以及垂直火焰探测器，该执行装置具有基座、第一承载部、第一驱动机构、第一传动机构、第一定位机构、第二承载部、第二驱动机构、第二传动机构以及第二定位机构，该水平火焰探测器固定在第一承载部上，该第一承载部通过第一传动机构而与基座相连，该第一承载部在第一驱动机构的带动下而在水平面方向进行360度的扫描，该第一定位机构在水平火焰探测器探测到火焰信号时定位住第一承载部；该垂直火焰探测器固定在第二承载部上，该第二承载部通过第二传动机构而与第一承载部相连，该第二承载部在第二驱动机构的带动下而在竖直方向进行180度的扫描，该第二定位机构在垂直火焰探测器检测到火焰信号时定位住第二承载部。

进一步，该水平火焰探测器具有第一红外传感器、第一凸透镜以及第一夹缝，该第一红外传感器位于第一凸透镜的焦点处，该第一夹缝和第一红外传感器分设置在第一凸透镜的两侧，该第一夹缝与第一凸透镜的镜面相抵触；该垂直火焰探测器具有第二红外传感器、第二凸透镜以及第二夹缝，该第二红外传感器位于第二凸透镜的焦点处，该第二夹缝和第二红外传感器分设置在第二凸透镜的两侧，该第二夹缝与第二凸透镜的镜面相抵触，该第一夹缝和第二夹缝均为楔形体，该第一夹缝开口的角度大于第二夹缝开口的角度。

进一步，该第一夹缝开口的长度方向沿竖直方向延伸，该第二夹缝开口的长度方向沿水平方向延伸。

本发明的第二目的在于提供一种火焰长距离探测方法，其中，包括如下步骤：

①在第一驱动机构的带动下，该第一承载部及其上水平火焰探测器在水平面方向进行360度的扫描，若水平火焰探测器未检测到则一直执行360度的扫描；

②若检测到火焰信号，该第一定位机构将定位住该第一承载部，并且在第二驱动机构的带动下，该第二承载部及其上的垂直火焰探测器在竖直方向上进行180度的扫描，若未检测到火焰信号则停止扫描，并返回至步骤①；

③若检测到火焰信号，该第二定位机构将定位住第二承载部，完成对火焰信号的准确定位。

进一步，该探测方法还包括：

④若火焰信号一直检测到，则通过第一定位机构和第二定位机构固定住此方位；若火焰信号已消失，则返回步骤①。

本发明的第三目的在于提供一种自动消防系统，其中，包括监控中心以及多组消防单元，每组消防单元均具有炮体控制器、炮体机构以及电磁阀，每组消防单元的炮体控制器均与监控中心通信相连，该炮体机构具有输水管路以及探测装置，该输水管路具有第一管路、第二管路以及第三管路，该探测装置包括执行装置、水平火焰探测器以及垂直火焰探测器，该执行装置具有第一驱动机构、第一传动机构、第一定位机构、第二驱动机构、第二传动机构以及第二定位机构，该水平火焰探测器固定在第二管路上，该第二管路通过第一传动机构而与第一管路相连，该第二管路在第一驱动机构的带动下而在水平面方向进行360度的扫描，该第一定位机构在水平火焰探测器探测到火焰信号时定位住第二管路；该垂直火焰探测器固定在第三管路上，该第三管路通过第二传动机构而与第二管路相连，该第三管路在第二驱动机构的带动下而在竖直方向进行180度的扫描，该第二定位机构在垂直火焰探测器检测到火焰信号时定位住第三管路；该电磁阀设置在第一管路与供水装置之间，该电磁阀还与炮体控制器相连并且在炮体控制器的控制下打开或切断炮体机构中输水管路与供水装置之间的水路。

进一步，该水平火焰探测器具有第一红外传感器、第一凸透镜以及第一夹缝，该第一红外传感器位于第一凸透镜的焦点处，该第一夹缝和第一红外传感器分设置在第一凸透镜的两侧，该第一夹缝与第一凸透镜的镜面相抵触；该垂直火焰探测器具有第二红外传感器、第二凸透镜以及第二夹缝，该第二红外传感器位于第二凸透镜的焦点处，该第二夹缝和第二红外传感器分设置在第二凸透镜的两侧，该第二夹缝与第二凸透镜的镜面相抵触，该第一夹缝和第二夹缝均为楔形体，该第一夹缝开口的角度大于第二夹缝开口的角度。

进一步，该第一夹缝开口的长度方向沿竖直方向延伸，该第二夹缝开口的长度方向沿水平方向延伸。

进一步，该炮体控制器为基于ARM内核的微处理器。

进一步，该执行装置还包括第三驱动机构，该第三管路则为可伸缩式管路，该第三驱动机构可驱动第三管路进行伸缩动作。

采用上述结构后，本发明涉及一种火焰长距离探测装置、方法及自动消防系统，其先通过水平火焰探测器准确探测出火焰存在于具体哪一个竖直平面内，当通过扫描而确定出竖直平面后，再通过垂直火焰探测器在该竖直平面内检测出处于哪一个水平面内，如此即可准确确定出火焰来源，进而达到准确探测的功效。

另外，本发明通过开发出以红外传感器、凸透镜以及夹缝所构成的面向型探测设备，如此确保了上述竖直平面以及水平面的探测准确性，从而能更精准地确定火焰的产生地点。

附图说明

图1为本发明涉及一种火焰长距离探测装置较佳实施例的结构式示意图；

图2为图1中水平火焰探测器与垂直火焰探测器的原理示意图；

图3为本发明涉及一种自动消防系统的原理框图。

图中：

探测装置       100    执行装置        1

基座           11     第一承载部      12

第一驱动机构   13     第一传动机构    14

第二承载部     15     第二驱动机构    16

第二传动机构   17     第三驱动机构    18

水平火焰探测器 2      第一红外传感器  21

第一凸透镜     22     第一夹缝        23

垂直火焰探测器 3      第二红外传感器  31

第二凸透镜     32     第二夹缝        33

监控中心       4      消防单元        5

炮体控制器     51     炮体机构        52

电磁阀         53     一级火灾探测器  6

具体实施方式

为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。

如图1所示，本发明涉及的一种火焰长距离探测装置100，包括执行装置1、水平火焰探测器2以及垂直火焰探测器3，该执行装置1具有基座11、第一承载部12、第一驱动机构13、第一传动机构14、第一定位机构(图中未示出)、第二承载部15、第二驱动机构16、第二传动机构17以及第二定位机构(图中未示出)，在本实施例中，为了对火焰点进行定位后，可以直接进行喷射以达到快速救火的目的，该基座11、第一承载部12和第二承载部15即为炮体机构52的一部分，具体一起构成输水管路，该输水管路分为3段；即该基座11即为第一管路，该第一承载部12即为第二管路，该第二承载部15即为第三管路。

该水平火焰探测器2固定在第一承载部12上，该第一承载部12通过第一传动机构14而与基座11相连，如此可以实现第一承载部12与基座11之间的相对转动；该第一承载部12在第一驱动机构13的带动下而在水平面方向进行360度的扫描，该第一定位机构在水平火焰探测器2探测到火焰信号时定位住第一承载部12；该垂直火焰探测器3固定在第二承载部15上，该第二承载部15通过第二传动机构17而与第一承载部12相连，该第二承载部15在第二驱动机构16的带动下而在竖直方向进行180度的扫描，该第二定位机构在垂直火焰探测器3检测到火焰信号时定位住第二承载部15。

这样，本发明涉及一种火焰长距离探测装置100，其先通过水平火焰探测器2准确探测出火焰存在于具体哪一个竖直平面内；需要说明的是，该水平火焰探测器2的开口需根据实际需要设置地足够大，避免漏查的可能；当通过扫描而确定出竖直平面后，再通过垂直火焰探测器3在该竖直平面内检测出处于哪一个水平面内，如此即可准确确定出火焰来源，进而达到准确探测的功效。

如图1所示，该水平火焰探测器2和垂直火焰探测器3均是采用面向性结构，请再辅助参照图2所示，该水平火焰探测器2具有第一红外传感器21、第一凸透镜22以及第一夹缝23，该第一红外传感器21位于第一凸透镜22的焦点处，该第一夹缝23和第一红外传感器21分设置在第一凸透镜22的两侧，该第一夹缝23与第一凸透镜22的镜面相抵触；该垂直火焰探测器3具有第二红外传感器31、第二凸透镜32以及第二夹缝33，该第二红外传感器31位于第二凸透镜32的焦点处，该第二夹缝33和第二红外传感器31分设置在第二凸透镜32的两侧，该第二夹缝33与第二凸透镜32的镜面相抵触，该第一夹缝23和第二夹缝33均为楔形体，该第一夹缝23开口的角度大于第二夹缝33开口的角度。如图1所示，该第一夹缝23开口的长度方向沿竖直方向延伸，该第二夹缝33开口的长度方向沿水平方向延伸。具体地，为了提升火焰检测的抗干扰能力，而将无用的光学干扰拒之门外，该第一凸透镜22和第二凸透镜32还均镀有只允许3.8-4.3um通过的滤光膜。

如此，本发明通过开发出以红外传感器、凸透镜以及夹缝所构成的面向型探测设备，如此确保了上述竖直平面以及水平面的探测准确性，从而能更精准地确定火焰的产生地点。

对于上述火焰长距离探测装置100，其探测方法包括如下步骤：

①在第一驱动机构13的带动下，该第一承载部12及其上水平火焰探测器2在水平面方向进行360度的扫描，若水平火焰探测器2未检测到则一直执行360度的扫描；当然此时，第二承载部15、第二驱动机构16、第二定位机构以及垂直火焰探测器3也同步转动。

②若检测到火焰信号，该第一定位机构将定位住该第一承载部12，并且在第二驱动机构16的带动下，该第二承载部15及其上的垂直火焰探测器3在竖直方向上进行180度的扫描，若未检测到火焰信号则停止扫描，并返回至步骤①。

③若检测到火焰信号，该第二定位机构将定位住第二承载部15，完成对火焰信号的准确定位。

另外，为了实现循环式的自动工作，该探测方法还包括：

④若火焰信号一直检测到，则通过第一定位机构和第二定位机构固定住此方位，以便于水流的准确喷射；若火焰信号已消失，则返回步骤①，重新进行水平面方向的360度的扫描。

如图3所示，本发明还公开一种自动消防系统，包括监控中心4以及多组消防单元5，每组消防单元5均具有炮体控制器51、炮体机构52以及电磁阀53，每组消防单元5的炮体控制器51均与监控中心4通信相连。

该炮体机构52则具有输水管路以及探测装置100，该输水管路具有第一管路、第二管路以及第三管路，该探测装置100即可采用图1所示的结构，其具体包括执行装置1、水平火焰探测器2以及垂直火焰探测器3，该执行装置1具有第一驱动机构13、第一传动机构14、第一定位机构、第二驱动机构16、第二传动机构17以及第二定位机构。

为了让探测装置100找到火焰点时，该管路可以直接喷射水流进行灭火，该第一管路、第二管路和第三管路作为执行装置1的承载主体，具体如上文所述，在此不再赘述。

该电磁阀53设置在第一管路与供水装置之间，该电磁阀53还与炮体控制器51相连并且在炮体控制器51的控制下打开或切断炮体机构52中输水管路与供水装置之间的水路，该供水装置主要由消防水源、消防水泵、水泵灌以及配水管道等组成，从而可以向喷水灭火装置及时提供足够的水量和水压。具体地，该炮体控制器51为基于ARM内核的微处理器。如图1所示，该执行装置1还包括第三驱动机构18，该第三管路则为可伸缩式管路，该第三驱动机构18可驱动第三管路进行伸缩动作。

该自动消防系统的工作过程为：该自动消防系统还包括一个一级火灾探测器6，该一级火灾探测器6负责24小时不间断探测视场内火源，一旦发现火源立即把信号传到监控中心4，监控中心4一旦收到现场火灾检测信号，启动声光报警和自动拨号功能，同时发出命令给炮体控制器51，炮体控制器51驱动炮体机构52进行水平的周向扫描，当水平方向找到火焰信号后停止水平扫描开始垂直的俯仰扫描，垂直方向找到火灾信号后锁定着火点，炮口准确瞄准火源，启动泵和电磁阀53进行灭火，同时将现场火灾信号，水压流量的数据反馈至控制系统，系统分析后进行自动定位补偿调整，当现场火灾信号消失系统自动复位。在此过程中，可以通过遥控装置或在监控中心4、消防炮本地等以不同的方式进行人工干预或控制，以协助快速灭火。

上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (10)

1.一种火焰长距离探测装置，其特征在于，包括执行装置、水平火焰探测器以及垂直火焰探测器，该执行装置具有基座、第一承载部、第一驱动机构、第一传动机构、第一定位机构、第二承载部、第二驱动机构、第二传动机构以及第二定位机构，该水平火焰探测器固定在第一承载部上，该第一承载部通过第一传动机构而与基座相连，该第一承载部在第一驱动机构的带动下而在水平面方向进行360度的扫描，该第一定位机构在水平火焰探测器探测到火焰信号时定位住第一承载部；该垂直火焰探测器固定在第二承载部上，该第二承载部通过第二传动机构而与第一承载部相连，该第二承载部在第二驱动机构的带动下而在竖直方向进行180度的扫描，该第二定位机构在垂直火焰探测器检测到火焰信号时定位住第二承载部。

2.如权利要求1所述的一种火焰长距离探测装置，其特征在于，该水平火焰探测器具有第一红外传感器、第一凸透镜以及第一夹缝，该第一红外传感器位于第一凸透镜的焦点处，该第一夹缝和第一红外传感器分设置在第一凸透镜的两侧，该第一夹缝与第一凸透镜的镜面相抵触；该垂直火焰探测器具有第二红外传感器、第二凸透镜以及第二夹缝，该第二红外传感器位于第二凸透镜的焦点处，该第二夹缝和第二红外传感器分设置在第二凸透镜的两侧，该第二夹缝与第二凸透镜的镜面相抵触，该第一夹缝和第二夹缝均为楔形体，该第一夹缝开口的角度大于第二夹缝开口的角度。

3.如权利要求2所述的一种火焰长距离探测装置，其特征在于，该第一夹缝开口的长度方向沿竖直方向延伸，该第二夹缝开口的长度方向沿水平方向延伸。

4.一种如权利要求1或2或3所涉及探测装置的火焰长距离探测方法，其中，包括如下步骤：

①在第一驱动机构的带动下，该第一承载部及其上水平火焰探测器在水平面方向进行360度的扫描，若水平火焰探测器未检测到则一直执行360度的扫描；

②若检测到火焰信号，该第一定位机构将定位住该第一承载部，并且在第二驱动机构的带动下，该第二承载部及其上的垂直火焰探测器在竖直方向上进行180度的扫描，若未检测到火焰信号则停止扫描，并返回至步骤①；

③若检测到火焰信号，该第二定位机构将定位住第二承载部，完成对火焰信号的准确定位。

5.如权利要求4所述的一种火焰长距离探测方法，其特征在于，该探测方法还包括：

④若火焰信号一直检测到，则通过第一定位机构和第二定位机构固定住此方位；若火焰信号已消失，则返回步骤①。

6.一种自动消防系统，其特征在于，包括监控中心以及多组消防单元，每组消防单元均具有炮体控制器、炮体机构以及电磁阀，每组消防单元的炮体控制器均与监控中心通信相连，该炮体机构具有输水管路以及探测装置，该输水管路具有第一管路、第二管路以及第三管路，该探测装置包括执行装置、水平火焰探测器以及垂直火焰探测器，该执行装置具有第一驱动机构、第一传动机构、第一定位机构、第二驱动机构、第二传动机构以及第二定位机构，该水平火焰探测器固定在第二管路上，该第二管路通过第一传动机构而与第一管路相连，该第二管路在第一驱动机构的带动下而在水平面方向进行360度的扫描，该第一定位机构在水平火焰探测器探测到火焰信号时定位住第二管路；该垂直火焰探测器固定在第三管路上，该第三管路通过第二传动机构而与第二管路相连，该第三管路在第二驱动机构的带动下而在竖直方向进行180度的扫描，该第二定位机构在垂直火焰探测器检测到火焰信号时定位住第三管路；该电磁阀设置在第一管路与供水装置之间，该电磁阀还与炮体控制器相连并且在炮体控制器的控制下打开或切断炮体机构中输水管路与供水装置之间的水路。

7.如权利要求6所述的一种自动消防系统，其特征在于，该水平火焰探测器具有第一红外传感器、第一凸透镜以及第一夹缝，该第一红外传感器位于第一凸透镜的焦点处，该第一夹缝和第一红外传感器分设置在第一凸透镜的两侧，该第一夹缝与第一凸透镜的镜面相抵触；该垂直火焰探测器具有第二红外传感器、第二凸透镜以及第二夹缝，该第二红外传感器位于第二凸透镜的焦点处，该第二夹缝和第二红外传感器分设置在第二凸透镜的两侧，该第二夹缝与第二凸透镜的镜面相抵触，该第一夹缝和第二夹缝均为楔形体，该第一夹缝开口的角度大于第二夹缝开口的角度。

8.如权利要求7所述的一种火焰长距离探测装置，其特征在于，该第一夹缝开口的长度方向沿竖直方向延伸，该第二夹缝开口的长度方向沿水平方向延伸。

9.如权利要求6所述的一种自动消防系统，其特征在于，该炮体控制器为基于ARM内核的微处理器。

10.如权利要求6所述的一种自动消防系统，其特征在于，该执行装置还包括第三驱动机构，该第三管路则为可伸缩式管路，该第三驱动机构可驱动第三管路进行伸缩动作。

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