CN205068671U - 基于多传感器信息融合的变电站火灾探测系统 - Google Patents
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Abstract
一种基于多传感器信息融合的变电站火灾探测系统，包括吸气式复合探测机构、第一监测主机以及监控平台，吸气式复合探测机构包括吸气泵、吸气管道以及n个复合探测器，吸气泵和n个复合探测器均与吸气管道连接相通，n个复合探测器均与第一监测主机连接，第一监测主机与监控平台连接。本实用新型的优点是：安装方便、灵活，能够适应复杂的探测环境，拓展探测范围，提高灵敏度，降低误报率，大幅度提高了可靠辨别真假火灾的能力以及变电站火灾预警的效率性和准确性。
Description
技术领域：
本实用新型属于变电站安全技术领域，具体讲是一种基于多传感器信息融合的变电站火灾探测系统。
背景技术：
目前，变电站火灾探测报警装置以普通的感烟、感温型探测器为主，该探测器只针对单一参数温度或烟雾进行探测。现实中的火灾多种多样，又具有较大的偶然性和不稳定性，早期阶段的火灾现象和虚假火灾现象常常混杂在一起，传统的基于单一火灾信息物理量的探测器很难准确地反映出具有不同表现形式的火灾的整体特征，加上这种探测器对火灾特征信号响应灵敏度的不均匀性，容易受到环境的干扰，存在误报和漏报的现象。而由传感器采集的火灾参数是事先未知的或不能确定的信号，它不仅随时间的变化而变化，其他环境变化和电子噪声等都可能引起它的变化，而且这种变化往往与火灾参数变化特征基本相似，在探测器的安装位置及环境特征事先无法确定的情况下，无论采用什么样的固定算法都是不能完全满足要求的。所以火灾探测是一种非线性结构的问题，用经典的数学建模方法是很难精确描述的。
实用新型内容：
本实用新型要解决的技术问题是，提供一种安装方便、灵活，能够适应复杂的探测环境，拓展探测范围，提高灵敏度，降低误报率，大幅度提高了可靠辨别真假火灾的能力以及变电站火灾预警的效率性和准确性的基于多传感器信息融合的变电站火灾探测系统。
本实用新型的技术解决方案是，提供一种具有以下结构的基于多传感器信息融合的变电站火灾探测系统，该探测系统包括吸气式复合探测机构、第一监测主机以及监控平台，吸气式复合探测机构包括吸气泵、吸气管道以及n个复合探测器，吸气泵和n个复合探测器均与吸气管道连接相通，n个复合探测器均与第一监测主机连接，第一监测主机与监控平台连接。吸气泵用于抽取燃烧空气并过滤灰尘，吸气管道传输经过滤过的燃烧空气。
本实用新型所述的基于多传感器信息融合的变电站火灾探测系统，其中，每个复合探测器均包括两个特征传感器、第一A/D模块、第一CPU模块、第一电源模块以及第一通信模块，两个特征传感器均与第一A/D模块连接，第一CPU模块连接在第一A/D模块与第一通信模块之间，第一电源模块与第一CPU模块连接，第一通信模块与第一监测主机连接，两个特征传感器为温度传感器、气体传感器、湿度传感器及火焰传感器中的任意两个，包括火焰、温度、湿度、CO、CO2、HCl、SO2、Nox等变电站火灾特征信息参数传感器。复合探测器中的特征传感器实时采集由吸气管道传输过来的火灾特征气体，并由第一A/D模块进行A/D信号处理，供第一CPU模块接收与处理数据。
本实用新型所述的基于多传感器信息融合的变电站火灾探测系统，其中，第一监测主机包括第二通信模块、第二CPU模块、第三通信模块、第二电源模块、第一手动输入模块、第一声光报警输出模块、第一显示模块以及第一TFT液晶显示屏，第二通信模块两端分别与复合探测器及第二CPU模块连接，第二电源模块、第一手动输入模块、第一声光报警输出模块及第一显示模块均与第二CPU模块连接，第一TFT液晶显示屏与第一显示模块连接，第三通信模块一端与第二CPU模块连接，其另一端与监控平台连接。第一监测主机中的第二CPU模块集中汇总通过Internet网传输过来的吸气式复合探测器的第一CPU模块多路信息参数，第一手动输入模块进行手动输入设置参数，并控制第一声光报警输出模块工作与否及第一显示模块显示内容，第一声光报警输出模块进行声光报警，第一显示模块实时显示参数信息、数值、报警信息。
本实用新型所述的基于多传感器信息融合的变电站火灾探测系统，其中，监控平台包括电脑主机、显示屏以及键盘，电脑主机与第一监测主机连接，显示屏和键盘均与电脑主机连接。电脑主机接收Internet网传输过来的第一监测主机中第二CPU模块的多路信息参数并进行信息融合处理，根据处理结果判断火灾危险情况并输出探测结果。显示屏显示探测结果、火灾信息及数值、火灾危险情况、报警信息等。键盘供工作人员操作显示屏，控制输出模块及参数设置，如输出模块报警与否及参数设置、修改、删减、添加等。
本实用新型所述的基于多传感器信息融合的变电站火灾探测系统，其中，探测系统还包括SF6探测器和第二监测主机，SF6探测器与吸气管道连接相通，第二监测主机分别与SF6探测器和监控平台连接。本实用新型兼具SF6气体泄漏监测报警功能，通过监测SF6气体泄漏浓度进行报警及提示。
本实用新型所述的基于多传感器信息融合的变电站火灾探测系统，其中，SF6探测器包括SF6传感器、第二A/D模块、第三CPU模块、第三电源模块以及第四通信模块，SF6传感器与第二A/D模块连接，第三CPU模块连接在第二A/D模块与第四通信模块之间，第三电源模块与第三CPU模块连接，第二监测主机包括第五通信模块、第四CPU模块、第六通信模块、第四电源模块、第二手动输入模块、第二声光报警输出模块、第二显示模块以及第二TFT液晶显示屏，第五通信模块两端分别与SF6探测器中的第四通信模块及第四CPU模块连接，第四电源模块、第二手动输入模块、第二声光报警输出模块及第二显示模块均与第四CPU模块连接，第二TFT液晶显示屏与第二显示模块连接，第六通信模块一端与第四CPU模块连接，其另一端与监控平台连接。
本实用新型的有益效果是：本实用新型中的各个吸气式复合探测器能够适应复杂的探测环境，灵敏度高，吸气管道安装方便、灵活，探测系统中的各个吸气式复合探测器以及吸气管道可以根据现场环境及气流变化进行布置，克服了常规探测器不能有效探测气流变化无常和难以被探测到的场所的缺点，实现了对变电站火灾多功能区域多特征信息的同步探测。通过信息融合技术对多维参数进行优化组合、处理与判断，判断时根据不同传感器在一定时间间隔内对环境的不同反应，拓展了探测范围，提高了灵敏度和效率，降低了误报率，这不但大幅度提高了可靠辨别真假火灾的能力，而且大大提高了变电站火灾预警的效率性和准确性。
附图说明：
图1是本实用新型基于多传感器信息融合的变电站火灾探测系统的整体结构示意图；
图2是本实用新型基于多传感器信息融合的变电站火灾探测系统的功能方框图；
具体实施方式：
下面结合附图和具体实施例对本实用新型基于多传感器信息融合的变电站火灾探测系统作进一步详细说明：
如图1所示，本实用新型基于多传感器信息融合的变电站火灾探测系统包括吸气式复合探测机构、第一监测主机2、监控平台3、SF6探测器23和第二监测主机24。吸气式复合探测机构包括吸气泵4、吸气管道5以及n个复合探测器6，吸气泵4、n个复合探测器6以及SF6探测器23均与吸气管道5连接相通。
如图2所示，本具体实施例中，每个复合探测器6均包括两个特征传感器7、第一A/D模块8、第一CPU模块9、第一电源模块10以及第一通信模块11。第一监测主机2包括第二通信模块12、第二CPU模块13、第三通信模块14、第二电源模块15、第一手动输入模块16、第一声光报警输出模块17、第一显示模块18以及第一TFT液晶显示屏19。监控平台3包括电脑主机20、显示屏21以及键盘22。SF6探测器23包括SF6传感器25、第二A/D模块26、第三CPU模块27、第三电源模块28以及第四通信模块1。第二监测主机24包括第五通信模块29、第四CPU模块30、第六通信模块31、第四电源模块32、第二手动输入模块33、第二声光报警输出模块34、第二显示模块35以及第二TFT液晶显示屏36。
两个特征传感器7均与第一A/D模块8连接，第一CPU模块9连接在第一A/D模块8与第一通信模块11之间，第一电源模块10与第一CPU模块9连接，第一通信模块11通过Internet网与第一监控主机2中第二通信模块12的连接。两个特征传感器7根据变电站燃烧实际情况，由温度传感器、气体传感器、湿度传感器及火焰传感器中的任意两个组合而成，包括火焰、温度、湿度、CO、CO2、HCl、SO2、Nox等变电站火灾特征信息参数传感器。
第二通信模块12与第二CPU模块13连接，第二电源模块15、第一手动输入模块16、第一声光报警输出模块17及第一显示模块18均与第二CPU模块13连接，第一TFT液晶显示屏19与第一显示模块18连接，第三通信模块14一端与第二CPU模块13连接，第三通信模块14另一端通过Internet网与监控平台3中的电脑主机20连接。显示屏21和键盘22均与电脑主机20连接。
SF6传感器25与第二A/D模块26连接，第三CPU模块27连接在第二A/D模块26与第四通信模块1之间，第三电源模块28与第三CPU模块27连接，第四通信模块1通过Internet网与第二监测主机24中的第五通信模块29连接。
第五通信模块29与第四CPU模块30连接，第四电源模块32、第二手动输入模块33、第二声光报警输出模块34及第二显示模块35均与第四CPU模块30连接，第二TFT液晶显示屏36与第二显示模块35连接，第六通信模块31一端与第四CPU模块30连接，第六通信模块31另一端通过Internet网与监控平台3中的电脑主机20连接。
复合探测器和监测主机中的第一CPU模块9、第二CPU模块13、第三CPU模块27以及第四CPU模块30以MC9S08DZ60芯片为核心，复合探测器中的第一A/D模块8和第二A/D模块26以ADS1110芯片为核心。
本实用新型基于多传感器信息融合的变电站火灾探测系统的工作原理是：各特征传感器7将采集到的火灾特征信息模拟信号通过第一A/D模块9转换成数字信号后传输给复合探测器6中第一CPU模块9后，再通过第一通信模块11、Internet网以及第二通信模块12传输给第一监控主机2中的第二CPU模块13，对该功能区域探测器探测到的特征信息进行汇总，通过第一手动输入模块16手动操作第一TFT液晶显示屏19的显示内容，如特征信息及其数值、报警信息及时间等，当出现险情便可由第一声光报警输出模17进行声光报警。第一监控主机2将第二CPU模块13汇总后的多路信息经过第三通信模块14及Internet网传输给监控平台3中的电脑主机20，进行信息融合处理，信息融合后的处理信息通过监控平台3的显示屏21界面实时显示出来，包括火灾特征信息及数值、火灾危险概率、火灾危害程度、报警信息及时间、声光报警等，同时通过键盘22操作显示屏21界面可以进行参数输入、删减、添加、修改等。另外，SF6探测器23、第二监测主机24与监控平台3之间的工作原理与复合探测器6、第一监控主机2以及监控平台3之间的工作原理类似，故SF6泄露程度也可在监控平台3的显示屏21界面上实时显示出来。
上述对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解及应用实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易对这些实施例做出各种修改，并把此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于这里的实施例。本领域技术人员根据实用新型的揭示，对于本实用新型做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围内。上述实施例中给出的是针对本实用新型请求保护的技术方案的一种实施方式中采用的器件型号，实际上本实用新型请求保护的装置并不局限于以上型号的器件。用户可以选择其他具有类似功能的产品来代替。
Claims (6)
1.一种基于多传感器信息融合的变电站火灾探测系统，其特征在于：该探测系统包括吸气式复合探测机构、第一监测主机(2)以及监控平台(3)，所述吸气式复合探测机构包括吸气泵(4)、吸气管道(5)以及n个复合探测器(6)，所述吸气泵(4)和n个复合探测器(6)均与吸气管道(5)连接相通，所述n个复合探测器(6)均与第一监测主机(2)连接，所述第一监测主机(2)与监控平台(3)连接。
2.根据权利要求1所述的基于多传感器信息融合的变电站火灾探测系统，其特征在于：每个复合探测器(6)均包括两个特征传感器(7)、第一A/D模块(8)、第一CPU模块(9)、第一电源模块(10)以及第一通信模块(11)，两个特征传感器(7)均与第一A/D模块(8)连接，所述第一CPU模块(9)连接在第一A/D模块(8)与第一通信模块(11)之间，所述第一电源模块(10)与第一CPU模块(9)连接，所述第一通信模块(11)与第一监测主机(2)连接，两个特征传感器(7)为温度传感器、气体传感器、湿度传感器及火焰传感器中的任意两个。
3.根据权利要求1所述的基于多传感器信息融合的变电站火灾探测系统，其特征在于：所述第一监测主机(2)包括第二通信模块(12)、第二CPU模块(13)、第三通信模块(14)、第二电源模块(15)、第一手动输入模块(16)、第一声光报警输出模块(17)、第一显示模块(18)以及第一TFT液晶显示屏(19)，所述第二通信模块(12)两端分别与复合探测器(6)及第二CPU模块(13)连接，所述第二电源模块(15)、第一手动输入模块(16)、第一声光报警输出模块(17)及第一显示模块(18)均与第二CPU模块(13)连接，所述第一TFT液晶显示屏(19)与第一显示模块(18)连接，所述第三通信模块(14)一端与第二CPU模块(13)连接，其另一端与监控平台(3)连接。
4.根据权利要求1所述的基于多传感器信息融合的变电站火灾探测系统，其特征在于：所述监控平台(3)包括电脑主机(20)、显示屏(21)以及键盘(22)，所述电脑主机(20)与第一监测主机(2)连接，所述显示屏(21)和键盘(22)均与电脑主机(20)连接。
5.根据权利要求1所述的基于多传感器信息融合的变电站火灾探测系统，其特征在于：探测系统还包括SF6探测器(23)和第二监测主机(24)，所述SF6探测器(23)与吸气管道(5)连接相通，所述第二监测主机(24)分别与SF6探测器(23)和监控平台(3)连接。
6.根据权利要求5所述的基于多传感器信息融合的变电站火灾探测系统，其特征在于：所述SF6探测器(23)包括SF6传感器(25)、第二A/D模块(26)、第三CPU模块(27)、第三电源模块(28)以及第四通信模块(1)，所述SF6传感器(25)与第二A/D模块(26)连接，所述第三CPU模块(27)连接在第二A/D模块(26)与第四通信模块(1)之间，所述第三电源模块(28)与第三CPU模块(27)连接，所述第二监测主机(24)包括第五通信模块(29)、第四CPU模块(30)、第六通信模块(31)、第四电源模块(32)、第二手动输入模块(33)、第二声光报警输出模块(34)、第二显示模块(35)以及第二TFT液晶显示屏(36)，所述第五通信模块(29)两端分别与SF6探测器(23)中的第四通信模块(1)及第四CPU模块(30)连接，所述第四电源模块(32)、第二手动输入模块(33)、第二声光报警输出模块(34)及第二显示模块(35)均与第四CPU模块(30)连接，所述第二TFT液晶显示屏(36)与第二显示模块(35)连接，所述第六通信模块(31)一端与第四CPU模块(30)连接，其另一端与监控平台(3)连接。
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Cited By (3)
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| CN106887107A (zh) * | 2017-04-18 | 2017-06-23 | 国网安徽省电力公司电力科学研究院 | 一种针对电缆火灾的气体复合探测器 |
| CN108694822A (zh) * | 2018-07-18 | 2018-10-23 | 国家电网公司 | 变电站火灾监测报警系统及方法 |
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