CN117612318A - 一种火焰探测器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及火焰探测领域，公开了一种火焰探测器，包括壳体，所述壳体的内部固定连接有安装块，所述安装块的前侧设置有多个传感器，所述安装块的前侧中部固定连接有稳定杆，所述稳定杆的外壁转动连接有带动板，所述带动板的后侧固定连接有海绵块，所述壳体的内壁前侧固定连接有透明窗，所述带动板的外壁固定连接有承载环，所述承载环的外壁固定连接有齿环，所述壳体的底部固定连接有电机，所述电机的输出端固定连接有齿轮。能够智能识别探测范围内异常数据，并在算法构建数据模型，并以此作为对照驱动马达和电动伸缩杆实现跟随追踪功能，提高对空间内异常物体进行重点跟踪关注与警告提醒。
Description
技术领域
本发明涉及火焰探测技术领域，具体为一种火焰探测器。
背景技术
火灾是造成人员伤亡和财产损失的重大灾害之一。因此，火灾预防和及早发现成为至关重要的任务，火焰探测器是一种常见的设备，用于监测火焰的存在并及时发出警报，以便采取适当的措施以防止火灾的发生和扩散。
现有火焰探测器在使用过程中通过传感器来对检测范围内火源波动进行实时监测并发出警告，在实际使用过程中由于探测器角度有限，当受测物体超过探测范围，则需要对应增加探测器减少盲区，由此提高使用成本与维护成本，并且在长时间检测过程中为了提高检测准确性，每隔一段时间就需要人工登高对其发射端进行清洁，以此来减少阻挡避免误判，保证探测精度。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种火焰探测器，解决了现有技术中火焰探测器盲区较大，无法进行追踪并发出警报的问题，以及无自清洁功能，精度随使用时间下降的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种火焰探测器，包括壳体，所述壳体的内部固定连接有安装块，所述安装块的前侧设置有多个传感器，所述安装块的前侧中部固定连接有稳定杆，所述稳定杆的外壁转动连接有带动板，所述带动板的后侧固定连接有海绵块，所述壳体的内壁前侧固定连接有透明窗，所述带动板的外壁固定连接有承载环，所述承载环的外壁固定连接有齿环，所述壳体的底部固定连接有电机，所述电机的输出端固定连接有齿轮，所述壳体的外壁前侧固定连接有包围环，所述壳体的顶部设置有调节组件。
优选的，所述调节组件包括第一活动关节，所述第一活动关节固定连接在壳体的顶部后侧，所述第一活动关节的内壁活动连接有安装杆，所述安装杆的顶部活动连接有第二活动关节，所述第二活动关节的前侧滑动连接有锁栓，所述第二活动关节的顶部固定连接有锁定板，所述锁定板的内壁底部固定连接有马达，所述马达的输出端固定连接有叉型块，所述叉型块的底部后侧转动连接有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的输出端固定连接有调整柱，所述锁定板的底部开设有C型槽。
优选的，所述海绵块滑动连接在透明窗的前侧，所述承载环转动连接在壳体的内壁前侧，所述齿轮与齿环之间为啮合连接。
优选的，所述叉型块滑动连接在锁定板的内壁，所述电动伸缩杆滑动连接在C型槽的内壁，所述调整柱转动连接在壳体的后侧。
探测系统，包括清理模块、传感器监测模块、跟踪预估模块和警告模块；
所述清理模块用于扫落长时间使用所形成的积尘；
所述传感器检测模块用于收集烟雾传感器并进行数据合并处理；
所述跟踪预估模块用于对温度预估发展建立模型，并以此模型对所检测物体进行区别跟踪预测；
所述警告模块用于收到信号后通过多渠道方式实现警告提醒。
优选的，所述清理模块包括定时单元和指令下发单元；
所述定时单元用于对积尘清理区间进行划定时间范围；
所述指令下发单元用于当时间阈值到达后通过发送信号驱动组件完成功能。
优选的，所述传感器监测模块包括传感器检测单元、烟感数据共享单元和数据处理单元；
传感器检测单元用于温度传感器与红外传感器配合，获得探测范围内温度和火焰出现信息；
所述烟感数据共享单元用于统一收集探测范围内的多个烟雾报警数据；
所述数据处理单元用于对传感器以及烟雾报警的综合数据进行融合。
优选的，所述跟踪预估模块包括数据整合单元、模型生成单元、数据预测单元、重点跟踪单元；
所述数据整合单元用于对数据处理单元所形成的综合数据进行匹配筛选；
所述模型生成单元用于将数据整合单元筛选匹配后的数据通过算法进行温度模型构建；
所述数据预测单元用于套入模型通过算法对所探测范围内物体温度发展进行幅度预测；
所述重点跟踪单元用于对数据预测单元中个别物体的异常数据进行重点跟踪，并发送信号增加对该物体的探测范围数据收集。
优选的，警告模块包括数据收发单元和多渠道警报单元；
所述数据收发单元用于对异常温度物体位置信息进行数据发送；
所述多渠道警报单元用于发送信号至警报器与附近基站来实现多渠道警报，警报器为安装在建筑物或设备上的声音装置，通过发出高音量、高频率的声音来引起工作人员注意，基站为无线通信基站或网络基站，通过短信、电话呼叫、推送通知的方式将警报信息传达给事先设定的联系人。
优选的，所述模型生成单元使用线性回归作为基础算法来对温度变化建模，线性回归数据中可得出温度与时间、湿度、烟雾浓度之间的关系，计算公式为：
(T(t))＝β0＋β1*t+E)
其中，（T(t)）是时间（t）时的预测温度，β0是截距项，β1是时间的系数，表示随时间变化的温度趋势，而E表示误差项；
所述重点跟踪单元通过箱线图方法使用数据的四分位数来识别异常值，具体公式为：IQR=Q3-Q1
上限：Upper=Q3+k*IQR
下限：Lower=Q1-k*IQR
其中，Q1 是数据的第一四分位数，Q3 是数据的第三四分位数，IQR 是四分位距，k是一个倍数，当观测值超过上限或低于下限，将其标记为异常。
工作原理：在需要对空间范围内物体进行火焰探测时，传感器检测模块内的传感器监测单元将与烟感数据共享单元同步向数据处理单元输出实时范围内空间的多位置温度数据，并由跟踪预估模块内的数据整合单元进行计算，而在日常探测数据收集过程中，模型生成单元与数据预测单元可根据长期数据进行模型构建，并在日常数据对比过程中进行匹配，若出现异常匹配数据后，通过重点跟踪单元发送信号至马达，通过马达输出动力带动叉形块所连接的电动伸缩杆按照C型槽的设计进行移动，并配合电动伸缩杆的相应角度调节，可实现改变探测角度，对空间内出现数据异常的范围进行重点探测，并在探测的过程中通过算法预估出危险可能性，通过警告模块内的多渠道警报单元发出警告信号。
通过与警报器和基站的协作，多渠道警报单元可以同时通过声音警报和移动通讯装置的方式发出警报，以确保警报信息能够迅速传达给相关人员，这样可以提高警报的可靠性和及时性，使人们能够及时采取相应的行动应对紧急情况。同时，基站的通信功能还可以支持双向通信，使工作人员能够与警报系统进行交互，确认警报并提供必要的响应和支持。
而在日常使用过程中，可通过清理模块中的定时单元对电机的驱动时间进行阈值规划，当到达定时阈值时，通过指令下发单元驱动电机输出动力，电机输出端带动齿轮进行旋转，在旋转过程中通过啮合连接带动承载环进行旋转，而在旋转的过程中，即可带动多个海绵块与透明窗前侧接触，从而将积尘进行去除，由此来保证日常探测过程中的传感器数据精度，减少人工使用。
本发明提供了一种火焰探测器。具备以下有益效果：
1、本发明通过传感器、跟踪预估模块、警告模块配合使用能够智能识别探测范围内异常数据，并在算法构建数据模型，并以此作为对照驱动马达和电动伸缩杆实现跟随追踪功能，提高对空间内异常物体进行重点跟踪关注与警告提醒。
2、本发明通过齿环、电机、齿轮、海绵块等部件的配合使用，能够在定时单元以及指令下发单元的驱动下进行周期性透明窗自清洁功能效果，由此来保证传感器感应数据稳定，减少人工清洁成本投入。
3、本发明通过警告模块内的数据收发单元以及多渠道警报单元可实现从体感以及范围性的警示效果，即使在日常使用状态中其中之一警报方式无法使用，其他警报方式仍然可以起到警示作用，并且通过基站传递警告信息可支持双向通信，使接收警报的人员能够与警报系统进行交互对警报信息细节进行了解，提供必要的响应和支持。
附图说明
图1为本发明的立体图；
图2为本发明的安装块部分结构示意图；
图3为本发明的承载环爆炸结构示意图；
图4为本发明的叉型块结构爆炸示意图；
图5为本发明的系统示意图；
图6为本发明系统的清理模块示意图；
图7为本发明系统的传感器监测模块示意图；
图8为本发明系统的跟踪预估模块示意图；
图9为本发明系统的警告模块示意图。
其中，1、壳体；2、传感器；3、安装块；4、稳定杆；5、带动板；6、海绵块；7、透明窗；8、承载环；9、齿环；10、电机；11、齿轮；12、包围环；13、调节组件；1301、第一活动关节；1302、安装杆；1303、第二活动关节；1304、锁栓；1305、锁定板；1306、马达；1307、叉型块；1308、电动伸缩杆；1309、调整柱；1310、C型槽。
具体实施方式
下面将结合本发明的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
实施例：
请参阅附图1－附图3，本发明实施例提供一种火焰探测器，包括壳体1，壳体1的内部固定连接有安装块3，安装块3的前侧设置有多个传感器2，传感器为温度传感器与红外传感器配合使用，安装块3的前侧中部固定连接有稳定杆4，稳定杆4的外壁转动连接有带动板5，带动板5的后侧固定连接有海绵块6，壳体1的内壁前侧固定连接有透明窗7，带动板5的外壁固定连接有承载环8，承载环8在使用过程中起到保护作用，承载环8的外壁固定连接有齿环9，壳体1的底部固定连接有电机10，电机10的输出端固定连接有齿轮11，壳体1的外壁前侧固定连接有包围环12，壳体1的顶部设置有调节组件13。
具体的，通过清理模块中的定时单元对电机10的驱动时间进行阈值规划，当到达定时阈值时，通过指令下发单元驱动电机10输出动力，电机10输出端带动齿轮11进行旋转，在旋转过程中通过啮合连接带动承载环8进行旋转，而在旋转的过程中，即可带动多个海绵块6与透明窗7前侧接触，从而将积尘进行去除，由此来保证日常探测过程中的传感器数据精度，减少人工使用。
请参阅附图1、附图4、附图5，调节组件13包括第一活动关节1301，第一活动关节1301固定连接在壳体1的顶部后侧，第一活动关节1301的内壁活动连接有安装杆1302，安装杆1302的顶部活动连接有第二活动关节1303，第二活动关节1303的前侧滑动连接有锁栓1304，第二活动关节1303的顶部固定连接有锁定板1305，锁定板1305的内壁底部固定连接有马达1306，通过当数据模型构建完成并向PID控制器传输异常空间位置后，PID控制器将对马达1306与电动伸缩杆1308进行控制，首先马达1306驱动叉型块1307进行位移，以此并以C型槽1310为限位范围进行移动，马达1306的输出端固定连接有叉型块1307，叉型块1307的底部后侧转动连接有电动伸缩杆1308，通过电动伸缩杆1308与马达1306的驱动移动能够使得壳体1多角度改变角度，电动伸缩杆1308的输出端固定连接有调整柱1309，锁定板1305的底部开设有C型槽1310。
叉型块1307滑动连接在锁定板1305的内壁，电动伸缩杆1308滑动连接在C型槽1310的内壁，调整柱1309转动连接在壳体1的后侧。
探测系统，包括清理模块、传感器监测模块、跟踪预估模块和警告模块；
清理模块用于扫落长时间使用所形成的积尘，传感器检测模块用于收集烟雾传感器并进行数据合并处理，跟踪预估模块用于对温度预估发展建立模型，并以此模型对所检测物体进行区别跟踪预测，警告模块用于收到信号后通过多渠道方式实现警告提醒。
具体的，在需要对空间范围内物体进行火焰探测时，传感器检测模块内的传感器监测单元将与烟感数据共享单元同步向数据处理单元输出实时范围内空间的多位置温度数据，并由跟踪预估模块内的数据整合单元进行计算，而在日常探测数据收集过程中，模型生成单元与数据预测单元可根据长期数据进行模型构建，并在日常数据对比过程中进行匹配，若出现异常匹配数据后，通过重点跟踪单元发送信号至PID控制器进行角度确定，并由PID控制器驱动马达1306和电动伸缩杆1308进行范围值的运行，通过马达1306输出动力带动叉形块所连接的电动伸缩杆1308按照C型槽1310的设计进行移动，并配合电动伸缩杆1308的相应角度调节，由此实现改变探测角度，对空间内出现数据异常的范围进行跟踪重点探测效果。
请参阅附图6，清理模块包括定时单元和指令下发单元；
定时单元用于对积尘清理区间进行划定时间范围，指令下发单元用于当时间阈值到达后通过发送信号驱动组件完成功能。
具体的，定时单元使用计数器来跟踪经过的时间，并与预设的定时值进行比较，当计数器的值达到或超过预设的定时值时，向指令下发单元下发信号，由此驱动电机10进行驱动旋转，从而实现定时自清理的效果。
请参阅附图7，传感器监测模块包括传感器检测单元、烟感数据共享单元和数据处理单元；
传感器检测单元用于温度传感器与红外传感器配合，获得探测范围内温度和火焰出现信息；
烟感数据共享单元用于统一收集探测范围内的多个烟雾报警数据；
数据处理单元用于对传感器以及烟雾报警的综合数据进行融合。
具体的，通过传感器与空间内烟雾报警数据进行融合，并建立数据模型，以此来提高火焰探测精度和警告反应速度。
请参阅附图5、附图8，跟踪预估模块包括数据整合单元、模型生成单元、数据预测单元、重点跟踪单元；
数据整合单元用于对数据处理单元所形成的综合数据进行匹配筛选；
模型生成单元用于将数据整合单元筛选匹配后的数据通过算法进行温度模型构建；
数据预测单元用于套入模型通过算法对所探测范围内物体温度发展进行幅度预测；
重点跟踪单元用于对数据预测单元中个别物体的异常数据进行重点跟踪，并发送信号增加对该物体的探测范围数据收集。
模型生成单元使用线性回归作为基础算法来对温度变化建模，线性回归数据中可得出温度与时间、湿度、烟雾浓度之间的关系，计算公式为：
（T（t））＝β0＋β1*t+E）
其中，（T（t））是时间（t）时的预测温度，β0是截距项，β1是时间的系数，表示随时间变化的温度趋势，而E表示误差项；
重点跟踪单元通过箱线图方法使用数据的四分位数来识别异常值，具体公式为：IQR=Q3-Q1
上限：Upper=Q3+k*IQR
下限：Lower=Q1-k*IQR
其中，Q1是数据的第一四分位数，Q3是数据的第三四分位数，IQR是四分位距，k是一个倍数，当观测值超过上限或低于下限，将其标记为异常。
具体的，通过数据整合和筛选，可以减少不必要的数据处理和计算量，从而提高系统的效率和响应速度，通过温度模型的构建和数据预测，可以提前预测物体的温度变化趋势，并发现可能出现的异常情况。这样可以及时采取措施进行处理或预警，避免潜在的安全风险，并通过重点跟踪异常物体并增加对其的数据收集，可以提高对这些物体的监测精度和准确性。这有助于更准确地判断物体的状态和行为，为后续的决策提供更可靠的依据。
请参阅9，警告模块包括数据收发单元和多渠道警报单元；
数据收发单元用于对异常温度物体位置信息进行数据发送；
多渠道警报单元用于发送信号至警报器与附近基站来实现多渠道警报，警报器为安装在建筑物或设备上的声音装置，通过发出高音量、高频率的声音来引起工作人员注意，基站为无线通信基站或网络基站，通过短信、电话呼叫、推送通知的方式将警报信息传达给事先设定的联系人。
具体的，在获取温度模型与对比数据后，多渠道警报单元能够实时在不同渠道传达警报信息，提高可靠性和及时性，扩大警报的覆盖范围，并实现双向通信，能够有效地引起工作人员和相关人员的注意，促使他们采取相应的行动，从而提高安全性和应急响应的效果。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种火焰探测器，包括壳体（1），其特征在于，所述壳体（1）的内部固定连接有安装块（3），所述安装块（3）的前侧设置有多个传感器（2），所述安装块（3）的前侧中部固定连接有稳定杆（4），所述稳定杆（4）的外壁转动连接有带动板（5），所述带动板（5）的后侧固定连接有海绵块（6），所述壳体（1）的内壁前侧固定连接有透明窗（7），所述带动板（5）的外壁固定连接有承载环（8），所述承载环（8）的外壁固定连接有齿环（9），所述壳体（1）的底部固定连接有电机（10），所述电机（10）的输出端固定连接有齿轮（11），所述壳体（1）的外壁前侧固定连接有包围环（12），所述壳体（1）的顶部设置有调节组件（13）。
2.根据权利要求1所述的一种火焰探测器，其特征在于，所述调节组件（13）包括第一活动关节（1301），所述第一活动关节（1301）固定连接在壳体（1）的顶部后侧，所述第一活动关节（1301）的内壁活动连接有安装杆（1302），所述安装杆（1302）的顶部活动连接有第二活动关节（1303），所述第二活动关节（1303）的前侧滑动连接有锁栓（1304），所述第二活动关节（1303）的顶部固定连接有锁定板（1305），所述锁定板（1305）的内壁底部固定连接有马达（1306），所述马达（1306）的输出端固定连接有叉型块（1307），所述叉型块（1307）的底部后侧转动连接有电动伸缩杆（1308），所述电动伸缩杆（1308）的输出端固定连接有调整柱（1309），所述锁定板（1305）的底部开设有C型槽（1310）。
3.根据权利要求1所述的一种火焰探测器，其特征在于，所述海绵块（6）滑动连接在透明窗（7）的前侧，所述承载环（8）转动连接在壳体（1）的内壁前侧，所述齿轮（11）与齿环（9）之间为啮合连接。
4.根据权利要求2所述的一种火焰探测器，其特征在于，所述叉型块（1307）滑动连接在锁定板（1305）的内壁，所述电动伸缩杆（1308）滑动连接在C型槽（1310）的内壁，所述调整柱（1309）转动连接在壳体（1）的后侧。
5.探测系统，其特征在于，使用权利要求1-4任一项所述的一种火焰探测器，包括清理模块、传感器监测模块、跟踪预估模块和警告模块；
所述清理模块用于扫落长时间使用所形成的积尘；
所述传感器检测模块用于收集烟雾传感器并进行数据合并处理；
所述跟踪预估模块用于对温度预估发展建立模型，并以此模型对所检测物体进行区别跟踪预测；
所述警告模块用于收到信号后通过多渠道方式实现警告提醒。
6.根据权利要求5所述的探测系统，其特征在于，所述清理模块包括定时单元和指令下发单元；
所述定时单元用于对积尘清理区间进行划定时间范围；
所述指令下发单元用于当时间阈值到达后通过发送信号驱动组件完成功能。
7.根据权利要求5所述的探测系统，其特征在于，所述传感器监测模块包括传感器检测单元、烟感数据共享单元和数据处理单元；
传感器检测单元用于温度传感器与红外传感器配合，获得探测范围内温度和火焰出现信息；
所述烟感数据共享单元用于统一收集探测范围内的多个烟雾报警数据；
所述数据处理单元用于对传感器以及烟雾报警的综合数据进行融合。
8.根据权利要求5所述的探测系统，其特征在于，所述跟踪预估模块包括数据整合单元、模型生成单元、数据预测单元、重点跟踪单元；
所述数据整合单元用于对数据处理单元所形成的综合数据进行匹配筛选；
所述模型生成单元用于将数据整合单元筛选匹配后的数据通过算法进行温度模型构建；
所述数据预测单元用于套入模型通过算法对所探测范围内物体温度发展进行幅度预测；
所述重点跟踪单元用于对数据预测单元中个别物体的异常数据进行重点跟踪，并发送信号增加对该物体的探测范围数据收集。
9.根据权利要求5所述的探测系统，其特征在于，所述警告模块包括数据收发单元和多渠道警报单元；
所述数据收发单元用于对异常温度物体位置信息进行数据发送；
所述多渠道警报单元用于发送信号至警报器与附近基站来实现多渠道警报，警报器为安装在建筑物或设备上的声音装置，通过发出高音量、高频率的声音来引起工作人员注意，基站为无线通信基站或网络基站，通过短信、电话呼叫、推送通知的方式将警报信息传达给事先设定的联系人。
10.根据权利要求8所述的探测系统，其特征在于，所述模型生成单元使用线性回归作为基础算法来对温度变化建模，线性回归数据中可得出温度与时间、湿度、烟雾浓度之间的关系，计算公式为：(T(t))＝β0＋β1*t+E)
其中，（T(t)）是时间（t）时的预测温度，β0是截距项，β1是时间的系数，表示随时间变化的温度趋势，而E表示误差项；
所述重点跟踪单元通过箱线图方法使用数据的四分位数来识别异常值，具体公式为：IQR=Q3-Q1
上限：Upper=Q3+k*IQR
下限：Lower=Q1-k*IQR
其中，Q1是数据的第一四分位数，Q3是数据的第三四分位数，IQR是四分位距，k是一个倍数，当观测值超过上限或低于下限，将其标记为异常。
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