CN115035677A - 一种氧化炉炉内火灾火焰的探测系统及灭火的安保系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及探测技术领域，尤其涉及一种氧化炉炉内火灾火焰的探测系统，安装于光线进入炉内位置所在一侧；包括相机，以及与相机对应可拆卸安装的长光学镜头；相机安装于氧化炉外部，长光学镜头贯穿氧化炉的侧壁而延伸至氧化炉内部，进行炉内火灾的火焰图像的采集；长光学镜头的图像采集范围排除以光线进入位置所在侧壁为起始边界，向炉内延伸设定范围而组成的空间，且图像采集的方向背向于过纱口所在侧壁。本发明中提供了一种基于图像识别火焰的方法，从而能够快速对炉内火灾的火焰进行探测的系统形式，同时，有效的解决了从过纱口进入的光线对于探测结果的影响。本发明中还保护氧化炉炉内火灾灭火的安保系统，通过高灵敏火焰探测而实现快速灭火。

Description

一种氧化炉炉内火灾火焰的探测系统及灭火的安保系统

技术领域

本发明涉及探测技术领域，尤其涉及一种氧化炉炉内火灾火焰的探测系统及灭火的安保系统。

背景技术

碳纤维生产线现有的氧化炉己经设计有火焰探测装置，该装置采用PT100型铂电阻进行温度的检测，以通过温度的变化来判定火灾的产生与否；具体地，当炉内火焰燃烧至PT100型铂电阻所在位置，并使其所感知的温度超过所设定的火灾预警值时，则发出火灾信号。

但是，在上述装置实际的使用过程中，存在以下明显缺陷，而使得灭火动作的执行难以达到预定的效果：

PT100型铂电阻为一种常规慢速测温装置，当炉内火焰使PT100型铂电阻的温度超过火灾预定值且发出火警信号时，这一过程预计经过3秒以上的时间；而就氧化炉内碳纤维的着火过程而言，一般会在3秒内完成；因此，当综合考虑炉内现有喷淋系统的启动时间，以及在设定水压下喷淋系统的水管内液体流动至喷淋位置的时间，会发生液体喷淋以执行灭火动作时，着火过程已经完成的问题。

鉴于上述问题，本设计人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，并配合光学、图像处理的运用，积极加以研究创新，设计了一种氧化炉炉内火灾火焰的探测系统及灭火的安保系统。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明提供了一种氧化炉炉内火灾火焰的探测系统及灭火的安保系统，可有效解决背景技术中的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种氧化炉炉内火灾火焰的探测系统，用于仅一侧因过纱口的设置而进入光线的氧化炉，安装于光线进入炉内位置所在一侧;

包括相机，以及与所述相机对应可拆卸安装的长光学镜头；

所述相机安装于氧化炉外部，所述长光学镜头贯穿所述氧化炉的侧壁而延伸至所述氧化炉内部，进行炉内图像的采集；

其中，所述长光学镜头的图像采集范围排除以所述光线进入位置所在侧壁为起始边界，平行向炉内延伸设定范围而组成的空间，且图像采集的方向背向于所述过纱口所在侧壁。

进一步地，所述长光学镜头安装于氧化炉中，且安装于与供所述光线进入的侧壁垂直的侧壁上。

进一步地，所述长光学镜头安装于氧化炉中，且安装于供所述光线进入的侧壁上。

进一步地，在氧化炉的同一水平面内仅安装一个相机及对应的长光学镜头。

进一步地，所述长光学镜头的中心点所在水平面与设定层级的纱线所在平面重合。

进一步地，所述设定层级为在氧化炉内自上而下的第A层；

A=2+(X-1)*3；

其中，X为正整数。

进一步地，所述相机包括识别单元和筛选单元；

所述识别单元对图像中的火焰特征进行识别；

所述筛选单元根据识别的结果筛选出包括火焰特征的目标图像，所述目标图像向所述氧化炉的控制系统传输。

进一步地，还包括冷却系统，至少用于对所述长光学镜头进行冷却；

包括供冷却介质流通的第一通道，所述第一通道至少对所述长光学镜头位于氧化炉内的部分进行包覆；

其中，所述第一通道在所述长光学镜头的图像采集位置设置有贯通区域，且所述贯通区域覆盖有高温透光玻璃。

进一步地，所述第一通道还对所述长光学镜头贯穿所述氧化炉内壁的部分进行包覆。

进一步地，所述第一通道的第一入口端和第一出口端均位于氧化炉内腔以外的位置。

进一步地，所述冷却系统还通过独立于所述第一通道的第二通道对所述相机进行冷却；

其中，所述第二通道至少对所述相机靠近所述氧化炉的一侧进行覆盖。

进一步地，所述第二通道包括第二入口端和第二出口端，所述第二出口端与所述第一入口端联通。

进一步地，还包括隔热结构，所述隔热结构至少对所述长光学镜头位于氧化炉内的部分进行包覆；

所述隔热结构在所述长光学镜头的图像采集位置均设置有贯通区域，且所述贯通区域覆盖有高温透光玻璃。

进一步地，所述隔热结构还对所述长光学镜头贯穿所述氧化炉内壁的部分进行包覆。

一种采用如上所述的氧化炉炉内火灾火焰的探测系统的氧化炉炉内火灾灭火的安保系统，还包括喷淋系统；

所述喷淋系统包括沿纱线走线方向分布的若干喷淋装置，和为所述喷淋装置供水的供水系统；其中，所述喷淋装置在垂直于纱线走向的方向上均匀分布有若干喷淋位置；

所述喷淋装置的入水端与所述供水系统的连接处设置高速阀，所述高速阀位于所述氧化炉的顶部，且所述高速阀与所述喷淋装置的喷淋位置之间的最大流通距离在设定范围内；

所述供水系统在氧化炉工作过程中保持设定水压；

其中，所述氧化炉炉内火灾火焰的探测系统的探测结果为所述高速阀提供控制依据。

进一步地，所述喷淋位置在所述氧化炉内侧顶面均匀分布。

进一步地，在所述氧化炉内侧顶面靠近所述过纱口的一侧，所述喷淋位置具有最大的设置密度。

进一步地，所述供水系统对各所述喷淋装置的供水压力是相等的。

进一步地，在所述氧化炉内侧顶面靠近所述过纱口的一侧，所述喷淋装置具有最大的供水压力。

通过本发明的技术方案，可实现以下技术效果：

本发明中提供了一种基于图像识别火焰的方法，从而能够快速对炉内火灾的火焰进行探测的系统形式，同时，有效的解决了从过纱口进入的光线对于探测结果的影响。同时本发明中还请求保护一种氧化炉炉内火灾灭火的安保系统，通过高灵敏火焰探测，充分了利用上述技术效果而实现快速灭火。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为氧化炉仅一侧设置过纱口的示意图；

图2为图1中A处的局部放大图；

图3为光线进入氧化炉的局部示意图；

图4为氧化炉两侧设置过纱口，且一侧过纱口处于黑暗区域的示意图；

图5为在第二侧壁上安装长光学镜头时，图像采集空间和第一空间的示意图；

图6为在第一侧壁上安装长光学镜头时，图像采集空间和第一空间的示意图；

图7为分别在第一侧壁和第二侧壁上安装长光学镜头时的俯视图；

图8为分别在第一侧壁和第二侧壁上安装长光学镜头时的结构示意图；

图9为长光学镜头的中心点所在水平面与设定层级的纱线所在平面重合时的采集范围示意图；

图10为炉体内具有10层纱线，且两氧化炉分别与气体分配器连接时，相机及长光学镜头的分布示意图；

图11为第一通道对长光学镜头在氧化炉内的部分进行包覆时的示意图，且第一通道仅包括外壁；

图12为第一通道对长光学镜头在氧化炉内的部分进行包覆时的示意图，且第一通道包括外壁和内壁；

图13为图12中B处的局部放大图；

图14为第一通道同时对长光学镜头贯穿氧化炉内壁的部分进行包覆的示意图；

图15为第二通道对相机靠近氧化炉的一侧进行覆盖的示意图，且第一通道和第二通道联通；

图16为第二通道对相机完整包覆的示意图，且第一通道和第二通道联通；

图17为长光学镜头及第一通道的剖视图，且展示高温透光玻璃的安装位置；

图18为喷淋装置和供水系统的连接关系示意图，且仅设置一个高速阀与多个喷淋装置对应；

图19为图18中C处的局部放大图；

图20为喷淋装置和供水系统的连接关系示意图，且设置多个高速阀，每个高速阀与两个喷淋装置对应；

图21为图20中D处的局部放大图；

附图标记：

1、第一侧壁；2、第二侧壁；3、过纱口；4、第一空间；5、第一安装位置；6、第二安装位置；7、第一氧化炉；8、第二氧化炉；9、气体分配器；10、第一纱线层；11、第二纱线层；12、第三纱线层；13、第四纱线层；14、黑暗区域；15、相机；16、长光学镜头；16a、第一采集边界；16b、第二采集边界；17、第一通道；17a、内壁；17b、外壁；17c、第一入口端；17d、第一出口端；18、高温透光玻璃；19、第二通道；19a、第二入口端；19b、第二出口端；20、喷淋装置；20a、喷淋位置；21、供水系统；21a、高速阀；21b、供水管路；22、顶部。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

一种氧化炉炉内火灾火焰的探测系统，用于仅一侧因过纱口3的设置而进入光线的氧化炉，安装于光线进入炉内位置所在一侧; 包括相机15，以及与相机15对应可拆卸安装的长光学镜头16；相机15安装于氧化炉外部，长光学镜头16贯穿氧化炉的侧壁而延伸至氧化炉内部，进行炉内图像的采集；

其中，长光学镜头16的图像采集范围排除以光线进入位置所在侧壁为起始边界，平行向炉内延伸设定范围而组成的空间，且图像采集的方向背向于过纱口3所在侧壁。

本发明中，提供了一种能够快速对炉内火焰进行探测的系统形式，同时，有效的解决了从过纱口3进入的光线对于探测结果的影响。

本发明中氧化炉炉内火灾火焰的探测系统适用于仅一侧因过纱口3的设置而进入光线的氧化炉，当然，上述描述包括了以下几种情况：

情况一：氧化炉仅一侧开设过纱口3，实现纱线从该侧进入，也从该侧引出，如图1和2所示的情况；该种情况下，因生产空间内存在光线，因此不可避免的产生如图3中所示的光线进入的情况。

情况二：氧化炉两侧均开设过纱口3，且两侧的过纱口3均供纱线经过，如图4所示，但是其中一侧的过纱口3因氧化炉与其他设备的连接，而并无光线进入，其中的其他设备可以为气体分配器9或者另外的氧化炉等；此种方式下，如图4所示，氧化炉在框体内的过纱口3位于黑暗区域14；如图10中展示了其他设备的一种设置方式，具体的依次包括第一氧化炉7、气体分配器9和第二氧化炉8，在图中第一氧化炉7和第二氧化炉8的中间一侧即为上述黑暗区域14。

在明确上述情况后，本发明中将氧化炉内的空间划分为图像采集空间，和用于排除光线影响的第一空间4；如图5所示，通过背向于光线进入一侧，即背向于第一空间4，可使得光线的进入对于火焰探测结果的影响降至最低，从而有效的避免火焰因在图像采集方向上与入射的光线重合而造成难以快速识别的情况，避免因上述情况而带来的探测延迟或者探测失准。

在具体实施的过程中，改变了现有的工业相机15无法承受氧化炉内高温的情况，通过对长光学镜头16的安装方式以及为适应上述安装方式而带来的结构改进，充分的满足了高温下稳定的图像采集目的，通过长光学镜头16较相机15具有更好的耐高温能力，保证了其与相机15均获得稳定的工作。

本发明中，针对长光学镜头16的安装位置，提供了以下两种方式：

方式一：如图5中所示的，长光学镜头16安装于氧化炉中，且安装于与供光线进入的侧壁垂直的侧壁上，即图中的第二侧壁2。在具体安装的过程中，可通过在第二侧壁2上开孔的方式对长光学镜头16进行安装，在具体安装的过程中，需要保证的是长光学镜头16在光线进入一侧的第一采集边界16a与供光线进入的第一侧壁1平行，从而使得第一空间4被明确；而长光学镜头16在光线进入的另一侧的第二采集边界16b与第一采集边界16a之间的夹角满足α≥90°，从而可满足炉内情况的全范围采集；其中，需要保证的是长光学镜头16的中心点位于纱线边界的外侧，从而一方面避免对纱线的传送造成影响，另一方面保证纱线全范围的探测；从上述角度考虑，α＞90°的情况是更佳的选择。

方式二：如图6所示，长光学镜头16安装于氧化炉中，且安装于供光线进入的侧壁上，即图中的第一侧壁1。当然，此种方式需要建立在当过纱口3开设后，第一侧壁1上仍然具有足够的安装空间，且安装后的结构并不会对纱线的传送造成影响；与上述方式相同的是，需要保证的是长光学镜头16在光线进入一侧的第一采集边界16a与供光线进入的第一侧壁1平行，从而使得第一空间4被明确，而长光学镜头16在光线进入另一侧的第二采集边界16b与第一采集边界16a之间的夹角满足α≥90°即可满足炉内情况的全范围采集。

方式三：如图7和8所示，还可在第一侧壁1和第二侧壁2上均进行长光学镜头16的安装，如图中所示的第一安装位置5和第二安装位置6；在此种方式下，安装于不同侧壁上的长光学镜头16可以是高度交错的，从而可实现不同高度的图像采集，此种方式可降低对单一侧壁的影响；或者在每个需要安装的高度上均实现两个位置的安装，此种方式显然是牺牲成本的，但是会通过不同角度的图像采集，而通过后续综合的评估及处理而获得更加精准的结果。

在上述各种方式中，作为一种优选，在氧化炉的同一水平面内仅安装一个相机15及对应的长光学镜头16，从而可有效的降低成本，因为氧化炉内的空间有限，因此上述方式足够满足图像的采集需求。

出于降低图像处理难度的角度考虑，作为一种优选的方式，长光学镜头16的中心点所在水平面与设定层级的纱线所在平面重合。通过此种方式，可如图9所示，实现对以第二纱线层11为中心，以及包括其顶部的第一纱线层10和底部的第三纱线层12在内的三层纱线的同时探测，此种方式可有效降低相机15及长光学镜头16的使用成本。

基于上述优化方案，本发明中，设定层级为在氧化炉内自上而下的第A层；

A=2+(X-1)*3；

其中，X为正整数。

如图10所示，以包括10层纱线为例：

当X=1时，A=2，因此在从上至下的第二层纱线对应的高度安装长光学镜头16；

当X=2时，A=5，因此在从上至下的第五层纱线对应的高度安装长光学镜头16；

当X=3时，A=8，因此在从上至下的第八层纱线对应的高度安装长光学镜头16。

在上述优化方案实施的过程中，底部可能会存在单层的情况，如图10中所示第四纱线层13，该层级的纱线层位于最底层，而火焰燃烧时，必然是向上蔓延的，因此该层级即便不设置长光学镜头16及相机15来进行火焰的探测，也能够在火焰达到上层时而快速的被识别，从而同样可快速的为灭火动作的执行提供基础。

在实施的过程中，图像处理所带来的工作量是极大的，即便降低单位时间内所采集的图像帧数，仍然会在相机15设置数量增多时而大幅提高对设备系统的要求，这显然对于工业企业的生产而言是具有实施难度的，为了降低该难度，作为上述实施例的优选，相机15包括识别单元和筛选单元；识别单元对图像中的火焰特征进行识别；筛选单元根据识别的结果筛选出包括火焰特征的目标图像，目标图像向氧化炉的控制系统传输。

在本优选方案中，识别单元对于火焰的识别根据产生火焰的状态而出现的特殊特征进行实时动态捕捉，基于火源与周围环境的颜色差异，亮度差异及面积差异情况等特征，进行算法处理，保证系统的可靠性与稳定性；而本优选方案中，更为重要的是筛选单元将不包括火焰特征的图像进行剔除，其作为降低数据处理量的关键，对于后续碳纤维生产系统的整体数据量的优化尤为重要，可极大程度上的降低生产系统的数据处理、通信和存储等要求。

在实施的过程中，长光学镜头16通过结构的改进，必然可承受较相机15更高的温度，从而在炉内保持有效的工作，但是，由于炉温温度高达300度左右，即便在其能够稳定工作的情况下，通过长光学镜头16向相机15所传递的热量也必然是显著的，因此极大程度上的会对相机15的工作造成影响，为了避免上述影响，作为一种优选的方式，本发明中的氧化炉炉内火灾火焰的探测系统还包括冷却系统，至少用于对长光学镜头16进行冷却；冷却系统包括供冷却介质流通的第一通道17，第一通道17至少对长光学镜头16位于氧化炉内的部分进行包覆；其中，第一通道17在长光学镜头16的图像采集位置设置有贯通区域，且贯通区域覆盖有高温透光玻璃18。

如图11所示的，展示了第一通道17对长光学镜头16位于氧化炉内的部分进行包覆的情况，图中展示了冷却介质的流通示意图，该示意图仅仅用于表示流体在第一通道17内循环流通的方式，而并不用于表示实际的流通方向，其具体的流通方向需要依据于获得第一通道17的具体结构形式，而本实施例中，仅仅表示的较低温度的介质通过第一通道17的第一入口端17c进入，且经过热交换后自第一通道17的第一出口端17d流出的方式。

通过上述方式使得长光学镜头16的温度有效的降低，从而一方面降低对于长光学镜头16的材料选择和结构设计的难度，同时也对相机15起到了保护的作用；在上述实施方式中，第一通道17可仅仅通过外壁17b对长光学镜头16进行包覆的方式而获得，此种方式下，冷却介质会填充在长光学镜头16周围而与长光学镜头16直接接触，此种方式如图11所示，冷却介质优选采用气体；或者，如图12和13所示，第一通道17可以由内壁17a和外壁17b共同围设而成，此种方式下，冷却介质被限制在内壁17a和外壁17b之间，因此并不与长光学镜头16直接接触，对于长光学镜头16并无影响，冷却介质选择气体或者液体均是容易实现密封控制的。

而更为优化的，如图14所示，第一通道17还对长光学镜头16贯穿氧化炉内壁17a的部分进行包覆，从而进一步的增加了对于长光学镜头16的冷却效果，且对于第一入口端17c和第一出口端17d布置也更加容易，具体地，第一通道17的第一入口端17c和第一出口端17d均位于氧化炉内腔以外的位置；在长光学镜头16获得保护后，相机15的工作可获得相对于稳定的状态。

在对氧化炉进行结构设计的过程中，以长光学镜头16安装在第一侧壁1上为例，针对第一侧壁1的设计，隔热功能是必须考虑的问题，而供长光学镜头16进入的贯通位置显然破坏了上述隔热的功能，在长光学镜头16与第一侧壁1之间的贴合位置不可避免的会产生隔热效果欠缺的问题；尤其在实际生产的过程中，可能还存在以下时刻；

长光学镜头16的端部会因为炉内环境的影响而被污染，因此需要定期的对其进行清理，而较为安全且方便的清理方式是将其自贯穿第一侧壁1的位置移出至外部而进行清洁，随后再插入氧化炉内，显然此种可移出的设置方式对于第一侧壁1与长光学镜头16之间的密封是会造成影响的，上述影响必然会在氧化炉外部靠近相机15的周围形成局部的高温区域，为了避免上述高温区域对于相机15的影响，作为上述实施例的优选，冷却系统还通过独立于第一通道17的第二通道19对相机15进行冷却；其中，第二通道19至少对相机15靠近氧化炉的一侧进行覆盖。

如图15所示，展示了第二通道19仅仅对于相机15靠近氧化炉的一侧进行覆盖的方式，从而形成热量阻隔的效果，此种方式在极大的程度上会降低相机15所受到的影响；当然，更好的方式如图16所示，展示了第二通道19对相机15进行完整包覆的方式，此种方式较上一种方式而言显然是更加优秀的，但是就相机15相对于长光学镜头16的安装而言，难度会适当提升，但通过合理的结构设计，也是可克服的，因此，上述各个实施方式均在本发明的保护范围内。同样地，图15和16中仅展示了冷却介质的流通示意图，该示意图仅仅用于表示流体在第二通道19内循环流通的方式，而并不用于表示实际的流通方向，其具体的流通方向需要依据于获得第二通道19的具体结构形式，而本实施例中，仅仅表示的较低温度的介质通过第二通道19的第二入口端19a进入，且经过热交换后自第二通道19的第二出口端19b流出的方式；另外，冷却介质直接对相机15进行包覆，以及并不与相机15直接接触的方式也均在本发明的保护范围内。

在现有的氧化炉基础上进行本发明中火焰探测系统的安装无疑是会带来成本增加的，但是大部分结构的投入是一次性的，而针对冷却介质的持续供给，是需要持续投入的，尤其是电能的使用，因此从能源利用的角度考虑，作为上述实施例的优选，如图15和16所示，第二通道19包括第二入口端19a和第二出口端19b，第二出口端19b与第一入口端17c联通。

通过上述联通方式，可使得低温的冷却介质首先对相机15进行冷却，然后在进入第一通道17对长光学镜头16进行冷却，其中，相机15的热量对于冷却介质的影响较小，并不会对后续对长光学镜头16的冷却造成影响，但是改进后却可降低对于气源的布置要求以及能源的使用量，对于实际应用是具有极佳效果的。

在本发明中，不能够颠倒上述顺序而首先对长光学镜头16进行冷却，随后在对相机15进行冷却，因为与长光学镜头16进行热交换后冷却介质的温度过高，对于相机15的工作是难以实现冷却的。

在上述实施例中，所保护的冷却系统是进行主动冷却的结构，其显然对于系统的稳定性和可靠性是具有有益效果的，但本发明中还对另一种成本更优的方式进行保护，即氧化炉炉内火灾火焰的探测系统还包括隔热结构，隔热结构至少对长光学镜头16位于氧化炉内的部分进行包覆；隔热结构在长光学镜头16的图像采集位置均设置有贯通区域，且贯通区域覆盖有高温透光玻璃18。

更佳的方式是，隔热结构还对长光学镜头16贯穿氧化炉内壁17a的部分进行包覆。

通过隔热结构代替冷却系统的方式，可省略冷却介质的流通过程，同样可在一定程度上实现本发明的技术目的，而具体的隔热效果需要依托于材料及结构的选择，但无论哪种形式的隔热结构，均在本发明的保护范围内；且需要强调的是，隔热结构的设置方式与冷却系统的设置方式相同，同样可包括与第一通道17对应的第一隔热结构，以及与第二通道19对应的第二隔热结构，且实现的效果也与上述实施方式相同，此处不再赘述。

在上述各实施方式中，无论冷却系统或者隔热结构的使用，均需要保证的是不能够对长光学镜头16的图像采集位置进行阻挡，因此贯通区域的设置是必须的，如图17所示，以第一通道17通过内壁17a和外壁17b共同围设而成的实施方式为例，高温透光玻璃18安装在内壁17a和外壁17b的贯通区域，从而保证了长光学镜头16的正常工作。

本发明中，还对氧化炉炉内火灾火焰的探测系统的氧化炉炉内灭火的安保系统进行保护，且灭火的安保系统还包括喷淋系统；喷淋系统包括沿纱线走线方向分布的若干喷淋装置20，和为喷淋装置20供水的供水系统21；其中，喷淋装置20在垂直于纱线走向的方向上均匀分布有若干喷淋位置20a；喷淋装置20的入水端与供水系统21的连接处设置高速阀21a，高速阀21a位于氧化炉的顶部22，且高速阀21a与喷淋装置20的喷淋位置20a之间的最大流通距离在设定范围内；供水系统21在氧化炉工作过程中保持设定水压；其中，氧化炉炉内火灾火焰的探测系统的探测结果为高速阀21a提供控制依据。

本发明中的灭火的安保系统通过采用上述实施例中的火焰探测系统，极大程度上的提高了火焰产生的识别速度，这对于灭火的安保系统能够面对快速燃烧的过程，有效的实现快速的灭火是极为关键的，而在使用上述火焰探测系统的基础上，为了进一步的完善系统形式，本实施例中，还进行了喷淋系统的改进，改进的方面包括：

第一， 采用高速阀21a，本发明中所指的高速阀21a具体指响应速度在0.2s以下的电磁阀，需要满足的是阀体的密封件具有较长的使用寿命，以及，适应长时间工作的管道系统。

第二， 缩短从高速阀21a到喷淋装置20最末端的喷淋位置20a之间的管路距离，即，将高速阀21a与喷淋位置20a之间的最大流通距离控制在设定范围内，从而使得设定水压能够在被控制的时间内到达任意喷淋位置20a。

如图18和19所示，展示了喷淋装置20和供水系统21的一种连接方式，需要强调的是连接方式仅仅代表的是各端口的连接关系，而并不代表实际的布置位置；其中展示了通过一个高速阀21a的开启而同时向六个喷淋装置20供水的方式，图19中的最末端的喷淋位置20a与高速阀21a之间的流通距离即为最大流通距离；当然，不可避免的，在高速阀21a与喷淋装置20之间还会存在一端管路形式。

为了快速的到达上述最末端的喷淋位置20a，如图20所示，供水管路21b优选自喷淋位置20a的中部进行供水，可更好的保证所有喷淋位置20a快速的实现喷淋。

上述实施例在实施的过程中，尽管设定水压会保证向各喷淋装置20的快速供水，但是当高速阀21a开启的瞬间，必然会存在压力的下降，为了避免因压力下降而影响供水，可通过高速阀21a所开启的供水管路21b向更少的喷淋装置20供水的方式而降低压降的影响；具体地，如图20中所展示的，一个高速阀21a将供水管路21b中的液体向两个喷淋装置20供给的方式，或者供给更少的喷淋装置20，可有效的保证向喷淋装置20所供液体的压力。当然在实施过程中，也可通过提高供水管路21b内液体压力的方式，使得即便当压力降低后，仍然满足供水需求，或者通过加大供水管路21b尺寸的方式，保证更多的液体处于存储状态，从而快速的实现液体稳定供给；当设置多个高速阀21a时，与每个高速阀21a连接的供水管路21b可独立设置，如图20所示；或者，也可通过更大尺寸的上一级管路而提供统一的向各个高速阀21a提供液体分配。

如图21所示的T型的管路展示了从高速阀21a到喷淋装置20的流通距离，本发明的主要目的即在于降低上述距离，从而实现喷淋位置20a快速有液体喷淋的目的。在本发明中，喷淋装置20需要满足的是能够实现纱线传送宽度方向上的全覆盖。

作为一种优选的方式，喷淋位置20a在氧化炉内侧顶面均匀分布，此种方式对于设备的制造而言是难度较低的，而作为另一种方式，在氧化炉内侧顶面靠近过纱口3的一侧，喷淋位置20a具有最大的设置密度，此种方式对于防止火势从过纱口3蔓延是更为有利的。

而作为另一方面的优化，供水系统21对各喷淋装置20的供水压力是相等的，此种方式在设置多个高速阀21a，且每个高速阀21a均具有独立供水系统21形式中，控制难度较低，而当同样出于降低火势蔓延几率的目的时，可优选在氧化炉内侧顶面靠近过纱口3的一侧，喷淋装置20具有最大的供水压力。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (19)

1.一种氧化炉炉内火灾火焰的探测系统，用于仅一侧因过纱口的设置而进入光线的氧化炉，其特征在于，安装于光线进入炉内位置所在一侧;

包括相机，以及与所述相机对应可拆卸安装的长光学镜头；

所述相机安装于氧化炉外部，所述长光学镜头贯穿所述氧化炉的侧壁而延伸至所述氧化炉内部，进行炉内图像的采集；

其中，所述长光学镜头的图像采集范围排除以所述光线进入位置所在侧壁为起始边界，平行向炉内延伸设定范围而组成的空间，且图像采集的方向背向于所述过纱口所在侧壁。

2.根据权利要求1所述的氧化炉炉内火灾火焰的探测系统，其特征在于，所述长光学镜头安装于氧化炉中，且安装于与供所述光线进入的侧壁垂直的侧壁上。

3.根据权利要求1所述的氧化炉炉内火灾火焰的探测系统，其特征在于，所述长光学镜头安装于氧化炉中，且安装于供所述光线进入的侧壁上。

4.根据权利要求2或3所述的氧化炉炉内火灾火焰的探测系统，其特征在于，在氧化炉的同一水平面内仅安装一个相机及对应的长光学镜头。

5.根据权利要求2所述的氧化炉炉内火灾火焰的探测系统，其特征在于，所述长光学镜头的中心点所在水平面与设定层级的纱线所在平面重合。

6.根据权利要求5所述的氧化炉炉内火灾火焰的探测系统，其特征在于，所述设定层级为在氧化炉内自上而下的第A层；

A=2+(X-1)*3；

其中，X为正整数。

7.根据权利要求1~6任一项所述的氧化炉炉内火灾火焰的探测系统，其特征在于，所述相机包括识别单元和筛选单元；

所述识别单元对图像中的火焰特征进行识别；

所述筛选单元根据识别的结果筛选出包括火焰特征的目标图像，所述目标图像向所述氧化炉的控制系统传输。

8.根据权利要求1所述的氧化炉炉内火灾火焰的探测系统，其特征在于，还包括冷却系统，至少用于对所述长光学镜头进行冷却；

包括供冷却介质流通的第一通道，所述第一通道至少对所述长光学镜头位于氧化炉内的部分进行包覆；

其中，所述第一通道在所述长光学镜头的图像采集位置设置有贯通区域，且所述贯通区域覆盖有高温透光玻璃。

9.根据权利要求8所述的氧化炉炉内火灾火焰的探测系统，其特征在于，所述第一通道还对所述长光学镜头贯穿所述氧化炉内壁的部分进行包覆。

10.根据权利要求9所述的氧化炉炉内火灾火焰的探测系统，其特征在于，所述第一通道的第一入口端和第一出口端均位于氧化炉内腔以外的位置。

11.根据权利要求10所述的氧化炉炉内火灾火焰的探测系统，其特征在于，所述冷却系统还通过独立于所述第一通道的第二通道对所述相机进行冷却；

其中，所述第二通道至少对所述相机靠近所述氧化炉的一侧进行覆盖。

12.根据权利要求11所述的氧化炉炉内火灾火焰的探测系统，其特征在于，所述第二通道包括第二入口端和第二出口端，所述第二出口端与所述第一入口端联通。

13.根据权利要求1所述的氧化炉炉内火灾火焰的探测系统，其特征在于，还包括隔热结构，所述隔热结构至少对所述长光学镜头位于氧化炉内的部分进行包覆；

所述隔热结构在所述长光学镜头的图像采集位置均设置有贯通区域，且所述贯通区域覆盖有高温透光玻璃。

14.根据权利要求13所述的氧化炉炉内火灾火焰的探测系统，其特征在于，所述隔热结构还对所述长光学镜头贯穿所述氧化炉内壁的部分进行包覆。

15.一种采用如权利要求1所述的氧化炉炉内火灾火焰的探测系统的氧化炉炉内火灾灭火的安保系统，其特征在于，还包括喷淋系统；

所述喷淋系统包括沿纱线走线方向分布的若干喷淋装置，和为所述喷淋装置供水的供水系统；其中，所述喷淋装置在垂直于纱线走向的方向上均匀分布有若干喷淋位置；

所述喷淋装置的入水端与所述供水系统的连接处设置高速阀，所述高速阀位于所述氧化炉的顶部，且所述高速阀与所述喷淋装置的喷淋位置之间的最大流通距离在设定范围内；

所述供水系统在氧化炉工作过程中保持设定水压；

其中，所述氧化炉炉内火灾火焰的探测系统的探测结果为所述高速阀提供控制依据。

16.根据权利要求15所述的氧化炉炉内火灾灭火的安保系统，其特征在于，所述喷淋位置在所述氧化炉内侧顶面均匀分布。

17.根据权利要求15所述的氧化炉炉内火灾灭火的安保系统，其特征在于，在所述氧化炉内侧顶面靠近所述过纱口的一侧，所述喷淋位置具有最大的设置密度。

18.根据权利要求15所述的氧化炉炉内火灾灭火的安保系统，其特征在于，所述供水系统对各所述喷淋装置的供水压力是相等的。

19.根据权利要求15所述的氧化炉炉内火灾灭火的安保系统，其特征在于，在所述氧化炉内侧顶面靠近所述过纱口的一侧，所述喷淋装置具有最大的供水压力。

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