CN116328243A - 基于光纤传感器的集体宿舍本地防火方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于光纤传感器的集体宿舍本地防火方法及装置，其中方法包括如下步骤：S1，通过多参量光纤传感模块收集现场的多类目标信息，以将目标信息调制到光信号中；S2，通过信息处理模块，判断每一类目标信息的突变率是否达到预设阈值，其中突变率由ΔX/ΔT来计算，ΔX表示目标信息的变化量，ΔT表示时间的变化量，若不存在突变率达到预设阈值的目标信息，则不做进一步处理，若存在突变率达到预设阈值的目标信息，则获取对应的目标信息量，并进入步骤S3；S3，信息处理模块根据获取的目标信息量自动处理目标信息，并根据处理结果输出信号指令；S4，通过告警控制模块接收信号指令，并根据指令自动控制相应的告警设备及防火设备工作。
Description
技术领域
本发明涉及火灾预防领域，尤其是涉及一种基于光纤传感器的集体宿舍本地防火方法及装置。
背景技术
在各种灾害中，火灾是最经常、最普遍地威胁公众安全和社会发展的主要灾害之一。而对于集体宿舍这类场所来说，防火尤其重要。为了防火安全，我国集体宿舍主要安装的是烟雾报警，有的集体宿舍还安装了一个火灾自动喷淋系统。
目前，集体宿舍主要存在以下防火问题:1.由于主要是针对烟雾感知预警，感知对象单一，无法区分是火灾引起的烟雾，还是非火灾引起(如做饭、抽烟引起)的烟雾，因此可能会造成火警误报。2.目前主要技术是采用烟雾感知，现场测试表明：火灾前是先发生“温度升高”而后产生“烟雾迷漫”，而且有些火灾发生时并无烟雾产生，但是局地温度一定会上升。3.一些火灾自动喷淋系统对火灾反应迟钝，判断不准确，对火灾发源地的扑灭针对性不强。
发明内容
为解决上述背景技术中提出的问题，本发明的目的在于提供一种基于光纤传感器的集体宿舍本地防火方法。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种基于光纤传感器的集体宿舍本地防火方法，包括如下步骤：
S1，通过多参量光纤传感模块收集现场的多类目标信息，以将目标信息调制到光信号中；
S2，通过信息处理模块，判断每一类目标信息的突变率是否达到预设阈值，其中突变率由ΔX/ΔT来计算，ΔX表示目标信息的变化量，ΔT表示时间的变化量，若不存在突变率达到预设阈值的目标信息，则不做进一步处理，若存在突变率达到预设阈值的目标信息，则获取对应的目标信息量，并进入步骤S3；
S3，信息处理模块根据获取的目标信息量自动处理目标信息，并根据处理结果输出信号指令；
S4，通过告警控制模块接收信号指令，并根据指令自动控制相应的告警设备及防火设备工作。
在一些实施例中，多类目标信息至少包括温度信息、烟雾度信息、火光强度信息及声响度信息。
在一些实施例中，多类目标信息还包括二氧化碳浓度信息、一氧化碳浓度信息及氧气浓度信息。
在一些实施例中，步骤S4中，所述告警控制模块控制告警器、降温器和/或自动喷淋系统工作。
本发明另一方面提供了一种基于光纤传感器的集体宿舍本地防火装置，采用上述的基于光纤传感器的集体宿舍本地防火方法来实现防火，且包括多参量光纤传感模块、信息处理模块、告警控制模块和电源；
所述多参量光纤传感模块包括传输光纤以及沿光路传递顺序依次设置的激光源、若干个光纤传感器、光探测器、解调器及光电器；
每个光纤传感器沿光路传递顺序依次包括入射光纤、调制器、出射光纤，调制器用于将该测量点的目标信息调制到激光源发出的光信号中；
在整条光纤上按先后顺序依次串接设置有若干个光纤传感器的对应的若干个测量点，用于分布式依次测量各个不同的目标信息；
所述光探测器用于获取调制后的光信号；
所述解调器用于对多路调制后的光信号分别按先后顺序解调后，依次发送至光电器，所述光电器用于对光信号进行光电转换，从而依次按先后顺序得到包含不同目标信息的电信号。
在一些实施例中，所述光电器的后端还设置有放大器、滤波器及整流器，分别用于对电信号进行放大、滤波及整流处理，然后再传递至所述信息处理模块。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供的基于光纤传感器的集体宿舍本地防火方法及装置，利用分布式光纤传感技术，采集多类信息来判断当前状况，避免了现有技术中仅采用烟雾报警的误判，能够实现火灾预告、预警及报警分层级控制，并采取降温、喷淋措施进行降温、灭火，从而阻止火灾产生及扩大；另外，本发明摒弃了传统方案中直接对目标信息量进行识别与控制，而是先对目标信息的突变率识别，提高了系统的抗干扰能力，降低了因对环境基础条件(如室温的正常升高、烟雾度的正常升高等)改变而形成误判与误报的可能，增加了防火预警的灵敏度；同时，由于原始目标信息并不需要上传，只有目标信息的突变量达到预先设定的阈值后的信息才需要上传，因此过滤掉了大量无效信息，从而极大减轻了工作时的信息量及信息处理量，提高了运算效率。
附图说明
图1为本发明提供的基于光纤传感器的集体宿舍本地防火方法的流程图；
图2为本发明提供的基于光纤传感器的集体宿舍本地防火装置的模块连接示意图；
图3为多参量光纤传感模块的示意图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图和具体实施方式，进一步阐述本发明是如何实施的。
参照图1所示，本发明一方面提供了一种基于光纤传感器的集体宿舍本地防火方法，包括如下步骤：
S1，通过多参量光纤传感模块收集现场的多类目标信息，以将目标信息调制到光信号中；
S2，通过信息处理模块，判断每一类目标信息的突变率是否达到预设阈值，其中突变率由ΔX/ΔT来计算，ΔX表示目标信息的变化量，ΔT表示时间的变化量，若不存在突变率达到预设阈值的目标信息，则不做进一步处理，若存在突变率达到预设阈值的目标信息，则获取对应的目标信息量，并进入步骤S3；
S3，信息处理模块根据获取的目标信息量自动处理目标信息，并根据处理结果输出信号指令；
S4，通过告警控制模块接收信号指令，并根据指令自动控制相应的告警设备及防火设备工作。
进一步地，多类目标信息至少包括温度信息、烟雾度信息、火光强度信息及声响度信息。
进一步地，多类目标信息还包括二氧化碳浓度信息、一氧化碳浓度信息及氧气浓度信息。
进一步地，步骤S4中，告警控制模块控制告警器、降温器和/或自动喷淋系统工作。告警控制模块工作时，可在告警的同时进行降温联动，达到防火、防爆的目的。
本发明利用分布式光纤传感技术，采集多类信息来判断当前状况，避免了现有技术中仅采用烟雾报警的误判，能够实现火灾预告、预警及报警分层级控制，并采取降温、喷淋措施进行降温、灭火，从而阻止火灾产生及扩大；另外，本发明摒弃了传统方案中直接对目标信息量进行识别与控制，而是先对目标信息的突变率识别，提高了系统的抗干扰能力，降低了因对环境基础条件(如室温的正常升高、烟雾度的正常升高等)改变而形成误判与误报的可能，增加了防火预警的灵敏度；同时，由于原始目标信息并不需要上传，只有目标信息的突变量达到预先设定的阈值后的信息才需要上传，因此过滤掉了大量无效信息，从而极大减轻了工作时的信息量及信息处理量，提高了运算效率。
参照图2和图3所示，本发明另一方面提供了一种基于光纤传感器的集体宿舍本地防火装置，采用上述的基于光纤传感器的集体宿舍本地防火方法来实现防火，且包括多参量光纤传感模块10、信息处理模块20、告警控制模块30和电源40；多参量光纤传感模块10包括传输光纤以及沿光路传递顺序依次设置的激光源1、若干个光纤传感器、光探测器3、解调器4及光电器5；每个光纤传感器沿光路传递顺序依次包括入射光纤、调制器2、出射光纤，调制器2用于将该测量点的目标信息调制到激光源1发出的光信号中；在整条光纤上按先后顺序依次串接设置有若干个光纤传感器的对应的若干个测量点，用于分布式依次测量各个不同的目标信息；光探测器3用于获取调制后的光信号；解调器4用于对多路调制后的光信号分别按先后顺序解调后，依次发送至光电器5，光电器5用于对光信号进行光电转换，从而依次按先后顺序得到包含不同目标信息的电信号。
进一步地，光电器5的后端还设置有放大器6、滤波器7及整流器8，分别用于对电信号进行放大、滤波及整流处理，然后再传递至信息处理模块20。
可以理解的是，信息综合处理模块20可采用现有的控制芯片结合时序数据库、数据分析和评估软件而成。可采用分布式计算架构和时序数据库，通过数据分析和评估软件，对所有有效信息进行分析计算、评估诊断、趋势研判、智能综合判断与决策，最后根据判断结果进行对外输出与控制操作。其中时序数据库就是存放带有时间标签的时间序列数据的数据库，并且支持时序数据的快速写入、持久化、多纬度的聚合查询、分布式存储数据信息等基本功能，同时时序数据的查询也总是会带上时间作为过滤条件。时序数据库主要涉及写入、存储和读取经信息过滤等预处理后温度、烟雾度、火光强度、声响度等靶子信息的变化量，亦即在相同取样时间ΔT内的变化率。
本发明用光作为敏感信息的载体，用光纤作为传递敏感信息的媒介，具有一系列独特的优点：方便实现多目标信息量测量、电绝缘性能好、抗电磁干扰能力强、高灵敏度、防水、耐腐蚀、防爆、抗高温、光路可挠曲、便于与单片机连接等。
可以理解的是，多参量光纤传感模块10可采用现有的光纤传感器，在整条光纤上按先后顺序依次串接设置有若干个光纤传感器的对应的若干个测量点，其中包括温度测点、烟雾度测点、火光强度测点及声响度测点，上述测点可作为主要参数测点。另外，光纤上的多个测点还包括二氧化碳浓度测点、一氧化碳浓度测点及氧气浓度测点，上述测点可作为辅助参数测点。光纤传感器用于将测点的温度、烟雾度、火光强度、声响度、二氧化碳浓度、一氧化碳浓度或氧气这些目标参数与单色光相互作用，导致单色光的光学性质(如光的强度、波长、偏振态等)发生变化，成为被调制的光信号，进而再通过光电器5转换成电信号，然后经过放大、滤波、整流后输送到信息综合处理模块20。
另外，利用光波分复合技术，可在同一根光纤上设置多个不同类的测点，实现多路传感信息同时解调，获得不同点位的时序数据，从而通过一根光纤监测多个参量，实现多种功能。
本发明可用于学生宿舍、酒店、兵营、电力开关柜、变压器、户外刀闸等需要防火、限温的场所。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。
Claims (6)
1.一种基于光纤传感器的集体宿舍本地防火方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1，通过多参量光纤传感模块收集现场的多类目标信息，以将目标信息调制到光信号中；
S2，通过信息处理模块，判断每一类目标信息的突变率是否达到预设阈值，其中突变率由ΔX/ΔT来计算，ΔX表示目标信息的变化量，ΔT表示时间的变化量，若不存在突变率达到预设阈值的目标信息，则不做进一步处理，若存在突变率达到预设阈值的目标信息，则获取对应的目标信息量，并进入步骤S3；
S3，信息处理模块根据获取的目标信息量自动处理目标信息，并根据处理结果输出信号指令；
S4，通过告警控制模块接收信号指令，并根据指令自动控制相应的告警设备及防火设备工作。
2.根据权利要求1所述的基于光纤传感器的集体宿舍本地防火方法，其特征在于，多类目标信息至少包括温度信息、烟雾度信息、火光强度信息及声响度信息。
3.根据权利要求2所述的基于光纤传感器的集体宿舍本地防火方法，其特征在于，多类目标信息还包括二氧化碳浓度信息、一氧化碳浓度信息及氧气浓度信息。
4.根据权利要求1所述的基于光纤传感器的集体宿舍本地防火方法，步骤S4中，所述告警控制模块控制告警器、降温器和/或自动喷淋系统工作。
5.一种基于光纤传感器的集体宿舍本地防火装置，其特征在于，采用权利要求1-4任一项所述的基于光纤传感器的集体宿舍本地防火方法来实现防火，且包括多参量光纤传感模块(10)、信息处理模块(20)、告警控制模块(30)和电源(40)；
所述多参量光纤传感模块(10)包括传输光纤以及沿光路传递顺序依次设置的激光源(1)、若干个光纤传感器、光探测器(3)、解调器(4)及光电器(5)；
每个光纤传感器沿光路传递顺序依次包括入射光纤、调制器(2)、出射光纤，调制器(2)用于将该测量点的目标信息调制到激光源(1)发出的光信号中；
在整条光纤上按先后顺序依次串接设置有若干个光纤传感器的对应的若干个测量点，用于分布式依次测量各个不同的目标信息；
所述光探测器(3)用于获取调制后的光信号；
所述解调器(4)用于对多路调制后的光信号分别按先后顺序解调后，依次发送至光电器(5)，所述光电器(5)用于对光信号进行光电转换，从而依次按先后顺序得到包含不同目标信息的电信号。
6.根据权利要求5所述的基于光纤传感器的集体宿舍本地防火方法，其特征在于，所述光电器(5)的后端还设置有放大器(6)、滤波器(7)及整流器(8)，分别用于对电信号进行放大、滤波及整流处理，然后再传递至所述信息处理模块(20)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant |