CN107281687B - 一种消防栓水状况检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种消防栓水状况检测方法，通过激励源激发超声波，利用超声波射入参考消防栓和实测消防栓，通过两个消防栓的数值对比来确定消防栓内部有水或没水或结冰，成本较低，设备简单易携带，操作简便快捷；从消防栓两侧管壁传播的导波与直接从水中传过来的直达波混跌在一起，通过解卷积技术处理来尽量排除导波的影响，提高检测精确度。

Description

一种消防栓水状况检测方法
技术领域
本发明涉及检测方法，特别是一种消防栓状况检测方法。
背景技术
室内外消防栓系统是扑救火灾的重要消防设施之一，主要供消防车从市政给水管网或室外消防给水管网取水实施灭火，也可以直接连接水带、水枪出水灭火，是一种固定式消防设施，主要作用是控制可燃物、隔绝助燃物、消除着火源。
在现实生活中，可能由于一些单位和个人缺乏消防安全意识，使消防栓损坏或者消防栓自身出现故障而导致消防栓内部没有水，除此之外，还可能出现消防栓内部有水但是结冰的情况导致消防栓故障，一旦发生火灾，这些消防栓将无法发挥其应有的作用,不能满足消防部门取水灭火的要求，将会造成人们生命财产安全的巨大损失。因此定期对消防栓进行维护，确定其内部是否有水及水是否结冰，是一项极其重要的工作。
目前对消防栓的维护工作，通常是通过连接水带看是否有水喷出的方式来确定其内部是否有水，费时费力效率低，没有简便高效的办法。
综合上述问题，需要发明一种简便高效快捷的方法来确定消防栓内部是否有水及水是否结冰，本发明解决这样的问题。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种消防栓水状况检测方法，通过激励源激发超声波，利用超声波对消防栓进行检测，通过观测信号与已知模型的对比来确定消防栓内部是否有水及水是否结冰，成本较低，设备简单易携带，操作简便快捷。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
一种消防栓水状况检测方法,包括如下步骤：
步骤一，设参考消防栓的一点为a点，以参考消防栓的中心轴为对称轴并对称于a点的b点，使用激励信号源的激发端连接超声探头产生超声信号，将超声信号射入a点，使用激励信号源的接收端连接超声探头并在b点接收信号；参考消防栓无水时，b点接收的信号记为x1(t)；参考消防栓有水时，b点接收的信号记为x2(t)；
步骤二，设实测消防栓的一点为a’点，以参考消防栓的中心轴为对称轴并对称于a’点的b’点，使用激励信号源的激发端连接超声探头超声信号，将超声信号射入a’点，使用激励信号源的接收端连接超声探头并在b’点接收信号y(t)；
步骤三，对接收到的信号进行去导波，将x1(t)作为系统信号对y(t)进行解卷积，公式如下：
y(t)＝x(t)*x1(t)；
y(t)代表实测消防栓时在b’点接收的信号，x1(t)代表参考消防栓无水时在b点接收的信号，x(t)代表得到的直达波信号；
步骤四，经处理后的得到直达波信号x(t)，由激励信号源的激发信号得到幅值，阈值取幅值的十分之一，当直达波信号的幅值A的值大于阈值时，判定消防栓内有水；当A的值小于阈值时，判定消防栓内无水；
步骤五，在判断消防栓中有水后，根据信号x2(t)波形可得到信号x2(t)的到达时间t1，根据与解卷积所得信号x(t)的波形可得到解卷积所得信号的到达时间t2，若信号x2(t)的到达时间t1不等于解卷积所得信号的到达时间t2时，判定消防栓内水处于结冰状态。
一种消防栓水状况检测方法,包括如下步骤：
步骤一，设参考消防栓的一点为a点，以参考消防栓的中心轴为对称轴并对称于a点的b点，使用激励信号源的激发端连接超声探头产生超声信号，将超声信号射入a点，使用激励信号源的接收端连接超声探头在b点接收信号；参考消防栓无水时，b点接收的信号记为x1(t)；参考消防栓有水时，b点接收的信号记为x2(t)；
步骤二，设实测消防栓的一点为a’点，以参考消防栓的中心轴为对称轴并对称于a’点的b’点，使用激励信号源的激发端连接超声探头产生超声信号，将超声信号射入a’点，使用激励信号源的接收端连接超声探头并在b’点接收信号y(t)；
步骤三，对接收到的信号进行去导波，将x1(t)作为系统信号对y(t)进行解卷积，公式如下：
y(t)＝x(t)*x1(t)；
y(t)代表实测消防栓时在b’点接收的信号，x1(t)代表参考消防栓无水时在b点接收的信号，x(t)代表得到的直达波信号；
步骤四，经处理后的得到直达波信号x(t)，由激励信号源的激发信号得到幅值，阈值取幅值的十分之一，当直达波信号的幅值A的值大于阈值时，判定消防栓内有水，判定消防栓内有水；当A的值小于阈值时，判定消防栓内无水；
步骤五：在判断消防栓中有水后，若实测消防栓a’处接收到回波信号的到达时间不等于参考消防栓在有水的情况下a’处的回波到达时间，判定消防栓内水处于结冰状态。
前述的一种消防栓水状况检测方法，超声信号采用垂直入射的方式摄入a点或a’点。
前述的一种消防栓水状况检测方法，垂直入射是指超声波的入射方向与入射点的切线方向垂直，与入射点的法线方向一致。
前述的一种消防栓水状况检测方法，激励源采用一发一收工作模式。
前述的一种消防栓水状况检测方法，超声探头采用2Mhz超声探头。
本发明的有益之处在于：本发明提供一种消防栓水状况检测方法，通过激励源激发超声波，利用超声波射入参考消防栓和实测消防栓，通过两个消防栓的数值对比来确定消防栓内部有水或没水或结冰，成本较低，设备简单易携带，操作简便快捷；从消防栓两侧管壁传播的导波与直接从水中传过来的直达波混跌在一起，通过解卷积技术处理来尽量排除导波的影响，提高检测精确度。
附图说明
图1是本发明参考消防栓的一种实施例的结构示意图；
图2是本发明实测消防栓的一种实施例的结构示意图；
图3是本发明参考消防栓的一种实施例的截面图；
图4是本发明实测消防栓的一种实施例的结构示意图；
图中附图标记的含义：
1激励源，2参考消防栓，3实测消防栓，4导波，5直达波。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
一种消防栓水状况检测方法,其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，设参考消防栓2的一点为a点，以参考消防栓2的中心轴为对称轴并对称于a点的b点，使用激励信号源的激发端连接超声探头产生超声信号，将超声信号射入a点，使用激励信号源的接收端连接超声探头并在b点接收信号；参考消防栓2无水时，b点接收的信号记为x1(t)；参考消防栓2有水时，b点接收的信号记为x2(t)。
步骤二，设实测消防栓3的一点为a’点，以参考消防栓2的中心轴为对称轴并对称于a’点的b’点，使用激励信号源的激发端连接超声探头产生超声信号，将超声信号射入a’点，使用激励信号源的接收端在b’点接收信号y(t)。
步骤三，对接收到的信号进行去导波4，将x1(t)作为系统信号对y(t)进行解卷积，公式如下：y(t)＝x(t)*x1(t)；
y(t)代表实测消防栓3时在b’点接收的信号，x1(t)代表参考消防栓2无水时在b点接收的信号，x(t)代表得到的直达波5信号。纵波、横波射入消防栓后，在金属管壁中来回反射，往返的波将会产生复杂的波形转换且波之间发生复杂的干涉，将其称为导波4。从消防栓两侧管壁传播的导波4与直接从水中传过来的直达波5混跌在一起，通过解卷积技术处理来尽量排除导波4的影响，提高检测精确度。
步骤四，经处理后的得到直达波5信号x(t)，由激励信号源的激发信号得到幅值，阈值取幅值的十分之一，当当直达波5信号的幅值A的值大于阈值时，判定消防栓内有水；当A的值小于阈值时，判定消防栓内无水；
步骤五，判定实测消防栓3内水是否结冰，有两种方法；
方法一：
在判断消防栓中有水后，根据信号x2(t)的波形可得到信号x2(t)的到达时间t1，根据与解卷积所得信号x(t)的波形可得到解卷积所得信号的到达时间t2，若信号x2(t)的到达时间t1不等于解卷积所得信号的到达时间t2时，判定消防栓内水处于结冰状态。
方法二：
在判断消防栓中有水后，若实测消防栓3a’处接收到回波信号的到达时间不等于参考消防栓2在有水的情况下a’处的回波到达时间，判定消防栓内水处于结冰状态。
超声信号采用垂直入射的方式摄入a点或a’点。垂直入射是指超声波的入射方向与入射点的切线方向垂直，与入射点的法线方向一致。
本发明采取大功率的信号激励源1，功率范围为：1kW-2kW激励源1，该激励源1具有单发单收和一发一收两种工作模式，作为一种优选，本发明使用一发一收工作模式。作为一种优选，超声探头采用2Mhz超声探头。
本发明提供一种消防栓水状况检测方法，通过激励源1激发超声波，利用超声波射入参考消防栓2和实测消防栓3，通过两个消防栓的数值对比来确定消防栓内部有水或没水或结冰，成本较低，设备简单易携带，操作简便快捷；从消防栓两侧管壁传播的导波4与直接从水中传过来的直达波5混跌在一起，通过解卷积技术处理来尽量排除导波4的影响，提高检测精确度。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种消防栓水状况检测方法,其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，设参考消防栓的一点为a点，以参考消防栓的中心轴为对称轴并对称于a点的b点，使用激励信号源的激发端连接超声探头产生超声信号，将超声信号射入a点，使用激励信号源的接收端连接超声探头并在b点接收信号；参考消防栓无水时，b点接收的信号记为x1(t)；参考消防栓有水时，b点接收的信号记为x2(t)；
步骤二，设实测消防栓的一点为a’点，以参考消防栓的中心轴为对称轴并对称于a’点的b’点，使用激励信号源的激发端连接超声探头超声信号，将超声信号射入a’点，使用激励信号源的接收端连接超声探头并在b’点接收信号y(t)；
步骤三，对接收到的信号进行去导波，将x1(t)作为系统信号对y(t)进行解卷积，公式如下：
y(t)＝x(t)*x1(t)；
y(t)代表实测消防栓时在b’点接收的信号，x1(t)代表参考消防栓无水时在b点接收的信号，x(t)代表得到的直达波信号；
步骤四，经处理后的得到直达波信号x(t)，由激励信号源的激发信号得到幅值，阈值取幅值的十分之一，当直达波信号的幅值A的值大于阈值时，判定消防栓内有水；当A的值小于阈值时，判定消防栓内无水；
步骤五，在判断消防栓中有水后，根据信号x2(t)波形可得到信号x2(t)的到达时间t1，根据与解卷积所得信号x(t)的波形可得到解卷积所得信号的到达时间t2，若信号x2(t)的到达时间t1不等于解卷积所得信号的到达时间t2时，判定消防栓内水处于结冰状态。
2.一种消防栓水状况检测方法,其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，设参考消防栓的一点为a点，以参考消防栓的中心轴为对称轴并对称于a点的b点，使用激励信号源的激发端连接超声探头产生超声信号，将超声信号射入a点，使用激励信号源的接收端连接超声探头在b点接收信号；参考消防栓无水时，b点接收的信号记为x1(t)；参考消防栓有水时，b点接收的信号记为x2(t)；
步骤二，设实测消防栓的一点为a’点，以参考消防栓的中心轴为对称轴并对称于a’点的b’点，使用激励信号源的激发端连接超声探头产生超声信号，将超声信号射入a’点，使用激励信号源的接收端连接超声探头并在b’点接收信号y(t)；
步骤三，对接收到的信号进行去导波，将x1(t)作为系统信号对y(t)进行解卷积，公式如下：
y(t)＝x(t)*x1(t)；
y(t)代表实测消防栓时在b’点接收的信号，x1(t)代表参考消防栓无水时在b点接收的信号，x(t)代表得到的直达波信号；
步骤四，经处理后的得到直达波信号x(t)，由激励信号源的激发信号得到幅值，阈值取幅值的十分之一，当直达波信号的幅值A的值大于阈值时，判定消防栓内有水，判定消防栓内有水；当A的值小于阈值时，判定消防栓内无水；
步骤五：在判断消防栓中有水后，若实测消防栓a’处接收到回波信号的到达时间不等于参考消防栓在有水的情况下a’处的回波到达时间，判定消防栓内水处于结冰状态。
3.根据权利要求1或2所述的一种消防栓水状况检测方法,其特征在于，超声信号采用垂直入射的方式摄入a点或a’点。
4.根据权利要求3所述的一种消防栓水状况检测方法,其特征在于，上述垂直入射是指超声波的入射方向与入射点的切线方向垂直，与入射点的法线方向一致。
5.根据权利要求1或2所述的一种消防栓水状况检测方法,其特征在于，激励源采用一发一收工作模式。
6.根据权利要求1或2所述的一种消防栓水状况检测方法,其特征在于，超声探头采用2Mhz超声探头。
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