CN115554642A - 一种火灾预警的检测仿真装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种火灾预警的检测仿真装置，该装置包括火灾仿真装置和预警检测装置，火灾仿真装置包括电池壳体、若干隔板、安全阀、电热组件和温度传感器，预警检测装置包括吸气采样管与连接于吸气采样管的探测主机，吸气采样管固定于距离火灾仿真装置为第一预设距离的位置，当火灾仿真装置的内部发热且其内部压力超过预设压力阈值时，安全阀打开以释放热释粒子，探测主机通过吸气采样管所采集到的热释离子，分析所处环境是否存在火灾隐患。可见，通过电热组件加热使得受热产生的热释离子通过安全阀射出，高灵敏度地模拟电力设备早期火灾，利用吸气采样管采集环境空气中的热释离子，并分析火灾隐患情况，有效地保护了电力系统。
Description
技术领域
本申请涉及电力设备火灾预警技术领域，更具体的说，是涉及一种火灾预警的检测仿真装置。
背景技术
随着城市发展的不断加速，电力系统对电力设备的需求不断增加，大量电力设备的集聚容易引起电力设备火灾。电力设备火灾一旦发展到明火阶段，其烧及范围将迅速扩大，引起附近的电缆或主设备火灾，导致大面积停电，造成不可挽回的严重损失。因此电力设备防火装置对电力系统具有重要作用。
目前的变压器火灾实验平台，可以模拟变电站火灾场景并设计灭火实验方法验证灭火的有效性，锂电池火灾模拟装置可以仿真锂电池失火场景，通过模拟火焰燃烧和真实温度，达到机组人员处置应急突发事件的训练目的。
然而，现有的电力设备防火装置均模拟明火情况，无法有效地在火灾早期阶段遏止火灾的蔓延，且仅针对设备某类单项性能开展防火测试，不适用于电力设备的早期火灾模拟。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本申请以便提供一种火灾预警的检测仿真装置，以高灵敏度地应对电力设备的早期火灾预警，及时反馈火灾隐患。
为了实现上述目的，现提出具体方案如下：
一种火灾预警的检测仿真装置，包括火灾仿真装置和预警检测装置，所述火灾仿真装置包括电池壳体、若干隔板、安全阀、电热组件和温度传感器，所述预警检测装置包括吸气采样管与连接于所述吸气采样管的探测主机，所述吸气采样管固定于距离所述火灾仿真装置为第一预设距离的位置；
其中，所述电池壳体为包含正面、侧面和顶面的空心六面体，所述正面、所述侧面和所述顶面相互垂直；
所有隔板均置于所述电池壳体内部且均与所述电池壳体的侧面平行；
所述安全阀置于所述电池壳体的顶面，当所述火灾仿真装置的内部发热且其内部压力超过预设压力阈值时，所述安全阀打开以释放热释粒子；
所述电热组件通过所述侧面的通孔并平行于所述正面进入所述电池壳体的内部，以加热所述电池壳体内部空间；
所述温度传感器置于所述电池壳体内部，且与所述安全阀的距离小于第二预设距离，以感应所述电池壳体内部的温度；
所述探测主机通过所述吸气采样管所采集到的热释离子，确定所述吸气采样管所处环境的火灾隐患情况，若所述吸气采样管所处环境存在火灾隐患，发出警报信息。
可选的，各隔板中相邻的两隔板的间隔距离不小于预设间隔距离。
可选的，所述空心六面体还包含背面和底面，每一隔板为长方形结构；
每一隔板的第一边均固定于所述电池壳体的背面的内侧；
每一隔板的第二边均固定于所述电池壳体的顶部的内侧，每一隔板的第二边与该隔板的第一边垂直；
每一隔板的第三边均固定于所述电池壳体的底部的内侧，每一隔板的第三边的对边为该隔板的第二边；
每一隔板的第四边不与所述电池壳体的正面接触，每一隔板的第四边的对比为该隔板的第一边。
可选的，距离所述火灾仿真装置为第一预设距离的位置为，在所述热释粒子的射出方向且距离安全阀为第一预设距离的位置。
可选的，所述探测主机通过所述吸气采样管所采集到的热释离子，确定所述吸气采样管所处环境的火灾隐患情况，包括：
所述探测主机获取所述吸气采样管所采集到的热释离子；
所述探测主机基于所述吸气采样管所采集到的热释离子，计算所述吸气采样管所处环境中的热释离子数量；
所述探测主机根据所述热释离子数量与预设阈值，确定所述吸气采样管所处环境的火灾隐患情况。
可选的，所述探测主机根据所述热释离子数量与预设阈值，确定所述吸气采样管所处环境的火灾隐患情况，包括：
所述探测主机若所述热释离子数量超过预设阈值，确定所述吸气采样管所处环境存在火灾隐患；
所述探测主机若所述热释离子数量不超过预设阈值，确定所述吸气采样管所处环境尚未存在火灾隐患。
可选的，所述电池壳体的材质为热塑性高分子结构ABS塑料。
可选的，每一隔板的材质均为微孔橡胶。
可选的，所述安全阀的材质为橡胶。
可选的，所述电热组件中的电热丝的材质为铁铬铝。
借由上述技术方案，本申请的火灾预警的检测仿真装置包括火灾仿真装置和预警检测装置，所述火灾仿真装置包括电池壳体、若干隔板、安全阀、电热组件和温度传感器，所述预警检测装置包括吸气采样管与连接于所述吸气采样管的探测主机，所述吸气采样管固定于距离所述火灾仿真装置为第一预设距离的位置，其中，所述电池壳体为包含正面、侧面和顶面的空心六面体，所述正面、所述侧面和所述顶面相互垂直，所有隔板均置于所述电池壳体内部且均与所述电池壳体的侧面平行，所述安全阀置于所述电池壳体的顶面，当所述火灾仿真装置的内部发热且其内部压力超过预设压力阈值时，所述安全阀打开以释放热释粒子，所述电热组件通过所述侧面的通孔并平行于所述正面进入所述电池壳体的内部，以加热所述电池壳体内部空间，所述温度传感器置于所述电池壳体内部，且与所述安全阀的距离小于第二预设距离，以感应所述电池壳体内部的温度，所述探测主机通过所述吸气采样管所采集到的热释离子，确定所述吸气采样管所处环境的火灾隐患情况，若所述吸气采样管所处环境存在火灾隐患，发出警报信息。可见，通过电热组件对电池壳体内部空间加热，使得受热发生热解反应的热释离子通过安全阀射出，从而高灵敏度地模拟电力设备(如铅酸蓄电池)早期火灾的场景，利用探测主机结合吸气采样管采集环境空气中的热释离子，能够分析出所处的环境的火灾隐患情况，并及时反馈警报信息，有效地保护了电力系统。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本申请实施例提供的一种实现火灾预警的检测仿真装置的架构示意图
图2为本申请实施例提供的实现火灾预警的检测仿真装置的三视图；
图3为本申请实施例提供的实现火灾预警的检测仿真装置的三维图；
图4为本申请实施例提供的吸入式采样管的工作场景示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
图1为本申请实施例提供的一种实现火灾预警的检测仿真装置，如图1所示，该系统架构可以包括：
火灾仿真装置10和预警检测装置20。
具体的，火灾仿真装置10可以模拟电力设备(如铅酸蓄电池)的早期火灾，预警检测装置20可以检测预警检测装置20的探测器所在的环境是否存在火灾隐患，并进行预警。预警检测装置20的探测器可以为用于采集空气微颗粒的采样管。
其中，火灾仿真装置10可以包括电池壳体、若干隔板、安全阀、电热组件和温度传感器，预警检测装置20可以包括吸气采样管，以及连接于所述吸气采样管6的探测主机。
如图2所示，电池壳体1为空心六面体，包含正面、侧面和顶面，所述侧面为图2的侧视图所呈现的一面，所述正面为图2的主视图所呈现的一面，所述顶面为图2的俯视图所程序的一面。结合图3可知，电池壳体1的正面、侧面和顶面相互垂直，该电池壳体1用以模拟铅酸蓄电池的外壳。
如图2和图3所示，两隔板2置于电池壳体1的内部，并且与电池壳体1的侧面平行，用以模拟铅酸蓄电池的内部隔板。
如图2和图3所示，安全阀3置于电池壳体1的顶面的外侧。
可以理解的是，当火灾仿真装置10的内部发热且其内部压力超过预设压力阈值时，火灾仿真装置10内部的物质会因受热发生热解反应，释放出大量的热释离子，该安全阀3打开，此时在火灾仿真装置10内部的热释离子会受火灾仿真装置10的内部压力而射出。
具体的，所述预设压力阈值可以表示热释离子从火灾仿真装置10的内部被迫射出的最小压力值。
如图2和图3所示，电热组件4可以通过电池壳体1的侧面的通孔，平行于电池壳体1的正面进入电池壳体1的内部，电热组件4有多根电热丝，所有电热丝均接于同一加热源，通过该加热源对各电热丝使能，电热丝发热并充斥电池壳体1的内部空间，从而模拟铅酸蓄电池的内部热损伤。
如图2和图3所示，温度传感器5置于电池壳体1的内部，且与安全阀的距离小于第二预设距离。
具体的，温度传感器5所处的位置可以表示模拟测量铅酸蓄电池早期火灾测量温度较为适合的位置。
可以理解的是，当电热组件4在火灾仿真装置10内部发热后，火灾仿真装置10内部所产生的热释离子将从安全阀3处射出，而热释离子为评估早期火灾的重要指标，因此可以在安全阀附近，即与安全阀的距离小于第二预设距离的位置安装温度传感器5，以感应模拟铅酸蓄电池早期火灾时的电池壳体内部的温度。
如图2和图3所示，吸气采样管6距离火灾仿真装置10的距离为第一预设距离。
具体的，所述第一预设距离可以表示与模拟火灾源相距的探测距离，所述第一预设距离可以自定义，示例如50cm。
其中，为保持吸气采样管6距离火灾仿真装置10的距离为第一预设距离，可以将吸气采样管6与火灾仿真装置10进行固定，使吸气采样管6固定与火灾仿真装置10相差第一预设距离。
进一步地，考虑到使吸气采样管6更精准地捕捉热释离子，因此可以使吸气采样管6的采样孔对准热释离子射出的方向，也即距离所述火灾仿真装置为第一预设距离的位置可以为，在所述热释粒子的射出方向且距离安全阀为第一预设距离的位置。
如图4所示，吸气采样管6可以通过多个采样孔对空气进行采样，混合于空气中的热释离子能够通过采样孔进入吸气采样管。
可以理解的是，燃烧产生的颗粒物的粒径分布呈双峰形态(2nm-20nm和200nm-300nm)，由于空气中粉尘粒径也在200nm以上，为吸气采样管6所采集的颗粒能有效作为早期火灾的判据，吸气采样管6的采样孔外径可设计为25nm，其采样孔内径可设计为21nm，吸气采样管6可以延伸至被保护区间，被保护区间的部分空气通过采样孔被采集到探测主机上，由探测主机进行分析。
探测主机通过所述吸气采样管6所采集到的热释离子，确定所述吸气采样管6所处环境的火灾隐患情况，若所述吸气采样管6所处环境存在火灾隐患，发出警报信息。
可以理解的是，在空间的大小不变下，若热释离子数量越多，则热释离子的密度越大，则越能反映该空间发生火灾的可能性。
本实施例提供的火灾预警的检测仿真装置，包括了火灾仿真装置和预警检测装置，所述火灾仿真装置包括电池壳体、若干隔板、安全阀、电热组件和温度传感器，所述预警检测装置包括吸气采样管与连接于所述吸气采样管的探测主机，所述吸气采样管固定于距离所述火灾仿真装置为第一预设距离的位置，其中，所述电池壳体为包含正面、侧面和顶面的空心六面体，所述正面、所述侧面和所述顶面相互垂直，所有隔板均置于所述电池壳体内部且均与所述电池壳体的侧面平行，所述安全阀置于所述电池壳体的顶面，当所述火灾仿真装置的内部发热且其内部压力超过预设压力阈值时，所述安全阀打开以释放热释粒子，所述电热组件通过所述侧面的通孔并平行于所述正面进入所述电池壳体的内部，以加热所述电池壳体内部空间，所述温度传感器置于所述电池壳体内部，且与所述安全阀的距离小于第二预设距离，以感应所述电池壳体内部的温度，所述探测主机通过所述吸气采样管所采集到的热释离子，确定所述吸气采样管所处环境的火灾隐患情况，若所述吸气采样管所处环境存在火灾隐患，发出警报信息。可见，通过电热组件对电池壳体内部空间加热，使得受热发生热解反应的热释离子通过安全阀射出，从而高灵敏度地模拟电力设备(如铅酸蓄电池)早期火灾的场景，利用探测主机结合吸气采样管采集环境空气中的热释离子，能够分析出所处的环境的火灾隐患情况，并及时反馈警报信息，有效地保护了电力系统。
考虑到更真实地还原铅酸蓄电池的早期火灾场景，需要更精准地还原火灾仿真装置10内部的隔板，基于此，本申请的一些实施例中，对上述实施例提到的若干隔板2的形态和位置进行详细介绍，具体如下：
第一、各隔板2中相邻的两隔板2的间隔距离不小于预设间隔距离。
可以理解的是，隔板2之间保持距离可以使得在模拟火灾仿真装置10内部发生早期火灾时能够使热量均匀地遍及各隔板2。
具体的，所有两隔板2的间隔距离可以设定为不小于预设间隔距离的固定值。
第二、每一隔板2的第一边均固定于所述电池壳体的背面的内侧。
第三、每一隔板2的第二边均固定于所述电池壳体的顶部的内侧。
其中，每一隔板2的第二边与该隔板2的第一边垂直。
第四、每一隔板2的第三边均固定于所述电池壳体的底部的内侧。
其中，每一隔板2的第三边的对边为该隔板2的第二边。
第五、每一隔板2的第四边不与所述电池壳体的正面接触。
其中，每一隔板2的第四边的对比为该隔板2的第一边。
本实施例提供的火灾预警的检测仿真装置，所设计的各隔板中相邻的两隔板的间隔距离不小于预设间隔距离，能够更精准地还原火灾仿真装置内部的隔板。
本申请的一些实施例中，对上述实施例提到的、所述探测主机通过所述吸气采样管6所采集到的热释离子，确定所述吸气采样管6所处环境的火灾隐患情况的过程进行介绍，该过程可以包括：
S1、所述探测主机获取所述吸气采样管6所采集到的热释离子。
S2、所述探测主机基于所述吸气采样管6所采集到的热释离子，计算所述吸气采样管6所处环境中的热释离子数量。
S3、所述探测主机根据所述热释离子数量与预设阈值，确定所述吸气采样管6所处环境的火灾隐患情况。
具体的，所述探测主机根据所述热释离子数量与预设阈值，确定所述吸气采样管6所处环境的火灾隐患情况的过程可以包括：
S31、所述探测主机若所述热释离子数量超过预设阈值，确定所述吸气采样管6所处环境存在火灾隐患。
具体的，所述预设阈值可以表示在固定空间内使该空间判定为火灾的热释离子的最低数量。
S32、所述探测主机若所述热释离子数量不超过预设阈值，确定所述吸气采样管6所处环境尚未存在火灾隐患。
本申请的一些实施例中，为更精细地仿真电力设备早期火灾的场景，对上述实施例提到的火灾仿真装置10的各个组成部分的材质进行介绍，具体可以包括：
电池壳体1的材质可以为热塑性高分子结构ABS(Acrylonitrile ButadieneStyrene)塑料。
每一隔板2的材质均可以为微孔橡胶。
所述安全阀3的材质可以为橡胶。
所述电热组件4中的电热丝的材质可以为铁铬铝。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间可以根据需要进行组合，且相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种火灾预警的检测仿真装置，其特征在于，包括火灾仿真装置和预警检测装置，所述火灾仿真装置包括电池壳体、若干隔板、安全阀、电热组件和温度传感器，所述预警检测装置包括吸气采样管与连接于所述吸气采样管的探测主机，所述吸气采样管固定于距离所述火灾仿真装置为第一预设距离的位置；
其中，所述电池壳体为包含正面、侧面和顶面的空心六面体，所述正面、所述侧面和所述顶面相互垂直；
所有隔板均置于所述电池壳体内部且均与所述电池壳体的侧面平行；
所述安全阀置于所述电池壳体的顶面，当所述火灾仿真装置的内部发热且其内部压力超过预设压力阈值时，所述安全阀打开以释放热释粒子；
所述电热组件通过所述侧面的通孔并平行于所述正面进入所述电池壳体的内部，以加热所述电池壳体内部空间；
所述温度传感器置于所述电池壳体内部，且与所述安全阀的距离小于第二预设距离，以感应所述电池壳体内部的温度；
所述探测主机通过所述吸气采样管所采集到的热释离子，确定所述吸气采样管所处环境的火灾隐患情况，若所述吸气采样管所处环境存在火灾隐患，发出警报信息。
2.根据权利要求1所述的检测仿真装置，其特征在于，各隔板中相邻的两隔板的间隔距离不小于预设间隔距离。
3.根据权利要求1所述的检测仿真装置，其特征在于，所述空心六面体还包含背面和底面，每一隔板为长方形结构；
每一隔板的第一边均固定于所述电池壳体的背面的内侧；
每一隔板的第二边均固定于所述电池壳体的顶部的内侧，每一隔板的第二边与该隔板的第一边垂直；
每一隔板的第三边均固定于所述电池壳体的底部的内侧，每一隔板的第三边的对边为该隔板的第二边；
每一隔板的第四边不与所述电池壳体的正面接触，每一隔板的第四边的对比为该隔板的第一边。
4.根据权利要求1所述的检测仿真装置，其特征在于，距离所述火灾仿真装置为第一预设距离的位置为，在所述热释粒子的射出方向且距离安全阀为第一预设距离的位置。
5.根据权利要求1所述的检测仿真装置，其特征在于，所述探测主机通过所述吸气采样管所采集到的热释离子，确定所述吸气采样管所处环境的火灾隐患情况，包括：
所述探测主机获取所述吸气采样管所采集到的热释离子；
所述探测主机基于所述吸气采样管所采集到的热释离子，计算所述吸气采样管所处环境中的热释离子数量；
所述探测主机根据所述热释离子数量与预设阈值，确定所述吸气采样管所处环境的火灾隐患情况。
6.根据权利要求5所述的检测仿真装置，其特征在于，所述探测主机根据所述热释离子数量与预设阈值，确定所述吸气采样管所处环境的火灾隐患情况，包括：
所述探测主机若所述热释离子数量超过预设阈值，确定所述吸气采样管所处环境存在火灾隐患；
所述探测主机若所述热释离子数量不超过预设阈值，确定所述吸气采样管所处环境尚未存在火灾隐患。
7.根据权利要求1-6任一项所述的检测仿真装置，其特征在于，所述电池壳体的材质为热塑性高分子结构ABS塑料。
8.根据权利要求1-6任一项所述的检测仿真装置，其特征在于，每一隔板的材质均为微孔橡胶。
9.根据权利要求1-6任一项所述的检测仿真装置，其特征在于，所述安全阀的材质为橡胶。
10.根据权利要求1-6任一项所述的检测仿真装置，其特征在于，所述电热组件中的电热丝的材质为铁铬铝。
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