CN105185027A - 火焰探测报警方法、系统及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种火焰探测报警方法、系统及装置，其中方法包括步骤：获取多个火焰探测器的探测编号信息和采集的传感数据，其中多个火焰探测器呈准分布式结构分布；对获取的所有火焰探测器采集的传感数据进行归一化处理；根据探测编号选择相邻火焰探测器，并获取对应探头的归一化数据，进行相似性分析，计算相似性因子；若相似性因子的值在第一预设范围内，则认为火焰探测器检测到火焰；利用原始传感数据计算相邻火焰探测器在一定频率内的能量值，并根据能量值计算火焰的位置，生成报警信息。本发明在保证系统探测灵敏度和误报率的同时提高了系统定位报警的精度。

Description

火焰探测报警方法、系统及装置

技术领域

本发明涉及火灾探测领域，尤其涉及一种火焰探测报警方法、系统及装置。

背景技术

近些年来，国内火焰探测器技术紧紧跟随国外发展的脚步，陆续推出了各种各样的新产品，但是同类产品在火焰探测的灵敏度、精准性上与国外尚有较大差距。如何精确地检测和识别真实的火焰信号，排除背景信号的干扰，进而提高火焰探测器灵敏度、降低延报警率、误报警率、漏报警率，成为我国火焰探测器技术的研究方向。

而基于单波段的红外火焰探测系统对检测信号进行滤波整形后能迅速做出判断，但其抗干扰能力不足，易受强光干扰，误报警率高。此外由于红外信号随传播距离增加而锐减，其探测灵敏度也十分有限，不适合室外或大空间场合使用。

双波段红外火焰探测系统采用火焰与背景辐射的双信息传感技术实现火焰探测，它配置了两个红外传感器，通过分析这些传感器在火灾与非火灾过程中输出信号的差异，判断有无火灾发生，一定程度上抑制了干扰信号的影响，提高了火灾探测灵敏度。但由于其无法获得某些特殊波段背景辐射信息，排除它们的干扰信号，因而依然存在较高的误报率。且由于红外信号衰减问题没有得到克服，限制了探测灵敏度的提高。甚至为了提高灵敏度和降低误报率，利用三波段红外探测器进行火灾报警，但导致系统成本增高。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中火焰探测器探测灵敏度有限，不适合室外或大空间场合使用的缺陷，提供一种保证系统探测灵敏度和误报率同时提高系统定位报警的精度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

提供一种火焰探测报警方法，包括以下步骤：

获取多个火焰探测器的探测编号信息和采集的传感数据，其中多个火焰探测器呈准分布式结构分布；

对获取的所有火焰探测器采集的传感数据进行归一化处理，以使每个火焰探测器的信号分布在相同的量级；

根据探测编号选择相邻火焰探测器，并获取对应探头的归一化数据，进行相似性分析，计算相似性因子；

若相似性因子的值在第一预设范围内，则认为火焰探测器检测到火焰；

利用原始传感数据计算相邻火焰探测器在一定频率内的能量值，并根据能量值计算火焰的位置，生成报警信息。

本发明所述的方法中，若相似性因子的值在第二预设范围内，则认为火焰探测器未检测到火焰。

本发明所述的方法中，若计算得到相邻火焰探测器在一定频率内的能量值为E1、E2，则根据公式计算火焰位置，其中L为相邻探测器的距离，x为火焰的实际位置。

本发明所述的方法中，所述一定频率的范围为：5～15Hz。

本发明还提供一种火焰探测分析系统，包括：

数据获取模块，用于获取多个火焰探测器的探测编号信息和采集的传感数据，其中多个火焰探测器呈准分布式分布；

归一化处理模块，用于对获取的所有火焰探测器采集的传感数据进行归一化处理，以使每个火焰探测器的信号分布在相同的量级；

相似性分析模块，用于根据探测编号选择相邻火焰探测器，并获取对应探头的归一化数据，进行相似性分析，计算相似性因子的值；

判断模块，用于判定若相似性因子的值在第一预设范围内，则认为火焰探测器检测到火焰；

报警模块，用于利用原始传感数据计算相邻火焰探测器在一定频率内的能量值，并根据能量值计算火焰的位置，生成报警信息。

本发明还提供了一种火焰探测报警装置，包括：

多个火焰探测器，呈准分布式结构分布；

火焰探测分析系统，与多个火焰探测器连接，该火焰探测分析系统为上述技术方案中的系统；

报警显示及联动单元，与火焰探测分析系统连接，用于根据收到的报警信息进行报警显示及联动。

本发明所述的装置中，所述火焰探测器为单波长、双波长、三波长或者多波长探测器。

本发明产生的有益效果是：本发明中，所有火焰探测器共享一个信号处理中心，形成了一个准分布式火焰探测系统，降低了系统成本；同时一个信号处理中心可以对每个探头临近的探测信号进行综合分析判断，降低了系统的误报率。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例火焰探测报警装置的结构示意图；

图2是本发明实施例火焰探测报警方法的流程图；

图3是本发明实施例火焰探测分析系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明提供的新型火焰探测报警装置其主要包括多个火焰探测器、火焰探测分析系统、报警显示及联动单元，涵盖了信号传输等部分。其中：

多个火焰探测器，呈准分布式结构分布；并且接收火焰探测分析系统的报警信息进行相应的报警指示。

火焰探测分析系统，与多个火焰探测器连接，该火焰探测分析系统在下文实施例中详细描述；

报警显示及联动单元，与火焰探测分析系统连接，用于根据收到的报警信息进行报警显示及联动。

本发明的火焰探测报警装置与传统的火焰探测系统的区别主要是：传统火焰探测系统在每个探测器中分别设置了信号处理，无法综合分析临近探测器的信号，而本发明提供的火焰探测报警装置中，所有火焰探测器共享一个信号处理中心，这样降低了系统成本形成了一个准分布式火焰探测系统；同时一个信号处理中心可以对每个探头临近的探测信号进行综合分析判断，降低了系统的误报率。其中火焰探测器可采用单波长、双波长、三波长、多波长探测器。

基于上述火焰探测报警装置，提出一种火焰探测报警方法，该报警方法主要通过火焰探测分析系统来实现，如图2所示，具体包括以下步骤：

S1、探测器向火焰探测分析系统传输探测器的编号信息及采集的传感数据；

S2、火焰探测分析系统对所有探测器的信号进行归一化处理，确保每个探测器的信号分布在相同的量级，使相似性分析结果较准确。

S3、选择临近的探测器，对其归一化信号进行相似性分析；相似性分析：复杂系统的总体与部分，这部分与那部分之间的精细结构或性质所具有的，或者说从整体中取出的局部(局域)能够体现整体的基本特征，即几何或非线性变换下的不变性。

相似性分析可以采用如下方法：如可以算出函数各自的平方积分，取较小的那个为A，然后用差的平方积分除以A，具体公式如下： $k=\underset{i}{\overset{n}{\Σ}}{\left(x_2\right(i)-x_1(i\left)\right)}^2/{(\Σ{\left(x_2\right)}^2,\Σ{\left(x_1\right)}^2)}_{\min };$ 再如利用此公式 $\frac{1}{k}=\frac{1}{n-1}\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}\left(\frac{x_1\left(i\right)-\stackrel{\‾}{x_1}}{s_{x_1}}\right)\left(\frac{x_2\left(i\right)-\stackrel{\‾}{x_2}}{s_{x2}}\right)$ 或计算得到相似性因子等；如果相似性因子k越小，相似程度越高，越大相似程度越低，例如远小于1说明相似程度高，如果接近1或是大于1，就说明他们的相似程度低。

S4、根据相似性分析计算的相似性因子，若相似性因子的值在第一预设范围内，则认为探测器检测到火焰；如上述实施例中利用平方积分计算相似性，若相似性因子的值<＝0.3，则认为探测器检测到火焰。

S5、分别利用原始信号计算相邻探测器在一定频率范围内的能量，因火焰的闪耀频率主要分布在5～15Hz之间，因此可计算5～15Hz内的能量E₁、E₂；

S6、然后根据其能量，计算火焰的位置，生成并输出报警信息。本发明的一个实施例中，可利用公式：计算火焰位置，其中L为相邻探测器的距离，x为火焰的实际位置。

上述实施例的火焰探测分析系统，用于实现上述探测分析方法，如图3所示，包括：

数据获取模块，用于获取多个火焰探测器的探测编号信息和采集的传感数据，其中多个火焰探测器呈准分布式分布；

归一化处理模块，用于对获取的所有火焰探测器采集的传感数据进行归一化处理，以使每个火焰探测器的信号分布在相同的量级；

相似性分析模块，用于根据探测编号选择相邻火焰探测器，并获取对应探头的归一化数据，进行相似性分析，计算相似性因子的值；

判断模块，用于判定若相似性因子的值在第一预设范围内，则认为火焰探测器检测到火焰；

报警模块，用于利用原始传感数据计算相邻火焰探测器在一定频率内的能量值，并根据能量值计算火焰的位置，生成报警信息，并发送给报警显示和联动设备。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种火焰探测报警方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取多个火焰探测器的探测编号信息和采集的传感数据，其中多个火焰探测器呈准分布式结构分布；

对获取的所有火焰探测器采集的传感数据进行归一化处理，以使每个火焰探测器的信号分布在相同的量级；

根据探测编号选择相邻火焰探测器，并获取对应探头的归一化数据，进行相似性分析，计算相似性因子；

若相似性因子的值在第一预设范围内，则认为火焰探测器检测到火焰；

利用原始传感数据计算相邻火焰探测器在一定频率内的能量值，并根据能量值计算火焰的位置，生成报警信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若相似性因子的值在第二预设范围内，则认为火焰探测器未检测到火焰。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若计算得到相邻火焰探测器在一定频率内的能量值为E1、E2，则根据公式计算火焰位置，其中L为相邻探测器的距离，x为火焰的实际位置。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述一定频率的范围为：5~15Hz。

5.一种火焰探测分析系统，其特征在于，包括：

数据获取模块，用于获取多个火焰探测器的探测编号信息和采集的传感数据，其中多个火焰探测器呈准分布式分布；

归一化处理模块，用于对获取的所有火焰探测器采集的传感数据进行归一化处理，以使每个火焰探测器的信号分布在相同的量级；

相似性分析模块，用于根据探测编号选择相邻火焰探测器，并获取对应探头的归一化数据，进行相似性分析，计算相似性因子的值；

判断模块，用于判定若相似性因子的值在第一预设范围内，则认为火焰探测器检测到火焰；

报警模块，用于利用原始传感数据计算相邻火焰探测器在一定频率内的能量值，并根据能量值计算火焰的位置，生成报警信息。

6.一种火焰探测报警装置，其特征在于，包括：

多个火焰探测器，呈准分布式结构分布；

火焰探测分析系统，与多个火焰探测器连接，该火焰探测分析系统为权利要求5所述的系统；

报警显示及联动单元，与火焰探测分析系统连接，用于根据收到的报警信息进行报警显示及联动。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述火焰探测器为单波长、双波长、三波长或者多波长探测器。