CN115999103A - 一种灭火探测控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种灭火探测控制装置，属于消防灭火技术领域。所述装置包括壳体、供电模块、采样模块、探测模块和控制模块；所述装置可以驱动电启动灭火装置实现灭火；供电模块为所述装置供电；采样模块采集标准机柜内不同位置的空气样本后传输到探测模块；探测模块通过烟感探测器和温度探测器对空气样本中的烟雾浓度和温度进行检测，并把测得数据传输到控制模块；控制模块根据灭火策略算法分析判定空气样本中烟雾含量和温度并分级发出火情警报，并启动30s灭火倒计时；倒计时结束后主板发出喷洒命令，启动灭火装置，完成灭火，可实现单台标准机柜火情的精准防护。

Description

一种灭火探测控制装置

技术领域

本发明涉及一种灭火探测控制装置，属于消防灭火技术领域。

背景技术

随着网络和通信技术的提高，为了满足社会发展和人们的需求，大型数据中心、云计算、配电机房等已经遍布每个城市；现行的消防系统设计主要根据建筑消防规范等实施，例如GB50174-2017《数据中心设计规范》、GB 50016-2014《建筑设计防火规范》，其旨在保护整个建筑空间，但是对于大型数据中心、云计算中心、配电机房这种高价值、极其重要的场所来说并不完全适用；当布置在建筑空间顶部的探测器发出报警并启动灭火系统时，机柜设备和电缆已经燃烧并迅速蔓延，显然，即使扑灭火灾，设备已经严重受损，数据中心等正常工作不得不停止，造成设备财产损失的同时，由于数据及通讯涉及范围的广泛性，终止运营的间接损失不可估量。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种灭火探测控制装置，所述装置通过传感器进行火灾探测，并根据预期的火灾特性进行分析对比，判断是否有火灾并发出报警及指令。

本发明是通过下述技术方案实现的：

一种灭火探测控制装置，包括壳体、供电模块、采样模块、探测模块和控制模块；所述装置可以驱动电启动灭火装置实现灭火；

供电模块为所述装置供电；壳体放置在待保护的标准机柜内部；

采样模块包括气体循环系统和气体采样管；气体循环系统安装在壳体内部，气体采样管安装在标准机柜的侧壁上，一端与气体循环系统连通，另一端封死；气体采样管上设有均匀分布的采气孔，气体循环系统通过采气孔吸入标准机柜内不同位置的空气样本，并通过管路传输到探测模块；

探测模块包括烟感探测器和温度探测器，分别对空气样本中的烟雾和温度进行检测，并把测得数据传输到控制模块进行分析比对；

控制模块包括主板和报警器；当主板根据灭火策略算法分析判定空气样本中烟雾含量达到烟感探测器设定阈值时，发出一级火警指令并控制报警器报警；报出一级火警间隔时间内，空气样本温度达到温度探测器设定阈值时，发出二级火警指令，控制报警器报警，并启动灭火倒计时；倒计时结束后主板发出喷洒命令，并输出控制电源驱动灭火装置进行灭火。

进一步地，所述灭火算法策略为：启动定时器开始计时，每秒钟将采集到的标准机柜内空气样本中烟雾浓度数据和温度数据通过队列发送到数据分析任务中，对比烟雾浓度是否达到设定阈值；当烟雾浓度未达到阈值时，继续循环采集环境中烟雾浓度数据和温度数据；当烟雾浓度达到阈值时，存储烟雾浓度数据，触发一级火警警报，并更新计时器，开启间隔时间30min倒计时；

在30min倒计时内，当采集空气样本的温度达到阈值时，触发二级火警报警，并启动30s灭火倒计时，倒计时结束后启动灭火装置；当采集到的空气样本温度没有达到阈值时，以5min为一个单元开启倒计时，记录每秒采集到的空气样本温度波动率并累加，达到5min后计算平均温度波动速率，并与设定的温度波动速率阈值对比；当超过设定温度波动速率阈值时，触发二级火警报警，并启动30s灭火倒计时；倒计时结束后启动灭火装置；当没有超过温度波动速率阈值时，重复下一个5min倒计时单元；直到6个5min倒计时单元的平均温度波动速率均未超过设定温度波动速率阈值，一级火警报警解除，重复每秒钟将采集到的空气样本中烟雾浓度数据和温度数据通过队列发送到数据分析任务中。

进一步地，所述壳体为1U标准尺寸，便于实现模块化安装；壳体上安装有显示器和操作面板，并设有雾化喷嘴、进气口、出气口、电源接口和功能端子。

进一步地，所述灭火装置设置在壳体内部，组成灭火探测控制一体机；或者，所述灭火装置设置在壳体外部，组成探测控制分体机。

更进一步地，所述灭火装置位于壳体内部，包括灭火剂罐和推进气筒，灭火剂罐上设有电磁阀A和压力开关，推进气筒上设有电磁阀B，推进气筒和灭火剂罐通过管路连接；当主板启动灭火装置时，电磁阀A和电磁阀B打开，推进气筒内的气体进入灭火剂罐中驱动灭火药剂喷出，喷出压力达到压力开关的阈值后，压力开关开启，灭火药剂从壳体上的雾化喷嘴喷出，实现灭火。

进一步地，所述供电模块包括外部电源、变压器和内置电源，所述内置电源内设有蓄电池；正常情况下，所述装置通过电源接口连接AC2 20V外部电源，外部电源经变压器变压后输出DC24V电源，为所述装置供电，并为内置电源中的蓄电池充电；当外部电源供电中断时，内置电源中的蓄电池为所述装置提供DC24V电源。

进一步地，所述采样模块中，气体采样管为PVC材质，采气孔数量按每台待保护的标准机柜3个均匀布置。

进一步地，所述探测模块中，烟雾探测器为高精密管路采样式和高灵敏型吸气式感烟火灾探测模组，所述温度探测器为数字温度传感器；完成测量后，空气样本从壳体上设置的出气口排空。

进一步地，所述控制模块中，主板包括主控单元、数据采集单元、数据存储单元、数据显示单元和通信单元；其中，所述主控单元是以内核单片机为核心的最小系统；所述数据采集单元主要包含烟雾浓度采集、温度变化采集和电池电压采集；所述数据存储单元使用EEPROM芯片来记录系统运行过程中发生的事件；所述数据显示单元采用LCD显示操作界面以及实时数据。

进一步地，所述控制模块还包括操作面板和显示器；所述显示器显示工作状态、火警事件信息、查询历史事件、系统时间设置、配置GSM用户；所述操作面板上设置有方向键、取消键、确认键、复位键、模式切换键、紧急启动键、报警启动键、工作状态指示灯、喷洒状态指示灯、主电状态指示灯、备电状态指示灯及总电源开关按钮。

有益效果

(1)本发明提供了一种灭火探测控制装置，所述装置通过探测模块的传感器进行火灾探测，并根据预期的火灾特性通过控制单元进行分析对比，判断是否有火灾并发出报警及指令；采用环境气体循环采样主动探测方式，可实现单台精密数据标准机柜火情的精准防护。

(2)本发明提供了一种灭火探测控制装置，所述装置中的控制模块灭火策略算法预判火灾发生情况并分级提供报警；所述灭火策略算法设置复合火灾发生实际情况，根据火灾发生初期先产生烟雾后快速升温的特性，先对空气样本中烟雾浓度进行判定，在烟雾浓度达到阈值后进行一级火警报警；然后再根据一级火警报警后30min内，温升情况判定是否进行二级火警报警；当温度传感器探测到空气样本温度达到阈值时，说明待保护的标准机柜内可能发生火灾，及时启动灭火程序，实现自动灭火，减少损失；当温度传感器探测到空气样本温度达到阈值时，在30min内以5min为一个单元，采集到的空气样本温度波动率并累加，计算平均温度波动速率，并与设定的温度波动速率阈值对比；当超过设定温度波动速率阈值时，触发二级火警报警；6个单元均未达到阈值才会解除一级火警警报，重新恢复环境烟雾浓度和温度的采集；灭火策略算法及时准确，能最大限度的探测并控制火情，同时避免误报。

(3)本发明提供了一种灭火探测控制装置，所述装置的壳体采用1U标准尺寸，便于实现模块化安装；所述装置壳体上设有功能端子用于连接外部设备，通过通讯联网实现远程控制，便捷高效。

(4)本发明提供了一种灭火探测控制装置，所述装置的探测模块中的烟雾探测器采用高精密管路采样式和高灵敏型吸气式感烟火灾探测模组，所述模组具有宽范围粒子直径探测的优点，能够设置各项参数(灵敏度、风速)，满足探测多种材料产生的各种烟雾需求；所述数字温度传感器具有宽电压、接口简单的优点，测量结果直接输出数字温度信号，输出的数字信号经过解析后可直接得到环境温度，准确便捷。

(5)本发明提供了一种灭火探测控制装置，所述装置的控制模块还包括显示器和操作面板；所述显示器能够直观显示工作状态和火警事件信息，操作面板上设置有控制键、状态指示灯和电源开关，便于调节和操作。

(6)本发明提供了一种灭火探测控制装置，所述装置的灭火装置既可以安装在壳体内，组成灭火探测控制一体机，又可以安装在壳体外部，组成灭火探测控制分体机，灭火药剂根据实际应用需要选择，适用范围广泛。

附图说明

图1为本发明所述装置放置在标准机箱中整体结构示意图；

图2为本发明所述装置中气体采集管结构示意图；

其中，1-灭火剂罐，2-推进剂筒，3-雾化喷嘴，4-气体循环系统，5-出气口，6-显示器，7-探测模块，8-电磁阀A，9-主板，10-报警器，11-功能端子，12-内置电源，13-压力开关，14-电源接口，15-操作面板，16-压力变送器，17-电磁阀B，18-壳体，19-进气口，20-灭火装置，21-控制模块，22-气体采样管，23-采气孔，23.1-采气孔A，23.2-采气孔B，23.3-采气孔C。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

实施例1

一种灭火探测控制装置，如图1～2所示，包括壳体18、供电模块、采样模块、探测模块和控制模块，所述装置可以驱动电启动灭火装置实现灭火；所述装置的壳体18位于待保护的标准机柜内部；

所述壳体18采用1U标准机箱壳体尺寸，壳体18的正面安装有显示器6和操作面板15，并设有雾化喷嘴3；壳体18的背面设有电源接口14、进气口19、出气口5和功能端子11；

所述供电模块包括外部电源(图上未标示)、变压器(图上未标示)和内置电源12；所述内置电源12内设有蓄电池；正常情况下，所述装置通过电源接口14连接外部电源(AC220V)，外部电源经变压器变压后输出DC24V电源，为所述装置供电，并为内置电源12中的蓄电池充电；当外部电源供电中断时，内置电源12中的蓄电池为所述装置提供DC24V电源，保证装置在一段时间内能够坚持正常运行。

所述采样模块包括气体循环系统4和气体采样管22；所述气体循环系统4位于1U标准尺寸的壳体内部，所述气体采样管22垂直安装在待保护标准机柜壳体18内部的侧壁上，气体采样管22的上端通过进气口19与气体循环系统4连通，下端封死；所述气体采样管22上设有均匀分布的采气孔A 23.1、采气孔B 23.2和采气孔C 23.3；气体循环系统4通过气体采样管22上的采气孔吸入待保护的标准机柜内不同位置的空气样本，并通过连通的管路传输到探测模块7；探测模块7完成测量后，空气样本从出气口5排空。

所述探测模块7包括烟感探测器和温度探测器(图上未标示)；烟感探测器和温度探测器分别对采样模块采集的空气样本中烟雾含量和温度进行探测，并把测得数据传输到控制模块21进行分析比对；本实施例中，所述烟雾探测器采用高精密管路采样式和高灵敏型吸气式感烟火灾探测模组，具有宽范围粒子直径探测的特点，探测原理为激光散射原理，可探测多种材料产生的各种烟雾并设置相应参数(灵敏度、风速)；所述温度探测器采用数字温度传感器，具有宽电压，接口简单的特点，测量结果直接输出数字温度信号，输出的数字信号经过解析后可直接得到环境温度。

所述控制模块21包括主板9、报警器10、操作面板15和显示器6；当主板9设置的灭火策略算法分析采样气体的烟雾浓度达到烟感探测器预设动作值时，发出一级报警指令，控制报警器10报警，并在显示器6上显示报一级火警；在报出一级火警30分钟内，采样气体温度达到温度探测器预设动作值时，主板9发出第二条报警指令，控制报警器10再次报警，在显示器6上显示报二级火警，并启动计时器进入30秒倒计时；倒计时结束后，主板3发出喷洒命令，并输出控制电源驱动灭火装置20启动灭火；

所述灭火装置20位于壳体内部，组成灭火探测控制一体机；所述灭火装置20包括灭火剂罐1和推进气筒2，推进气筒2和灭火剂罐1通过管路连通(图上未标示)；推进气筒2上安装有电磁阀A 8，灭火器罐1上安装有电磁阀B17和压力开关13；当控制模块21启动灭火装置20时，电磁阀A 8和电磁阀B17打开，推进气筒2内的氮气进入灭火剂罐1中，驱动灭火器管1内的灭火药剂喷出，喷出压力达到压力开关13的阈值后，压力开关13打开，灭火药剂从所述装置壳体18上的雾化喷嘴3喷出，完成灭火；所述推进气筒2上还安装有压力变送器16，所述压力变送器16与主板9电连接，用于实时监测推进气筒2中压力的变化。

所述主板9包括主控单元、数据采集单元、数据存储单元、数据显示单元和通信单元；其中，所述主控单元是以内核单片机为核心的最小系统；所述数据采集单元主要包含烟雾浓度采集、温度变化采集和电池电压采集；所述数据存储单元使用EEPROM芯片来记录系统运行过程中发生的事件；所述数据显示单元采用LCD显示操作界面以及实时数据；

所述灭火策略算法如下：启动定时器开始计时，每秒钟将采集到的空气样本中烟雾浓度数据和温度数据通过队列发送到数据分析任务中，对比烟雾浓度是否达到设定阈值；当烟雾浓度未达到阈值时，继续循环采集环境中烟雾浓度数据和温度数据；当烟雾浓度达到阈值时，存储烟雾浓度数据，触发一级火警警报，并更新计时器，开启30min倒计时；

在30min倒计时内，当采集空气样本的温度达到阈值时，触发二级火警报警，并启动计时器进入30秒倒计时，倒计时结束后启动灭火装置；当采集到的空气样本温度没有达到阈值时，以5min为一个单元开启倒计时，记录每秒采集到的空气样本温度波动率并累加，达到5min后计算平均温度波动速率，并与设定的温度波动速率阈值对比；当超过设定温度波动速率阈值时，触发二级火警报警，并启动30s倒计时；倒计时结束后启动灭火装置；当没有超过温度波动速率阈值时，重复下一个5min倒计时单元；直到6个5min倒计时单元的平均温度波动速率均未超过设定温度波动速率阈值，解除一级火警警报，重复每秒钟将采集到的空气样本中烟雾浓度数据和温度数据通过队列发送到数据分析任务中。

所述显示器6具备显示工作状态、火警事件信息、查询历史事件、系统时间设置、配置GSM用户的功能。

所述操作面板15上设置有方向键、取消键、确认键、复位键、模式切换键、紧急启动键、报警启动键、工作状态指示灯、喷洒状态指示灯、主电状态指示灯、备电状态指示灯及总电源开关按钮。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种灭火探测控制装置，其特征在于：包括壳体、供电模块、采样模块、探测模块灭火装置和控制模块，所述装置驱动电启动灭火装置灭火；

供电模块为装置供电；壳体放置在待保护的标准机柜内部；

采样模块包括气体循环系统和气体采样管；气体循环系统安装在壳体内部，气体采样管安装在标准机柜内部侧壁上，一端与气体循环系统连通，另一端封死；气体采样管上设有均匀分布的采气孔，气体循环系统通过采气孔吸入不同位置的空气样本，并通过管路传输到探测模块；

探测模块包括烟感探测器和温度探测器，分别对空气样本中的烟雾和温度进行检测，并把测得数据传输到控制模块进行分析；

控制模块包括主板和报警器；当主板根据灭火策略算法分析判定空气样本中烟雾含量达到烟感探测器设定阈值时，发出一级火警指令并控制报警器报警；报出一级火警间隔时间内，空气样本温度达到温度探测器设定阈值时，发出二级火警指令，控制报警器报警，并启动灭火倒计时；倒计时结束后主板发出喷洒命令，输出控制电源驱动灭火装置。

2.根据权利要求1所述一种灭火探测控制装置，其特征在于：所述灭火算法策略为：启动定时器开始计时，每秒钟将采集到的待保护标准机柜内空气样本中烟雾浓度数据和温度数据通过队列发送到数据分析任务中，对比烟雾浓度是否达到设定阈值；当烟雾浓度未达到阈值时，继续循环采集环境中烟雾浓度数据和温度数据；当烟雾浓度达到阈值时，存储烟雾浓度数据，触发一级火警警报，并更新计时器，开启间隔时间30min倒计时；

在30min倒计时内，当采集空气样本的温度达到阈值时，触发二级火警报警，并启动30s灭火倒计时，倒计时结束后启动灭火装置；当采集到的空气样本温度没有达到阈值时，以5min为一个单元开启倒计时，记录每秒采集到的空气样本温度波动率并累加，达到5min后计算平均温度波动速率，并与设定的温度波动速率阈值对比；当超过设定温度波动速率阈值时，触发二级火警报警，并启动30s灭火倒计时；倒计时结束后启动灭火装置；当没有超过温度波动速率阈值时，重复下一个5min倒计时单元；直到6个5min倒计时单元的平均温度波动速率均未超过设定温度波动速率阈值，一级火警报警解除，重复每秒钟将采集到的空气样本中烟雾浓度数据和温度数据通过队列发送到数据分析任务中。

3.根据权利要求2所述一种灭火探测控制装置，其特征在于：所述壳体为1U标准尺寸，壳体上安装有显示器和操作面板，并设有雾化喷嘴、进气口、出气口、电源接口和功能端子。

4.根据权利要求3所述一种灭火探测控制装置，其特征在于：所述灭火装置设置在壳体内部，组成灭火探测控制一体机；或者，所述灭火装置设置在壳体外部，组成灭火探测控制分体机。

5.根据权利要求4所述一种灭火探测控制装置，其特征在于：所述灭火装置位于壳体内部，包括灭火剂罐和推进气筒；灭火剂罐上设有电磁阀A和压力开关，推进气筒上设有电磁阀B，推进气筒和灭火剂罐通过管路连接；当主板启动灭火装置时，电磁阀A和电磁阀B打开，推进气筒内的气体进入灭火剂罐中驱动灭火药剂喷出，喷出压力达到压力开关的阈值后，压力开关开启，灭火药剂从壳体上的雾化喷嘴喷出，实现灭火。

6.根据权利要求3所述一种灭火探测控制装置，其特征在于：所述供电模块包括外部电源、变压器和内置电源，所述内置电源内设有蓄电池；正常情况下，所述装置通过电源接口连接AC2 20V外部电源，外部电源经变压器变压后输出DC24V电源，为所述装置供电，并为内置电源中的蓄电池充电；当外部电源供电中断时，内置电源中的蓄电池为所述装置提供DC24V电源。

7.根据权利要求3所述一种灭火探测控制装置，其特征在于：所述采样模块中，气体采样管为PVC材质，采气孔数量按每台标准机柜3个均匀布置。

8.根据权利要求3所述一种灭火探测控制装置，其特征在于：所述探测模块中，烟雾探测器为高精密管路采样式和高灵敏型吸气式感烟火灾探测模组，所述温度探测器为数字温度传感器；完成测量后，空气样本从壳体上设置的出气口排空。

9.根据权利要求3所述一种灭火探测控制装置，其特征在于：所述控制模块中，主板包括主控单元、数据采集单元、数据存储单元、数据显示单元和通信单元；其中，所述主控单元是以内核单片机为核心的最小系统；所述数据采集单元主要包含烟雾浓度采集、温度变化采集和电池电压采集；所述数据存储单元使用EEPROM芯片来记录系统运行过程中发生的事件；所述数据显示单元采用LCD显示操作界面以及实时数据。

10.根据权利要求1～9任一项所述一种灭火探测控制装置，其特征在于：所述控制模块还包括操作面板和显示器；所述显示器显示工作状态、火警事件信息、查询历史事件、系统时间设置、配置GSM用户；所述操作面板上设置有方向键、取消键、确认键、复位键、模式切换键、紧急启动键、报警启动键、工作状态指示灯、喷洒状态指示灯、主电状态指示灯、备电状态指示灯及总电源开关按钮。

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