CN106924911A - 一种舰船用智能消防系统以及灭火方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种舰船用智能消防系统以及灭火方法，包括智能终端，智能终端的输入端连接有设置于舱室顶部的火灾感应装置，智能终端的输出端连接有启动控制装置以及设置于多个舱室的预制式灭火装置，启动控制装置上连接有火灾报警装置；当火灾感应装置发现明火时，对火灾信号进行采集；火灾报警装置提醒人员舱室内部发生火情；智能终端接收火灾信号后，对火灾信号处理，当达到系统设定要求时预便自动启动预制式灭火装置进行灭火；智能终端发出启动指令后，预制式灭火装置启动并喷洒灭火剂进行灭火，达到快速灭火的目的，有效保证了人员生命和财产安全。

Description

一种舰船用智能消防系统以及灭火方法

技术领域

本发明涉及消防灭火技术领域，尤其涉及一种舰船用智能消防系统以及灭火方法。

背景技术

舰船在航行或作战过程中，往往因线路短路、油路漏油、中弹及各种意外因素引起火灾，由于舰船上各个舱室布置紧凑，火灾很容易快速蔓延到其他舱室，造成更大的损失，尤其是油料舱、弹药舱一旦着火会给舰船带来致命损伤。

虽然舰船上配备有灭火设施如：手持式灭火器、消防水龙头等，但这些装置都需要人员搬运至起火的舱室，手动开启后才能进行灭火。由于从发现火情、报警，人员携带灭火装备到达起火点进行灭火的时间较长，失去了在火灾初期扑灭火灾的最佳时间，造成火势进一步蔓延，事故损失进一步增大。因此选择一种能自动发现火情、自动报警、自动灭火的智能型消防设施显得尤其重要。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种舰船用智能消防系统以及灭火方法，能够自动识别火灾，并采取处理措施灭火。

为了解决背景技术中所存在的问题，本发明的技术方案为：

一种舰船用智能消防系统，包括智能终端，所述智能终端的输入端连接有设置于舱室顶部的火灾感应装置，智能终端的输出端连接有启动控制装置以及设置于多个舱室的预制式灭火装置，启动控制装置上连接有火灾报警装置；

所述火灾感应装置用于出现明火时，进行火灾信号采集；

所述智能终端用于接收火灾信号后，对火灾信号处理，当达到系统设定要求时，自动启动预制式灭火装置进行灭火；

所述启动控制装置通过安装于启动控制装置上的警报显示指示灯，显示发生火灾的船舱；

所述火灾报警装置用于提醒人员舱室内部发生火情；

预制式灭火装置接收到智能终端发出的启动指令后，启动并喷洒灭火剂进行灭火。

所述智能终端上连接有视频监控装置，所述视频监控装置包括安装于每个舱室内的网络摄像头、以及驾驶舱内的监控电脑，网络摄像头将舱室的画面发送到监控电脑，便于监控人员查看火灾情况。

所述启动控制装置上设置有灭火解除开关。

所述智能终端上连接有燃气电磁阀，所述燃气电磁阀安装于舱室内的燃气管路上。

所述智能终端包括ECU中央处理器、电源模块、有线网络视频模块、通信模块、数据储存模块、火灾感应电路模块以及灭火电路模块；

所述ECU中央处理器将火灾信号进行处理，确定火灾区域，控制火灾报警装置警报，同时开启预制式灭火装置，关闭燃气电磁阀；

电源模块用于为ECU中央处理器提供电源；

有线网络视频模块将视频图像转换为电子信号，电子信号直接输送给区域监控用视频监控屏幕上，便于监控人员观察舱室内情况；

通信模块采用通信技术，传递智能终端与监控中心之间所有的视频、操作控制、以及报警信号；

数据储存模块用于将舱室中的信息储存在固定或移动存储设备上，供查阅调取；

火灾感应电路模块用于火灾信号采集，当出现明火时，传感器的信号输出端闭合，将电信号传给ECU中央处理器；

灭火电路模块由延时开关、限流电阻、手动控制开关器组成，当接收到启动指令后，电流经过限流电阻后输出电流给电控气体驱动器，电控气体驱动器工作后产生大量气体，推动预制式灭火系统中启动阀组件的阀体运动，开启密封阀膜片，释放灭火剂至相关喷头进行灭火、控火和降温。

所述火灾报警装置包括安装在舱室外的声光报警器及线缆，声光报警装置接收到火灾信号后，发出持续的声光报警信号。

所述火灾感应装置包括紫外火焰传感器、烟雾传感器。

所述预制式灭火装置包括灭火剂储存装置；

所述灭火剂储存装置包括安装于舰船内多个区域的储压钢瓶，安装于钢瓶瓶口的瓶口阀，与瓶口阀安装在一起的启动阀，安装于启动阀上部的电控气体驱动器，与启动阀相连接的管道及布置在建筑内的多个喷头；所述瓶口阀内安装有用于密封钢瓶内灭火剂的密封膜片，启动阀内安装有阀体组件，阀体组件外径与启动阀内壁间隙配合，可在其内腔中移动，用于刺破密封膜片并引导灭火剂喷入管道，并通过喷头喷出雾状灭火剂，扑灭火灾。

一种舰船用智能消防系统的灭火方法，包括以下步骤：

1)火灾感应装置监测到舱室内出现明火时，采集火灾信号并传输到智能终端；

2)智能终端接收到火灾信号后，对火灾信号处理，当达到系统设定要求后智能终端自动启动预制式灭火装置进行灭火；

3)警报显示指示灯显示发生火灾的舱室位置；

4)智能终端发出启动指令后，启动预制式灭火剂储存装置进行灭火：

灭火剂储存装置通过安装于启动阀上部的电控气体驱动器，产生大量高压气体，气体通过启动阀阀体中的管道到达安装于启动阀内的阀体组件上端，阀体组件在气体压力的推动下，冲向瓶口阀，用瓶口阀上的中空管，刺破瓶口阀中的密封膜片,储压钢瓶内储存的灭火药剂通过中空管及启动阀阀体中的灭火剂通道进入管道，并通过喷头喷出雾状灭火药剂，扑灭火灾。

与现有技术相比较，本发明的有益效果为：

本发明提供了一种舰船用智能消防系统，通过对舰船内明火进行实时监测，当发现明火时，通过智能终端将火灾报警及控制灭火设备的启动实现了智能化，当出现火情时，系统可向监控人报警，并能够自动启动灭火装置进行灭火，达到快速灭火的目的，保证了人员生命以及财产的安全。

进一步地，本发明装置中根据火灾感应装置，能够快速进行火灾区域的识别，为舰船内人员疏散以及灭火方式的选择提供参考，同时能够精确的对火灾位置进行选择性的灭火，提高灭火效率。

进一步地，本发明装置中还设置有视频监视装置，能够及时的发现火情，并查找起火的位置以及火情。

本发明还提供了一种舰船用智能消防系统的灭火方法，是一种能够自动应对火灾发生的灭火程序，通过对舰船明火的实时监测，当发现明火时，通过智能终端将火灾报警及控制灭火设备的启动实现了智能化，当出现火情时，进行报警，并能够自动启动灭火装置进行灭火，确保出现火情时能及时扑灭火灾。

附图说明

图1是本发明一种舰船用智能消防系统结构示意图；

图2是本发明一种舰船用智能消防系统智能终端结构示意图；

图3是本发明一种舰船用智能消防系统启动控制装置面板示意图；

图4是本发明一种舰船用智能消防系统灭火剂储存装置结构示意图。

图中，1为智能终端，101为ECU中央处理器，102为电源模块，103为有线网络视频模块，104为通信模块，105为数据储存模块，106为火灾感应电路模块，107为灭火电路模块，2为火灾报警装置，3为启动控制装置，4为预制式灭火装置，41为储压钢瓶，42为瓶口阀，43为密封膜片，44为启动阀，45为阀体组件，46为电控气体驱动器，5为管道，6为喷头，7为网络摄像头，8为燃气电磁阀，9为烟雾传感器，10为紫外火焰传感器，11为线缆，12为监控电脑。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做详细描述。

如图1所示，本发明提供了一种舰船用智能消防系统，包括智能终端1，所述智能终端1的输入端连接有设置于舱室顶部的火灾感应装置，智能终端1的输出端连接有启动控制装置2以及设置于多个舱室的预制式灭火装置，启动控制装置2上连接有火灾报警装置3；

所述火灾感应装置用于出现明火时，进行火灾信号采集；所述火灾感应装置包括紫外火焰传感器10和烟雾传感器9。

所述智能终端1用于接收火灾信号后，对火灾信号处理，当达到系统设定要求时，自动启动预制式灭火装置进行灭火；

所述启动控制装置2通过安装于启动控制装置2上的警报显示指示灯，显示发生火灾的船舱；

所述火灾报警装置3用于提醒人员舱室内部发生火情；包括安装在舱室外的声光报警器及线缆11，声光报警装置接收到火灾信号后，发出持续的声光报警信号。

预制式灭火装置接收到智能终端1发出的启动指令后，启动并喷洒灭火剂进行灭火。

优选地，所述智能终端1上连接有视频监控装置，所述视频监控装置包括安装于每个舱室内的网络摄像头7、以及驾驶舱内的监控电脑12，网络摄像头7将舱室的画面发送到监控电脑12，便于监控人员查看实时火灾情况。

优选地，所述智能终端1上连接有燃气电磁阀8，所述燃气电磁阀8安装于舱室内的燃气管路上。出现火情时由智能终端1发出电子信号，自动切断供气，保障不出现次生火灾。

具体地，如图2所示，所述智能终端1包括ECU中央处理器101、电源模块102、有线网络视频模块103、通信模块104、数据储存模块105、火灾感应电路模块106以及灭火电路模块107；

所述ECU中央处理器101将火灾信号进行处理，控制火灾报警装置警报，同时开启启动控制装置2；ECU中央处理器101是一个单片机，内置A/D转换器、串行通信接口、定时器和存储器等功能电路，负责智能终端的所有控制、监测工作，用于将紫外火焰传感器及烟雾传感器感应的火灾信号进行处理，确定火灾区域，并控制相应区域的声光报警信号，同时开启相关区域的预制式灭火装置，关闭燃气电磁阀8，ECU中央处理器101设置有ECU的自检正常指示灯：外部电路供电正常，ECU启动正常，该灯亮绿灯；设置有ECU的故障指示灯：外部电路供电不正常，ECU启动不正常，该灯亮红灯。

电源模块102用于为ECU中央处理器101提供电源；电源模块102包含稳压电路、备用电源、直流升压电路：

稳压电路：用于稳定整个驱动器内部用电器的电压，可分别输出5V电压给ECU正常工作使用，输出12V电压给备用电源充电。

备用电源，分为两种：

一为ECU备用电源，在外部电源损坏或供电线路断路后，ECU备用电源利用电容器储能原理储存的电能向驱动器供电10秒以上，使ECU在失去主电源供电情况下仍能正常工作。

二为点火备用电源，在外部电源损坏或供电线路断路后，点火备用电源利用电容器储能原理储存的电能向点火电路供电，确保所有气体驱动器及发动机舱灭火装置的正常启动。

直流升压电路：将电源提供的直流12V电压升至36V，用以减少用电电流，在有限的蓄电池容量下能使预制式灭火系统全部的电控气体驱动器及气溶胶发生器工作。

有线网络视频模块103将视频图像转换为电子信号，电子信号直接输送给区域监控用视频监控屏幕上，供监控人员观察舱室内情况；

通信模块104采用成熟的通信技术，传递智能终端1于监控中心之间所有的视频、操作控制、报警信号；

数据储存模块105用于将舱室中的火灾信号的信息储存在固定或移动存储设备上，供查阅调取；

火灾感应电路模块106用于火灾信号采集，当出现明火时，传感器的信号输出端闭合，将电信号传给ECU中央处理器101；该线路设有手动复位开关，出现报警时，如不需要启动预制式灭火系统时，可按下复位开关，解除火灾警报，这时预制式灭火系统将复位到初始状态。

灭火电路模块107由延时开关、限流电阻、手动控制开关组成，当接收到ECU发出该舱室的气体发生器启动指令后，直流升压器将电压升至36V，在3S延时开关及手动按钮开关前端形成高电压，此时3秒延时开关延时3秒后自动闭合，电流经过限流电阻后输出1.2A-1.75A的电流给电控气体驱动器，电控气体驱动器工作后产生大量气体，推动预制式灭火系统中启动阀组件的阀体运动，开启密封阀膜片，释放灭火剂至相关喷头达到灭火、控火和降温的目的；该电路设有手动控制开关，当出现火情时，无需等待延时3秒，人员手动按下启动按钮，此时电流经过限流电阻后输出1.2A-1.75A的电流给电控气体驱动器，驱动器中的气体发生器通电后产生大量气体，推动执行装置运动，开启密封阀膜片，释放灭火剂至相关的喷头扑灭火灾。

该电路设有手动控制开关，当出现火情时，无需等待延时3秒，人员手动按下启动按钮，此时电流经过限流电阻后输出12A-1.75A的电流给气体发生器，气体发生器启动产生大量气体，推动预制式灭火系统中启动阀组件的阀体运动，开启密封阀膜片，释放灭火剂至相关的喷头扑灭火灾。

如图3所示，启动控制装置2由安装在舱室内的启动控制操作面板2及线缆11构成，操作面板2上装有分区灭火启动开关、分区灭火解除开关及电源指示灯、ECU正常指示灯、ECU故障指示灯、分区灭火指示灯，所有开关均有防护罩。监控人员通过启动控制操作面板上的各种信号指示灯来判断是否有火灾，哪个区域出现火灾，可通过启动控制操作面板上的各种控制开关，有针对性的做出全部开启灭火系统，或者只开启某个区域的灭火系统，或者解除灭火警报。启动控制装置其通过线缆和有线网络与智能终端1连接。

本发明中所述火灾感应装置包括紫外火焰传感器10和烟雾传感器9：紫外火焰电路部分包括紫外火焰传感器10、二极管、手动复位开关及指示灯组成电路，用于火灾信号采集，当出现明火时，传感器的信号输出端闭合，将电信号传给ECU，并同时启动声光报警器报警；该线路设有手动复位开关，出现报警时，如不需要启动预制式灭火系统时，可按下复位开关，解除火灾警报，这时预制式灭火系统将复位到初始状态。

烟雾感应电路由烟雾传感器9、二极管、手动复位开关及指示灯组成电路，用于烟雾信号的采集，当出现烟雾时，传感器的信号输出端闭合，将电信号传给ECU，并同时启动报警灯闪烁及报警器鸣响；该线路设有手动复位开关，出现报警时，如不需要启动预制式灭火系统时，可按下复位开关，解除火灾警报，这时预制式灭火系统将复位到初始状态。

如图4所示，示例性的，预制式灭火装置为灭火剂储存装置，可以有若干多个，分别放置于舰船的不同舱室。所述灭火剂储存装置4包括安装于舱室内多个区域的储压钢瓶41，安装于钢瓶瓶口的瓶口阀42，与瓶口阀安装在一起的启动阀44，安装于启动阀44上的电控气体驱动器46，与启动阀44相连接的管道5及布置在建筑内的多个喷头6；所述瓶口阀42内安装有用于密封钢瓶内灭火剂的密封膜片43，其材质为紫铜，启动阀44内安装有阀体组件45，阀体组件45外径与启动阀44内壁间隙配合，可在其内腔中移动，用于刺破密封膜片43并引导灭火剂喷入管道5，并通过喷头6喷出雾状灭火剂，扑灭火灾。灭火剂储存装置由耐压钢瓶和瓶口阀组成，灭火剂装入钢瓶后通过瓶口阀密封、充氮气加压后，可长期保压存放，确保随时启动都能喷射出灭火剂，同时由于钢瓶体积小，在舱室设施可实现点式分布安装，灵活方便，同时减少了喷射管路的距离，减少了喷头处的压力损失，保证瞬时同步启动，提高了灭火剂的雾化效果；储压钢瓶41内部所装的灭火剂包括：水基灭火剂、泡沫灭火剂、干粉灭火剂、二氧化碳灭火剂、七氟丙烷灭火剂等，针对不同舱室的灭火要求不同，充装不同的灭火剂。

灭火剂喷洒装置由管路和雾化喷头构成，能保证喷出的灭火剂充分雾化、合理布散，确保全面覆盖火场、迅速灭火、降低火场有害物体浓度及降低火场温度。该系统具有工程成本低、对火灾反应迅速、耗水量少、灭火效能高、适用范围广等优点。

本发明还提供一种舰船用智能消防系统的灭火方法，包括以下步骤：

1)火灾感应装置监测到舱室内出现明火时，采集火灾信号并传输到智能终端1；

2)智能终端1接收到火灾信号后，对火灾信号处理，当达到系统设定要求时自动启动预制式灭火装置进行灭火；

3)警报显示指示灯显示发生火灾的区域；

4)智能终端1通过发出启动指令后，启动预制式灭火剂储存装置进行灭火：

灭火剂储存装置通过安装于启动阀上的电控气体驱动器46，产生大量高压气体，气体通过启动阀44阀体中的管道到达安装于启动阀内的阀体组件45上端，阀体组件45在气体压力的推动下，冲向瓶口阀42，用瓶口阀42上的中空管，刺破瓶口阀42中的密封膜片43,储压钢瓶41内储存的灭火药剂通过中空管及启动阀44阀体中的灭火剂通道进入管道5，并通过喷头6喷出雾状灭火药剂，扑灭火灾。

本发明的具体流程为：

舰船在航行过程中，某个舱室出现明火或烟雾时，设置在舱室内部的紫外线火焰传感器10和烟雾传感器9信号电路闭合，将电子信号传送给智能终端1，同时输出一路继电器无源触点信号，提供给声光报警装置，其发出持续的声光报警信号，提醒监控人员舱室内部出现火灾；于此同时智能终端1将火灾信号转换后发送到指挥中心监控屏幕12上，屏幕上也会出现火灾报警信号，并可以确定发生火灾的舱室，并可开启该舱室的视频监控，通过舱室内的网络摄像头7查看火灾情况。

智能终端1在收到紫外线火焰传感器10和烟雾传感器9发送过来的电子信号后，由其内部的ECU中央处理器101来判断出现明火的舱室，向启动控制装置2发出电子信号，其上的火灾指示灯将闪烁，提醒监控人员哪个舱室出现火情，此时监控人员可进行如下的选择:

1)观察舱室内部，发现属于误报警，不需进行灭火的情况，监控人员可按下灭火解除开关解除整个系统的工作，使其恢复到初始状态。这属于半自动控制方式。

2)观察舱室内部，发现有火情出现，需要进行灭火时，监控人员可按下该区域的灭火启动开关，启动该舱室的预制式灭火装置进行灭火工作，这是手动控制方式；监控人员也可不进行干预，由智能终端1自动判断出火灾舱室，自动启动该区域的预制式灭火装置进行灭火工作，这是智能全自动控制方式。

在装有燃气管路的舰船设施内，出现火情时由智能终端1给燃气电磁阀电信号，燃气电磁阀闭合，自动切断供气。

以上功能均可通过网络信号，由管控人员在舰船作战室或民用船舶驾驶舱的监控屏幕12上实施，实现了无缝消防控制。

对于本领域技术人员而言，显然能了解到上述具体实施例只是本发明的优选方案，因此本领域的技术人员对本发明中的某些部分所可能做出的改进、变动，体现的仍是本发明的原理，实现的仍是本发明的目的，均属于本发明所保护的范围。

Claims (9)

1.一种舰船用智能消防系统，其特征在于，包括智能终端(1)，所述智能终端(1)的输入端连接有设置于舱室顶部的火灾感应装置，智能终端(1)的输出端连接有启动控制装置(2)以及设置于多个舱室的预制式灭火装置，启动控制装置(2)上连接有火灾报警装置(3)；

所述火灾感应装置用于出现明火时，进行火灾信号采集；

所述智能终端(1)用于接收火灾信号，并对火灾信号处理，当达到系统设定要求时，自动启动预制式灭火装置进行灭火；

所述启动控制装置(2)通过安装于启动控制装置(2)上的警报显示指示灯，显示发生火灾的船舱；

所述火灾报警装置(3)用于提醒人员舱室内部发生火情；

预制式灭火装置接收到智能终端(1)发出的启动指令后，启动并喷洒灭火剂进行灭火。

2.根据权利要求1所述的舰船用智能消防系统，其特征在于，所述智能终端(1)上连接有视频监控装置，所述视频监控装置包括安装于每个舱室内的网络摄像头(7)、以及驾驶舱内的监控电脑(12)，网络摄像头(7)将舱室的画面发送到监控电脑(12)，便于监控人员查看舱室实时状况和火灾情况。

3.根据权利要求1或2所述的舰船用智能消防系统，其特征在于，所述启动控制装置(2)上设置有灭火解除开关。

4.根据权利要求1或2所述的舰船用智能消防系统，其特征在于，所述智能终端(1)上连接有燃气电磁阀(8)，所述燃气电磁阀(8)安装于舱室内的燃气管路上。

5.根据权利要求2所述的舰船用智能消防系统，其特征在于，所述智能终端(1)包括ECU中央处理器(101)、电源模块(102)、有线网络视频模块(103)、通信模块(104)、数据储存模块(105)、火灾感应电路模块(106)以及灭火电路模块(107)；

所述ECU中央处理器(101)将火灾信号进行处理，确定火灾区域，控制火灾报警装置警报，同时开启预制式灭火装置(2)，关闭燃气电磁阀(14)；

电源模块(102)用于为ECU中央处理器(101)提供电源；

有线网络视频模块(103)将视频图像转换为电子信号，电子信号直接输送给区域监控用视频监控屏幕上，以便监控人员观察舱室内情况；

通信模块(104)采用通信技术，传递智能终端(1)与监控中心之间所有的视频、操作控制、以及报警信号；

数据储存模块(105)用于将舱室中的信息储存在固定或移动存储设备上，以备日后查阅和调取；

火灾感应电路模块(106)用于火灾信号采集，当出现明火时，传感器的信号输出端闭合，将电信号传给ECU中央处理器(101)；

灭火电路模块(107)由延时开关、限流电阻、手动控制开关组成，当接收到启动指令后，电流经过限流电阻后输出电流给电控气体驱动器，电控气体驱动器工作后产生大量气体，推动预制式灭火系统中启动阀组件的阀体运动，开启密封阀膜片，释放灭火剂至相关喷头进行灭火、控火和降温。

6.根据权利要求1或2所述的舰船用智能消防系统，其特征在于，所述火灾报警装置(3)包括安装在舱室外的声光报警器及线缆(11)，声光报警装置接收到火灾信号后，发出持续闪烁声光报警信号。

7.根据权利要求1或2所述的舰船用智能消防系统，其特征在于，所述火灾感应装置包括紫外火焰传感器(10)、烟雾传感器(9)。

8.根据权利要求1或2所述的舰船用智能消防系统，其特征在于，所述预制式灭火装置包括灭火剂储存装置(4)；

所述灭火剂储存装置(4)包括安装于舰船内多个区域的储压钢瓶(41)，安装于钢瓶瓶口的瓶口阀(42)，与瓶口阀安装在一起的启动阀(44)，安装于启动阀(44)上的电控气体驱动器(46)，与启动阀(44)相连接的管道(5)及布置在舱室内的多个喷头(6)；所述瓶口阀(42)内安装有用于密封钢瓶内灭火剂的密封膜片(43)，启动阀(44)内安装有阀体组件(45)，阀体组件(45)外径与启动阀(44)内壁间隙配合，可在其内腔中移动，用于刺破密封膜片(43)并引导灭火剂喷入管道(5)，并通过喷头(6)喷出雾状灭火剂，扑灭火灾。

9.一种基于权利要求1所述的舰船用智能消防系统的灭火方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)火灾感应装置监测到舱室内出现明火时，采集火灾信号并传输到智能终端(1)；

2)智能终端(1)接收到火灾信号后，对火灾信号处理，当达到系统设定要求时，自动启动预制式灭火装置进行灭火；

3)警报显示指示灯显示发生火灾的舱室位置；

4)智能终端(1)发出启动指令后，启动预制式灭火剂储存装置进行灭火：

灭火剂储存装置通过安装于启动阀上部的电控气体驱动器(46)，产生大量高压气体，气体通过启动阀(44)阀体中的管道到达安装于启动阀内的阀体组件(45)上端，阀体组件(45)在气体压力的推动下，冲向瓶口阀(42)，用瓶口阀(42)上的中空管，刺破瓶口阀(42)中的密封膜片(43),储压钢瓶(41)内储存的灭火药剂通过中空管及启动阀(44)阀体中的灭火剂通道进入管道(5)，并通过喷头(6)喷出雾状灭火药剂，扑灭火灾。