CN114307027B - 一种基于多维感知触发的自动灭火系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于多维感知触发的自动灭火系统，其技术方案要点是包括有中控模块、环境温度监测模块、通信模块、火焰监测模块、自动灭火装置、以及外端服务器，环境温度监测模块用于实时采集附近的环境温度，火焰监测模块用于捕捉火焰信号，并设置有火焰时间监测阈值，当火焰信号持续时间超过火焰时间监测阈值时反馈至外端服务器；中控模块用于接收环境温度信号和火焰信号，当环境温度信号和火焰信号并存时中控模块向自动灭火装置发送灭火信号；自动灭火装置根据灭火信号进行灭火操作，该自动灭火系统能够集结多种监控，实现一体监控操作，从而大大提高效果，能够进行多次使用。

Description

一种基于多维感知触发的自动灭火系统

技术领域

本发明涉及一种安全系统，更具体地说，它涉及一种基于多维感知触发的自动灭火系统。

背景技术

消防安全问题不管在什么场地都是重中之重。为了避免电路故障而造成火灾，通过需要配备多种监测装置，例如烟雾监测、火焰监测、温度监测、电流监测等等，以至于需要考虑监测装置与监测装置之间的适配性，如果装置之间出现不兼容现象，容易产生误报、错报等现象，不仅如此，需要多处位置，进行多次安装，造成安装繁琐，浪费不必要的安装时间。

除此之外，现在自动灭火装置为火灾发生的初期,空间内的温度随之不断上升,当温度上升到以闭式喷头温感元件爆破或熔化脱落时,喷头即自动喷水灭火，温感元件爆破后需要重新配置才能够再次使用，使得其操作繁琐。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种基于多维感知触发的自动灭火系统，该自动灭火系统能够集结多种监控，实现一体监控操作，从而大大提高效果，能够进行多次使用。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种基于多维感知触发的自动灭火系统，包括有中控模块、环境温度监测模块、通信模块、火焰监测模块、自动灭火装置、以及外端服务器，所述中控模块分别与环境温度监测模块、通信模块、火焰监测模块、自动灭火装置电连接；

所述环境温度监测模块用于实时采集附近的环境温度，并且设置有温度监测阈值，当环境温度超过温度监测阈值时反馈至外端服务器；

所述火焰监测模块用于捕捉火焰信号，并设置有火焰时间监测阈值，当火焰信号持续时间超过火焰时间监测阈值时反馈至外端服务器；

所述中控模块用于接收环境温度信号和火焰信号，当环境温度信号和火焰信号并存时中控模块向自动灭火装置发送灭火信号；

所述自动灭火装置根据灭火信号进行灭火操作。

本发明进一步设置为：还包括有与中控模块连接的烟雾监测模块和烟雾告警模块；

所述烟雾监测模块用于监测附近的烟雾状况，并且设置有烟雾阈值，当烟雾状况超过烟雾阈值时发送告警信号至烟雾告警模块；

所述烟雾告警模块用于根据告警信号进行告警操作。

本发明进一步设置为：还包括有与中控模块电连接的线缆温度监测模块和剩余电流监测模块；

所述线缆温度监测模块用于监测线缆温度，并且设置有线缆温度阈值，当线缆温度超过线缆温度阈值时反馈至外端服务器；

所述剩余电流监测模块用于监测设备的额定剩余电流，并且设置有电流额定值，当额定剩余电流超过电流额定值时反馈至外端服务器。

本发明进一步设置为：还包括有与中控模块电连接的心跳自检模块，所述心跳自检模块用于采集连接设备的电流信号，并且设置有定时阈值，当监测时间超过定时阈值时将时间区间内的电流信号反馈至外端服务器。

本发明进一步设置为：所述自动灭火装置包括有罐体和设置于罐体上的控制头壳体以及设置于控制头壳体内的按压柄和电驱动装置，所述按压柄转动连接于控制头壳体内，并用于控制罐体内物体喷出；

所述电驱动装置与中控模块电连接，并且电驱动装置用于控制按压柄转动。

本发明进一步设置为：所述电驱动装置包括有驱动电机和驱动电机联动设置的驱动凸轮以及联动推杆，所述联动推杆的一端与驱动凸轮联动设置，所述联动推杆的另一端抵接于按压柄的前端上方。

本发明进一步设置为：所述按压柄包括有用于控制喷射的硬杆和用于控制喷射角度的软杆，所述软杆设置于硬杆的外侧，所述电驱动装置还包括有用于控制软杆移动的角度调节部。

本发明进一步设置为：所述角度调节部与驱动电机联动设置，所述驱动凸轮包括有位于中部的待机槽和位于待机槽两侧的第一驱动块和第二驱动块，当驱动电机正向转动时第一驱动块推动联动推杆移动，并且角度调节部驱动软杆向第一方向移动；

当驱动电机反向转动时第二驱动块推动联动推杆移动，并且角度调节部驱动软杆向第二方向移动。

本发明进一步设置为：所述角度调节部包括有第一转动盘和推动驱动电机移动的推动器，所述第一转动盘上设置有供软杆穿过的第一穿槽和供驱动电机的转轴穿过的第一驱动槽，所述第一穿槽和第一驱动槽之间滑移连接有第一限位块，所述驱动电机的转轴上设置有第一联动凸块，当推动器推动驱动电机的转轴插入至第一驱动槽内时，第一限位块限制第一穿槽内的软杆使得软杆随着第一转动盘转动而转动。

本发明进一步设置为：所述角度调节部还包括第二转动盘，所述第二转动盘上设置有供软杆穿过的第二穿槽和供驱动电机的转轴穿过的第二驱动槽，所述第二穿槽和第二驱动槽之间滑移连接有第二限位块，所述驱动电机转动上设置有第二联动凸块，当推动器推动驱动电机的转轴插入至第二驱动槽内时，第二限位块限制第二穿槽内的软杆使得软杆随着第二转动盘的转动而转动，所述第二转动盘的转动轨迹与第一转动盘的转动轨迹不同。

综上所述，本发明具有以下有益效果：应用于电气火灾监控系统的前端，对剩余电流、线缆温度、烟雾浓度、环境温湿度实时监控、预警、报警、保护与自动灭火，在极早期内发现电气安全隐患，将有效杜绝电气火灾事故、重特大火灾事故的发生，进一步提升用电单位安全管理和电气设备本质安全水平，广泛应用于工业生产、居民生活分配电柜、电子通讯设备集成箱、汽车发动机舱、煤气瓶储放柜、压缩机舱、电动车电池仓等相对封闭场所。

内置精密集成电路和通讯模组，主机可以检测4路线路温度(可扩展至80路)、1路漏电量(剩余电流)、1路门禁信号，实现电气火灾监控系统基本功能，配套超灵敏点型温烟探测器，可超前捕捉到火灾苗头，当监测环境各项指标达到火灾报警“与”逻辑时，设备自动启动外置的气体灭火剂进行灭火，将火灾扑灭在初始萌发阶段！同时本装置利用互联网、物联网技术，第一时间将报警信息，以电话、短信、微信，云后台等多种方式及时通知用户或消防人员，及时查看，及时处理。

附图说明

图1为基于多维感知触发的自动灭火系统的原理框图；

图2为自动灭火装置的立体结构示意图；

图3为自动灭火装置的剖视图；

图4为驱动凸轮的结构示意图；

图5为第一转动盘的结构示意图；

图6为驱动电机的结构示意图。

附图标记：1、中控模块；11、线缆温度监测模块；12、剩余电流监测模块；2、环境温度监测模块；3、通信模块；4、火焰监测模块；5、自动灭火装置；51、罐体；52、控制头壳体；53、按压柄；531、硬杆；532、软杆；54、电驱动装置；541、驱动电机；542、驱动凸轮；543、联动推杆；55、待机槽；56、第一驱动块；57、第二驱动块；6、外端服务器；7、烟雾监测模块；71、烟雾告警模块；8、心跳自检模块；9、角度调节部；91、第一转动盘；911、第一穿槽；912、第一驱动槽；913、第一限位块；914、第一联动凸块；92、推动器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

参照图1至图6所示，为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种基于多维感知触发的自动灭火系统，包括有中控模块1、环境温度监测模块2、通信模块3、火焰监测模块4、自动灭火装置5、以及外端服务器6(后台服务器)，中控模块1分别与环境温度监测模块2、通信模块3、火焰监测模块4、自动灭火装置5电连接；

环境温度监测模块2用于实时采集附近的环境温度，并且设置有温度监测阈值，当环境温度超过温度监测阈值时反馈至外端服务器6；

火焰监测模块4用于捕捉火焰信号，并设置有火焰时间监测阈值，当火焰信号持续时间超过火焰时间监测阈值时反馈至外端服务器6；

中控模块1用于接收环境温度信号和火焰信号，当环境温度信号和火焰信号并存时中控模块1向自动灭火装置5发送灭火信号；

自动灭火装置5根据灭火信号进行灭火操作。

本发明的设计，应用于电气火灾监控系统的前端，对剩余电流、线缆温度、烟雾浓度、环境温湿度实时监控、预警、报警、保护与自动灭火，在极早期内发现电气安全隐患，将有效杜绝电气火灾事故、重特大火灾事故的发生，进一步提升用电单位安全管理和电气设备本质安全水平，广泛应用于工业生产、居民生活分配电柜、电子通讯设备集成箱、汽车发动机舱、煤气瓶储放柜、压缩机舱、电动车电池仓等相对封闭场所。

内置精密集成电路和通讯模组，主机可以检测4路线路温度(可扩展至80路)、1路漏电量(剩余电流)、1路门禁信号，实现电气火灾监控系统基本功能，配套超灵敏点型温烟探测器，可超前捕捉到火灾苗头，当监测环境各项指标达到火灾报警“与”逻辑时，设备自动启动外置的气体灭火剂进行灭火，将火灾扑灭在初始萌发阶段！同时本装置利用互联网、物联网技术，第一时间将报警信息，以电话、短信、微信，云后台等多种方式及时通知用户或消防人员，及时查看，及时处理。

环境温度监测：实时采集配电箱体内的环境温度，当设备检测到电线线缆温度超过55℃时，上报高温预警，防灭主机红色指示灯常亮，告警信息回传至后台服务器或客户端，并有告警提示；当环境温度超过80℃时，上报高温报警，防灭主机红色指示灯常亮，告警信息回传至后台服务器或客户端。

火焰告警：火焰传感器捕捉到火焰信号，并持续时间达到40ms，上报火焰告警，指示灯红色常亮，告警信息回传至后台服务器或客户端，并有告警提示。

自动灭火功能：当设备在同一时间点检测烟雾告警、环境高温告警并存，蜂鸣器开启持续3秒后，防灭主机自动启动电机动作，配置的气体灭火剂开始喷放。喷放动作及反馈信息回传至后台服务器或客户端，并有报警提示。(注：门禁状态为【开】时，此项功能不启动)

还包括有与中控模块1连接的烟雾监测模块7和烟雾告警模块71；

烟雾监测模块7用于监测附近的烟雾状况，并且设置有烟雾阈值，当烟雾状况超过烟雾阈值时发送告警信号至烟雾告警模块71；

烟雾告警模块71用于根据告警信号进行告警操作。

烟雾告警：箱体内烟雾浓度超出设定阈值，设备上报烟雾告警，烟感设备红色指示灯闪烁，防灭主机红色指示灯常亮，告警信息回传至后台服务器或客户端，并有告警提示。

还包括有与中控模块1电连接的线缆温度监测模块11和剩余电流监测模块12；

线缆温度监测模块11用于监测线缆温度，并且设置有线缆温度阈值，当线缆温度超过线缆温度阈值时反馈至外端服务器6；

剩余电流监测模块12用于监测设备的额定剩余电流，并且设置有电流额定值，当额定剩余电流超过电流额定值时反馈至外端服务器6。

剩余电流监测：当设备额定剩余电流超出额定值(In 200mA)时，持续时间达到2s，上报漏电告警，指示灯红色常亮，告警信息回传至后台服务器或客户端，并有告警提示。

线缆温度监测：当设备检测到电线线缆温度超过70℃时，上报高温预警，指示灯红色常亮，告警信息回传至后台服务器或客户端，并有告警提示；当电线线缆温度超过130℃时，上报高温报警，指示灯红色常亮，告警信息回传至后台服务器或客户端，并有告警提示。

还包括有与中控模块1电连接的心跳自检模块8，心跳自检模块8用于采集连接设备的电流信号，并且设置有定时阈值，当监测时间超过定时阈值时将时间区间内的电流信号反馈至外端服务器6。

心跳自检：设备默认1H上传一条心跳信息到系统，方便用户查看了解设备运行状态，免去日常巡检。

除此之外还有掉电告警功能，市电停电或电源适配器损坏，设备5V电源输入掉电，备用锂电池启动，设备上报掉电告警，并即将异常信息回传至后台服务器或客户端，并有告警提示。

低电量告警：设备备用锂电池容量低于设定阈值时，上报低电量告警。

远程升级：系统设备管理支持远程参数更新功能，通过参数更新修改设备告警阈值、心跳间隔等重要参数，为项目维护带来便利。

自动灭火装置5包括有罐体51和设置于罐体51上的控制头壳体52以及设置于控制头壳体52内的按压柄53和电驱动装置54，按压柄53转动连接于控制头壳体52内，并用于控制罐体51内物体喷出；

电驱动装置54与中控模块1电连接，并且电驱动装置54用于控制按压柄53转动。

通过上述方案，当遭遇火灾时，电驱动装置54便会启动驱动按压柄53下压释放气体，从而达到灭火的效果，响应迅速，能够第一时间灭火，避免造成更大的损失。

电驱动装置54包括有驱动电机541和驱动电机541联动设置的驱动凸轮542以及联动推杆543，联动推杆543的一端与驱动凸轮542联动设置，联动推杆543的另一端抵接于按压柄53的前端上方。

通过上述方案，在驱动电机541启动时，旋转带动驱动凸轮542，当驱动凸轮542的突出部位转动至下方时便会向下推动联动推杆543，从而下压按压柄53和下压式气阀，电机反向旋转驱动凸轮542离开联动推杆543，下压式气阀回弹向上推动按压柄53，进而抬起联动推杆543(或者设置有推动联动推杆543复位的复位弹簧)，该驱动结构紧凑，传动快速。

该自动灭火装置5除了上述提及的零件，还包括有：温度传感器负责采集气阀喷头的温度，按压柄53内设有供气体通过的管道(管道位于按压柄内)，管道的一端为气阀喷头，气阀喷头外侧包裹有递进式锥头，所诉递进式锥头连接有雾化喷射软杆532，按压柄53露出的部分设有手握部，手握部下方设有保险阀，罐体51上设有下压式气阀。

在不使用或是运输时使用保险阀顶住手握部，按压柄53无法下压，避免因为一些意外情况导致灭火装置浪费气体，在必要时无需启动驱动电机541可以直接抓住手握部和控制头，手动启动灭火装置。

按压柄53包括有用于控制喷射的硬杆531和用于控制喷射角度的软杆532，软杆532设置于硬杆531的外侧，电驱动装置54还包括有用于控制软杆532移动的角度调节部9。

角度调节部9与驱动电机541联动设置，驱动凸轮542包括有位于中部的待机槽55和位于待机槽55两侧的第一驱动块56和第二驱动块57，当驱动电机541正向转动时第一驱动块56推动联动推杆543移动，并且角度调节部9驱动软杆532向第一方向移动；

当驱动电机541反向转动时第二驱动块57推动联动推杆543移动，并且角度调节部9驱动软杆532向第二方向移动。

角度调节部9包括有第一转动盘91和推动驱动电机541移动的推动器92，第一转动盘91上设置有供软杆532穿过的第一穿槽911和供驱动电机541的转轴穿过的第一驱动槽912，第一穿槽911和第一驱动槽912之间滑移连接有第一限位块913，驱动电机541的转轴上设置有第一联动凸块914，当推动器92推动驱动电机541的转轴插入至第一驱动槽912内时，第一限位块913限制第一穿槽911内的软杆532使得软杆532随着第一转动盘91转动而转动。

该角度调节部9的设计，通过火焰监测模块4、环境温度监测模块2监测发生火情位置位于灭火装置的具体方位，通过电机驱动硬杆531下压的同时，调节软杆532角度，使得罐体51内的灭火物体能够准确的扑灭火源，而通过驱动电机541联控的好处在于，能够节省控制头壳体52的内部空间，使得在有限的空间内实现与喷射、角度的调节。

具体调节方法为：当监测到发生火情的位置刚好位于灭火装置的喷射范围，此时驱动电机541原地启动，使得联动推杆543推动硬杆531使其喷射；(第一穿槽911的径长尺寸大于软杆532的径长尺寸，方便当硬杆531弯折时，软杆532随之进行一定程度上的形变)

当监测到发生火情的位置位于灭火装置的上方时，此时推动器92推动驱动电机541的转轴插入至第一驱动槽912内(第一驱动槽912与转轴的关系可以理解为钥匙和锁孔)，再转轴插入的过程中，转轴推动第一限位块913使得第一限位块913对软杆532进行夹持限位，随后软杆532随着驱动电机541的转动而转动。此时驱动电机541正向转动，第一驱动块56推动联动推杆543移动，并且软杆532向上方转动，喷射灭火物体的同时调整喷射角度。

当监测到发生火情位置位于灭火装置的下方时，此时推动器92推动驱动电机541的转轴插入至第一驱动槽912内再转轴插入的过程中，转轴推动第一限位块913使得第一限位块913对软杆532进行夹持限位，随后软杆532随着驱动电机541的转动而转动。此时驱动电机541反向转动，第二驱动块57推动联动推杆543移动，并且软杆532向下方转动。

角度调节部9还包括第二转动盘，第二转动盘上设置有供软杆532穿过的第二穿槽和供驱动电机541的转轴穿过的第二驱动槽，第二穿槽和第二驱动槽之间滑移连接有第二限位块，驱动电机541转动上设置有第二联动凸块，当推动器92推动驱动电机541的转轴插入至第二驱动槽内时，第二限位块限制第二穿槽内的软杆532使得软杆532随着第二转动盘的转动而转动，第二转动盘的转动轨迹与第一转动盘91的转动轨迹不同。

该第二转动盘的设计，例如，第一转动盘91为圆形，第二转动盘为椭圆形，或者为径长尺寸不同的圆形，通过转动轨迹的不同，从而满足多角度、多方位的喷洒要求，该设计在满足多角度调节的同时，节省了内部空间的需求。

第一穿槽911的径长尺寸大于软杆532的径长尺寸，方便当软杆532沿第一转动盘91(第二转动盘)移动时，第二转动盘(第一转动盘91)不会产生过多干涉。

第一限位块913和第二限位块的复位操作可以采用常规的复位弹簧(图中未给出)，在此不加以赘述。

该软杆532的末端设置有呈波浪结构的收纳部，方便软杆532前端的递出。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。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前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于多维感知触发的自动灭火系统，其特征是：包括有中控模块(1)、环境温度监测模块(2)、通信模块(3)、火焰监测模块(4)、自动灭火装置(5)、以及外端服务器(6)，所述中控模块(1)分别与环境温度监测模块(2)、通信模块(3)、火焰监测模块(4)、自动灭火装置(5)电连接；

所述环境温度监测模块(2)用于实时采集附近的环境温度，并且设置有温度监测阈值，当环境温度超过温度监测阈值时反馈至外端服务器(6)；

所述火焰监测模块(4)用于捕捉火焰信号，并设置有火焰时间监测阈值，当火焰信号持续时间超过火焰时间监测阈值时反馈至外端服务器(6)；

所述中控模块(1)用于接收环境温度信号和火焰信号，当环境温度信号和火焰信号并存时中控模块(1)向自动灭火装置(5)发送灭火信号；

所述自动灭火装置(5)根据灭火信号进行灭火操作；

所述自动灭火装置(5)包括有罐体(51)和设置于罐体(51)上的控制头壳体(52)以及设置于控制头壳体(52)内的按压柄(53)和电驱动装置(54)，所述按压柄(53)转动连接于控制头壳体(52)内，并用于控制罐体(51)内物体喷出；

所述电驱动装置(54)与中控模块(1)电连接，并且电驱动装置(54)用于控制按压柄(53)转动；

所述电驱动装置(54)包括有驱动电机(541)和驱动电机(541)联动设置的驱动凸轮(542)以及联动推杆(543)，所述联动推杆(543)的一端与驱动凸轮(542)联动设置，所述联动推杆(543)的另一端抵接于按压柄(53)的前端上方；

所述按压柄(53)包括有用于控制喷射的硬杆(531)和用于控制喷射角度的软杆(532)，所述软杆(532)设置于硬杆(531)的外侧，所述电驱动装置(54)还包括有用于控制软杆(532)移动的角度调节部(9)；

所述角度调节部(9)与驱动电机(541)联动设置，所述驱动凸轮(542)包括有位于中部的待机槽(55)和位于待机槽(55)两侧的第一驱动块(56)和第二驱动块(57)，当驱动电机(541)正向转动时第一驱动块(56)推动联动推杆(543)移动，并且角度调节部(9)驱动软杆(532)向第一方向移动；

当驱动电机(541)反向转动时第二驱动块(57)推动联动推杆(543)移动，并且角度调节部(9)驱动软杆(532)向第二方向移动；

所述角度调节部(9)包括有第一转动盘(91)和推动驱动电机(541)移动的推动器(92)，所述第一转动盘(91)上设置有供软杆(532)穿过的第一穿槽(911)和供驱动电机(541)的转轴穿过的第一驱动槽(912)，所述第一穿槽(911)和第一驱动槽(912)之间滑移连接有第一限位块(913)，所述驱动电机(541)的转轴上设置有第一联动凸块(914)，当推动器(92)推动驱动电机(541)的转轴插入至第一驱动槽(912)内时，第一限位块(913)限制第一穿槽(911)内的软杆(532)使得软杆(532)随着第一转动盘(91)转动而转动。

2.根据权利要求1所述的一种基于多维感知触发的自动灭火系统，其特征是：还包括有与中控模块(1)连接的烟雾监测模块(7)和烟雾告警模块(71)；

所述烟雾监测模块(7)用于监测附近的烟雾状况，并且设置有烟雾阈值，当烟雾状况超过烟雾阈值时发送告警信号至烟雾告警模块(71)；

所述烟雾告警模块(71)用于根据告警信号进行告警操作。

3.根据权利要求1所述的一种基于多维感知触发的自动灭火系统，其特征是：还包括有与中控模块(1)电连接的线缆温度监测模块(11)和剩余电流监测模块(12)；

所述线缆温度监测模块(11)用于监测线缆温度，并且设置有线缆温度阈值，当线缆温度超过线缆温度阈值时反馈至外端服务器(6)；

所述剩余电流监测模块(12)用于监测设备的额定剩余电流，并且设置有电流额定值，当额定剩余电流超过电流额定值时反馈至外端服务器(6)。

4.根据权利要求1所述的一种基于多维感知触发的自动灭火系统，其特征是：还包括有与中控模块(1)电连接的心跳自检模块(8)，所述心跳自检模块(8)用于采集连接设备的电流信号，并且设置有定时阈值，当监测时间超过定时阈值时将时间区间内的电流信号反馈至外端服务器(6)。

5.根据权利要求1所述的一种基于多维感知触发的自动灭火系统，其特征是：所述角度调节部(9)还包括第二转动盘，所述第二转动盘上设置有供软杆(532)穿过的第二穿槽和供驱动电机(541)的转轴穿过的第二驱动槽，所述第二穿槽和第二驱动槽之间滑移连接有第二限位块，所述驱动电机(541)转动上设置有第二联动凸块，当推动器(92)推动驱动电机(541)的转轴插入至第二驱动槽内时，第二限位块限制第二穿槽内的软杆(532)使得软杆(532)随着第二转动盘的转动而转动，所述第二转动盘的转动轨迹与第一转动盘(91)的转动轨迹不同。