CN112509271A - 一种毫米波感烟探测装置及其探测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种毫米波感烟探测装置及其探测方法，包括毫米波谐振腔、毫米波测量装置、报警装置；所述的毫米波谐振腔与毫米波测量装置连接，毫米波测量装置与报警装置连接。本发明首次采用毫米波谐振腔结构实现烟雾探测，实验证明烟雾通过本发明设计的腔体结构时，毫米波谐振腔谐振频率将发生改变，利用对谐振频率的测量实现烟雾探测，在飞机货舱实验结果表明该技术能大幅降低火警误报率。本发明采用的毫米波谐振腔结构简单，属于基片集成型毫米波谐振腔，体积小重量轻，灵敏度高，特别适用于民航飞机烟雾探测。

Description

一种毫米波感烟探测装置及其探测方法
技术领域
本发明涉及一种毫米波感烟探测装置及其探测方法，属于烟雾探测器技术领域。
背景技术
烟雾作为火灾的前兆和伴随产物，是火灾探测的基础。随着火时间的增长，烟雾浓度逐渐增大，扩散速度加快，通过烟雾探测器进行火灾探测是目前火灾探测领域最常见的方式之一。
现有的烟雾探测器有光电和离子两种感烟方式。但是这两种方式都存在一个问题——极容易被环境里的粉尘影响，从而产生假警报。光电感烟时，如环境里颗粒过多，会导致光线发射反射折射，导致烟雾传感器判断失误，进而触发火警警报。离子感烟时，空气中颗粒或会影响空气中电离情况，进而触发火警警报，但这些颗粒并不一定是火灾导致的烟雾颗粒，还有可能由于机械故障导致假警报。普通烟雾探测报警装置无法适应压力环境改变导致烟气组分、烟雾颗粒粒径的变化，难以区分火灾烟雾颗粒与干扰颗粒，故容易发生误报。飞机货舱环境复杂多变，运输的货物种类较多，漂浮在货舱内的沙尘、棉絮、动物毛等都可能会触发烟雾探测器告警。
因此，现有的烟雾探测器适用范围有限、易受环境影响，并且误报率高。
发明内容
本发明提供一种毫米波感烟探测装置及其探测方法，解决现有技术存在误报率高的缺点，在飞机货舱环境下能区分烟雾与灰尘干扰颗粒，并且还解决红外探测等技术功耗大的缺点。
具体的技术方案为：
一种毫米波感烟探测装置，包括毫米波谐振腔、毫米波测量装置、报警装置；所述的毫米波谐振腔与毫米波测量装置连接，毫米波测量装置与报警装置连接。
所述的毫米波谐振腔采用基片集成型谐振腔。
一种毫米波感烟探测装置的探测方法，包括以下步骤：
S1、使用毫米波测量装置测量毫米波谐振腔在飞机货舱内以下几个谐振频率范围：
干净空气中的谐振频率范围(v1,w1)；受到灰尘干扰时的谐振频率范围(v2,w2)；受到水汽干扰时的谐振频率范围(v3,w3)；受到气溶胶颗粒干扰时的谐振频率范围(v4,w4)；受到固体悬浮物干扰时的谐振频率范围(v5,w5)；
S2、在飞机货舱内火灾发生阶段，让燃烧烟雾通过毫米波谐振腔的金属穿孔，毫米波谐振腔的谐振频率发生改变，毫米波测量装置对毫米波谐振腔的谐振频率进行测量得到实时谐振频率v(t)；
S3、毫米波测量装置将v(t)与步骤S1中获取的谐振频率范围(v1,w1)、(v2,w2)、(v3,w3)、(v4,w4)、(v5,w5)进行实时比较，如果满足条件P：v1<v(t)<w1或v2<v(t)<w2或v3<v(t)<w3或v4<v(t)<w4或v5<v(t)<w5，则判定为没有火灾发生，并将判断信号输出至报警装置，报警装置将不报警；
如果不满足条件P，则进行步骤S4；
S4、根据飞机货舱典型燃烧物火灾烟雾对毫米波谐振腔谐振频率影响的实验，得出烟雾影响谐振频率改变范围(v0,w0)，并与v(t)进行实时比较，如果v0<v(t)<w0,则认为烟雾对谐振频率w的影响超出安全阈值，有火灾烟气生成，并将判断信号输出至报警装置，报警装置发出报警。
本发明首次采用毫米波谐振腔结构实现烟雾探测，实验证明烟雾通过本发明设计的腔体结构时，毫米波谐振腔谐振频率将发生改变，利用对谐振频率的测量实现烟雾探测，在飞机货舱实验结果表明该技术能大幅降低火警误报率。
本发明采用的毫米波谐振腔结构简单，属于基片集成型毫米波谐振腔，体积小重量轻，灵敏度高，特别适用于民航飞机烟雾探测。
本发明可实现低误报火灾烟气探测，功耗低且灵敏度高，适应范围广，整体结构简易重量轻，有助于降低飞机运行成本，适用于机载飞机货舱火灾探测，能满足经济性、可靠性的要求。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的毫米波谐振腔的侧视结构示意图。
具体实施方式
结合实施例说明本发明的具体技术方案。
如图1和图2所示，一种毫米波感烟探测装置，包括毫米波谐振腔1、毫米波测量装置2、报警装置3；所述的毫米波谐振腔1与毫米波测量装置2连接，毫米波测量装置2与报警装置3连接。
所述的毫米波谐振腔1采用基片集成型谐振腔。
一种毫米波感烟探测装置的探测方法，包括以下步骤：
S1、使用毫米波测量装置2测量毫米波谐振腔1在飞机货舱内以下几个谐振频率范围：
干净空气中的谐振频率范围(v1,w1)；受到灰尘干扰时的谐振频率范围(v2,w2)；受到水汽干扰时的谐振频率范围(v3,w3)；受到气溶胶颗粒干扰时的谐振频率范围(v4,w4)；受到固体悬浮物干扰时的谐振频率范围(v5,w5)；
S2、在飞机货舱内火灾发生阶段，让燃烧烟雾通过毫米波谐振腔1的金属穿孔，毫米波谐振腔1的谐振频率发生改变，毫米波测量装置2对毫米波谐振腔1的谐振频率进行测量得到实时谐振频率v(t)；
S3、毫米波测量装置2将v(t)与步骤S1中获取的谐振频率范围(v1,w1)、(v2,w2)、(v3,w3)、(v4,w4)、(v5,w5)进行实时比较，如果满足条件P：v1<v(t)<w1或v2<v(t)<w2或v3<v(t)<w3或v4<v(t)<w4或v5<v(t)<w5，则判定为没有火灾发生，并将判断信号输出至报警装置3，报警装置3将不报警；
如果不满足条件P，则进行步骤S4；
S4、根据飞机货舱典型燃烧物火灾烟雾对毫米波谐振腔1谐振频率影响的实验，得出烟雾影响谐振频率改变范围(v0,w0)，并与v(t)进行实时比较，如果v0<v(t)<w0,则认为烟雾对谐振频率w的影响超出安全阈值，有火灾烟气生成，并将判断信号输出至报警装置3，报警装置3发出报警。

Claims (3)

1.一种毫米波感烟探测装置，其特征在于，包括毫米波谐振腔(1)、毫米波测量装置(2)、报警装置(3)；所述的毫米波谐振腔(1)与毫米波测量装置(2)连接，毫米波测量装置(2)与报警装置(3)连接。
2.根据权利要求1所述的一种毫米波感烟探测装置，其特征在于，所述的毫米波谐振腔(1)采用基片集成型谐振腔。
3.根据权利要求1或2所述的一种毫米波感烟探测装置的探测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、使用毫米波测量装置(2)测量毫米波谐振腔(1)在飞机货舱内以下几个谐振频率范围：
干净空气中的谐振频率范围(v1,w1)；受到灰尘干扰时的谐振频率范围(v2,w2)；受到水汽干扰时的谐振频率范围(v3,w3)；受到气溶胶颗粒干扰时的谐振频率范围(v4,w4)；受到固体悬浮物干扰时的谐振频率范围(v5,w5)；
S2、在飞机货舱内火灾发生阶段，让燃烧烟雾通过毫米波谐振腔(1)的金属穿孔，毫米波谐振腔(1)的谐振频率发生改变，毫米波测量装置(2)对毫米波谐振腔(1)的谐振频率进行测量得到实时谐振频率v(t)；
S3、毫米波测量装置(2)将v(t)与步骤S1中获取的谐振频率范围(v1,w1)、(v2,w2)、(v3,w3)、(v4,w4)、(v5,w5)进行实时比较，如果满足条件P：v1<v(t)<w1或v2<v(t)<w2或v3<v(t)<w3或v4<v(t)<w4或v5<v(t)<w5，则判定为没有火灾发生，并将判断信号输出至报警装置(3)，报警装置(3)将不报警；
如果不满足条件P，则进行步骤S4；
S4、根据飞机货舱典型燃烧物火灾烟雾对毫米波谐振腔(1)谐振频率影响的实验，得出烟雾影响谐振频率改变范围(v0,w0)，并与v(t)进行实时比较，如果v0<v(t)<w0,则认为烟雾对谐振频率w的影响超出安全阈值，有火灾烟气生成，并将判断信号输出至报警装置(3)，报警装置(3)发出报警。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2189956A1 (de) * 2008-11-21 2010-05-26 Hekatron Vertriebs GmbH Brandmelder und Verfahren zur Erkennung von Verschmutzungen
CN201616170U (zh) * 2010-04-01 2010-10-27 成都崇安科技有限公司 两功能天然气、煤气泄漏报警器
CN203376840U (zh) * 2013-08-26 2014-01-01 黄勇 可燃气体和烟雾泄漏提醒装置
CN106128004A (zh) * 2016-07-19 2016-11-16 中国民航大学 基于阵列气敏传感器的火灾探测器
US20190068120A1 (en) * 2017-08-26 2019-02-28 Innovative Micro Technology Gas sensor using mm wave cavity
CN109709069A (zh) * 2018-12-26 2019-05-03 中国科学院半导体研究所 气体传感器及其制备方法
CN213365724U (zh) * 2020-11-25 2021-06-04 中国民用航空飞行学院 一种毫米波感烟探测装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2189956A1 (de) * 2008-11-21 2010-05-26 Hekatron Vertriebs GmbH Brandmelder und Verfahren zur Erkennung von Verschmutzungen
CN201616170U (zh) * 2010-04-01 2010-10-27 成都崇安科技有限公司 两功能天然气、煤气泄漏报警器
CN203376840U (zh) * 2013-08-26 2014-01-01 黄勇 可燃气体和烟雾泄漏提醒装置
CN106128004A (zh) * 2016-07-19 2016-11-16 中国民航大学 基于阵列气敏传感器的火灾探测器
US20190068120A1 (en) * 2017-08-26 2019-02-28 Innovative Micro Technology Gas sensor using mm wave cavity
CN109709069A (zh) * 2018-12-26 2019-05-03 中国科学院半导体研究所 气体传感器及其制备方法
CN213365724U (zh) * 2020-11-25 2021-06-04 中国民用航空飞行学院 一种毫米波感烟探测装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘宏;王天正;张海;冯少辉;李恩文;: "基于毫米波雷达山火监测技术研究", 武汉大学学报(工学版), no. 01, 15 January 2020 (2020-01-15) *

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