CN110047365A - 一种用于相阵式智能火灾探测器的模拟火灾演示系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于相阵式智能火灾探测器的模拟火灾演示系统，包括管路火灾模拟系统、电气柜火灾模拟系统、锂电池过充火灾模拟系统、火盆实验系统、LED显示屏和电气控制盒，所述管路火灾模拟系统、电气柜火灾模拟系统、锂电池过充火灾模拟系统、火盆实验系统和LED显示屏对应与电气控制盒相连。本发明可以模拟多种火灾现场，使用效果好，使用安全。

Description

一种用于相阵式智能火灾探测器的模拟火灾演示系统

技术领域：

本发明涉及一种用于相阵式智能火灾探测器的模拟火灾演示系统。

背景技术：

目前有的电脑模拟火灾软件，都是通过电脑软件模拟火灾的发生过程，并不能给人更直观的体验；市场上有防火产品卖，这些设备都是为了配合消防演练的，针对相阵式智能火灾探测器的各种性能试验，目前市场上没有合适的模拟设备。

发明内容：

本发明是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种用于相阵式智能火灾探测器的模拟火灾演示系统。

本发明所采用的技术方案有：一种用于相阵式智能火灾探测器的模拟火灾演示系统，包括管路火灾模拟系统、电气柜火灾模拟系统、锂电池过充火灾模拟系统、火盆实验系统、LED显示屏和电气控制盒，所述管路火灾模拟系统、电气柜火灾模拟系统、锂电池过充火灾模拟系统、火盆实验系统和LED显示屏对应与电气控制盒相连。

进一步地，所述管路火灾模拟系统包括模拟管、第一加热器、第一温度传感器、滴油头、电磁阀、油箱、第一报警灯、第一烟感探头、第一温感探头和第一数显温度控制器，所述第一加热器和第一温度传感器均设于模拟管上，油箱置于模拟管的一侧，滴油头密封连接在油箱的出油口上，且滴油头位于模拟管的上方，电磁阀安装在滴油头上并控制滴油头打开与闭合；第一烟感探头、第一温感探头和第一数显温度控制器均置于模拟管的上方，第一烟感探头和第一温感探头与第一报警灯相连，第一加热器和第一温度传感器与第一数显温度控制器相连，第一数显温度控制器和电磁阀与电气控制盒相连。

进一步地，所述油箱金属材料制成，并设有接地结构。

进一步地，所述第一加热器采用电阻丝加热器或者电磁加热器，第一加热器设于模拟管的内腔中，第一加热器对模拟管进行加热。

进一步地，所述模拟管采用金属材料制成。

进一步地，所述电气柜火灾模拟系统包括电气柜体、第二加热器、第二温度传感器、第二报警灯、第二烟感探头、第二温感探头和第二数显温度控制器，所述第二加热器和第二温度传感器均安装于电气柜体上，第二烟感探头、第二温感探头和第二数显温度控制器均置于电气柜体的上方，第二烟感探头和第二温感探头与第二报警灯相连，第二加热器和第二温度传感器与第二数显温度控制器相连，第二数显温度控制器与电气控制盒相连。

进一步地，所述第二加热器采用电阻丝加热器或者电磁加热器，第二加热器设于电气柜体的内腔中，第二加热器对电气柜体进行加热。

进一步地，所述锂电池过充火灾模拟系统包括爆炸仓、锂电池、第三温度传感器、电源调压器、第三报警灯、第三烟感探头、第三温感探头和第三数显温度控制器，所述锂电池悬空吊设在爆炸仓内，且锂电池的正负两级对应与电源调压器的输出端相连，电源调压器的输入端与外接电源相连，第三温度传感器设于锂电池的外壁上，第三烟感探头、第三温感探头和第三数显温度控制器均置于爆炸仓的上方，第三烟感探头和第三温感探头与第三报警灯相连，第三温度传感器与第三数显温度控制器相连，第三数显温度控制器与电气控制盒相连。

进一步地，所述爆炸仓采用金属板制成，锂电池通过钢丝绳吊设在爆炸仓的内腔中，在爆炸仓的内腔底面上设有防火池；防火池采用不锈钢材质，防火池中放入一定量的水，用于电池爆炸后残渣的防火和冷却。

进一步地，所述火盆实验系统包括火盆、第四温度传感器、第四报警灯、第四烟感探头、第四温感探头和第四数显温度控制器， 所述第四温度传感器设于火盆的外壁上，第四烟感探头、第四温感探头和第四数显温度控制器均置于火盆的上方，第四烟感探头和第四温感探头与第四报警灯相连，第四温度传感器与第四数显温度控制器相连，第四数显温度控制器与电气控制盒相连。

本发明具有如下有益效果：

1）本发明可以远程控制模拟火灾的发生过程，将火灾现场与试验人员安全隔离。

2）本发明模拟了各种类型火灾，具有可重复性，可供试验人员反复使用。

3）本发明能针对相阵式智能火灾探测器的早期预警功能，模拟火灾发生过程，并全程监控火灾发生前期、发生时温度的变化。

4）本发明提供了多个类型的报警提醒，并对试验区域的环境状态实时显示。

附图说明：

图 1 为本发明结构原理图。

图 2 为本发明中管路火灾模拟系统的结构原理图。

图 3 为本发明中电气柜火灾模拟系统的结构原理图。

图 4和5 为本发明中锂电池过充火灾模拟系统的结构原理图。

图 6 为本发明中火盆实验系统的结构原理图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

如图1，本发明一种用于相阵式智能火灾探测器的模拟火灾演示系统，包括管路火灾模拟系统1、电气柜火灾模拟系统2、锂电池过充火灾模拟系统3、火盆实验系统4、LED显示屏5和电气控制盒6，管路火灾模拟系统1、电气柜火灾模拟系统2、锂电池过充火灾模拟系统3、火盆实验系统4和LED显示屏5对应与电气控制盒6相连。

使用时，管路火灾模拟系统1、电气柜火灾模拟系统2、锂电池过充火灾模拟系统3和火盆实验系统4用于模拟不同的火灾情景，LED显示屏5用于显示各个模拟场景的名称，日期，环境温度等信息，电气控制盒6集成控制各个子系统的传感器报警灯的电源及发热装置的控制，总报警灯的电源控制，LED显示屏的启停控制，滴油装置的滴油控制，锂电池爆炸试验调压器的电源控制。

以下对各个火灾模拟系统进行详细描述：

如图2，本发明中的管路火灾模拟系统1包括模拟管、第一加热器、第一温度传感器、滴油头、电磁阀、油箱、第一报警灯、第一烟感探头、第一温感探头和第一数显温度控制器，第一加热器和第一温度传感器均设于模拟管上，油箱置于模拟管的一侧，滴油头密封连接在油箱的出油口上，且滴油头位于模拟管的上方，电磁阀安装在滴油头上并控制滴油头打开与闭合；第一烟感探头、第一温感探头和第一数显温度控制器均置于模拟管的上方，第一烟感探头和第一温感探头与第一报警灯相连，第一加热器和第一温度传感器与第一数显温度控制器相连，第一数显温度控制器和电磁阀与电气控制盒6相连。

相阵式智能火灾探测器可以根据测得温度发出报警，测得的温度是否准确可以对比数显温度控制器显示的实时温度。

试验过程，开启第一加热器后模拟管的温度上升，5分钟后模拟管的温度到达100℃，8分钟后模拟管的温度到达150℃，10分钟后模拟管的温度到达200℃，15分钟后模拟管的温度到达300℃，此时滴油，柴油滴到模拟管道上遇到高温发生燃烧，引起火灾。

试验过程，相阵式智能火灾探测器可以设置一级预警为100℃，二级预警为150℃，三级预警为200℃，相阵式智能火灾探测器测得温度到达100℃时，相阵式智能火灾探测器发出一级预警触发命令，管路火灾模拟系统1中第一报警灯上的蓝色报警灯亮起。相阵式智能火灾探测器测得温度到达150℃时，相阵式智能火灾探测器发出二级预警触发命令，第一报警灯上的橙色报警灯亮起。相阵式智能火灾探测器测得温度到达200℃时，相阵式智能火灾探测器发出三级预警触发命令，第一报警灯上的红色报警灯亮起，并伴随着警笛声。

试验过程，第一烟感探头和第一温感探头是传统的火灾报警设备，温感探头报警的条件是探头本身的温度达到预设值（70℃），烟感探头报警的条件是有较大烟雾经过烟雾探头四周，安装烟感温感探头主要是为了显示相阵式智能火灾探测器与传统火灾报警设备的不同。

试验目的，相阵式智能火灾探测器在管路火灾场景中对比传统火灾报警设备具有更准确、更早期、更灵敏等优势。

第一数显温度控制器具有温度显示功能，模拟管表面的温度通过一个温度传感器采集，第一温度传感器将信号传输给第一数显温度控制器，第一数显温度控制器显示模拟管表面的实时温度，第一数显温度控制器具有温度控制功能，当数显温度控制器设置目标温度值后，如果模拟管表面温度小于目标值是，第一加热器就工作，直到温度到达后，第一数显温度控制器断开加热器电源。以此反复。（相阵式智能火灾探测器距离试验装置约8米，烟感温感传感器距离试验装置未1.5米）。

为便于远程操作电磁阀，在电磁阀上设有遥控开关。

管路火灾模拟系统中的油箱采用采用金属材料制成，并带有接地结构，油箱底部设有出油口，柴油经过一个手动阀和一个电磁阀接入到滴油头中，滴油头可以将柴油均匀的滴到模拟管上，手动阀起到保险的作用。

第一加热器采用电阻丝加热器或者电磁加热器，第一加热器设于模拟管的内腔中，第一加热器对模拟管进行加热。模拟管采用金属材料制成。

如图3，电气柜火灾模拟系统2包括电气柜体、第二加热器、第二温度传感器、第二报警灯、第二烟感探头、第二温感探头和第二数显温度控制器，第二加热器和第二温度传感器均安装于电气柜体上，第二烟感探头、第二温感探头和第二数显温度控制器均置于电气柜体的上方，第二烟感探头和第二温感探头与第二报警灯相连，第二加热器和第二温度传感器与第二数显温度控制器相连，第二数显温度控制器与电气控制盒6相连。

电气柜的试验过程基本和模拟管的过程一样，在电气柜中放入第二加热器，第二加热器开启后，电气柜表面的温度升高，相阵式火灾智能探测器先发出一级、二级、三级预警，当温度到达较高温度时传统的温感烟感探头才报警。

试验目的验证了相阵式火灾智能探测器针对电气柜类型的火灾场景的探测要比传统的火灾报警设备更准确、更早期、更灵敏等优势（相阵式火灾智能探测器距离试验装置约8米，烟感温感传感器距离试验装置未1.5米）。

第二加热器采用电阻丝加热器或者电磁加热器，第二加热器设于电气柜体的内腔中，第二加热器对电气柜体进行加热。电气柜体由金属板制成。

如图4和图5，锂电池过充火灾模拟系统3包括爆炸仓、锂电池、第三温度传感器、电源调压器、第三报警灯、第三烟感探头、第三温感探头和第三数显温度控制器，锂电池悬空吊设在爆炸仓内，且锂电池的正负两级对应与电源调压器的输出端相连，电源调压器的输入端与外接电源相连，第三温度传感器设于锂电池的外壁上，第三烟感探头、第三温感探头和第三数显温度控制器均置于爆炸仓的上方，第三烟感探头和第三温感探头与第三报警灯相连，第三温度传感器与第三数显温度控制器相连，第三数显温度控制器与电气控制盒6相连。

爆炸仓采用金属板制成，锂电池通过钢丝绳吊设在爆炸仓的内腔中，在爆炸仓的内腔底面上设有防火池。防火池采用不锈钢材质，防火池中放入一定量的水，用于电池爆炸后残渣的防火和冷却。

锂电池试验过程，将锂电池的正负极用夹具通过电缆分别连接到电源调压器的正负极，电源调压器提供DC0~20V的电压输出，电源调压器的电源为AC220V，由电气控制盒分配电源。

当锂电池被电缆夹具夹好后，锂电池处于防爆仓的中心位置（如图5所示），在电池的表面安装贴片式第三温度传感器，并将第三温度传感器连接至第三数显温度控制器，由第三数显温度控制器实时显示锂电池表面的温度。

实验前准备，通过控制云台将相阵式火灾智能探测器调整至合适角度，通过电气控制盒启动第三数显温度控制器、第三温度传感器、第三温感、第三烟感、第三报警灯、LED屏，并给电源调压器供电，锂电池准备好，夹具夹好，防火池中放入适量的水，通过监控计算机设置LED屏显示试验信息（日期、时间、试验名称、环境温度、环境湿度等）。

试验开始，将电源调压器调到5V电压给锂电池充电，电源调压器会显示充电电流，当电池充满电后（充电电流接近0A时）加大充电电压至10V，此时充电电流会变大，如果过一段时间充电电流再次接近0A时可继续加大充电电压，以此类推，直至电池爆炸，爆炸后电池的高温残渣会调入防火池中。

在整个过程中，电池的表面温度会持续上升，相阵式火灾智能探测器设置一级预警为50℃、二级预警为60℃、三级预警为70℃，锂电池爆炸温度一般在80℃左右。

试验目的：相阵式火灾智能探测器在电池表面温度到达50℃是已发出预警信号，锂电池的温度由50℃上升到80℃约用时10分钟，证明相阵式火灾智能探测器可以提前发现火灾隐患，电池爆炸实验中烟感温感传感器未发出报警，以此体现相阵式火灾智能探测器在锂电池存储充电及相似场景的火灾预警运用，体现探测器比温感烟感传感器更早期，更直观，更多应用场景（相阵式火灾智能探测器距离试验装置约8米，烟感温感传感器距离试验装置未1.5米）。

如图6，火盆实验系统4包括火盆、第四温度传感器、第四报警灯、第四烟感探头、第四温感探头和第四数显温度控制器，第四温度传感器设于火盆的外壁上，第四烟感探头、第四温感探头和第四数显温度控制器均置于火盆的上方，第四烟感探头和第四温感探头与第四报警灯相连，第四温度传感器与第四数显温度控制器相连，第四数显温度控制器与电气控制盒6相连。

使用时，在火盆内放入燃烧物体（木头、布料或者其他便于燃烧的物品），点燃燃烧物体。

准备：通过控制云台将相阵式火灾智能探测器调整至合适角度，通过电气控制盒启动温感、烟感、温感烟感报警灯、LED屏，通过监控计算机设置LED屏显示试验信息（日期、时间、试验名称、环境温度、环境湿度等）在火盆中倒入适量的酒精。

过程：相阵式火灾智能探测器设置一级预警为100℃、二级预警为150℃、三级预警为200℃，点燃火盆，相阵式火灾智能探测器瞬间就发出三级预警型号，对应报警灯亮起，而温感传感器在火焰燃烧10分钟后才发出报警，烟感传感器未报警。

目的:在火灾的萌芽阶段此场景下，相阵式火灾智能探测器相对于烟感温感传感器具有，发现早，更直观等优点。（相阵式火灾智能探测器距离试验装置约8米，烟感温感传感器距离试验装置未1.5米）。

本发明中所涉及的报警灯均为三色声光报警灯。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于相阵式智能火灾探测器的模拟火灾演示系统，其特征在于：包括管路火灾模拟系统（1）、电气柜火灾模拟系统（2）、锂电池过充火灾模拟系统（3）、火盆实验系统（4）、LED显示屏（5）和电气控制盒（6），所述管路火灾模拟系统（1）、电气柜火灾模拟系统（2）、锂电池过充火灾模拟系统（3）、火盆实验系统（4）和LED显示屏（5）对应与电气控制盒（6）相连。

2.如权利要求1所述的用于相阵式智能火灾探测器的模拟火灾演示系统，其特征在于：所述管路火灾模拟系统（1）包括模拟管、第一加热器、第一温度传感器、滴油头、电磁阀、油箱、第一报警灯、第一烟感探头、第一温感探头和第一数显温度控制器，所述第一加热器和第一温度传感器均设于模拟管上，油箱置于模拟管的一侧，滴油头密封连接在油箱的出油口上，且滴油头位于模拟管的上方，电磁阀安装在滴油头上并控制滴油头打开与闭合；第一烟感探头、第一温感探头和第一数显温度控制器均置于模拟管的上方，第一烟感探头和第一温感探头与第一报警灯相连，第一加热器和第一温度传感器与第一数显温度控制器相连，第一数显温度控制器和电磁阀与电气控制盒（6）相连。

3.如权利要求2所述的用于相阵式智能火灾探测器的模拟火灾演示系统，其特征在于：所述油箱金属材料制成，并设有接地结构。

4.如权利要求2所述的用于相阵式智能火灾探测器的模拟火灾演示系统，其特征在于：所述第一加热器采用电阻丝加热器或者电磁加热器，第一加热器设于模拟管的内腔中，第一加热器对模拟管进行加热。

5.如权利要求2所述的用于相阵式智能火灾探测器的模拟火灾演示系统，其特征在于：所述模拟管采用金属材料制成。

6.如权利要求1所述的用于相阵式智能火灾探测器的模拟火灾演示系统，其特征在于：所述电气柜火灾模拟系统（2）包括电气柜体、第二加热器、第二温度传感器、第二报警灯、第二烟感探头、第二温感探头和第二数显温度控制器，所述第二加热器和第二温度传感器均安装于电气柜体上，第二烟感探头、第二温感探头和第二数显温度控制器均置于电气柜体的上方，第二烟感探头和第二温感探头与第二报警灯相连，第二加热器和第二温度传感器与第二数显温度控制器相连，第二数显温度控制器与电气控制盒（6）相连。

7.如权利要求6所述的用于相阵式智能火灾探测器的模拟火灾演示系统，其特征在于：所述第二加热器采用电阻丝加热器或者电磁加热器，第二加热器设于电气柜体的内腔中，第二加热器对电气柜体进行加热。

8.如权利要求1所述的用于相阵式智能火灾探测器的模拟火灾演示系统，其特征在于：所述锂电池过充火灾模拟系统（3）包括爆炸仓、锂电池、第三温度传感器、电源调压器、第三报警灯、第三烟感探头、第三温感探头和第三数显温度控制器，所述锂电池悬空吊设在爆炸仓内，且锂电池的正负两级对应与电源调压器的输出端相连，电源调压器的输入端与外接电源相连，第三温度传感器设于锂电池的外壁上，第三烟感探头、第三温感探头和第三数显温度控制器均置于爆炸仓的上方，第三烟感探头和第三温感探头与第三报警灯相连，第三温度传感器与第三数显温度控制器相连，第三数显温度控制器与电气控制盒（6）相连。

9.如权利要求8所述的用于相阵式智能火灾探测器的模拟火灾演示系统，其特征在于：所述爆炸仓采用金属板制成，锂电池通过钢丝绳吊设在爆炸仓的内腔中，在爆炸仓的内腔底面上设有防火池。

10.如权利要求1所述的用于相阵式智能火灾探测器的模拟火灾演示系统，其特征在于：所述火盆实验系统（4）包括火盆、第四温度传感器、第四报警灯、第四烟感探头、第四温感探头和第四数显温度控制器， 所述第四温度传感器设于火盆的外壁上，第四烟感探头、第四温感探头和第四数显温度控制器均置于火盆的上方，第四烟感探头和第四温感探头与第四报警灯相连，第四温度传感器与第四数显温度控制器相连，第四数显温度控制器与电气控制盒（6）相连。