CN104784853A - 一种大空间智能消防水炮射流俯仰角控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大空间智能消防水炮射流俯仰角控制方法，在大空间智能消防水炮的射流入口端安装压力变送器；在实地安装压力变送器时，只需要输入大空间智能消防水炮的实际安装高度即完成安装；当大空间智能消防水炮对火源定位成功后，其控制器通过角度编码器读取定位器与地面垂线的夹角值，计算出火源距离，通过在额定工作压力下的射流数学模型，计算初始的喷射角度，并控制出水炮管调整至喷射角度，打开电磁阀喷水灭火；控制器会不断读取压力变送器的反馈值，重新计算喷射角度，并调整出水炮管。本发明只需要测量安装高度，即可在不同的实地安装环境下，满足高精度射流灭火的要求，还降低了现场安装调试的工作量。

Description

一种大空间智能消防水炮射流俯仰角控制方法

技术领域

本发明涉及火灾探测领域，具体是一种大空间智能消防水炮射流俯仰角控制方法。

背景技术

目前市场应用的大空间智能消防水炮在火源定位成功后，灭火射流的俯仰角调整多数是采用查表法来实现射流角度的校正。但由于受实验条件和存储条件的限制，其数据库不可能包含任意高度的数据，因此不能完全适应实地安装环境的差异化，不能使其射流满足高精度准确性。

也有的技术是通过建立数学模型计算射流角度，但是由于安装现场的给水管道的压力与理想模型之间存在差异，所以也不能保证射流的高精度一致性。也有的通过现场喷射距离的测量来确定现场参数，但是并非所有的场合都适合喷射测距，而且由于现场环境复杂，即使是喷射测距，其误差也比在实验场地的误差大，而且还增加了安装的时间和成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大空间智能消防水炮射流俯仰角的控制方法，该方法不仅考虑了现场的任意安装高度，而且在给水压力距离额定工作压力相当大的范围内，不需要现场测量喷射距离，仍然能够自动校正射流角度，保持射流的高精度准确性,以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种大空间智能消防水炮射流俯仰角控制方法，在大空间智能消防水炮的射流入口端安装压力变送器；在实地安装压力变送器时，只需要输入大空间智能消防水炮的实际安装高度即完成安装；当大空间智能消防水炮对火源定位成功后，其控制器通过角度编码器读取定位器与地面垂线的夹角值，再根据大空间智能消防水炮的实际安装高度，利用三角关系计算出火源距离，然后通过在额定工作压力下的射流数学模型，计算初始的喷射角度，并控制大空间智能消防水炮的传动电机将出水炮管调整至喷射角度，打开电磁阀喷水灭火；然后控制器会不断读取压力变送器的反馈值，每经过一定的周期，根据压力变送器的读数与额定工作压力之间的差距，修改射流数学模型，重新计算喷射角度，并调整出水炮管，从而达到在不同压力的情况下，仍然能够确保射流准确无误地落在火源上。

作为本发明进一步的方案：如果压力变送器的读数始终为零或者偏离额定工作压力太大，则意味着给水系统没有正常工作，控制器将向后端反馈一个故障信号。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明不需要现场射流测量，只需要测量大空间智能消防水炮的安装高度，即可在不同的实地安装环境下，满足高精度射流灭火的要求。该方法满足了射流灭火的精度同时降低了现场安装调试的工作量。

附图说明

图1是大空间智能消防水炮对火源定位角及射流灭火角度的关系示意图；

图2是大空间智能消防水炮射流俯仰角度调整算法。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，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。

实施例1

本发明实施例中，一种大空间智能消防水炮射流俯仰角控制方法，具体实施步骤如下所述：

1）当大空间智能消防水炮对火源定位成功后，读取火源的定位角α。

2）根据输入的安装高度H计算火源距离D=Htanα。

3）设置初始速度值v=v₀。

4）射流数学模型：用数值方法求解以下方程满足边值条件的解,

d²x/dt² = -kv_x，

d²y/dt² = -kv_y – g，

v_x(0) = v₀cosβ，

v_y(0) = - v₀sinβ，

x(0) = 0，

y(0) = H，

y(T) = 0，

x(T) = D，

其中，v_x＝dx/dt，v_y=dy/dt，t表示时间参数，x和y表示水平和竖直方向的坐标，参数k为水在空气中的等效摩擦系数，由实验确定，g＝9.8，为重力加速度。β表示喷射角，可用搜索法求得满足条件的参数β。其中T是一个未知数，给定一个β，求出一个满足y(T)=0的T，计算|x(T)-D|，若不为零，则调整β的值，重复上述计算，直到|x(T)-D|充分小为止。

5）调整喷射角度，开始喷射。

6）若喷水过程结束（接收到停止命令或者过时），则流程结束；否则下一步。

7）读取压力变送器的实际压力P。

8）检查实际压力P是否在合理范围内，如果不在，在报故障并结束；否则下一步。

9）重新设置v=v₀sqrt(P/P₀)。其中P₀为实验环境下的额定工作压力。

10）跳转到步骤4）。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (2)

1.一种大空间智能消防水炮射流俯仰角控制方法，其特征在于，在大空间智能消防水炮的射流入口端安装压力变送器；在实地安装压力变送器时，只需要输入大空间智能消防水炮的实际安装高度即完成安装；当大空间智能消防水炮对火源定位成功后，其控制器通过角度编码器读取定位器与地面垂线的夹角值，再根据大空间智能消防水炮的实际安装高度，利用三角关系计算出火源距离，然后通过在额定工作压力下的射流数学模型，计算初始的喷射角度，并控制大空间智能消防水炮的传动电机将出水炮管调整至喷射角度，打开电磁阀喷水灭火；然后控制器会不断读取压力变送器的反馈值，每经过一定的周期，根据压力变送器的读数与额定工作压力之间的差距，修改射流数学模型，重新计算喷射角度，并调整出水炮管，从而达到在不同压力的情况下，仍然能够确保射流准确无误地落在火源上。

2.根据权利要求1所述的大空间智能消防水炮射流俯仰角控制方法，其特征在于，当压力变送器的读数始终为零或者偏离额定工作压力太大时，是给水系统没有正常工作，控制器将向后端反馈故障信号。