CN104208839B - 一种防火隔离带形成装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种防火隔离带形成装置，包括：火焰探测单元，探测火焰中特定波段的紫外线所发出的脉冲量及持续发生时间并唤醒系统进入工作状态；喷洒单元，当火焰探测单元探测到达到预定值，喷洒单元喷洒水系灭火剂，形成防火隔离带，以阻止火灾的蔓延，其中：喷洒单元包括：壳体，火焰探测单元设置在壳体内；灭火剂储存罐，设置在壳体内；灭火剂自动控制定向喷洒嘴，设置在壳体顶部上，通过喷洒控制电磁阀与灭火剂储存罐相连；控制模块，设置在壳体内，控制模块被火焰探测单元的探测信号唤醒系统后，由控制模块来控制喷洒控制电磁阀的开启；电源模块，设置在壳体内，向控制模块供电。其能够在第一时间形成防火隔离带，很好地阻止火势的蔓延。

Description

一种防火隔离带形成装置

技术领域

本发明涉及防火设备技术领域，尤其涉及一种防火隔离带形成装置。

背景技术

火灾是世界性的重要灾害之一，随着中国的不断发展，防火工作成为首要任务。

防火必须贯彻“预防为主，极早扑救“的方针，真正做到极早发现，极早解决。

目前，基于无线/有线网络技术的远程无线监控系统，卫星摇感技术等已广泛应用于防火监控领域，但实际应用效果并不理想，不能解决火灾初期防止蔓延、极早扑救的问题，且成本较高。

发明内容

本发明实施例提供一种防火隔离带形成装置，以提供一种能够有效地进行火灾探测、极早扑灭的防火装置。

为了达到上述技术目的，本发明实施例提供了一种防火隔离带形成装置，所述防火隔离带形成装置包括：

火焰探测单元，探测火焰中特定波段的紫外线所发出的脉冲量及持续发生时间并唤醒系统进入工作状态；

喷洒单元，耦接于所述火焰探测单元，当所述火焰探测单元探测到的火焰中特定波段的紫外线所发出的脉冲量及持续发生时间达到预定值，所述喷洒单元喷洒水系灭火剂，形成防火隔离带，以阻止火灾的蔓延，

其中：所述喷洒单元包括：

壳体，所述火焰探测单元设置在所述壳体内；

灭火剂储存罐，设置在所述壳体内；

灭火剂自动控制定向喷洒嘴，设置在所述壳体顶部上，通过喷洒控制电磁阀与所述灭火剂储存罐相连；

控制模块，设置在所述壳体内，所述控制模块被所述火焰探测单元的探测信号唤醒系统后，由所述控制模块来控制所述喷洒控制电磁阀的开启；

电源模块，设置在所述壳体内，向所述控制模块供电。

本发明实施例通过火焰探测单元探测森林等环境中初期火灾发生时火焰中特定波段的紫外线所发出的脉冲量及持续发生时间，当达到预设值时，在系统被唤醒进入工作状态，喷洒单元立刻启动并进行定向喷洒，例如定向喷洒AFFF水成膜灭火剂等，从而能够在第一时间形成防火隔离带，能够很好地阻止火势的蔓延。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一种防火隔离带形成装置爆炸结构示意图；

图2为本发明实施例一种火焰探测唤醒模块结构示意图；

图3为本发明实施例唤醒输出电路结构示意图；

图4为本发明实施例一种火焰探测唤醒方法流程图；

图5为本发明应用实例直流高压产生电路组成示意图；

图6为本发明应用实例火焰紫外线探测板电路组成示意图；

图7为本发明应用实例唤醒输出电路组成示意图；

图8为本发明实施例一种防火隔离带形成装置结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，为本发明实施例一种防火隔离带形成装置爆炸结构示意图；如图8所示，为本发明实施例一种防火隔离带形成装置结构示意图，所述防火隔离带形成装置包括：喷洒单元和火焰探测单元915，其中，该喷洒单元包括：壳体91、灭火剂储存罐92、水冰灭火剂93、高压氮气94、头部下盖95、加注口单向阀96、蓄电池97、头部上盖98、防鸟滞留装置99、灭火剂自动控制定向喷洒嘴910、支架911、风向感应器912、太阳能电池板913、进行火灾预警、地磁定位、风向测定、无线通讯、灭火剂隔离带喷洒控制的控制模块914、火焰探测单元915、温感唤醒感应器及风向测定感应器916、喷洒控制电磁阀917，其中，灭火剂自动控制定向喷洒嘴910为自动定向控制喷洒嘴呈水平向60度往复扫射摇臂喷嘴，火焰探测单元915为四向微功耗火焰紫外光检测器。另外，灭火剂储存罐92、控制模块5、电源模块(蓄电池97、太阳能电池板913)、喷洒控制电磁阀917均设置在壳体91内。水冰60°夹角定向灭火剂自动控制定向喷洒嘴910设置在壳体91顶上，灭火剂自动控制定向喷洒嘴910通过喷洒控制电磁阀917与灭火剂储存罐92相连。火焰探测单元915设置在壳体91内四个向外方向，用于探测森林火灾初期发生时火焰中的紫外光。进行火灾预警、地磁定位、风向测定、无线通讯、灭火剂隔离带喷洒控制的控制模块914被火焰探测单元915唤醒后，控制喷洒控制电磁阀917的开启。电源模块(蓄电池97、太阳能电池板913)设置在壳体91内，向控制模块914供电。

当无火灾发生时，火焰探测单元915处于微功耗工作状态，而喷洒单元等模块或单元处于无耗能休眠状态。

优选的，设置一风向测定单元，通过所述壳体固定于所述喷洒嘴顶部；设置一地磁定位模块与所述控制模块通过PCB线路板连接并共同固定于壳体盘骨上。如图1所示，本发明实施例风向感应器912通过壳体91固定于灭火剂自动定向控制喷洒嘴910顶部，进行火灾预警、地磁定位、风向测定、无线通讯、灭火剂隔离带喷洒控制的控制模块914通过PCB线路板连接并共同固定于壳体盘骨上。另外，本发明还包括太阳能电池板913，设置在壳体91上，用于将太阳能转换为电能存储到蓄电池97。

优选的，所述灭火剂自动定向控制喷洒嘴为水平向60度往复旋转摇臂喷嘴；所述壳体包括管本体和蘑菇状端部；所述防火隔离方法还包括：将太阳能电池模块设置在所述壳体上，用于将太阳能转换为电能存储到所述电源模块；在所述蘑菇状端部的表面还设置防鸟滞留装置；在所述壳体上还开设至少四个方向开孔，以便于所述火焰探测单元探测火焰紫外线管固定。

本发明实施例的壳体91的表面除了太阳能电池模块913，还可以设置有防鸟滞留装置99。

另外，本发明实施例还设置有通讯模块用于与外部通讯设备联系，在火灾发生时进行报警等通讯。

此外，本发明实施例在壳体91上还开设有便于火焰探测单元915探测紫外光的至少四个方向开孔，以便于火焰探测单元915探测火焰中紫外线。

本发明实施例通过喷洒单元，并设置相应的火焰探测单元915，该火焰探测单元915由火焰探测唤醒模块和计算模块组成，当森林发生初期火灾时，火焰探测唤醒模块探测火焰中所发出的极窄波段紫外线，然后发送唤醒电压；计算模块根据唤醒电压计算火焰中的紫外线持续发生时间，当火焰探测单元探测到的火焰中紫外线达到一定时间预定值，即唤醒系统进入工作状态，喷洒单元通过顶端水平向60°夹角往复摇臂喷洒头，喷洒水系灭火剂，形成直径达40～50米面积的防火隔离带，以阻止初期火灾的蔓延。

如图2所示，为本发明实施例一种火焰探测唤醒模块结构示意图，所述火焰探测唤醒模块包括：直流高压产生电路10、紫外线管11和唤醒输出电路12，其中，

所述直流高压产生电路10，用于对电源输入电压进行升压，然后利用升压后的电压分别输出到所述紫外线管和所述唤醒输出电路进行供电；

所述紫外线管11，耦接于所述直流高压产生电路，用于当探测到火焰中的紫外线时，向所述唤醒输出电路输出唤醒电平信号；

所述唤醒输出电路12，耦接于所述直流高压产生电路和所述紫外线管，用于将所述紫外线管输入的唤醒电平信号和预置基准电压进行比较，在判定所述紫外线管输入的唤醒电平信号大于所述预置基准电压时，向火焰探测单元输出唤醒电压以将所述火焰探测单元唤醒。

优选的，所述特定波段的紫外线为180nm-260nm波长波段的紫外线；所述直流高压产生电路的电源输入电压为5V，升压后的电压为340V。

优选的，所述火焰探测唤醒模块还包括：火焰紫外线探测板，所述紫外线管位于所述火焰紫外线探测板上。

如图3所示，为本发明实施例唤醒输出电路结构示意图，该唤醒输出电路12包括：

跟随器121，耦接于所述火焰紫外线探测板，用于跟随所述火焰紫外线探测板输入的唤醒电压的变化而输出跟随电压；

基准电压产生电路122，用于利用电源输入电压产生所述预置基准电压；

比较器123，其正极耦接于所述跟随器，获取跟随所述火焰紫外线探测板输入的唤醒电压的变化而输出跟随电压；其负极耦接于所述基准电压产生电路，获取所述基准电压产生电路产生的所述预置基准电压；然后将所述跟随电压和所述预置基准电压进行比较，在判定所述跟随电压大于所述预置基准电压时，向火焰探测单元输出唤醒电压以将所述火焰探测单元唤醒；其中，向所述火焰探测单元输出的所述唤醒电压为负电平。

进一步地，优选的，所述唤醒输出电路12还包括：滤波电路124，耦接于所述跟随器和所述火焰紫外线探测板之间，用于对所述火焰紫外线探测板输入的唤醒电压进行滤波处理后，再输出给所述跟随器。经过对唤醒电压滤波，去除干扰，可以进一步能可靠地探测火焰中的微弱紫外发光，从而可以进一步提高了火灾检测的可信度。

如图4所示，为本发明实施例一种火焰探测唤醒方法流程图，所述火焰探测唤醒方法包括：

401、利用一直流高压产生电路对电源输入电压进行升压，然后利用升压后的电压分别输出到一紫外线管和一唤醒输出电路进行供电；

402、将所述紫外线管耦接于所述直流高压产生电路，当探测到火焰中的紫外线时，向所述唤醒输出电路输出唤醒电平信号；

403、设置所述唤醒输出电路耦接于所述直流高压产生电路和所述紫外线管，将所述紫外线管输入的唤醒电平信号和预置基准电压进行比较，在判定所述紫外线管输入的唤醒电平信号大于所述预置基准电压时，向火焰探测单元输出唤醒电压以将所述火焰探测单元唤醒。

优选的，所述直流高压产生电路的电源输入电压为5V，升压后的电压为340V。如图5所示，为本发明应用实例直流高压产生电路组成示意图。

优选的，所述火焰探测唤醒方法还包括：设置一火焰紫外线探测板，将所述紫外线管置于所述火焰紫外线探测板上。如图6所示，为本发明应用实例火焰紫外线探测板电路组成示意图。

优选的，将一跟随器耦接于所述火焰紫外线探测板，用于跟随所述火焰紫外线探测板输入的唤醒电压的变化而输出跟随电压；设置一基准电压产生电路，用于利用电源输入电压产生所述预置基准电压；设置一比较器，将所述比较器正极耦接于所述跟随器，获取跟随所述火焰紫外线探测板输入的唤醒电压的变化而输出跟随电压；将所述比较器负极耦接于所述基准电压产生电路，获取所述基准电压产生电路产生的所述预置基准电压；然后将所述跟随电压和所述预置基准电压进行比较，在判定所述跟随电压大于所述预置基准电压时，向火焰探测单元输出唤醒电压以将所述火焰探测单元唤醒；其中，向所述火焰探测单元输出的所述唤醒电压为负电平。

优选的，还可以设置一滤波电路耦接于所述跟随器和所述火焰紫外线探测板之间，用于对所述火焰紫外线探测板输入的唤醒电压进行滤波处理后，再输出给所述跟随器。如图7所示，为本发明应用实例唤醒输出电路组成示意图。其中，图5中的直流高压产生电路升压后的电压+340V端子分别与图6中的+340V端子和图7中的+340V端子相耦接，而图6中的J1的端口1和图7中的J4的端口1相耦接。经过对唤醒电压滤波，去除干扰，可以进一步能可靠地探测火焰中的微弱紫外发光，从而可以进一步提高了火灾检测的可信度。

本发明实施例上述技术方案采用当探测到火焰中的紫外线时，向唤醒输出电路输出唤醒电平信号；唤醒输出电路将所述紫外线管输入的唤醒电平信号和预置基准电压进行比较，在判定紫外线管输入的唤醒电平信号大于预置基准电压时，向火焰探测单元输出唤醒电压以将火焰探测单元唤醒的技术手段，通过将火焰探测唤醒模块这一极微功耗火焰检测器，设计为一款紫外ON/OFF传感器，能可靠地探测火焰中的微弱紫外发光，从而可以将其理想地应用在火灾报警器，纵火监视，燃烧器的燃烧监控设备中，提高了火灾检测的可信度。它具有对紫外光波段180nm-260nm的极窄的灵敏度宽度，并且对可见光完全不敏感。因为利用了放电现象，它可以获得很高的灵敏度和足够大的输出，从而通过简单的微功耗电路就可以实现高灵敏度和快速响应的火焰紫外探测。它能可靠地探测火焰中的微弱紫外发光，从而可以将其理想地应用在火灾报警器，纵火监视，燃烧器的燃烧监控设备中。还能用于探测诸如高压输电线路的放电等现象中。

本发明实施例通过火焰探测单元进行初期火焰探测，在探测到森林中初期火灾发生时火焰中的紫外光达到一定时间预设值时，在系统被唤醒进入工作状态并发出火情预警、地理位置及风向火情信息后，喷洒单元通过控制模块立刻启动并进行定向喷洒，例如定向喷洒AFFF水成膜灭火剂，从而能够在第一时间形成防火隔离带，能够很好地阻止森林火势的蔓延。

本领域技术人员还可以了解到本发明实施例列出的各种说明性逻辑块(illustrative logical block)，单元，和步骤可以通过电子硬件、电脑软件，或两者的结合进行实现。为清楚展示硬件和软件的可替换性(interchangeability)，上述的各种说明性部件(illustrative components)，单元和步骤已经通用地描述了它们的功能。这样的功能是通过硬件还是软件来实现取决于特定的应用和整个系统的设计要求。本领域技术人员可以对于每种特定的应用，可以使用各种方法实现所述的功能，但这种实现不应被理解为超出本发明实施例保护的范围。

本发明实施例中所描述的各种说明性的逻辑块，或单元都可以通过通用处理器，数字信号处理器，专用集成电路(ASIC)，现场可编程门阵列或其它可编程逻辑装置，离散门或晶体管逻辑，离散硬件部件，或上述任何组合的设计来实现或操作所描述的功能。通用处理器可以为微处理器，可选地，该通用处理器也可以为任何传统的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以通过计算装置的组合来实现，例如数字信号处理器和微处理器，多个微处理器，一个或多个微处理器联合一个数字信号处理器核，或任何其它类似的配置来实现。

本发明实施例中所描述的方法或算法的步骤可以直接嵌入硬件、处理器执行的软件模块、或者这两者的结合。软件模块可以存储于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM或本领域中其它任意形式的存储媒介中。示例性地，存储媒介可以与处理器连接，以使得处理器可以从存储媒介中读取信息，并可以向存储媒介存写信息。可选地，存储媒介还可以集成到处理器中。处理器和存储媒介可以设置于ASIC中，ASIC可以设置于用户终端中。可选地，处理器和存储媒介也可以设置于用户终端中的不同的部件中。

在一个或多个示例性的设计中，本发明实施例所描述的上述功能可以在硬件、软件、固件或这三者的任意组合来实现。如果在软件中实现，这些功能可以存储与电脑可读的媒介上，或以一个或多个指令或代码形式传输于电脑可读的媒介上。电脑可读媒介包括电脑存储媒介和便于使得让电脑程序从一个地方转移到其它地方的通信媒介。存储媒介可以是任何通用或特殊电脑可以接入访问的可用媒体。例如，这样的电脑可读媒体可以包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁性存储装置，或其它任何可以用于承载或存储以指令或数据结构和其它可被通用或特殊电脑、或通用或特殊处理器读取形式的程序代码的媒介。此外，任何连接都可以被适当地定义为电脑可读媒介，例如，如果软件是从一个网站站点、服务器或其它远程资源通过一个同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字用户线(DSL)或以例如红外、无线和微波等无线方式传输的也被包含在所定义的电脑可读媒介中。所述的碟片(disk)和磁盘(disc)包括压缩磁盘、镭射盘、光盘、DVD、软盘和蓝光光盘，磁盘通常以磁性复制数据，而碟片通常以激光进行光学复制数据。上述的组合也可以包含在电脑可读媒介中。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种防火隔离带形成装置，其特征在于，所述防火隔离带形成装置包括：

火焰探测单元，探测火焰中特定波段的紫外线所发出的脉冲量及持续发生时间并唤醒所述火焰探测单元进入工作状态；当无火灾发生时，所述火焰探测单元处于微功耗工作状态，而所述喷洒单元处于无耗能休眠状态；所述火焰探测单元包括：火焰探测唤醒模块和计算模块，其中：

所述火焰探测唤醒模块包括：直流高压产生电路、紫外线管和唤醒输出电路，其中，所述直流高压产生电路，用于对电源输入电压进行升压，然后利用升压后的电压分别输出到所述紫外线管和所述唤醒输出电路进行供电；所述紫外线管，耦接于所述直流高压产生电路，用于当探测到火焰中的特定波段的紫外线所发出的脉冲量及持续发生时间时，向所述唤醒输出电路输出唤醒电平信号；所述唤醒输出电路，耦接于所述直流高压产生电路和所述紫外线管，用于将所述紫外线管输入的唤醒电平信号和预置基准电压进行比较，在判定所述紫外线管输入的唤醒电平信号大于所述预置基准电压时，向计算模块输出唤醒电平信号以将所述火焰探测单元唤醒；计算模块，用于根据所述唤醒电平信号计算火焰中的特定波段的紫外线所发出的脉冲量及持续发生时间，当所述火焰探测单元探测到的火焰中特定波段的紫外线所发出的脉冲量及持续发生时间达到预定值，即唤醒所述火焰探测单元进入工作状态；所述特定波段的紫外线为180nm-260nm波长波段的紫外线；所述直流高压产生电路的电源输入电压为5V，升压后的电压为340V；所述火焰探测唤醒模块还包括：火焰紫外线探测板，所述紫外线管位于所述火焰紫外线探测板上；所述唤醒输出电路包括：

跟随器，耦接于所述火焰紫外线探测板，用于跟随所述火焰紫外线探测板输入的唤醒电平信号的变化而输出跟随电压；

基准电压产生电路，用于利用电源输入电压产生所述预置基准电压；

比较器，其正极耦接于所述跟随器，获取跟随所述火焰紫外线探测板输入的唤醒电平信号的变化而输出跟随电压；其负极耦接于所述基准电压产生电路，获取所述基准电压产生电路产生的所述预置基准电压；然后将所述跟随电压和所述预置基准电压进行比较，在判定所述跟随电压大于所述预置基准电压时，向火焰探测单元输出唤醒电平信号以将所述火焰探测单元唤醒；其中，向所述火焰探测单元输出的所述唤醒电平信号为负电平；

滤波电路，耦接于所述跟随器和所述火焰紫外线探测板之间，用于对所述火焰紫外线探测板输入的唤醒电平信号进行滤波处理后，再输出给所述跟随器；

喷洒单元，耦接于所述火焰探测单元，当所述火焰探测单元探测到的火焰中特定波段的紫外线所发出的脉冲量及持续发生时间达到预定值时，所述喷洒单元喷洒水系灭火剂，形成防火隔离带，以阻止火灾的蔓延，

其中：所述喷洒单元包括：

壳体，所述火焰探测单元设置在所述壳体内；

灭火剂储存罐，设置在所述壳体内；

灭火剂自动控制定向喷洒嘴，设置在所述壳体顶部上，通过喷洒控制电磁阀与所述灭火剂储存罐相连；

控制模块，设置在所述壳体内，所述控制模块被所述火焰探测单元的探测信号唤醒所述火焰探测单元后，由所述控制模块来控制所述喷洒控制电磁阀的开启；

电源模块，设置在所述壳体内，向所述控制模块供电；

风向测定单元，通过所述壳体固定于所述灭火剂自动控制定向喷洒嘴顶部；

地磁定位模块，与所述控制模块通过PCB线路板连接并共同固定于壳体盘骨上。

2.如权利要求1所述防火隔离带形成装置，其特征在于，所述灭火剂自动控制定向喷洒嘴为水平方向60°夹角往复旋转摇臂喷嘴；所述喷洒单元还包括太阳能电池模块，设置在所述壳体上，用于将太阳能转换为电能存储到所述电源模块。

3.如权利要求1所述防火隔离带形成装置，其特征在于，所述防火隔离带形成装置还包括：

通讯模块，设置在所述壳体内，与所述控制模块相耦接，用于与外部通讯设备联系。

4.如权利要求1所述防火隔离带形成装置，其特征在于，所述壳体包括管本体和蘑菇状端部；在所述蘑菇状端部的表面还设置有防鸟滞留装置。

5.如权利要求1所述防火隔离带形成装置，其特征在于，所述壳体上还开设有至少四个方向开孔，以便于所述火焰探测单元探测火焰中紫外线。