CN116678916B - 一种基于燃料床的林火蔓延监测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种基于燃料床的林火蔓延监测系统和方法。该系统，借助燃料床进行森林火灾模拟实验，利用传感器装设模块实现对森林火灾的立体模拟监测，通过热电偶、气体检测模块、图像采集模块精确测定火线蔓延速率、火场温度、火焰几何特征等参数，进而获得林火蔓延规律，为有效监测森林火灾的蔓延速率、火场温度分布、烟气成分、火焰及火线几何特征，实现火线蔓延的立体监测以及气体、温度、浓度等不同监测类型的同步进行，探索森林火灾蔓延发展规律提供更高精度的数据支撑。
Description
技术领域
本申请涉及森林火灾防治技术领域，特别涉及一种基于燃料床的林火蔓延监测系统及方法。
背景技术
森林资源是生物多样化的基础，它不仅能够为生产和生活提供多种宝贵的木材和原材料，而且具有调节气候、净化空气、保持水土等功能。森林火灾是指失去人为控制，在林内自由蔓延和扩展，给森林、自然生态系统和人类带来危害和损失的森林燃烧现象。
在全球气候变暖背景下，遭遇森林火灾的态势逐渐增强。森林火灾具有突发性、破坏性大、处置救助困难等特征，因此，森林火灾的防治与扑救一直是一个巨大的挑战。
在森林火灾防治领域，掌握林火蔓延规律是森林火灾防治与扑救的前提和基础，大量实例表明，借助燃料床进行森林火灾模拟实验，是研究林火蔓延的有效手段，在实验过程中，通过测定火线蔓延速率、火场温度、火焰几何特征等参数，进而获得林火蔓延规律。因而，在森林火灾试验过程中，如何精确获得林火蔓延特征参数是得出正确结论的关键。
发明内容
本申请的目的在于提供一种基于燃料床的林火蔓延监测系统及方法，以解决或缓解上述现有技术中存在的问题。
为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：
本申请提供一种基于燃料床的林火蔓延监测系统，包括：燃料床，包括：底座和防火板，所述防火板通过铰链转动连接于所述底座上，且能够绕所述铰链进行俯仰转动；所述防火板上均匀铺设有燃料，用于模拟森林火灾燃烧；其中，所述铰链的转动轴线沿第二方向延伸，所述第二方向为所述燃料燃烧时火线的长度方向；传感器装设模块，包括：固定滑道和滑动架，所述固定滑道布置于所述防火板上，且沿第一方向延伸；所述滑动架为冂型结构，所述冂型结构的竖杆滑动安装于所述固定滑道上，能够在所述固定滑道上所述第一方向移动，所述冂型结构的横杆上并列设有多个电偶安装杆，每个所述电偶安装杆均能够沿所述第二方向滑动，且每个所述电偶安装杆上分别并列安装有多个热电偶，每个所述热电偶均能够沿第三方向移动调节；其中，所述第一方向为所述燃料燃烧时火线的蔓延方向，所述第三方向为所述防火板上铺设所述燃料的表面的法线方向；气体检测模块，用于对所述防火板上铺设的燃料燃烧时产生的气体进行收集；图像采集模块，用于分别从所述燃料燃烧时火线的后方、上方对所述燃料燃烧时的火线蔓延进行实时图像采集。
优选的，所述防火板为3层嵌入式结构，包括：上层铝板、下层铝板和陶瓷纤维板，所述上层铝板与所述下层铝板之间镶嵌所述陶瓷纤维板。
优选的，所述防火板的边缘与所述底座的边缘之间通过所述铰链转动连接；且所述底座和所述防火板之间还设置有伸缩杆，所述伸缩杆的上端与所述防火板转动连接，下端与所述底座转动连接。
优选的，所述防火板上均匀划分多个铺设区域，所述燃料按照预设铺设重量和预设铺设厚度均匀铺设于每个所述铺设区域。
优选的，所述固定滑道包括两根滑道杆，两根所述滑道杆均沿所述第一方向延伸，且沿所述第二方向并列设置于所述防火板上。
优选的，所述滑道杆上设置有沿所述第一方向贯穿的第一滑槽，其中，所述第一滑槽的横截面为上小下大的结构，所述第一滑槽包括：限位部和贯通部，所述限位部位于所述贯通部下方，且沿所述第二方向，所述限位部的尺寸大于所述贯通部的尺寸；所述贯通部贯通所述滑道杆的上表面；对应的，所述冂型结构的竖杆与所述滑道杆之间通过角件螺栓连接，其中，所述角件为L型结构，所述角件的L型结构分别通过第一滑动连接螺栓连接于所述冂型结构的竖杆及所述滑道杆上；所述第一滑动连接螺栓的头部位于所述限位部内，所述第一滑动连接螺栓的杆部穿过所述贯通部后与所述角件连接。
优选的，所述冂型结构的横杆上沿所述第二方向设置有第二滑槽，所述第二滑槽滑动安装有T型线夹；所述T型线夹的头部与所述第二滑槽之间通过第二滑动连接螺栓连接，所述T型线夹的尾部设有夹紧通孔，所述夹紧通孔内可拆卸安装所述电偶安装杆。
优选的，所述热电偶通过对扣式线夹可拆卸安装于所述电偶安装杆上；其中，所述对扣式线夹包括对称布置的两个线夹本体，两个所述线夹本体夹紧所述电偶安装杆和所述热电偶。
优选的，所述气体检测模块包括：过滤罩、气体传感器和真空泵；所述过滤罩为上小下大的喇叭口状，所述过滤罩位于所述防火板的中心轴线沿所述第一方向的延伸线上，且位于所述铰链外侧100毫米处，用于过滤所述防火板上铺设的燃料燃烧不充分产生的灰尘；所述过滤罩通过气体管道连接所述真空泵，所述真空泵用于提供抽取所述防火板上铺设的燃料燃烧产生的烟气的负压；所述气体传感器有多个，多个所述气体传感器为不同类型，且均安装于所述气体管道上。
本申请实施例还提供一种基于燃料床的林火蔓延监测方法，采用上述任一所述的基于燃料床的林火蔓延监测系统，所述基于燃料床的林火蔓延监测方法包括：将燃料按照预设铺设重量和预设铺设厚度均匀铺设在防火板上，并将所述防火板调整至预设倾角；按照预设间距调整热电偶之间的间距；其中，沿所述第一方向、所述第二方向、所述第三方向的相邻所述热电偶之间的间距相同；将所述气体检测模块、所述图像采集模块分别布置于预设位置后，打开所述气体检测模块与所述图像采集模块；点燃所述防火板上的燃料，由所述热电偶采集所述燃料燃烧过程中的环境温度，并确定所述燃料燃烧时火线到达对应的所述热电偶正下方的时间数据；由所述气体检测模块对所述防火板上铺设的燃料燃烧产生的气体浓度进行检测；由所述图像采集模块分别从所述燃料燃烧时火线的后方、上方对所述燃料燃烧时的火线蔓延进行实时图像采集。
有益效果：
本申请实施例提供的基于燃料床的林火蔓延监测系统中，燃料床包括：底座和防火板，所述防火板通过铰链转动连接于所述底座上，且能够绕所述铰链进行俯仰转动；所述防火板上均匀铺设有燃料，用于模拟森林火灾燃烧；其中，所述铰链的转动轴线沿第二方向延伸，所述第二方向为所述燃料燃烧时火线的长度方向；传感器装设模块包括：固定滑道和滑动架，所述固定滑道布置于所述防火板上，且沿第一方向延伸；所述滑动架为冂型结构，所述冂型结构的竖杆滑动安装于所述固定滑道上，能够在所述固定滑道上所述第一方向移动，所述冂型结构的横杆上并列设有多个电偶安装杆，每个所述电偶安装杆均能够沿所述第二方向滑动，且每个所述电偶安装杆上分别并列安装有多个热电偶，每个所述热电偶均能够沿第三方向移动调节；其中，所述第一方向为所述燃料燃烧时火线的蔓延方向，所述第三方向为所述防火板上铺设所述燃料的表面的法线方向；气体检测模块用于对所述防火板上铺设的燃料燃烧时产生的气体进行收集；图像采集模块用于分别从所述燃料燃烧时火线的后方、上方对所述燃料燃烧时的火线蔓延进行实时图像采集。
籍此，借助燃料床进行森林火灾模拟实验，利用传感器装设模块实现对森林火灾的立体模拟监测，通过热电偶、气体检测模块、图像采集模块精确测定火线蔓延速率、火场温度、火焰几何特征等参数，进而获得林火蔓延规律，为有效监测森林火灾的蔓延速率、火场温度分布、烟气成分、火焰及火线几何特征，实现火线蔓延的立体监测以及气体、温度、浓度等不同监测类型的同步进行，探索森林火灾蔓延发展规律提供更高精度的数据支撑。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。其中：
图1为根据本申请的一些实施例提供的一种基于燃料床的林火蔓延监测系统的结构示意图；
图2为根据本申请的一些实施例提供的燃料床的结构示意图；
图3为根据本申请的一些实施例提供的传感器装设模块的结构示意图；
图4为根据本申请的一些实施例提供的滑道杆与防火板、竖杆之间的装配示意图；
图5为根据本申请的一些实施例提供的T型线夹与横杆、电偶安装杆之间的装配示意图；
图6为根据本申请的一些实施例提供的基于燃料床的林火蔓延监测方法的流程示意图。
附图标记说明：
100、燃料床；200、传感器装设模块；300、气体检测模块；400、图像采集模块；
101、底座；102、防火板；103、铰链；111、上层铝板；122、陶瓷纤维板；132、下层铝板；
201、固定滑道；202、滑动架；203、电偶安装杆；204、角件；205、T型线夹；211、滑道杆；212、竖杆；222、横杆。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。各个示例通过本申请的解释的方式提供而非限制本申请。实际上，本领域的技术人员将清楚，在不脱离本申请的范围或精神的情况下，可在本申请中进行修改和变型。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例，以产生又一个实施例。因此，所期望的是，本申请包含归入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变型。
在森林火灾实验过程中，精确获得林火蔓延特征参数是得出正确实验结论的关键，但申请人研究发现，在现有的监测手段中，主要存在以下问题：（1）热电偶一般沿火灾模拟平台的轴心布设，且数量很少，只能监测得到火线在单一方向上的温度数据和蔓延速度，不能获得火场立体空间上全局的温度分布和火线在三维方向上的蔓延速度；（2）热电偶固定在火灾模拟平台底部，不可避免地与燃料床的组件接触，造成监测数据产生较大误差；（3）热电偶布设一旦确定便不能变换位置，不能根据实验需要及时调整相邻热电偶之间的间距；（4）在林火蔓延过程中，监测设备的各组件之间相互独立，不能实现温度、烟气浓度的同步监测。
基于此，申请人提出了一种基于燃料床的林火蔓延监测技术，借助燃料床进行森林火灾模拟实验，精确测定火线蔓延速率、火场温度、火焰几何特征等参数，进而获得林火蔓延规律。如图1至图6所示，该基于燃料床的林火蔓延监测系统包括：燃料床100、传感器装设模块200、气体检测模块300和图像采集模块400。
在此，为便于说明，定义在试验过程中，燃料燃烧时火焰的蔓延方向为第一方向，火线的长度方向为第二方向，垂直于燃料表面的法线方向为第三方向。
本申请中，燃料床100包括底座101和防火板102，防火板102通过铰链103转动连接于底座101上，且能够绕铰链103进行俯仰转动，其中，铰链103的转动轴线沿第二方向延伸。具体的，防火板102的边缘与底座101的边缘之间通过铰链103转动连接；且底座101和防火板102之间还设置有伸缩杆，伸缩杆的上端与防火板102转动连接，下端与底座101转动连接。籍此，通过防火板102与底座101之间的相对倾角的调整，可以有效模拟林火蔓延时的地形坡度，当防火板102调整至合适的模拟角度后，通过伸缩杆对防火板102进行支撑，使防火板102在试验过程中坡度保持恒定。其中，伸缩杆可采用电缸、气缸等形式，并不对此进行限制。
在防火板102上均匀铺设燃料，用于模拟森林火灾燃烧，具体的，在防火板102上均匀划分多个铺设区域，燃料按照铺设重量和铺设厚度均匀铺设于每个铺设区域。籍此，通过对每个铺设区域的燃料变量进行控制，提高燃料铺设的均匀性，有效确保燃料能够均匀铺设，降低燃料床100上燃料载量大小对火线蔓延及火强度的影响，提高试验的准确性。
本申请中，通过燃料模拟森林可燃物、防火板102模拟森林地表，防火板102下方的区域模拟为森林地表以下。防火板102包括3层嵌入式结构，上层和下层均为2毫米厚的铝板（上层铝板112、下层铝板132），两层铝板之间的中间层为10毫米厚的陶瓷纤维板122，具体的，上层铝板112的下表面以及下层铝板132的上表面设有镶嵌凹槽，陶瓷纤维板122位于上层铝板112、下层铝板132的镶嵌凹槽内。籍此，一方面，在试验过程中，通过陶瓷纤维板122有效的燃料燃烧时的高温进行隔绝，避免试验时火线温度传递到其它部位；同时，通过铝板、陶瓷纤维板122在保证试验过程中的足够强度的基础上，有效的降低防火板102的重量；另一方面，通过10毫米厚的陶瓷纤维板122更加真实的模拟森林地表的热传导，燃料在燃烧过程中具有与森林地表相近的导热系数。
此外，防火板102的3层结构之间还可以通过多个紧固件紧固连接，且多个紧固件沿防火板102的周向均布。比如，在防火板102中间层的陶瓷纤维板122上下两面的四角分别对称设置连接定位柱，在连接定位柱上开设外螺纹，上层和下层的铝板的四角分别开设定位安装孔，定位安装孔穿过对应的连接定位柱后，通过螺母将铝板与陶瓷纤维板122压紧连接。籍此，通过连接定位柱与定位安装孔的配合，即实现了铝板与陶瓷纤维板122之间的定位装配，同时，又实现了铝板和陶瓷纤维板122之间的紧固。
本申请中，传感器装设模块200包括：固定滑道201和滑动架202。其中，固定滑道201布置于防火板102上，且沿第一方向延伸，具体的，固定滑道201包括两根滑道杆211，两根滑道杆211均沿第一方向延伸，且沿第二方向并列设置于防火板102上，即两根滑道杆211分别靠近防火板102沿第二方向的端面，且固定于防火板102的上表面。
滑动架202为冂型结构，冂型结构的竖杆212滑动安装于固定滑道201上，能够在固定滑道201上沿第一方向移动。具体的，在滑道杆211上设置有沿第一方向贯穿的第一滑槽，其中，第一滑槽的横截面为上小下大的结构，第一滑槽包括限位部和贯通部，限位部位于贯通部下方，且沿第二方向，限位部的尺寸大于贯通部的尺寸，贯通部贯通滑道杆211的上表面；对应的，冂型结构的竖杆212与滑道杆211之间通过角件204螺栓连接，角件204为L型结构，角件204的L型结构分别通过第一滑动连接螺栓连接于冂型结构的竖杆212及滑道杆211上，第一滑动连接螺栓的头部位于限位部内，第一滑动螺栓的杆部穿过贯通部后与角件204连接。
第一滑槽沿第一方向贯穿滑道杆211的两端，安装过程中，第一滑动连接螺栓由滑道杆211的端部装入，其中，第一滑动连接螺栓的头部装入限位部中，通过限位部阻止第一滑动连接螺栓转动；第一滑动连接螺栓的杆部穿过贯穿部后，与角件204的L型结构上的螺栓孔适配连接，并在将其调整至第一方向上的设定位置后，通过螺母进行紧固，籍此，实现冂型结构沿第一方向的位置调整；且使得滑动架202能够与防火板102随动俯仰，与防火板102上铺设的燃料始终保持垂直，实现了对防火板102正上方温度的有效监测，同时避免了防火板102在转动过程中与滑动架202的可能干涉。在此，需要说明的是，冂型结构的竖杆212与角件204之间，可采用滑道杆211与角件204之间相同的连接方式；滑道杆211可拆卸连接于防火板102的上表面时，也可采用滑道杆211与冂型结构的竖杆212之间的相同连接方式，通过角件204进行连接；也就是说，通过滑道杆211上设置的滑槽结构，实现滑道杆211与防火板102的可拆卸连接，在此不再一一赘述。
冂型结构的横杆222上并列设有多个电偶安装杆203，每个电偶安装杆203均能够沿第二方向滑动，每个电偶安装杆203均能够沿第二方向滑动。具体的，在冂型结构的横杆222上沿第二方向设置有第二滑槽，第二滑槽滑动安装有T型线夹205，T型线夹205上可拆卸安装电偶安装杆203；T型线夹205的头部与第二滑槽之间通过第二滑动连接螺栓，T型线夹205的尾部设有夹紧通孔，夹紧通孔内安装电偶安装杆203。在一具体的例子中，第二滑槽采用与第一滑槽相同的结构形式，T型线夹205包括线夹本体和夹紧部，在线夹本体上开设有安装孔，第二滑动连接螺栓的头部位于第二滑槽的限位部内，第二滑动连接螺栓的头部穿过第二滑槽的贯穿部后，与线夹本体上的安装孔通过螺母连接，当沿第二方向将T型线夹205移动到设定的位置后，即可将第二线夹紧固在冂型结构的横杆222上。籍此，通过T型线夹205与冂型结构的横杆222的配合，使得可以在第二方向对不同位置处的火线蔓延进行监测。
夹紧部与线夹本体之间采用螺栓连接，且在夹紧部与线夹本体上分别设置由相适配的半圆孔，夹紧部的半圆孔与线夹本体的半圆孔扣合后形成安装电偶安装杆203的夹紧通孔。籍此，使得电偶安装杆203能够沿第三方向进行移动调节，适应燃料正上方（防火板102的法线方向）不同位置处的温度监测，具体的，通过在每个电偶安装杆203上分别并列安装有多个热电偶，每个热电偶均能沿第三方向移动调节，实现对燃料正上方（防火板102的法线方向）火线蔓延时不同位置处进行监测。
在一具体的例子中，热电偶通过对扣式线夹可拆卸安装于电偶安装杆203上；其中，对扣式线夹包括对称布置的两个线夹本体，两个线夹本体夹紧电偶安装杆203和热电偶。具体的，沿线夹本体的长度方向依次设置有第一半圆弧和第二半圆弧，且两个线夹本体的第一半圆弧对称扣压在电偶安装杆203的表面，两个第二半圆弧对称扣压在热电偶的表面，并通过螺栓紧固件将两个线夹本体夹紧；或者，通过T型线夹205将电偶安装杆203固定在冂型结构的横杆222上，再通过对扣式的电偶夹将热电偶固定在电偶安装杆203上。
本申请中，其它检测模块主要用于对防火板102上铺设的燃料燃烧时产生的气体进行收集。具体的，气体检测模块300包括：过滤罩、气体传感器和真空泵，过滤罩为上小下大的喇叭口状，位于防火板102中心轴线沿第一方向的延长线上，用于过滤防火板102上铺设的燃料燃烧不充分产生的灰尘。也就是说，防火板102沿第一方向的中心轴线的延长线上布置过滤罩，有效模拟监测燃料燃烧时火线由远及近产生的烟气浓度；同时，过滤罩位于铰链103外侧100毫米处，可以有效避免火线蔓延时产生的烟气温度过高而造成气体传感器的循坏，又能够对燃料燃烧不充分产生的烟气进行充分收集。
过滤罩通过气体管道连接真空泵，由真空泵提供抽取防火板102上铺设的燃料燃烧产生的烟气的负压，在气体管道上布置多个不同类型的气体传感器，比如，一氧化碳传感器、二氧化碳传感器等，以此对烟气中的不同组成成分进行浓度监测。
本申请中，图像采集模块400用于分别从燃料燃烧时火线的后方、上方对燃料燃烧时的火线蔓延进行实时图像采集。具体的，通过在燃料燃烧时火线的正上方以及火线蔓延的正后方布置图像采集设备（比如DV摄像机），对火线蔓延过程进行拍摄，将拍摄的录像、照片传输至数据处理设备（比如计算机），由数据处理设备从录像、照片中即可提取出火焰的长度、高度、倾角等几何特征。
籍此，利用本申请的监测系统可以借助燃料床100进行森林火灾模拟实验，精确测定火线蔓延速率、火场温度、火焰几何特征等参数，进而获得林火蔓延规律，为有效监测森林火灾的蔓延速率、火场温度分布、烟气成分、火焰及火线几何特征，实现火线蔓延的立体监测以及气体、温度、浓度等不同监测类型的同步进行，探索森林火灾蔓延发展规律提供更高精度的数据支撑。
如图6所示，本申请实施例还提供一种基于燃料床的林火蔓延监测方法，该方法采用上述任一实施例所述的基于燃料床的林火蔓延监测系统，该基于燃料床的林火蔓延监测方法包括：
步骤S101、将燃料按照预设铺设重量和预设铺设厚度均匀铺设在防火板102上，并将防火板102调整至预设倾角。
步骤S102、按照预设间距调整热电偶之间的间距，其中，沿第一方向、第二方向、第三方向的相邻热电偶之间的间距相同。
步骤S103、将气体检测模块300、图像采集模块400分别布置与预设位置后，打开气体检测模块300与图像采集模块400。
步骤S104、点燃防火板102上的燃料，由热电偶采集燃料燃烧过程中的环境温度，并确定燃料燃烧时火线到达对应的热电偶正下方的时间数据；由气体检测模块300对防火板102上铺设的燃料燃烧产生的气体浓度进行检测；由图像采集模块400分别从燃料燃烧时火线的后方、上方对燃料燃烧时的火线蔓延进行实时图像采集。
本申请实施例还提供一种基于燃料床的林火蔓延监测方法采用上述任一实施例所述的基于燃料床的林火蔓延监测系统实现其步骤、流程，并达到相同的技术效果，在此不再一一赘述。
以上所述仅为本申请的优选实施例，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于燃料床的林火蔓延监测系统，其特征在于，用于对林火蔓延时的火线蔓延速率、火场温度进行同步立体模拟监测，所述基于燃料床的林火蔓延监测系统包括：
燃料床，包括：底座和防火板，所述防火板通过铰链转动连接于所述底座上，且能够绕所述铰链进行俯仰转动；所述防火板上均匀铺设有燃料，用于模拟森林火灾燃烧；其中，所述铰链的转动轴线沿第二方向延伸，所述第二方向为所述燃料燃烧时火线的长度方向；
所述防火板为3层嵌入式结构，包括：上层铝板、下层铝板和陶瓷纤维板，所述上层铝板的下表面以及所述下层铝板的上表面设有镶嵌凹槽，所述陶瓷纤维板位于所述上层铝板、所述下层铝板的镶嵌凹槽内；所述陶瓷纤维板用于模拟森林地表的热传导，并隔绝所述燃料燃烧时的高温；
所述防火板上均匀划分多个铺设区域，所述燃料按照预设铺设重量和预设铺设厚度均匀铺设于每个所述铺设区域；
传感器装设模块，包括：固定滑道和滑动架，所述固定滑道布置于所述防火板上，且沿第一方向延伸；所述滑动架为冂型结构，所述冂型结构的竖杆滑动安装于所述固定滑道上，能够在所述固定滑道上所述第一方向移动，所述冂型结构的横杆上并列设有多个电偶安装杆，每个所述电偶安装杆均能够沿所述第二方向滑动，且每个所述电偶安装杆上分别并列安装有多个热电偶，每个所述热电偶均能够沿第三方向移动调节；其中，所述第一方向为所述燃料燃烧时火线的蔓延方向，所述第三方向为所述防火板上铺设所述燃料的表面的法线方向；
气体检测模块，用于对所述防火板上铺设的燃料燃烧时产生的气体进行收集；
图像采集模块，用于分别从所述燃料燃烧时火线的后方、上方对所述燃料燃烧时的火线蔓延进行实时图像采集。
2.根据权利要求1所述的基于燃料床的林火蔓延监测系统，其特征在于，所述防火板的边缘与所述底座的边缘之间通过所述铰链转动连接；
且所述底座和所述防火板之间还设置有伸缩杆，所述伸缩杆的上端与所述防火板转动连接，下端与所述底座转动连接。
3.根据权利要求1所述的基于燃料床的林火蔓延监测系统，其特征在于，所述固定滑道包括两根滑道杆，两根所述滑道杆均沿所述第一方向延伸，且沿所述第二方向并列设置于所述防火板上。
4.根据权利要求3所述的基于燃料床的林火蔓延监测系统，其特征在于，所述滑道杆上设置有沿所述第一方向贯穿的第一滑槽，其中，所述第一滑槽的横截面为上小下大的结构，所述第一滑槽包括：限位部和贯通部，所述限位部位于所述贯通部下方，且沿所述第二方向，所述限位部的尺寸大于所述贯通部的尺寸；所述贯通部贯通所述滑道杆的上表面；
对应的，
所述冂型结构的竖杆与所述滑道杆之间通过角件螺栓连接，其中，所述角件为L型结构，所述角件的L型结构分别通过第一滑动连接螺栓连接于所述冂型结构的竖杆及所述滑道杆上；
所述第一滑动连接螺栓的头部位于所述限位部内，所述第一滑动连接螺栓的杆部穿过所述贯通部后与所述角件连接。
5.根据权利要求1所述的基于燃料床的林火蔓延监测系统，其特征在于，所述冂型结构的横杆上沿所述第二方向设置有第二滑槽，所述第二滑槽滑动安装有T型线夹；
所述T型线夹的头部与所述第二滑槽之间通过第二滑动连接螺栓连接，所述T型线夹的尾部设有夹紧通孔，所述夹紧通孔内可拆卸安装所述电偶安装杆。
6.根据权利要求5所述的基于燃料床的林火蔓延监测系统，其特征在于，所述热电偶通过对扣式线夹可拆卸安装于所述电偶安装杆上；其中，所述对扣式线夹包括对称布置的两个线夹本体，两个所述线夹本体夹紧所述电偶安装杆和所述热电偶。
7.根据权利要求1所述的基于燃料床的林火蔓延监测系统，所述气体检测模块包括：过滤罩、气体传感器和真空泵；
所述过滤罩为上小下大的喇叭口状，所述过滤罩位于所述防火板的中心轴线沿所述第一方向的延伸线上，且位于所述铰链外侧100毫米处，用于过滤所述防火板上铺设的燃料燃烧不充分产生的灰尘；所述过滤罩通过气体管道连接所述真空泵，所述真空泵用于提供抽取所述防火板上铺设的燃料燃烧产生的烟气的负压；所述气体传感器有多个，多个所述气体传感器为不同类型，且均安装于所述气体管道上。
8.一种基于燃料床的林火蔓延监测方法，其特征在于，采用权利要求1-7任一所述的基于燃料床的林火蔓延监测系统，所述基于燃料床的林火蔓延监测方法包括：
将燃料按照预设铺设重量和预设铺设厚度均匀铺设在防火板上，并将所述防火板调整至预设倾角；
按照预设间距调整热电偶之间的间距；其中，沿所述第一方向、所述第二方向、所述第三方向的相邻所述热电偶之间的间距相同；
将所述气体检测模块、所述图像采集模块分别布置于预设位置后，打开所述气体检测模块与所述图像采集模块；
点燃所述防火板上的燃料，由所述热电偶采集所述燃料燃烧过程中的环境温度，并确定所述燃料燃烧时火线到达对应的所述热电偶正下方的时间数据；由所述气体检测模块对所述防火板上铺设的燃料燃烧产生的气体浓度进行检测；由所述图像采集模块分别从所述燃料燃烧时火线的后方、上方对所述燃料燃烧时的火线蔓延进行实时图像采集。
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|---|---|---|---|
| CN202310975928.0A CN116678916B (zh) | 2023-08-04 | 2023-08-04 | 一种基于燃料床的林火蔓延监测系统及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN116678916A CN116678916A (zh) | 2023-09-01 |
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2023
- 2023-08-04 CN CN202310975928.0A patent/CN116678916B/zh active Active
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| CN116678916A (zh) | 2023-09-01 |
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