CN113313903A - 一种多参数数据融合火灾判定方法 - Google Patents

一种多参数数据融合火灾判定方法 Download PDF

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王博强
齐跃
魏玉石
张义勇
姜健
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    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
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    • G08B17/10—Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B17/00—Fire alarms; Alarms responsive to explosion
    • G08B17/12—Actuation by presence of radiation or particles, e.g. of infrared radiation or of ions

Abstract

本发明的目的在于提供一种多参数数据融合火灾判定方法，首先启动红外热源与可燃气体浓度检测，红外热源检测到高温热源时，再启动红外火焰与温度检测，并根据红外热源数据的变化等级自动调节到对应的红外火焰的灵敏度；可燃气体浓度检测到浓度增加时，启动激光发生模块，对烟雾浓度进行检测；当红外火焰、温度、可燃气体浓度都超过报警阈值时，对五种火灾物理数据进行融合处理，当处理结果达到最终的报警阈值时，系统输出火灾报警。本发明用于火灾监控系统，通过分析融合的五种火灾物理信号，能更加精准、可靠的对火灾的发生加以判断。使火灾监控系统响应速度更快、判断结果更加可靠。并且可以自动调节火灾探测的灵敏度，以自动调节功耗。

Description

一种多参数数据融合火灾判定方法
技术领域
本发明涉及的是一种火灾检测方法。
背景技术
现代的火灾探测器主要以单一的物理量作为火灾检测对象，如火灾压力探测器、火灾温度探测器等。消防控制系统仅以单一的物理量探测器作为火灾发生的判断依据，这样的信息较为片面，存在一定的误动作的风险，降低了火灾监控系统的可靠性。
发明内容
本发明的目的在于提供融合红外火焰检测、温度检测、可燃气体检测、烟雾浓度检测、红外热源检测五种火灾物理信号的多参数、数据融合型火灾判定的一种多参数数据融合火灾判定方法。
本发明的目的是这样实现的：
本发明一种多参数数据融合火灾判定方法，其特征是：首先启动红外热源与可燃气体浓度检测，红外热源检测到高温热源时，再启动红外火焰与温度检测，并根据红外热源数据的变化等级自动调节到对应的红外火焰的灵敏度；可燃气体浓度检测到浓度增加时，启动激光发生模块，对烟雾浓度进行检测；当红外火焰、温度、可燃气体浓度都超过报警阈值时，对五种火灾物理数据进行融合处理，当处理结果达到最终的报警阈值时，系统输出火灾报警。
本发明还可以包括：
1、在启动红外火焰检测后，首先对红外火焰探测进行初始化设置，将初始化灵敏度γ设置为γ1，分别计算火焰波段、热源波段、红外背景波段的特征值，分别用Min、Far、Nir来进行表示；计算红外火焰判据参数R1、R2,R1、R2如下式所示：
Figure BDA0003007429100000011
判断红外热源数据等级是否更改，如果更改则将红外火焰检测的灵敏度更改为γx，如果没有更改则灵敏度γ保持不变；最后判断红外火焰判据参数R1、R2是否都大于红外火焰灵敏度γ，若都大于γ则输出红外火焰火灾判据，否则重新开启红外火焰检测。
2、在启动可燃气体浓度检测后，判断可燃气体的浓度等级是否达到启动烟雾浓度检测的阈值；当达到启动阈值时，启动烟雾浓度检测并将烟雾浓度的初始灵敏度阈值λ设为λ1；判断可燃气体浓度等级是否发生更改，若等级更改则根据新的可燃气体浓度等级来设置相应的烟雾浓度灵敏度阈值γ＝γx，否则灵敏度阈值γ保持不变；计算烟雾浓度等级Con；将烟雾浓度等级Con与烟雾浓度灵敏度阈值γ做比较，当Con＞γ时产生烟雾浓度火灾判据，否则重新检测烟雾浓度等级。
本发明的优势在于：
1、本发明针对红外火焰检测、温度检测、可燃气体检测、烟雾浓度检测、红外热源检测五种火灾物理信号，设计了一套多数据融合型、多阈值、多判据比较的火灾判断的方法。通过五种数据的融合方法，对火灾信号给出综合可靠的判断。
2、本发明设计了根据红外热源信号，来启动火灾温度检测与红外火焰检测，并根据红外温度信号自动调节红外火焰检测的报警阈值的方法，实现红外火焰探测灵敏度的自动调节。根据红外温度、火灾温度、红外火焰的检测数据融合出一个判据，最终参与火灾判定。
3、本发明设计了根据可燃气体浓度信号，来自动调节激光发生器的信号强度，从而实现自动改变烟雾探测的灵敏程度的方法。并根据可燃气体浓度与烟雾探测的检测数据融合出一个最终参与火灾判定的判据。
附图说明
图1为本发明的五参数据融合型火灾探测器结构示意图；
图2为本发明的五参数据融合型火灾探测器火灾物理信号数据融合方法流程图；
图3为红外火焰检测方法及灵敏度自动调节方法流程图；
图4为烟雾浓度检测方法及灵敏度自动调节方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：
结合图1-4，多参数数据融合型火灾探测器主要分成以下几个部分：红外热源检测模块1、红外火焰检测模块2、可燃气体浓度检测模块3、激光烟雾浓度检测模块4、温度检测模块5、吸气风机7、主控电路板6、电源板8等部件组成。
如附件图1所示的探测器结构示意图，系统启动后会驱动吸气风机运行，将可燃气体与烟雾吸进探测器内，对可燃气体浓度、烟雾浓度进行检测；探测器最顶端的三波段红外火焰检测热释电用于检测火焰红外信号；探测器最顶端的红外热源检测模块用于检测火灾发生时产生的热源信号；温度检测模块用于检测火灾发生时产生的高温信号；探测器算法会对五种数据进行融合以判定是否有火灾发生。
如附件图2所示，系统首先启动红外热源与可燃气体浓度检测；红外热源检测到高温热源时，再启动红外火焰与温度检测，并根据红外热源数据的变化等级自动调节到对应的红外火焰的灵敏度；可燃气体浓度检测到浓度增加时，启动激光发生模块，对烟雾浓度进行检测；当红外火焰、温度、可燃气体浓度都超过报警阈值时，系统再对五种火灾物理数据进行融合处理，当处理结果达到最终的报警阈值时，系统输出火灾报警。
如附件图3所示，在启动红外火焰检测后，首先对红外火焰探测进行初始化设置，并将初始化灵敏度γ设置为γ1；分别计算火焰波段、热源波段、红外背景波段的特征值，分别用Min、Far、Nir来进行表示；计算红外火焰判据参数R1、R2,其中：R1、R2如式(1)所示；
Figure BDA0003007429100000031
判断红外热源数据等级是否更改，如果更改则将红外火焰检测的灵敏度更改为γx，如果没有更改则灵敏度γ保持不变；最后判断红外火焰判据参数R1、R2是否都大于红外火焰灵敏度γ，若都大于γ则输出红外火焰火灾判据，否则重新开启红外火焰检测。
如附件图4所示，在启动可燃气体浓度检测后，判断可燃气体的浓度等级是否达到启动烟雾浓度检测的阈值；当达到启动阈值时，启动烟雾浓度检测并将烟雾浓度的初始灵敏度阈值λ设为λ1；判断可燃气体浓度等级是否发生更改，若等级更改则根据新的可燃气体浓度等级来自动设置相应的烟雾浓度灵敏度阈值γ＝γx，否则灵敏度阈值γ保持不变；计算烟雾浓度等级Con；将烟雾浓度等级Con与烟雾浓度灵敏度阈值γ做比较，当Con＞γ时产生烟雾浓度火灾判据，否则重新检测烟雾浓度等级。

Claims (3)

1.一种多参数数据融合火灾判定方法，其特征是：首先启动红外热源与可燃气体浓度检测，红外热源检测到高温热源时，再启动红外火焰与温度检测，并根据红外热源数据的变化等级自动调节到对应的红外火焰的灵敏度；可燃气体浓度检测到浓度增加时，启动激光发生模块，对烟雾浓度进行检测；当红外火焰、温度、可燃气体浓度都超过报警阈值时，对五种火灾物理数据进行融合处理，当处理结果达到最终的报警阈值时，系统输出火灾报警。
2.根据权利要求1所述的一种多参数数据融合火灾判定方法，其特征是：在启动红外火焰检测后，首先对红外火焰探测进行初始化设置，将初始化灵敏度γ设置为γ1，分别计算火焰波段、热源波段、红外背景波段的特征值，分别用Min、Far、Nir来进行表示；计算红外火焰判据参数R1、R2,R1、R2如下式所示：
Figure FDA0003007429090000011
判断红外热源数据等级是否更改，如果更改则将红外火焰检测的灵敏度更改为γx，如果没有更改则灵敏度γ保持不变；最后判断红外火焰判据参数R1、R2是否都大于红外火焰灵敏度γ，若都大于γ则输出红外火焰火灾判据，否则重新开启红外火焰检测。
3.根据权利要求1所述的一种多参数数据融合火灾判定方法，其特征是：在启动可燃气体浓度检测后，判断可燃气体的浓度等级是否达到启动烟雾浓度检测的阈值；当达到启动阈值时，启动烟雾浓度检测并将烟雾浓度的初始灵敏度阈值λ设为λ1；判断可燃气体浓度等级是否发生更改，若等级更改则根据新的可燃气体浓度等级来设置相应的烟雾浓度灵敏度阈值γ＝γx，否则灵敏度阈值γ保持不变；计算烟雾浓度等级Con；将烟雾浓度等级Con与烟雾浓度灵敏度阈值γ做比较，当Con＞γ时产生烟雾浓度火灾判据，否则重新检测烟雾浓度等级。
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