CN115719540A - 火灾告警装置及火灾告警方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于火灾监测及预警技术领域，公开了一种火灾告警装置及火灾告警方法。上述火灾告警装置包括氧气监测单元、可燃气体监测单元、燃烧产物监测单元、灭火介质监测单元和分级告警单元；分级告警单元分别连接氧气监测单元、可燃气体监测单元、燃烧产物监测单元、灭火介质监测单元；氧气监测单元用于监测氧气浓度，可燃气体监测单元用于监测可燃气体浓度，燃烧产物监测单元用于监测燃烧产物浓度，灭火介质监测单元用于监测灭火介质浓度；分级告警单元用于根据氧气浓度、可燃气体浓度、燃烧产物浓度和灭火介质浓度计算并输出火灾分级信号和火灾危险系数。通过监测单元采集各类气体浓度，输出火灾分级信号，提升了火灾告警监测的准确性。

Description

火灾告警装置及火灾告警方法

技术领域

本发明属于火灾监测及预警技术领域，尤其涉及一种火灾告警装置及火灾告警方法。

背景技术

蓄电池作为厂站直流电源系统中最为核心部件之一，是厂站系统的安全、稳定的运行的重要保障。然而，现有铅酸电池由于其自身温度特性差、不耐过充、不耐过放以及维护工作量大等等一系列本征层面的问题，决定了其应用时存在安全隐患和火灾风险，及时监测和预警直流电源蓄电池组的火灾风险，及时迅速地扑灭电池火灾，是保障直流电源系统运行亟需解决的问题。

目前，常用烟雾报警器来对火灾的发生进行监测和预警，烟雾报警器在火灾报警中往往只根据烟雾浓度设置报警阈值，存在监测盲区，导致误报情况时有发生。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本发明实施例提供了一种火灾告警装置及火灾告警方法，提升了火灾告警监测的准确性，降低了误报率。

本发明是通过如下技术方案实现的：

第一方面，本发明实施例提供了一种火灾告警装置，包括氧气监测单元、可燃气体监测单元、燃烧产物监测单元、灭火介质监测单元和分级告警单元；分级告警单元分别连接氧气监测单元、可燃气体监测单元、燃烧产物监测单元、灭火介质监测单元；氧气监测单元用于监测氧气浓度，可燃气体监测单元用于监测可燃气体浓度，燃烧产物监测单元用于监测燃烧产物浓度，灭火介质监测单元用于监测灭火介质浓度；分级告警单元用于根据氧气浓度、可燃气体浓度、燃烧产物浓度和灭火介质浓度计算并输出火灾分级信号和火灾危险系数。

基于第一方面，在一些实施例中，分级告警单元包括控制模块、分析模块和通信模块；控制模块用于根据各监测单元传感器获取的气体浓度数据调节第一可变增益放大模块、第二可变增益放大模块、第三可变增益放大模块和第四可变增益放大模块的放大倍数；分析模块用于根据氧气浓度、可燃气体浓度、燃烧产物浓度和灭火介质浓度计算火灾分级信号和火灾危险系数；通信模块用于将火灾分级信号和火灾危险系数上传至火灾告警终端和/或消防装置。

基于第一方面，在一些实施例中，氧气监测单元包括氧气浓度传感器、第一可变增益放大模块和第一温度控制模块；氧气浓度传感器连接第一可变增益放大模块，第一温度控制模块设置于氧气浓度传感器处；第一温度控制模块用于调节氧气浓度传感器的工作环境温度，第一可变增益放大模块用于放大氧气浓度传感器输出的氧气浓度原始数据，输出氧气浓度；

可燃气体监测单元包括可燃气体浓度传感器、第二可变增益放大模块和第二温度控制模块；可燃气体浓度传感器连接第二可变增益放大模块，第二温度控制模块设置于可燃气体浓度传感器处；第二温度控制模块用于调节可燃气体浓度传感器的工作环境温度，第二可变增益放大模块用于放大可燃气体浓度传感器输出的可燃气体浓度原始数据，输出可燃气体浓度；

燃烧产物监测单元包括燃烧产物浓度传感器、第三可变增益放大模块和第三温度控制模块；燃烧产物浓度传感器连接第三可变增益放大模块，第三温度控制模块设置于燃烧产物浓度传感器处；第三温度控制模块用于调节燃烧产物浓度传感器的工作环境温度，第三可变增益放大模块用于放大燃烧产物浓度传感器输出的燃烧产物浓度数据，输出燃烧产物浓度；

灭火介质监测单元包括灭火介质浓度传感器、第四可变增益放大模块和第四温度控制模块；灭火介质浓度传感器连接第四可变增益放大模块，第四温度控制模块设置于灭火介质浓度传感器处；第四温度控制模块用于调节灭火介质浓度传感器的工作环境温度，第四可变增益放大模块用于放大灭火介质浓度传感器输出的灭火介质浓度数据，输出灭火介质浓度。

第二方面，本发明实施例提供了一种火灾告警方法，应用于如上述第一方面中任一项的火灾告警装置，包括：氧气监测单元获取氧气浓度，可燃气体监测单元获取可燃气体浓度、燃烧产物单元获取燃烧产物浓度，灭火介质监测单元获取灭火介质浓度；分级告警单元根据氧气浓度、可燃气体浓度、燃烧产物浓度和灭火介质浓度计算并输出火灾分级信号和火灾危险系数。

基于第二方面，在一些实施例中，火灾分级信号类别有多个，每个火灾分级信号类别分别对应于一个预设火灾分级条件；分级告警单元根据氧气浓度、可燃气体浓度、燃烧产物浓度和灭火介质浓度计算并输出火灾分级信号和火灾危险系数，包括：基于氧气浓度、可燃气体浓度、燃烧产物浓度和灭火介质浓度确定氧气浓度指标、可燃气体浓度指标、燃烧产物浓度指标和灭火介质浓度指标；在氧气浓度指标、可燃气体浓度指标、燃烧产物浓度指标和标准灭火介质浓度指标满足某个预设火灾分级条件时，确定并输出与该预设火灾分级条件相对应的火灾分级信号；基于氧气浓度指标、可燃气体浓度指标、燃烧产物浓度指标和标准灭火介质浓度指标计算火灾危险系数。

基于第二方面，在一些实施例中，基于氧气浓度、可燃气体浓度、燃烧产物浓度和灭火介质浓度确定氧气浓度指标、可燃气体浓度指标、燃烧产物浓度指标和灭火介质浓度指标，包括：分级告警单元将氧气浓度与标准大气氧气浓度相除，确定氧气浓度指标；将可燃气体浓度与第一燃爆临界浓度相除，确定可燃气体浓度指标；将燃烧产物浓度与第二燃爆临界浓度相除，确定燃烧产物浓度指标；将灭火介质浓度与标准灭火浓度相除，确定灭火介质浓度指标。

基于第二方面，在一些实施例中，在氧气浓度指标、可燃气体浓度指标、燃烧产物浓度指标和标准灭火介质浓度指标满足某个预设火灾分级条件时，确定并输出与该预设火灾分级条件相对应的火灾分级信号，包括：当氧气浓度指标为1，可燃气体浓度指标、燃烧产物浓度指标和灭火介质浓度指标均为0时，满足第一火灾分级条件，分级告警单元输出正常无火情信号；当可燃气体浓度指标大于0且小于等于0.1和/或燃烧产物浓度指标大于0且小于等于0.1时，满足第二火灾分级条件，分级告警单元输出异常预警信号；当可燃气体浓度指标大于0.1且小于等于1和/或燃烧产物浓度指标大于0.1且小于等于1时，满足第三火灾分级条件，分级告警单元输出火灾告警信号；当可燃气体浓度指标为1和/或燃烧产物浓度指标为1时，满足第四火灾分级条件，分级告警单元输出爆炸风险告警信号；当灭火介质浓度指标为无穷时，满足第五火灾分级条件，分级告警单元输出灭火启动信号。

基于第二方面，在一些实施例中，上述方法还包括：在分级告警单元输出灭火启动信号后的预设时间内，若氧气浓度指标为1，可燃气体浓度指标、燃烧产物浓度指标和灭火介质浓度指标均为0，满足第一火灾分级条件时，满足第六火灾分级条件，分级告警单元输出灭火完成信号，灭火完成信号表征灭火现场适宜救护人员进入。

基于第二方面，在一些实施例中，火灾危险系数W为：

其中，Z₁为氧气浓度指标，Z₂为可燃气体浓度指标，Z₃为燃烧产物浓度指标，Z₄为灭火介质浓度指标。

基于第二方面，在一些实施例中，上述方法还包括：当火灾危险系数大于预设值时，分级告警单元将消防信号发送给消防装置；消防装置启动，释放灭火介质进行灭火。

本实施例中，通过监测单元采集氧气浓度、可燃气体浓度、燃烧产物浓度和灭火介质浓度，获取各气体成分的浓度指标值，根据指标值与火灾危险的正负相关性综合判断火灾分类等级，输出火灾分级信号。同时根据指标值计算火灾危险系数W，对火灾危险性进行综合研判。本方法为火灾的提前监测、火情分析、告警灭火、灾后监测提供了具体的分级评价方法和体系，并可与消防系统联动，实现了在整个起火以及灭火过程的综合应用，提升了火灾告警监测的准确性，降低了误报率。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本说明书。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例提供的火灾告警装置结构图；

图2是本发明一实施例提供的监测单元结构图；

图3是本发明一实施例提供的火灾告警方法流程图；

图4是本发明一实施例提供的火灾告警方法实施例的流程图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

应当理解，当在本发明说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于监测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果监测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦监测到[所描述条件或事件]”或“响应于监测到[所描述条件或事件]”。

另外，在本发明说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本发明的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。

阀控式密闭铅酸蓄电池(VRLA)具有安全性好、技术成熟和价格低廉等优势，在电力系统的变电站等领域得到了广泛应用。然而，现有铅酸电池由于其自身温度特性差、不耐过充、不耐过放以及维护工作量大等等一系列本征层面的问题，决定了其应用时存在安全隐患和火灾风险。

电力系统的铅酸蓄电池往往保存在独立蓄电池室，针对有独立蓄电池室的应用场景，采用窒息法来实现灭火是一种行之有效的方法。利用氮气或二氧化碳等气体灭火介质对空气中氧气的浓度进行有效稀释。一般而言，空气中氧气浓度约为20％，当氧气不足时，整个电池燃烧过程便受到阻碍。

目前，对于防护区灭火气体浓度监测方法研究较少，常用烟雾报警器来对火灾的发生进行监测和预警，烟雾报警器在火灾报警中往往只根据烟雾浓度设置报警阈值，存在监测盲区，导致误报情况时有发生。

对于上述问题，本发明提供了一种火灾告警装置，如图1所示，上述火灾告警装置包括氧气监测单元、可燃气体监测单元、燃烧产物监测单元、灭火介质监测单元和分级告警单元。

分级告警单元分别连接氧气监测单元、可燃气体监测单元、燃烧产物监测单元和灭火介质监测单元。

氧气监测单元用于监测氧气浓度，可燃气体监测单元用于监测可燃气体浓度，燃烧产物监测单元用于监测燃烧产物浓度，灭火介质监测单元用于监测灭火介质浓度。分级告警单元用于根据氧气浓度、可燃气体浓度、燃烧产物浓度和灭火介质浓度计算并输出火灾分级信号和火灾危险系数。

在一些实施例中，如图1所示，分级告警单元包括控制模块、分析模块和通信模块。控制模块用于根据各监测单元传感器获取的气体浓度数据调节第一可变增益放大模块、第二可变增益放大模块、第三可变增益放大模块和第四可变增益放大模块的放大倍数。分析模块用于根据氧气浓度、可燃气体浓度、燃烧产物浓度和灭火介质浓度计算火灾分级信号和火灾危险系数。通信模块用于将火灾分级信号和火灾危险系数上传至火灾告警终端和/或消防装置。

在一些实施例中，如图2所示，氧气监测单元包括氧气浓度传感器、第一可变增益放大模块和第一温度控制模块。氧气浓度传感器连接第一可变增益放大模块，第一温度控制模块设置于氧气浓度传感器处。第一温度控制模块用于调节氧气浓度传感器的工作环境温度，第一可变增益放大模块用于放大氧气浓度传感器输出的氧气浓度原始数据，输出氧气浓度。

在一些实施例中，可燃气体监测单元包括可燃气体浓度传感器、第二可变增益放大模块和第二温度控制模块。可燃气体浓度传感器连接第二可变增益放大模块，第二温度控制模块设置于可燃气体浓度传感器处。第二温度控制模块用于调节可燃气体浓度传感器的工作环境温度，第二可变增益放大模块用于放大可燃气体浓度传感器输出的可燃气体浓度原始数据，输出可燃气体浓度。

在一些实施例中，燃烧产物监测单元包括燃烧产物浓度传感器、第三可变增益放大模块和第三温度控制模块。燃烧产物浓度传感器连接第三可变增益放大模块，第三温度控制模块设置于燃烧产物浓度传感器处。第三温度控制模块用于调节燃烧产物浓度传感器的工作环境温度，第三可变增益放大模块用于放大燃烧产物浓度传感器输出的燃烧产物浓度数据，输出燃烧产物浓度。

在一些实施例中，灭火介质监测单元包括灭火介质浓度传感器、第四可变增益放大模块和第四温度控制模块。灭火介质浓度传感器连接第四可变增益放大模块，第四温度控制模块设置于灭火介质浓度传感器处。第四温度控制模块用于调节灭火介质浓度传感器的工作环境温度，第四可变增益放大模块用于放大灭火介质浓度传感器输出的灭火介质浓度数据，输出灭火介质浓度。

为提高各监测单元在不同气体浓度下的测量精度，尤其是低浓度下的测量精度，避免传统烟感气体传感器在0.5％的浓度下不能有效监测的盲区，本发明设置了第一至第四可变增益放大模块，可变增益放大模块包括增益调整电路和增益反馈电路，使得可变增益在1到100倍(最大倍数可选)内根据气体浓度自动调节，保证了在低浓度测量和高浓度测量时都有较高精度。

同时，为了使各监测单元获得稳定的工作温度，避免环境温度异常带来的测量误差，提高测量精度，加入了温度控制模块，温度控制模块包括温度驱动的反馈电路，当检测到环境温度过高或过低时，通过温度反馈驱动电路驱动降温风扇或加热电阻，使各监测单元的工作温度保持在合理范围内，推荐监测单元工作温度在20℃到30℃之间。

本发明还提供了一种火灾告警方法，应用于上述火灾告警装置，该方法包括步骤101至步骤102。

步骤101：氧气监测单元获取氧气浓度，可燃气体监测单元获取可燃气体浓度、燃烧产物单元获取燃烧产物浓度，灭火介质监测单元获取灭火介质浓度。

通过火灾告警装置的氧气监测单元、可燃气体监测单元、燃烧产物监测单元、灭火介质监测单元实时采集数据。其中氧气监测单元用于监测蓄电池室内的氧气浓度，并将实时监测到的氧气浓度值传送到分级告警单元。有助于监测火情发展，以及为灭火后人员可否安全进入提供参考。

可燃气体监测单元用于监测蓄电池室内的可燃气体浓度，并将实时监测到的可燃气体浓度值传送到分级告警单元。有助于早期的火灾预警，更早地介入预防爆炸风险。对于铅酸蓄电池室主要可监测的可燃气体为氢气H₂。

可燃物燃烧时生成的气体、液体(蒸汽)和固体物质均称为燃烧产物，对于铅酸蓄电池而言，最重要的燃烧产物为一氧化碳CO。燃烧产物监测单元用于监测蓄电池室内的燃烧产物浓度，并将实时监测到的燃烧产物气体浓度值传送到分级告警单元。有助于早期的火灾预警，更早的介入预防爆炸风险。

灭火介质监测单元用于监测蓄电池室内的气体灭火介质的浓度，并将实时监测到的灭火介质浓度值传送到分级告警单元。有助于监测灭火情况，以及为灭火后人员可否安全进入提供参考。常用的气体灭火介质有二氧化碳CO₂、氮气N₂、七氟丙烷等。

步骤102：分级告警单元根据氧气浓度、可燃气体浓度、燃烧产物浓度和灭火介质浓度计算并输出火灾分级信号和火灾危险系数。

基于氧气浓度、可燃气体浓度、燃烧产物浓度和灭火介质浓度确定氧气浓度指标、可燃气体浓度指标、燃烧产物浓度指标和灭火介质浓度指标。

在一些实施例中，分级告警单元将氧气浓度与标准大气氧气浓度相除，确定氧气浓度指标。

氧气浓度指标Z₁是根据火灾前后不同时期蓄电池室内的氧气浓度对氧气浓度指标Z₁在0到1之间进行赋值。氧气浓度指标Z₁与火灾危险性成正相关，氧气浓度指标Z₁为1时，表明蓄电池室内氧气浓度正常，氧气浓度指标Z₁值越小，说明氧气浓度越低，越不支持进一步燃烧。氧气浓度指标Z₁如表1所示赋值。标准大气氧气浓度一般为20.9％。

表1氧气浓度指标赋值表

在一些实施例中，将可燃气体浓度与第一燃爆临界浓度相除，确定可燃气体浓度指标。

可燃气体浓度指标Z₂是根据火灾前后不同时期蓄电池室内的可燃气体浓度对可燃气体浓度指标Z₂在0到1之间进行赋值。可燃气体浓度指标Z₂与火灾危险性成正相关，可燃气体浓度指标Z₂为1时，表明蓄电池室内的可燃气体浓度达到了可燃爆的程度，风险性极大。可燃气体浓度指标Z₂值越小，说明可燃气体浓度越低，发生燃爆的可能性越小。针对可燃气体浓度指标Z₂如下表2所示赋值，氢气H₂的燃爆临界浓度一般为4％。

表2可燃气体浓度指标赋值表

在一些实施例中，将燃烧产物浓度与第二燃爆临界浓度相除，确定燃烧产物浓度指标。

燃烧产物浓度指标Z₃是根据火灾前后不同时期蓄电池室内的燃烧产物浓度对燃烧产物浓度指标Z₃在0到1之间进行赋值。燃烧产物浓度指标Z₃与火灾危险性成正相关，燃烧产物浓度指标Z₃为1时，表明蓄电池室内的燃烧产物浓度达到了可燃爆的程度，风险性极大。燃烧产物浓度指标Z₃值越小，说明燃烧产物浓度越低，发生燃爆的可能性越小。针对燃烧产物浓度指标Z₃如下表3所示赋值，一氧化碳CO的燃爆临界浓度一般为12.5％。

表3燃烧产物浓度指标赋值表

在一些实施例中，将灭火介质浓度与标准灭火浓度相除，确定灭火介质浓度指标。

灭火介质浓度指标Z₄是根据火灾前后不同时期蓄电池室内的灭火介质浓度对灭火介质浓度指标Z₄进行赋值。灭火介质浓度指标Z₄与火灾危险性成负相关，灭火介质浓度指标Z₄为1时，表明蓄电池室内的灭火介质浓度为零或在大气正常浓度及以下，尚未启动灭火，对火势控制无任何帮助。灭火介质浓度指标Z₄值越大，说明灭火介质浓度越高，灭火效果越好。灭火介质浓度指标Z₄如下表4所示赋值，二氧化碳CO₂的标准灭火浓度一般为34％。

表4灭火介质浓度指标赋值表

火灾分级信号类别有多个，每个火灾分级信号类别分别对应于一个预设火灾分级条件。在氧气浓度指标、可燃气体浓度指标、燃烧产物浓度指标和标准灭火介质浓度指标满足某个预设火灾分级条件时，确定并输出与该预设火灾分级条件相对应的火灾分级信号。

见下表5，当氧气浓度指标为1，可燃气体浓度指标、燃烧产物浓度指标和灭火介质浓度指标均为0时，满足第一火灾分级条件，分级告警单元输出正常无火情信号。

当可燃气体浓度指标大于0且小于等于0.1和/或燃烧产物浓度指标大于0且小于等于0.1时，满足第二火灾分级条件，分级告警单元输出异常预警信号。

当可燃气体浓度指标大于0.1且小于等于1和/或燃烧产物浓度指标大于0.1且小于等于1时，满足第三火灾分级条件，分级告警单元输出火灾告警信号。

当可燃气体浓度指标为1和/或燃烧产物浓度指标为1时，满足第四火灾分级条件，分级告警单元输出爆炸风险告警信号。

当灭火介质浓度指标为无穷时，满足第五火灾分级条件，分级告警单元输出灭火启动信号。

在分级告警单元输出灭火启动信号后的预设时间内，若氧气浓度指标为1，可燃气体浓度指标、燃烧产物浓度指标和灭火介质浓度指标均为0，满足第一火灾分级条件时，满足第六火灾分级条件，分级告警单元输出灭火完成信号，灭火完成信号表征灭火现场适宜救护人员进入。

表5火灾预警和告警阈值

基于氧气浓度指标、可燃气体浓度指标、燃烧产物浓度指标和标准灭火介质浓度指标计算火灾危险系数。

火灾危险系数W为：

其中，Z₁为氧气浓度指标，Z₂为可燃气体浓度指标，Z₃为燃烧产物浓度指标，Z₄为灭火介质浓度指标。

当火灾危险系数大于预设值时，分级告警单元将消防信号发送给消防装置。消防装置启动，释放灭火介质进行灭火。

当W为零时，无火灾危险。W的值越大火灾危险性越大，反之火灾危险性越低。可根据W的值进行风险分级，火灾危险性为高风险时，必须联动控制启动灭火。如下表6所示，表中数值为推荐值，可以根据实际情况调整。

表6火灾危险系数分级表

	无风险	低风险	中风险	高风险
					W	0	0＜W≤0.1	0.1＜W≤0.5	0.5＜W≤2

实施例1

如图4所示的实施例流程，(1)首先将本发明安装在发电厂、变电站蓄电池室内，启动装置初始化程序，设定各监测单元气体指标告警、预警阈值及相关参数，然后启动气体浓度监测。

(2)各监测单元通过可变增益放大模块，动态调整可变增益倍数，使测试数据在不越限的情况下达到最佳。根据实时环境温度，适时通过温度控制模块驱动降温风扇或加热电阻，使各监测单元的工作温度保持在合理范围内，推荐温度在20℃到30℃之间。

(3)当监测到各项监测指标有异常或越限时，自动发出不同的火灾分级信号。

(4)实时计算火灾危险系数W，评估火灾危险等级，高风险时强制联动灭火。

(5)确认启动灭火后，实时监测灭火过程中气体浓度变化。并在灭火结束后，通过火灾分级信号为救护人员是否可进入提供参考。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/网络设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/网络设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种火灾告警装置，其特征在于，所述火灾告警装置包括氧气监测单元、可燃气体监测单元、燃烧产物监测单元、灭火介质监测单元和分级告警单元；

所述分级告警单元分别连接所述氧气监测单元、可燃气体监测单元、燃烧产物监测单元、灭火介质监测单元；

所述氧气监测单元用于监测氧气浓度，所述可燃气体监测单元用于监测可燃气体浓度，所述燃烧产物监测单元用于监测燃烧产物浓度，所述灭火介质监测单元用于监测灭火介质浓度；所述分级告警单元用于根据所述氧气浓度、所述可燃气体浓度、所述燃烧产物浓度和所述灭火介质浓度计算并输出火灾分级信号和火灾危险系数。

2.如权利要求1所述的火灾告警装置，其特征在于，所述分级告警单元包括控制模块、分析模块和通信模块；

所述控制模块用于根据各监测单元传感器获取的气体浓度数据调节所述第一可变增益放大模块、第二可变增益放大模块、第三可变增益放大模块和第四可变增益放大模块的放大倍数；

所述分析模块用于根据所述氧气浓度、所述可燃气体浓度、所述燃烧产物浓度和所述灭火介质浓度计算所述火灾分级信号和火灾危险系数；

所述通信模块用于将所述火灾分级信号和火灾危险系数上传至火灾告警终端和/或消防装置。

3.如权利要求1所述的火灾告警装置，其特征在于，所述氧气监测单元包括氧气浓度传感器、第一可变增益放大模块和第一温度控制模块；

所述氧气浓度传感器连接所述第一可变增益放大模块，所述第一温度控制模块设置于所述氧气浓度传感器处；

所述第一温度控制模块用于调节所述氧气浓度传感器的工作环境温度，所述第一可变增益放大模块用于放大所述氧气浓度传感器输出的氧气浓度原始数据，输出所述氧气浓度；

所述可燃气体监测单元包括可燃气体浓度传感器、第二可变增益放大模块和第二温度控制模块；

所述可燃气体浓度传感器连接所述第二可变增益放大模块，所述第二温度控制模块设置于所述可燃气体浓度传感器处；

所述第二温度控制模块用于调节所述可燃气体浓度传感器的工作环境温度，所述第二可变增益放大模块用于放大所述可燃气体浓度传感器输出的可燃气体浓度原始数据，输出所述可燃气体浓度；

所述燃烧产物监测单元包括燃烧产物浓度传感器、第三可变增益放大模块和第三温度控制模块；

所述燃烧产物浓度传感器连接所述第三可变增益放大模块，所述第三温度控制模块设置于所述燃烧产物浓度传感器处；

所述第三温度控制模块用于调节所述燃烧产物浓度传感器的工作环境温度，所述第三可变增益放大模块用于放大所述燃烧产物浓度传感器输出的燃烧产物浓度数据，输出所述燃烧产物浓度；

所述灭火介质监测单元包括灭火介质浓度传感器、第四可变增益放大模块和第四温度控制模块；

所述灭火介质浓度传感器连接所述第四可变增益放大模块，所述第四温度控制模块设置于所述灭火介质浓度传感器处；

所述第四温度控制模块用于调节所述灭火介质浓度传感器的工作环境温度，所述第四可变增益放大模块用于放大所述灭火介质浓度传感器输出的灭火介质浓度数据，输出所述灭火介质浓度。

4.一种火灾告警方法，应用于如权利要求1至3中任一项所述的火灾告警装置，其特征在于，包括：

所述氧气监测单元获取氧气浓度，所述可燃气体监测单元获取可燃气体浓度、所述燃烧产物单元获取燃烧产物浓度，所述灭火介质监测单元获取所述灭火介质浓度；

所述分级告警单元根据所述氧气浓度、所述可燃气体浓度、所述燃烧产物浓度和所述灭火介质浓度计算并输出火灾分级信号和火灾危险系数。

5.如权利要求4所述的火灾告警方法，其特征在于，所述火灾分级信号类别有多个，每个火灾分级信号类别分别对应于一个预设火灾分级条件；

所述分级告警单元根据所述氧气浓度、所述可燃气体浓度、所述燃烧产物浓度和所述灭火介质浓度计算并输出火灾分级信号和火灾危险系数，包括：

基于所述氧气浓度、所述可燃气体浓度、所述燃烧产物浓度和所述灭火介质浓度确定氧气浓度指标、可燃气体浓度指标、燃烧产物浓度指标和灭火介质浓度指标；

在所述氧气浓度指标、可燃气体浓度指标、燃烧产物浓度指标和标准灭火介质浓度指标满足某个预设火灾分级条件时，确定并输出与该预设火灾分级条件相对应的火灾分级信号；

基于所述氧气浓度指标、可燃气体浓度指标、燃烧产物浓度指标和标准灭火介质浓度指标计算火灾危险系数。

6.如权利要求5所述的火灾告警方法，其特征在于，所述基于所述氧气浓度、所述可燃气体浓度、所述燃烧产物浓度和所述灭火介质浓度确定氧气浓度指标、可燃气体浓度指标、燃烧产物浓度指标和灭火介质浓度指标，包括：

所述分级告警单元将所述氧气浓度与标准大气氧气浓度相除，确定氧气浓度指标；

将所述可燃气体浓度与第一燃爆临界浓度相除，确定可燃气体浓度指标；

将所述燃烧产物浓度与第二燃爆临界浓度相除，确定燃烧产物浓度指标；

将所述灭火介质浓度与标准灭火浓度相除，确定灭火介质浓度指标。

7.如权利要求5所述的火灾告警方法，其特征在于，所述在所述氧气浓度指标、可燃气体浓度指标、燃烧产物浓度指标和标准灭火介质浓度指标满足某个预设火灾分级条件时，确定并输出与该预设火灾分级条件相对应的火灾分级信号，包括：

当所述氧气浓度指标为1，所述可燃气体浓度指标、所述燃烧产物浓度指标和所述灭火介质浓度指标均为0时，满足第一火灾分级条件，所述分级告警单元输出正常无火情信号；

当可燃气体浓度指标大于0且小于等于0.1和/或燃烧产物浓度指标大于0且小于等于0.1时，满足第二火灾分级条件，所述分级告警单元输出异常预警信号；

当可燃气体浓度指标大于0.1且小于等于1和/或燃烧产物浓度指标大于0.1且小于等于1时，满足第三火灾分级条件，所述分级告警单元输出火灾告警信号；

当可燃气体浓度指标为1和/或燃烧产物浓度指标为1时，满足第四火灾分级条件，所述分级告警单元输出爆炸风险告警信号；

当灭火介质浓度指标为无穷时，满足第五火灾分级条件，所述分级告警单元输出灭火启动信号。

8.如权利要求7所述的火灾告警方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述分级告警单元输出灭火启动信号后的预设时间内，若所述氧气浓度指标为1，所述可燃气体浓度指标、所述燃烧产物浓度指标和所述灭火介质浓度指标均为0，满足第一火灾分级条件时，满足第六火灾分级条件，所述分级告警单元输出灭火完成信号，所述灭火完成信号表征灭火现场适宜救护人员进入。

9.如权利要求5所述的火灾告警方法，其特征在于，所述火灾危险系数W为：

其中，Z₁为氧气浓度指标，Z₂为可燃气体浓度指标，Z₃为燃烧产物浓度指标，Z₄为灭火介质浓度指标。

10.如权利要求5所述的火灾告警方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述火灾危险系数大于预设值时，所述分级告警单元将消防信号发送给所述消防装置；

所述消防装置启动，释放灭火介质进行灭火。

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