CN115445134A - 消防炮灭火介质切换判别方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种消防炮灭火介质切换判别方法及装置，属于消防技术领域，所述方法包括：采集环境信息以及火情信息，其中，所述环境信息包括变电站区域的实时风向及风速，所述火情信息包括着火点距地面高度及其距消防炮的水平距离；根据低倍泡沫参数、所述着火点距地面高度及所述环境信息，计算在当前环境信息下，泡沫可喷射达到的最远距离；判断所述泡沫可喷射达到的最远距离是否大于或等于所述着火点距消防炮的水平距离；若是，则切换低倍泡沫作为灭火介质；若否，则切换水作为灭火介质。本发明通过综合考虑环境因素及火情信息，切换消防炮所要喷射的灭火介质，从而更好利用消防炮功能，有效遏制扑灭火灾。

Description

消防炮灭火介质切换判别方法及装置

技术领域

本发明涉及消防技术领域，具体涉及一种消防炮灭火介质切换判别方法及装置。

背景技术

为有效提高变电站内消防安全水平，变电站均设置有多个消防炮。现有消防炮所承载的灭火介质单一，为水或泡沫，泡沫对火势有更好的遏制效果，但是其密度小，受环境尤其是大风影响很大，当风速过大时泡沫在喷射过程中损耗过大，甚至无法到达着火点；水虽然灭火效果不如泡沫，但是其受环境影响小，若因大风影响使得泡沫无法有效到达着火点时，可采用水作为消防炮灭火介质，能够起到很好的降温效果。

变电站一般所处地方偏远空旷，极易出现大风环境现象，因此亟需通过量化指标来判断变电站消防炮灭火时应使用的灭火介质，从而更好利用消防炮功能，有效遏制扑灭火灾，对于减少人员伤亡和财产损失具有重要意义。

相关技术中，公布号为CN106964090A的中国发明专利申请公开了一种自动切换灭火介质的消防机器人及其控制方法，其实现步骤包括：(1)操作人员通过遥控装置控制消防化机器人从安全位置进入火场；(2)消防化机器人进入火场后，摄像头摄取火场内部影像资料，在到达火源后将火源图像发送给处理器，处理器检索火源类型确定灭火方案，处理器向控制装置发送信号，控制装置控制所述阀门打开，所述介质罐内的灭火介质通过软管由喷头喷出；并且处理器判断火源距离消防机器人超过一定距离阈值时，控制装置控制限位装置缩小(3)在摄像头摄取火源已被扑灭后，控制装置控制行走装置返回安全位置。

该方案是根据不同的起火源选择不同的灭火介质，而不是根据变电站所处环境情况来选择不同的灭火介质，存在因环境现象所导致的灭火效果差的问题。

相关技术中，公布号为CN110917530A的中国发明专利申请公开了一种变电站消防连续作业系统及其方法，包括消防机器人和消防介质供给装备，所述消防介质供给装备上承载有供水机构和泡沫供给机构，当发生火情后，消防机器人迅速到达火灾现场，对设备着火点进位识别定位，分析着火点三维坐标系位置，结合火情情况，基于多目视觉进行喷射曲线调整，计算出喷射装置的喷射角度、喷射流量，根据着火设备类型确定消防介质。

但该方案同样未考虑环境现象对灭火介质的影响，存在因环境现象所导致的灭火效果差的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于如何实现基于环境条件对灭火介质进行切换。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

本发明提出了一种消防炮灭火介质切换判别方法，所述方法包括：

采集环境信息以及火情信息，其中，所述环境信息包括变电站区域的实时风向及风速，所述火情信息包括着火点距地面高度及其距消防炮的水平距离；

根据低倍泡沫参数、所述着火点距地面高度及所述环境信息，计算在当前环境信息下，泡沫可喷射达到的最远距离；

判断所述泡沫可喷射达到的最远距离是否大于或等于所述着火点距消防炮的水平距离；

若是，则切换低倍泡沫作为灭火介质；

若否，则切换水作为灭火介质。

由于变电站一般所处地方偏远空旷，极易出现大风环境现象，本发明通过综合考虑环境因素及火情信息，通过量化指标来得到实时情况下，消防炮所要喷射的灭火介质是水或是泡沫，从而更好利用消防炮功能，有效遏制扑灭火灾，对于减少人员伤亡和财产损失具有重要意义。

进一步地，所述采集环境信息以及火情信息，包括：

利用设置在变电站内的风速风向传感器，采集所述变电站内的实时风向及风速；

根据变电站内的光照强度定位着火点的位置，并利用消防炮摄像头获取包含着火点的图像；

根据消防炮坐标点、摄像头画面比例尺寸、变电站位置分布及尺寸，计算所述着火点距地面高度及所述着火点距消防炮的水平距离。

进一步地，所述根据低倍泡沫参数、所述着火点距地面高度及所述环境信息，计算在当前环境信息下，泡沫可喷射达到的最远距离，包括：

根据所述低倍泡沫参数、所述着火点距地面高度及所述环境信息，计算在当前环境信息下泡沫喷射达到的距离，计算公式为：

式中：v₀为介质喷射初速度；θ为灭火介质初速度方向与z轴正半轴的夹角；t₁、t₂分别为灭火介质由消防炮喷出后处于上升阶段的时间和处于下降阶段的时间；F_风为变电站的实时风力；ρ、V分别为灭火介质的质量、密度和体积；α为风向与z轴负半轴的夹角；

通过调整灭火介质初速度方向与z轴正半轴的夹角θ，获得泡沫可喷射达到的最远距离s_max。

进一步地，所述方法还包括：

在消防炮喷射灭火介质过程，实时更新所述环境信息及所述火情信息；

基于实时更新的所述环境信息和所述火情信息，切换所述消防炮喷射的灭火介质。

进一步地，所述方法还包括：

获取人工干预指令，并基于所述人工干预指令，切换所述消防炮喷射的灭火介质。

此外，本发明还提出了一种消防炮灭火介质切换判别装置，所述装置包括：

信息采集模块，用于采集环境信息以及火情信息，其中，所述环境信息包括变电站区域的实时风向及风速，所述火情信息包括着火点距地面高度及其距消防炮的水平距离；

距离计算模块，用于根据低倍泡沫参数、所述着火点距地面高度及所述环境信息，计算在当前环境信息下，泡沫可喷射达到的最远距离；

判断模块，用于判断所述泡沫可喷射达到的最远距离是否大于或等于所述着火点距消防炮的水平距离；

切换模块，用于在所述判断模块输出结果为是时，切换低倍泡沫作为灭火介质；以及用于在所述判断模块输出结果为否时，切换水作为灭火介质。

进一步地，所述信息采集模块，包括：

第一采集单元，用于利用设置在变电站内的风速风向传感器，采集所述变电站内的实时风向及风速；

第二采集单元，用于根据变电站内的光照强度定位着火点的位置，并利用消防炮摄像头获取包含着火点的图像；并根据消防炮坐标点、摄像头画面比例尺寸、变电站位置分布及尺寸，计算所述着火点距地面高度及所述着火点距消防炮的水平距离。

进一步地，所述距离计算模块，包括：

计算单元，用于根据所述低倍泡沫参数、所述着火点距地面高度及所述环境信息，计算在当前环境信息下泡沫喷射达到的距离，计算公式为：

式中：v₀为介质喷射初速度；θ为灭火介质初速度方向与z轴正半轴的夹角；t₁、t₂分别为灭火介质由消防炮喷出后处于上升阶段的时间和处于下降阶段的时间；F_风为变电站的实时风力；ρ、V分别为灭火介质的质量、密度和体积；α为风向与z轴负半轴的夹角；

调整单元，用于通过调整灭火介质初速度方向与z轴正半轴的夹角θ，获得泡沫可喷射达到的最远距离s_max。

进一步地，所述装置还包括：

更新模块，用于在消防炮喷射灭火介质过程，实时更新所述环境信息及所述火情信息，并基于实时更新的所述环境信息和所述火情信息，切换所述消防炮喷射的灭火介质。

进一步地，所述装置还包括：

干预模块，用于获取人工干预指令，并基于所述人工干预指令，切换所述消防炮喷射的灭火介质。

此外，本发明还提出了一种消防炮灭火介质切换系统，所述系统包括消防炮、灭火介质供给装置以及如上所述的消防炮灭火介质切换判别装置，灭火介质供给装置与消防炮经管道连接，消防炮管上配置消防炮自动进气孔控制部件，所述消防炮灭火介质切换判别装置的输出分别与灭火介质供给装置及消防炮自动进气孔控制部件连接，其中：

所述消防炮灭火介质切换判别装置，用于输出灭火介质信号，所述灭火介质信号携带的信息为喷射泡沫灭火介质或喷射水灭火介质；

所述灭火介质供给装置，用于基于所述灭火介质信号，经管道向所述消防炮供给相应的灭火介质；

所述消防炮自动进气孔控制部件，用于基于所述灭火介质信号，自动控制消防炮管进气孔的开放或闭合，实现灭火介质的切换。

进一步地，所述消防炮自动进气孔控制部件包括：炮管和滚花炮管，炮管与滚花炮管之间设置有进气孔管，进气孔管的管壁上开设有进气孔，进气孔管管身套设有可根据所述灭火介质信号沿管身移动的密封圆环，所述密封圆环上开设有与所述进气孔形状和排布均相同的通孔。

进一步地，所述密封圆环的两边设置有密封O型圈。

进一步地，位于所述密封圆环与所述炮管之间的所述进气孔管的管身上设置有限位块；位于所述密封圆环与所述滚花炮管之间的所述进气孔管的管身上设置有限位块。

进一步地，所述密封圆环经连接杆与推杆电机连接，所述推杆电机的驱动轴与所述消防炮灭火介质切换判别装置的输出端连接。

本发明的优点在于：

(1)由于变电站一般所处地方偏远空旷，极易出现大风环境现象，本发明通过综合考虑环境因素及火情信息，通过量化指标来得到实时情况下，消防炮所要喷射的灭火介质是水或是泡沫，从而更好利用消防炮功能，有效遏制扑灭火灾，对于减少人员伤亡和财产损失具有重要意义。

(2)考虑到系统自动识别着火点存在偏差，以及着火点和环境信息发生变化的情况，运维人员可直接对实际着火点进行更正修改，或系统实时更新着火点和环境信息，从而对消防炮的喷射的灭火介质进行实时切换。

(3)通过设计消防炮自动进气孔控制部件，实现水-泡沫两用消防炮灭火介质的自动切换。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是本发明一实施例提出的消防炮灭火介质切换判别方法的流程示意图；

图2是本发明一实施例中着火点距地面高度的计算过程示意图；

图3是本发明一实施例中着火点距消防炮水平距离的计算过程示意图；

图4是本发明一实施例中风向示意图；

图5是本发明一实施例中介质由消防炮喷出后的路径示意图；

图6是本发明一实施例提出的消防炮灭火介质切换判别装置的结构示意图；

图7是本发明一实施例中变电站未发生火情情况时，后台界面状态图；

图8是本发明一实施例中变电站发生火情时，后台界面状态图；

图9是本发明一实施例中消防炮灭火介质切换系统的结构示意图；

图10是本发明一实施例中消防炮灭火介质切换系统的原理示意图；

图11是本发明一实施例中消防炮自动进气孔控制部件的进气孔开放状态示意图；

图12是本发明一实施例中消防炮自动进气孔控制部件的进气孔密封状态示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明第一实施例提出了一种消防炮灭火介质切换判别方法，所述方法包括以下步骤：

S101、采集环境信息以及火情信息，其中，所述环境信息包括变电站区域的实时风向及风速，所述火情信息包括着火点距地面高度及其距消防炮的水平距离；

S102、根据低倍泡沫参数、所述着火点距地面高度及所述环境信息，计算在当前环境信息下，泡沫可喷射达到的最远距离；

S103、判断所述泡沫可喷射达到的最远距离是否大于或等于所述着火点距消防炮的水平距离，若是则执行步骤S104，若否则执行步骤S105；

S104、切换低倍泡沫作为灭火介质；

S105、切换水作为灭火介质。

由于变电站一般所处地方偏远空旷，极易出现大风环境现象，本实施例通过综合考虑环境因素及火情信息，通过量化指标来得到实时情况下，消防炮所要喷射的灭火介质是水或是泡沫，当泡沫在风速影响下仍可有效到达着火点时，则采用泡沫作为灭火介质，泡沫对火势有更好的遏制效果，当风速过大时泡沫在喷射过程中损耗过大，无法到达着火点时，采用水作为消防炮灭火介质，能够起到很好的降温效果；通过结合当前环境条件实现灭火介质的切换，从而更好利用消防炮功能，有效遏制扑灭火灾，对于减少人员伤亡和财产损失具有重要意义。

在一实施例中，所述步骤S101中，采集环境信息以及火情信息，包括以下步骤：

利用设置在变电站内的风速风向传感器，采集所述变电站内的实时风向及风速；

根据变电站内的光照强度定位着火点的位置，并利用消防炮摄像头获取包含着火点的图像；

根据消防炮坐标点、摄像头画面比例尺寸、变电站位置分布及尺寸，计算所述着火点距地面高度及所述着火点距消防炮的水平距离。

具体地，如图2所示，着火点距地面高度的计算过程为：消防炮后台系统中有提前录入的变电站整体地图、换流变等装置位置分布及尺寸，当发生火情后，消防炮上配置的摄像头画面可拍摄到着火点所在换流变的整体画面，此时，后台根据提前录入的换流变高度实际尺寸，结合着火画面中换流变高度尺寸，得到此时画面中的比例尺大小，随后，在该比例尺下根据画面中着火点位置，计算得到着火点距地面的高度。

如图3所示，着火点距消防炮水平距离的计算过程为：消防炮后台系统中有提前录入的各个消防炮坐标点以及各换流变重要节点的坐标点，如换流变四个角点的坐标，摄像头画面中根据着火点与所在换流变四个角点的位置关系确定着火点坐标，随后根据着火点坐标及摄像头坐标计算得到着火点距消防炮水平距离。

需要说明的是，本实施例利用变电站区域内布置的风速风向传感器可实时获取变电站内的环境信息，且成本较低；同时根据光照强度自动识别着火换流变，并将监控画面切换为与着火点相对的消防炮摄像头高清大画面，并在高清大画面上标识出着火点位置，根据标识出的着火点位置，结合事先确定好的消防炮坐标点、摄像头画面比例尺寸、变电站位置分布及尺寸等数据计算得到着火点距离消防炮的水平距离和竖直距离参数。

在一实施例中，所述步骤S102，包括以下步骤：

根据所述低倍泡沫参数、所述着火点距地面高度及所述环境信息，计算在当前环境信息下泡沫喷射达到的距离，计算公式为：

式中：v₀为介质喷射初速度；θ为灭火介质初速度方向与z轴正半轴的夹角；t₁、t₂分别为灭火介质由消防炮喷出后处于上升阶段的时间和处于下降阶段的时间；F_风为变电站的实时风力；ρ、V分别为灭火介质的质量、密度和体积；α为风向与z轴负半轴的夹角；

通过调整灭火介质初速度方向与z轴正半轴的夹角θ，获得泡沫可喷射达到的最远距离S_max。

具体地，如图4所示，设定风的方向与z轴负半轴夹角为α，将风力F_风分解到z轴求得垂直方向的风力为：

F_风垂＝F_风cosα

进而，介质在喷射过程中所受到垂直方向的力为：

F_垂＝G+F_风垂＝ρVg+F_风cosα

式中：G为重力，G＝mg＝ρVg，m、ρ、V分别为灭火介质的质量、密度和体积。

由F＝ma得：

进一步地，将风力F_风分解到水平方向即风力在x轴方向上的分力为：

F_平＝F_风平＝F_风sinα

由F＝ma得：

进一步地，介质由消防炮喷出后的路径示意图如图5所示，v₀为介质喷射初速度；t₁、s₁、H₁分别为上升阶段的时间、水平距离和高度；v₁为介质在最高点时的速度；t₂、s₂、H₂分别为下降阶段的时间、水平距离和高度；H为炮头距地面高度；H′为着火点距地面高度；S'为消防炮头与着火点之间的水平距离；θ为介质初速度方向与z轴正半轴的夹角。

介质由消防炮喷出后的路径包括上升阶段和下降阶段，其中：

(1)上升阶段

垂直方向上，上升阶段末端的速度为0，则由v_t＝v₀+at得到：

由

得：

由

得：

其中，v₁方向为水平。

(2)下降阶段

由于v₁垂直方向速度为0，且H₂＝H+H₁-H′，则：

则，

综上，介质喷射后从消防炮头最终到达着火点的水平距离s₁+s₂为：

式中：

进一步地，θ用来表征介质初始速度方向，该参数可以通过调节消防炮头角度而进行实时改变，为了使得s₁+s₂尽可能大，分析θ的取值如下：

为保证灭火介质能够到达着火点，垂直方向上要求H₁≥H′-H，当H₁＝H′-H时s₁+s₂最大，又由

得：

当设定消防炮角度θ满足

时，喷射水平距离s₁+s₂最大。

因此，将低倍泡沫参数(密度)代入s₁+s₂的计算公式，计算泡沫可喷射达到的最远距离S_max＝(s₁+s₂)_泡，将其余着火点距消防炮水平距离S'进行比较，若(s₁+s₂)_泡≥S'，则使用低倍泡沫作为灭火介质，否则切换水为灭火介质。

在一实施例中，所述方法还包括以下步骤：

在消防炮喷射灭火介质过程，实时更新所述环境信息及所述火情信息；

基于实时更新的所述环境信息和所述火情信息，切换所述消防炮喷射的灭火介质。

需要说明的是，由于环境条件是实时变化的，火情信息也是会发生变化的，本实施例通过实时更新环境信息和火情信息，并实时切换消防炮喷射的灭火介质。

在一实施例中，所述方法还包括：

获取人工干预指令，并基于所述人工干预指令，切换所述消防炮喷射的灭火介质。

在实际操作中，若人为希望更改系统自动识别的灭火介质，则可人工干预更换灭火介质，切换消防炮喷射的灭火介质。

如图6所示，本发明第二实施例提出了一种消防炮灭火介质切换判别装置，所述装置包括：

信息采集模块10，用于采集环境信息以及火情信息，其中，所述环境信息包括变电站区域的实时风向及风速，所述火情信息包括着火点距地面高度及其距消防炮的水平距离；

距离计算模块20，用于根据低倍泡沫参数、所述着火点距地面高度及所述环境信息，计算在当前环境信息下，泡沫可喷射达到的最远距离；

判断模块30，用于判断所述泡沫可喷射达到的最远距离是否大于或等于所述着火点距消防炮的水平距离；

切换模块40，用于在所述判断模块输出结果为是时，切换低倍泡沫作为灭火介质；以及用于在所述判断模块输出结果为否时，切换水作为灭火介质。

在一实施例中，所述信息采集模块10，包括：

第一采集单元，用于利用设置在变电站内的风速风向传感器，采集所述变电站内的实时风向及风速；

第二采集单元，用于根据变电站内的光照强度定位着火点的位置，并利用消防炮摄像头获取包含着火点的图像；并根据消防炮坐标点、摄像头画面比例尺寸、变电站位置分布及尺寸，计算所述着火点距地面高度及所述着火点距消防炮的水平距离。

需要说明的是，在未发生火情情况下，平台监控视频区域显示站内全部消防炮所配置的摄像头高清小画面，发生火灾后，系统会根据光照强度自动识别着火换流变，并将监控画面切换为与着火点相对的消防炮摄像头高清大画面，并在高清大画面上通过红色圆圈进行标识，系统根据标识点位置，结合系统内提前录入的消防炮坐标点、摄像头画面比例尺寸、变电站位置分布及尺寸等数据，自动识别分析计算，得到着火点距离消防炮的水平距离和竖直距离参数，并显示在参数区域中，风速风向传感器实时识别的风速和风向也显示在参数区域中，如图7所示。

若着火点自动识别结果有偏差，运维人员可直接在高清大画面上通过鼠标点击实际着火点进行更正修改，当重新点击着火点后，系统会自动跳出确认界面防止误动作，点击确认即完成着火点更正，如图8所示。

在一实施例中，所述距离计算模块20，包括：

计算单元，用于根据所述低倍泡沫参数、所述着火点距地面高度及所述环境信息，计算在当前环境信息下泡沫喷射达到的距离，计算公式为：

式中：v₀为介质喷射初速度；θ为灭火介质初速度方向与z轴正半轴的夹角；t₁、t₂分别为灭火介质由消防炮喷出后处于上升阶段的时间和处于下降阶段的时间；F_风为变电站的实时风力；ρ、V分别为灭火介质的质量、密度和体积；α为风向与z轴负半轴的夹角；

调整单元，用于通过调整灭火介质初速度方向与z轴正半轴的夹角θ，获得泡沫可喷射达到的最远距离S_max。

在一实施例中，所述装置还包括：

更新模块，用于在消防炮喷射灭火介质过程，实时更新所述环境信息及所述火情信息，并基于实时更新的所述环境信息和所述火情信息，切换所述消防炮喷射的灭火介质。

在一实施例中，所述装置还包括：

干预模块，用于获取人工干预指令，并基于所述人工干预指令，切换所述消防炮喷射的灭火介质。

应当理解的是，若需停止消防炮喷射灭火，可由运维人员点击确认即将信号传输至产生装置控制柜，停止输送灭火介质，实现消防炮停止喷射。

若人为希望更改系统自动识别的灭火介质，可由运维人员确认区域的更换灭火介质按钮，系统会自动跳出确认界面防止误动作，点击确认即实现人为干预操作。

需要说明的是，本发明所述消防炮灭火介质切换判别装置的其他实施例或具有实现方法可参照上述各方法实施例，此处不再赘余。

此外，如图9至图10所示，本发明第三实施例还提出了一种消防炮灭火介质切换系统，其特征在于，所述系统包括消防炮、灭火介质供给装置以及如上所述的消防炮灭火介质切换判别装置，灭火介质供给装置与消防炮经管道连接，消防炮管上配置消防炮自动进气孔控制部件，所述消防炮灭火介质切换判别装置的输出分别与灭火介质供给装置及消防炮自动进气孔控制部件连接，其中：

所述消防炮灭火介质切换判别装置，用于输出灭火介质信号，所述灭火介质信号携带的信息为喷射泡沫灭火介质或喷射水灭火介质；

所述灭火介质供给装置，用于基于所述灭火介质信号，经管道向所述消防炮供给相应的灭火介质；

所述消防炮自动进气孔控制部件，用于基于所述灭火介质信号，自动控制消防炮管进气孔的开放或闭合，实现灭火介质的切换。

本实施例中，消防炮管上配置消防炮自动进气孔控制部件，能够通过自动控制炮管进气孔的开放和闭合，实现消防炮喷射泡沫和水的切换。后台控制系统基于切换判别装置输出的切换指令产生控制信号，当灭火介质供给装置接收到后台控制系统发送的控制信号的同时，消防炮自动进气孔控制部件也同时收到控制信号，并根据控制信号做出反馈，若接到信号为喷射水，则控制炮管进气孔关闭，消防炮喷射水进行灭火，若接到信号为喷射泡沫，则控制炮管进气孔开放，泡沫水流经进气孔处时，由虹吸现象将空气吸入炮管内部，空气和泡沫水混合后经过炮管内壁碰撞充分混合均匀，从而达到最佳发泡效果，消防炮喷射泡沫进行灭火。

在一实施例中，如图11至图12所示，所述消防炮自动进气孔控制部件包括：炮管5和滚花炮管1，炮管5与滚花炮管1之间设置有进气孔管2，进气孔管2的管壁上开设有进气孔，进气孔管2管身套设有可根据所述灭火介质信号沿管身移动的密封圆环3，所述密封圆环3上开设有与所述进气孔形状和排布均相同的通孔。

需要说明的是，在进气孔关闭时，炮管喷出的灭火介质为水；在进气孔呈打开状态时，液体流过进气孔位置处时，基于文丘里原理，空气从进气孔吸入，此时空气和液体就会混合，形成空气与液体的混合液，再经过炮管喷出泡沫。

在一实施例中，进气孔为腰型孔，均匀分布与炮管管壁上。

在一实施例中，所述密封圆环3的两边设置有密封O型圈6。

本实施中，通过在密封圆环与管身接触面上设置密封O型圈，以保证密封圆环与管身的密封贴合。

在一实施例中，位于所述密封圆环与所述炮管之间的所述进气孔管的管身上设置有限位块；位于所述密封圆环与所述滚花炮管之间的所述进气孔管的管身上设置有限位块。

在一实施例中，所述密封圆环经连接杆与推杆电机连接，所述推杆电机的驱动轴与所述消防炮灭火介质切换判别装置的输出端连接。

需要说明的是，当密封圆环3位于未覆盖进气孔处时，消防炮喷射泡沫，当密封圆环3位于覆盖进气孔处时，消防炮喷水水。若控制部件收到灭火介质信号与当前消防炮进气孔控制部件状态一致时，则不发生改变。若控制部件收到信号为由泡沫切换至水时，推杆电机4动作，带动密封圆环3运动，密封圆环3动作到限位时，其左右两边的密封0型圈6将进气孔2完全密封住。若控制部件收到信号为由水切换至泡沫时，推动电机4动作，带动密封圆环3运动，密封圆环3动作到限位时，进气孔2被完全露出。

需要说明的是，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (15)

1.一种消防炮灭火介质切换判别方法，其特征在于，所述方法包括：

采集环境信息以及火情信息，其中，所述环境信息包括变电站区域的实时风向及风速，所述火情信息包括着火点距地面高度及其距消防炮的水平距离；

根据低倍泡沫参数、所述着火点距地面高度及所述环境信息，计算在当前环境信息下，泡沫可喷射达到的最远距离；

判断所述泡沫可喷射达到的最远距离是否大于或等于所述着火点距消防炮的水平距离；

若是，则切换低倍泡沫作为灭火介质；

若否，则切换水作为灭火介质。

2.如权利要求1所述的消防炮灭火介质切换判别方法，其特征在于，所述采集环境信息以及火情信息，包括：

利用设置在变电站内的风速风向传感器，采集所述变电站内的实时风向及风速；

根据变电站内的光照强度定位着火点的位置，并利用消防炮摄像头获取包含着火点的图像；

根据消防炮坐标点、摄像头画面比例尺寸、变电站位置分布及尺寸，计算所述着火点距地面高度及所述着火点距消防炮的水平距离。

3.如权利要求1所述的消防炮灭火介质切换判别方法，其特征在于，所述根据低倍泡沫参数、所述着火点距地面高度及所述环境信息，计算在当前环境信息下，泡沫可喷射达到的最远距离，包括：

根据所述低倍泡沫参数、所述着火点距地面高度及所述环境信息，计算在当前环境信息下泡沫喷射达到的距离，计算公式为：

式中：v₀为介质喷射初速度；θ为灭火介质初速度方向与z轴正半轴的夹角；t₁、t₂分别为灭火介质由消防炮喷出后处于上升阶段的时间和处于下降阶段的时间；F_风为变电站的实时风力；ρ、V分别为灭火介质的质量、密度和体积；α为风向与z轴负半轴的夹角；

通过调整灭火介质初速度方向与z轴正半轴的夹角θ，获得泡沫可喷射达到的最远距离S_max。

4.如权利要求1所述的消防炮灭火介质切换判别方法，其特征在于，所述方法还包括：

在消防炮喷射灭火介质过程，实时更新所述环境信息及所述火情信息；

基于实时更新的所述环境信息和所述火情信息，切换所述消防炮喷射的灭火介质。

5.如权利要求1所述的消防炮灭火介质切换判别方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取人工干预指令，并基于所述人工干预指令，切换所述消防炮喷射的灭火介质。

6.一种消防炮灭火介质切换判别装置，其特征在于，所述装置包括：

信息采集模块，用于采集环境信息以及火情信息，其中，所述环境信息包括变电站区域的实时风向及风速，所述火情信息包括着火点距地面高度及其距消防炮的水平距离；

距离计算模块，用于根据低倍泡沫参数、所述着火点距地面高度及所述环境信息，计算在当前环境信息下，泡沫可喷射达到的最远距离；

判断模块，用于判断所述泡沫可喷射达到的最远距离是否大于或等于所述着火点距消防炮的水平距离；

切换模块，用于在所述判断模块输出结果为是时，切换低倍泡沫作为灭火介质；以及用于在所述判断模块输出结果为否时，切换水作为灭火介质。

7.如权利要求6所述的消防炮灭火介质切换判别装置，其特征在于，所述信息采集模块，包括：

第一采集单元，用于利用设置在变电站内的风速风向传感器，采集所述变电站内的实时风向及风速；

第二采集单元，用于根据变电站内的光照强度定位着火点的位置，并利用消防炮摄像头获取包含着火点的图像；并根据消防炮坐标点、摄像头画面比例尺寸、变电站位置分布及尺寸，计算所述着火点距地面高度及所述着火点距消防炮的水平距离。

8.如权利要求6所述的消防炮灭火介质切换判别装置，其特征在于，所述距离计算模块，包括：

计算单元，用于根据所述低倍泡沫参数、所述着火点距地面高度及所述环境信息，计算在当前环境信息下泡沫喷射达到的距离，计算公式为：

式中：v₀为介质喷射初速度；θ为灭火介质初速度方向与z轴正半轴的夹角；t₁、t₂分别为灭火介质由消防炮喷出后处于上升阶段的时间和处于下降阶段的时间；F_风为变电站的实时风力；ρ、V分别为灭火介质的质量、密度和体积；α为风向与z轴负半轴的夹角；

调整单元，用于通过调整灭火介质初速度方向与z轴正半轴的夹角θ，获得泡沫可喷射达到的最远距离S_max。

9.如权利要求6所述的消防炮灭火介质切换判别装置，其特征在于，所述装置还包括：

更新模块，用于在消防炮喷射灭火介质过程，实时更新所述环境信息及所述火情信息，并基于实时更新的所述环境信息和所述火情信息，切换所述消防炮喷射的灭火介质。

10.如权利要求6所述的消防炮灭火介质切换判别装置，其特征在于，所述装置还包括：

干预模块，用于获取人工干预指令，并基于所述人工干预指令，切换所述消防炮喷射的灭火介质。

11.一种消防炮灭火介质切换系统，其特征在于，所述系统包括消防炮、灭火介质供给装置以及如权利要求6-10任一项所述的消防炮灭火介质切换判别装置，灭火介质供给装置与消防炮经管道连接，消防炮管上配置消防炮自动进气孔控制部件，所述消防炮灭火介质切换判别装置的输出分别与灭火介质供给装置及消防炮自动进气孔控制部件连接，其中：

所述消防炮灭火介质切换判别装置，用于输出灭火介质信号，所述灭火介质信号携带的信息为喷射泡沫灭火介质或喷射水灭火介质；

所述灭火介质供给装置，用于基于所述灭火介质信号，经管道向所述消防炮供给相应的灭火介质；

所述消防炮自动进气孔控制部件，用于基于所述灭火介质信号，自动控制消防炮管进气孔的开放或闭合，实现灭火介质的切换。

12.如权利要求11所述的消防炮灭火介质切换系统，其特征在于，所述消防炮自动进气孔控制部件包括：炮管和滚花炮管，炮管与滚花炮管之间设置有进气孔管，进气孔管的管壁上开设有进气孔，进气孔管管身套设有可根据所述灭火介质信号沿管身移动的密封圆环，所述密封圆环上开设有与所述进气孔形状和排布均相同的通孔。

13.如权利要求12所述的消防炮灭火介质切换系统，其特征在于，所述密封圆环的两边设置有密封O型圈。

14.如权利要求12所述的消防炮灭火介质切换系统，其特征在于，位于所述密封圆环与所述炮管之间的所述进气孔管的管身上设置有限位块；位于所述密封圆环与所述滚花炮管之间的所述进气孔管的管身上设置有限位块。

15.如权利要求12所述的消防炮灭火介质切换系统，其特征在于，所述密封圆环经连接杆与推杆电机连接，所述推杆电机的驱动轴与所述消防炮灭火介质切换判别装置的输出端连接。

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