CN212008640U - 火灾现场浮空低空风场和温度测量系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种火灾现场浮空低空风场和温度测量系统，包括浮空平台、吊篮、测量装置和供电电源，浮空平台连接吊篮，吊篮上设有测量装置，供电电源连接测量装置，测量装置包括检测模块、GPS定位模块、陀螺仪、控制模块和无线通信模块一，GPS定位模块与陀螺仪分别连接控制模块，控制模块还连接无线通信模块一，检测模块包括测风雷达和红外热像仪，测风雷达和红外热像仪分别连接控制模块；该系统及方法，能够实现对火灾现场实时测量，能够实现较大范围内的风场与温度的远距离测量，能够保证监测数据的实效性，进而依据测量的数据，为预估火势的走向提供基础，进而能够有效降低救援人员的风险。

Description

火灾现场浮空低空风场和温度测量系统

技术领域

本实用新型涉及一种火灾现场浮空低空风场和温度测量系统。

背景技术

火灾是失控的火形成的灾害，是当今世界上较为常见和普遍的威胁公共安全的主要灾害之一。它给人类社会造成过不少生命安全威胁、财产的严重损失。随着社会的不断发展，在社会财富日益增多的同时，导致发生火灾的危险因素也在增多，火灾的危害性也越来越大。进入新世纪后，经济建设增长迅速，对火灾防护提出了更高的要求，火灾危害人类的生命与健康、阻碍经济的繁荣与发展，由此产生不断扩大的消防安全需求。

在火灾的防护过程中，需要对火灾现场进行关键信息的测量，包括温度、风速等，以便消防部门等单位对火灾现场的关键信息能够准确掌握。目前风场和温度主要采用地面测量装置进行测量，这种方式下，在火势较大等情形时，难以接近火灾现场，易受地物遮挡影响，测量范围小，难以实现对火灾现场的这些关键信息进行较大范围测量，这样，就导致了不能及时掌握火灾现场的关键信息，使得后续的救援过程中存在较大的安全风险，进而难以保证救援人员的人身安全。

上述问题是在对火灾现场进行测量过程中应当予以考虑并解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种火灾现场浮空低空风场和温度测量系统解决现有技术中存在的难以接近火灾现场，而导致地面测量装置不能大范围实时测量的问题。

本实用新型的技术解决方案是：

一种火灾现场浮空低空风场和温度测量系统，包括浮空平台、吊篮、测量装置和供电电源，浮空平台连接吊篮，吊篮上设有测量装置，供电电源连接测量装置，测量装置包括检测模块、GPS定位模块、陀螺仪、控制模块和无线通信模块一，GPS定位模块与陀螺仪分别连接控制模块，控制模块还连接无线通信模块一，检测模块包括测风雷达和红外热像仪，测风雷达和红外热像仪分别连接控制模块。

进一步地，测风雷达采用激光雷达、声波雷达和/或微波雷达。

进一步地，红外热像仪采用发射频率范围为1.3THz至400THz的红外热像仪，测风雷达采用发射激光的频率范围为100GHz 至30PHz的激光雷达、发射声波频率范围为0.0001Hz至1THz的声波雷达和/或发射微波的频率范围为100MHz至1Ehz的微波雷达。

进一步地，还包括主机和无线通信模块二，控制模块通过无线通信模块一、无线通信模块二与主机无线通信。

进一步地，主机设于地面上。

进一步地，还包括手持终端、无线通信模块三、车载终端和无线通信模块四，主机通过无线通信模块二、无线通信模块三与手持终端无线通信，主机通过无线通信模块二、无线通信模块四与车载终端无线通信。

进一步地，无线通信模块三内置在手持终端内，无线通信模块四内置在车载终端内。

进一步地，浮空平台采用飞机、无人机、气球、气艇或低空飞行器。

一种采用上述任一项所述的火灾现场浮空低空风场和温度测量系统的火灾现场浮空低空风场和温度测量方法，包括以下步骤，

在主机发送检测指令给吊篮上的测量装置，测量装置接收检测指令后按照预设的模式工作；

测量装置分别得到检测模块的检测数据以及GPS定位模块的空间位置信息、陀螺仪的倾角数据，并通过无线通信模块一回传至主机，其中，检测数据包括测风雷达测量的风场数据和红外热像仪测得的温度、红外图像数据；

主机在获取检测数据、空间位置信息和倾角数据后，与GIS地理信息系统结合，生成火灾现场态势图。

进一步地，手持终端采用内置定位单元的手持终端，手持终端发送人员定位信息给主机，车载终端采用内置定位单元的车载终端，车载终端发送车辆定位信息给主机，主机在接收人员定位信息与车辆定位信息后，生成含有人员定位信息与车辆定位信息的火灾现场态势图，并将火灾现场态势图分别发送给手持终端与车载终端。

本实用新型的有益效果是：该种火灾现场浮空低空风场和温度测量系统，通过设置浮空平台与检测模块，能够实现对火灾现场实时测量，能够实现较大范围内的风场与温度的远距离测量，能够保证监测数据的实效性，进而依据测量的数据，为预估火势的走向提供基础，进而能够有效降低救援人员的风险。进一步通过检测模块的测风雷达与红外热像仪，能够实时测量环境风场和温度，为指挥员决策提供及时准确的火情依据。该系统可以适用于火灾现场的风速、风向、温度等的实时监测。

附图说明

图1是本实用新型实施例火灾现场浮空低空风场和温度测量系统的说明示意图；

图2是实施例中测量装置的说明示意图；

图3是实施例中测量装置与主机的说明示意图；

图4是实施例中测量装置与主机、手持终端、车载终端的说明示意图；

其中：1-浮空平台，2-吊篮，3-测量装置，4-供电电源，5-无线通信模块二，6-主机，7-无线通信模块三，8-手持终端，9-无线通信模块四，10-车载终端；

31-检测模块，32-GPS定位模块，33-陀螺仪，34-控制模块，35-无线通信模块一；

311-测风雷达，312-红外热像仪。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的优选实施例。

实施例

一种火灾现场浮空低空风场和温度测量系统，如图1，包括浮空平台1、吊篮2、测量装置3和供电电源4，浮空平台1连接吊篮2，吊篮2上设有测量装置3，供电电源4连接测量装置3，测量装置3包括检测模块31、GPS定位模块32、陀螺仪33、控制模块34和无线通信模块一35，GPS定位模块32与陀螺仪33分别连接控制模块34，控制模块34还连接无线通信模块一35，如图2，检测模块31包括测风雷达311和红外热像仪312，测风雷达311和红外热像仪312分别连接控制模块34。

该种火灾现场浮空低空风场和温度测量系统及方法，通过设置浮空平台1与检测模块31，能够实现对火灾现场实时测量，能够实现较大范围内的风场与温度的远距离测量，能够保证监测数据的实效性，进而依据测量的数据，为预估火势的走向提供基础，进而能够有效降低救援人员的风险。进一步通过检测模块31的测风雷达311与红外热像仪312，能够实时测量环境风场和温度，为指挥员决策提供及时准确的火情依据。该系统可以适用于火灾现场的风速、风向、温度等的实时监测。

该种火灾现场浮空低空风场和温度测量系统中，供电电源4用于为测量装置3供电。红外热像仪312用于对火灾现场进行红外成像并测量温度，其发射频率范围为1.3THz至400THz。无线通信模块一35用于测量装置3与地面的主机6进行无线通信。通过测量装置3的检测模块31，分别获取检测数据包括风场、温度、红外图像，通过GPS定位模块32与陀螺仪33分别获取空间位置信息、吊篮2的倾角数据，进而在主机6上与GIS地理信息系统结合，生成火灾现场态势图。还可以将救援人员和救援车辆的定位信息，在火灾现场态势图上标识实时位置。在浮空平台1采用无人机时，也可以通过无人机与主机6的通信，将无人机的姿态、空间位置信息等数据传输给主机6。

该种火灾现场浮空低空风场和温度测量系统，可以通过采用几种适合不同现场环境条件的测风雷达311及红外热像仪312，浮空测量火灾现场的风速、风向、温度、红外图像等检测数据，解决火灾现场缺少实时获取关键信息的手段问题。该种火灾现场浮空低空风场和温度测量系统，采用测风雷达311和红外热像仪312属于远距离遥测的工作方式，能够避免火灾的高温及火焰对测量设备的损害的同时，也能够及时大范围掌握火灾现场的关键信息。

该种火灾现场浮空低空风场和温度测量系统中，测风雷达311采用激光雷达、声波雷达和/或微波雷达。三种测风雷达311可以单独使用，也可以多种联合使用。其中，测风雷达311采用声波方式测量时，发射声波频率范围优选为0.0001Hz至1THz（10¹²Hz）；测风雷达311采用光波方式测量时，发射激光的频率范围优选为100GHz 至30PHz；测风雷达311采用微波方式测量时，发射微波的频率范围优选为100MHz至1EHz。

该种火灾现场浮空低空风场和温度测量系统，如图3和图4，还包括主机6和无线通信模块二5，控制模块34通过无线通信模块一35、无线通信模块二5与主机6无线通信。主机6设于地面上。主机6还设有显示器，用于显示检测数据、空间位置信息、生成的火灾现场态势图等。还包括手持终端8、无线通信模块三7、车载终端10和无线通信模块四9，主机6通过无线通信模块二5、无线通信模块三7与手持终端8无线通信，主机6通过无线通信模块二5、无线通信模块四9与车载终端10无线通信。无线通信模块二5优选内置在主机6内，无线通信模块三7优选内置在手持终端8内，无线通信模块四9优选内置在车载终端10内。

该种火灾现场浮空低空风场和温度测量系统，浮空平台1采用飞机、无人机、气球、气艇或低空飞行器等可浮空的设备。测量装置3安装在浮空平台1下挂的吊篮2上，测量装置3下视测量环境风场和温度，低空测量范围为地表以上0-1000米。浮空平台1可以单平台使用，也可以多平台联合使用。在浮空平台1采用无人机时，可以通过无线通信模块二5与主机6进行无线通信，由主机6对无人机进行控制，无人机在收到主机6的浮空指令后，到达指定位置后，再依据主机6的检测指令，控制测量装置3获取检测数据，并回传检测数据给主机6。

该种火灾现场浮空低空风场和温度测量系统，可以通过空中的测量装置3与地面的主机6两部分配合，能够实时测量火灾现场的风速、风向、温度、红外图像等关键信息，必要时还可结合救援人员和车辆的定位信息，结合GIS地理信息系统，形成火灾现场全景态势图，帮助救援人员及时掌握火情信息，供指挥员正确决策，减少财物损失及人员伤亡。

一种采用上述任一项所述的火灾现场浮空低空风场和温度测量系统的火灾现场浮空低空风场和温度测量方法，包括以下步骤，

在主机6发送检测指令给吊篮2上的测量装置3，测量装置3接收检测指令后按照预设的模式工作；

测量装置3分别得到检测模块31的检测数据以及GPS定位模块32的空间位置信息、陀螺仪33的倾角数据，并通过无线通信模块一35回传至主机6，其中，检测数据包括测风雷达311测量的风场数据和红外热像仪312测得的温度、红外图像数据；

主机6在获取检测数据、空间位置信息和倾角数据后，与GIS地理信息系统结合，生成火灾现场态势图。

在一个实施方式中，手持终端8采用内置定位单元的手持终端，手持终端8发送人员定位信息给主机，车载终端10采用内置定位单元的车载终端，车载终端10发送车辆定位信息给主机6，主机6在接收人员定位信息与车辆定位信息后，生成含有人员定位信息与车辆定位信息的火灾现场态势图，并将火灾现场态势图分别发送给手持终端8与车载终端10。进一步地，主机6还可以将火灾现场态势图发送给应急救援指挥平台。

该种火灾现场浮空低空风场和温度测量方法，可在火灾现场实时测量环境风场和红外图像，并根据风速、风向、温度、红外图像等数据，预估火势的走向，生成火灾态势图。结合人员定位信息，能有效降低救援人员的风险，为指挥员决策提供及时准确的火情依据。不仅可适用于火灾现场风速、风向、温度的实时监测，而且还可以应用于有毒气体泄漏、传染病源等灾害现场的态势监测。

以上是本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本实用新型技术方案的范围时，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种火灾现场浮空低空风场和温度测量系统，其特征在于：包括浮空平台、吊篮、测量装置和供电电源，浮空平台连接吊篮，吊篮上设有测量装置，供电电源连接测量装置，测量装置包括检测模块、GPS定位模块、陀螺仪、控制模块和无线通信模块一，GPS定位模块与陀螺仪分别连接控制模块，控制模块还连接无线通信模块一，检测模块包括测风雷达和红外热像仪，测风雷达和红外热像仪分别连接控制模块。

2.如权利要求1所述的火灾现场浮空低空风场和温度测量系统，其特征在于：测风雷达采用激光雷达、声波雷达和/或微波雷达。

3.如权利要求2所述的火灾现场浮空低空风场和温度测量系统，其特征在于：红外热像仪采用发射频率范围为1.3THz至400THz的红外热像仪，测风雷达采用发射激光的频率范围为100GHz 至30PHz的激光雷达、发射声波频率范围为0.0001Hz至1THz的声波雷达和/或发射微波的频率范围为100MHz至1Ehz的微波雷达。

4.如权利要求1所述的火灾现场浮空低空风场和温度测量系统，其特征在于：还包括主机和无线通信模块二，控制模块通过无线通信模块一、无线通信模块二与主机无线通信。

5.如权利要求4所述的火灾现场浮空低空风场和温度测量系统，其特征在于：主机设于地面上。

6.如权利要求4所述的火灾现场浮空低空风场和温度测量系统，其特征在于：还包括手持终端、无线通信模块三、车载终端和无线通信模块四，主机通过无线通信模块二、无线通信模块三与手持终端无线通信，主机通过无线通信模块二、无线通信模块四与车载终端无线通信。

7.如权利要求6所述的火灾现场浮空低空风场和温度测量系统，其特征在于：无线通信模块三内置在手持终端内，无线通信模块四内置在车载终端内。

8.如权利要求1-7任一项所述的火灾现场浮空低空风场和温度测量系统，其特征在于：浮空平台采用飞机、无人机、气球、气艇或低空飞行器。

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