CN217982418U - 火焰识别装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种火焰识别装置，包括由前壳和密封背板组成的外壳，外壳上安装有面阵激光传感器、验电传感器、呼吸阀和若干安装孔，安装孔上安装有镜片；外壳内部固定有相机安装板和工控机电路板，固定有相机安装板上安装有可见光相机，交换机，红外相机，其中可见光相机和红外相机通过交换机与工控机电路板连接；所述面阵激光传感器接线穿过外壳与工控机电路板相连。本实用新型能够实现对火焰进行快速、精确定位，为灭火装置提供了准确目标，有效地提高了灭火效率。

Description

火焰识别装置

技术领域

本实用新型涉及火焰识别技术领域，具体是一种火焰识别装置。

背景技术

在变电站使用场景中，电压设备着火，人员进入现场有风险时，就需遥操或全自主移动灭火装置进行灭火。装置进行灭火作业时，需要火焰识别装置进行灭火火源识别，但由于需要灭火的电站内相关设备周围一般设有电线等带电体，需要灭火装置进行障碍物识别规避，安全地完成火焰识别及灭火作业。

目前，市面上出现的火焰识别方法基于大规模火焰数据识别训练，在公开数据集上达到了较高精度，近年来深度学习技术的蓬勃发展也促使研究人员将卷积神经网络等技术引入到火灾烟雾火焰识别中，识别精度进一步提升。然而公开数据集的检测场景多为人工模拟或者室内简单场景，因此针对复杂的场景还有一定局限性，并且随着火焰识别技术的快速发展和产品落地让人们对火灾识别领域提出了更高的要求，衍生出特定复杂场景下的火焰识别相关需求，需结合实际应用场景选择和添加相应的识别特征做相关性匹配。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术的问题，提供了一种火焰识别装置，实现对火焰进行快速、精确定位，为灭火装置提供了准确目标，有效地提高了灭火效率。

本实用新型包括由前壳和密封背板组成的外壳，外壳上安装有面阵激光传感器、验电传感器、呼吸阀和若干安装孔，安装孔上安装有镜片；外壳内部固定有相机安装板和工控机电路板，固定有相机安装板上安装有可见光相机，交换机，红外相机，其中可见光相机和红外相机通过交换机与工控机电路板连接；所述面阵激光传感器接线穿过外壳与工控机电路板相连；所述面阵激光传感器和紫外传感器提供火源到火焰识别装置的距离和方位信息，所述紫外传感器，面阵激光传感器配合用于检测火焰的方位，所述面阵激光传感器和验电传感器配合对带电体进行规避，所述可见光相机和红外相机配合用于采集火灾现场的视频图像。

进一步改进，所述安装孔上的镜片包括紫外传感器探测镜片，可见光相机镜片和红外相机镜片。

进一步改进，所述的前壳材料为高强度铝合金板材，强度较高，具有优良的导电性和抗蚀性，该零件由板材折弯而成并在贴合面缝隙处做填充；密封背板为高强度铝合金材质，其上开设过孔与外壳通过螺钉相连，密封背板上面开网线和电源线安装过孔，过孔上面安装有防水接头作线的密封，外壳和密封背板之间用螺钉均布连接，并用密封圈密封；在电磁屏蔽外壳上的留有安装的可见光相机镜片，红外相机镜片和紫外传感器光学玻璃安装孔，该装置为等电位电磁屏蔽装置。

进一步改进，所述的验电传感器和呼吸阀采用螺纹连接方式与外壳固定，外壳与密封背板其配合面的安装缝隙通过橡胶圈进行密封。

进一步改进，所述的前壳和密封背板通过螺钉连接固定，连接处通过密封橡胶密封。

进一步改进，所述的面阵激光传感器接线与外壳的接线孔处安装防水接头，防护等级为IP66。

进一步改进，所述的验电传感器安装在外壳的上、前、左、右侧。

进一步改进，所述的工控机电路板设置有CAN通讯接口，工控机电路板通过CAN通讯接口与外部连接平台的CAN通讯接口连接。

本实用新型有益效果在于：采用可见光相机，紫外传感器和红外相机，面阵激光传感器采集火灾现场距离信号，同时通过面阵激光传感器识别到运动过程中的障碍物，验电传感器对运动过程中出现的带电体进行感知，对带电体进行识别和有效规避；并通过可见光相机实时对图像进行分析处理，识别火源及寻找火焰中心位置；实现对火焰进行快速、精确定位，为灭火装置提供了准确目标，有效地提高了灭火效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型实施例中火焰识别组件结构正视图；

图2为本实用新型实施例中火焰识别组件结构侧向图；

图3为本实用新型实施例中火焰识别组件结构后视图；

图4为本实用新型实施实例中火焰识别组件内部结构示意图。

图中包括：1-面阵激光传感器；2-紫外传感器探测镜片；3-可见光相机镜片；4-验电传感器；5-红外相机镜片；6-电磁屏蔽外壳；7-密封背板；8-紫外传感器；9-工控机电路板；10-可见光相机；11-交换机；12-红外相机；13-相机安装板；14-呼吸阀。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供的火焰识别装置一种具体实施方式如图1-4所示，电磁屏蔽外壳(后面统一描述成“前壳”)的前方和两侧开设有安装孔，壳体正前方共设有三列安装孔，自上而下分别安装有紫外传感器探测镜片2，可见光相机镜片3和红外相机镜片4，为了保证壳体的密封性，这些镜片与外壳通过硅胶方式进行粘接；壳体左右两侧分别装有单个验电传感器4和呼吸阀14；验电传感器4和呼吸阀5都采用螺纹连接方式与外壳固定，外壳与密封背板7其配合面的安装缝隙都通过橡胶圈进行密封，外壳内安装固定有相机安装板13，相机安装板13将紫外传感器8，工控机电路板9，可见光相机10，交换机11，红外相机12等电子元器件布置在上面，电磁屏蔽外壳背部与密封背板13通过螺钉连接固定，中间通过密封橡胶保证接合面密封；所述面阵激光传感器1安装固定在外壳正上方，面阵激光传感器1接线穿过外壳与工控机电路板相连，在接线孔处安装防水接头做密封，使其走线处防护等级达到IP66。

进一步地，本实用新型装置上还设有验电传感器4，验电传感器4对装置运动过程中的带电体实现感知，弥补面阵激光传感器1和可见光相机11的识别盲区，对线缆等带电体进行实时感知，有效规避装置运动方向上的带电体，工控机电路板9将各传感器的数据进行分析和拟合，实现运动路径优化。

进一步地，本实用新型装置安装在运动平台上，在平台运动过程中，为了更好地防止无关器材和设备的干扰，装置顶部的面阵激光传感器1对障碍物特征进行自主识别，该设备可检测到云台正前方水平180°与上下呈45°的扩散区域面，通过扫描对遮挡路线进行数据识别，并进行有效规避，在运动平台运动过程中实时检测前方的障碍物，配合可见光相机11传输的画面信息形成数据重新规划优化运动路径；由于火源周围空间范围内设有电缆等带电体，为更优地规划装置与带电体或非带电体的安全距离，本实用新型设有具备带电体的感知功能的验电传感器4，安装在装置上、前、左、右侧，在云台运动过程中，实时检测云台两侧前后和左右方向的带电体障碍并进行有效规避。该平台通过天线与远程监控中心进行无线通讯完成信号传输，远程监控中心的显示屏幕上可实时显示火焰识别装置发来的火焰图像。

进一步地，所述面阵激光传感器1和紫外传感器8用于为主控电路板9提供火源到火焰识别装置的距离和方位信息，所述紫外传感器8，面阵激光传感器1配合用于检测火焰的方位，所述面阵激光传感器1和验电传感器4配合对带电体进行规避，所述可见光相机11和红外相机13配合用于采集火灾现场的视频图像，并将采集完成的图像信号发给主控电路板9，主控电路板9是装置控制核心，控制云台运动寻找火焰位置，根据传感器反馈的相信形成判据对火焰信息进行识别，确定火焰中心坐标位置；一方面，将火焰图像上传到远程监控中心的显示屏幕上，同时，将火焰中心坐标信息发给主控电路板9；主控电路板9根据火焰中心坐标控制火焰识别装置到达预先识别的指定坐标点位置。

进一步地，所述紫外传感器8用于采集火焰特有的光线波段，可见光相机11和红外相机13用于采集火灾现场的视频图像，并将采集的火焰信号发送给主控电路板9，主控电路板9用于对火焰信息进行识别，面阵激光传感器1识别的火焰位置进行定位，确定火焰中心坐标位置。一方面，将火焰图像上传到远程监控中心的显示屏幕上，便于操控人员观看，另一方面，主控电路板9根据接收的火焰中心坐标分别控制云台移动对准目标，当可见光相机11和红外相机13采集的火焰图像落在屏幕坐标原点位置时，火焰识别装置停止移动。

进一步地，所述工控机电路板9的CAN通讯接口分别与连接平台的CAN通讯接口连接；所述主控机的通讯接口通过交换机13与可见光相机11，红外相机相连13；与紫外传感器4和面阵激光传感器1相连。

进一步地，所述装置上面安装有面阵激光传感器1，其外壳具备IP66防护等级，与电磁屏蔽外壳6采用密封连接；验电器具备IP66防护等级，与电磁屏蔽外壳6采用密封连接，验电传感器4的线通过密封形式进入壳体内，呼吸阀14的作用是为了防止腔体内部形成凝露，其防护等级达到IP66，密封背板上面安装有网线和电源线密封接头，其防护等级满足IP66。

所述装置的使用流程为：

该火焰识别装置安装在一种的平台上，在平台运动过程中，面阵激光传感器1和验电传感器4对不可通过路线和带电体障碍物进行有效规避。紫外传感器8用于快速检测火源位置，进一步地，可见光相机11和红外相机13对火源位置的疑似目标观察，采集数据，实时对图像进行分析和处理，并记录相关视频和图像；进一步地，同时用面阵激光传感器1、可见光相机11配合，对目标火焰距离和方位上的遮挡物进行有效识别，并提供准确距离信息，实时检测距离云台前方的障碍物并在在运动过程中进行实时规避，验电传感器4安装在云台左右两侧，在装置穿过和远离线缆等带电体的时候实时检测周围的带电物体的电量，感知带电体障碍并通过电量感知数据信息反馈给工控机9，工控机9根据反馈得到的信息对障碍物实现规避，并控制云台绕开障碍物，到达安全距离。该平台通过天线与远程监控中心进行无线通讯完成信号传输，远程监控中心的显示屏幕上可实时显示火焰识别装置发来的火焰图像。

参阅图2，所述可见光相机11视频信号为网络接头，用于图像采集；所述红外相机13视频信号为网络接头，用于图像采集。工控机电路板视频输入信号，输入为网络接头，与主控机通过交换机网络接头相连，输出信号为一路RS232串口通讯接口和GND，视频信号板用于实时分析处理视频信号，并将图像上传到远程监控中心；远程监控中心显示屏幕画面分为四个象限，屏幕中心为坐标原点(0，0)，水平方向为X轴，垂直方向为 Y轴。主控机将识别的火焰中心点X和Y坐标通过RS232串口输出。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备实施例而言，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，对于本技术领域的普通技术人员来说，可轻易想到的变化或替换，在不脱离本实用新型原理的前提下，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种火焰识别装置，其特征在于：包括由前壳和密封背板组成的外壳，外壳上安装有面阵激光传感器、验电传感器、呼吸阀和若干安装孔，安装孔上安装有镜片；外壳内部固定有相机安装板和工控机电路板，固定有相机安装板上安装有可见光相机，交换机，红外相机，其中可见光相机和红外相机通过交换机与工控机电路板连接；所述面阵激光传感器接线穿过外壳与工控机电路板相连；所述面阵激光传感器和紫外传感器提供火源到火焰识别装置的距离和方位信息，所述紫外传感器，面阵激光传感器配合用于检测火焰的方位，所述面阵激光传感器和验电传感器配合对带电体进行规避，所述可见光相机和红外相机配合用于采集火灾现场的视频图像。

2.根据权利要求1所述的火焰识别装置，其特征在于：所述安装孔上的镜片包括紫外传感器探测镜片，可见光相机镜片和红外相机镜片。

3.根据权利要求1或2所述的火焰识别装置，其特征在于：所述的镜片与外壳通过硅胶方式进行粘接。

4.根据权利要求1所述的火焰识别装置，其特征在于：所述的验电传感器和呼吸阀采用螺纹连接方式与外壳固定，外壳与密封背板其配合面的安装缝隙通过橡胶圈进行密封。

5.根据权利要求1所述的火焰识别装置，其特征在于：所述的前壳和密封背板通过螺钉连接固定，连接处通过密封橡胶密封。

6.根据权利要求1所述的火焰识别装置，其特征在于：所述的面阵激光传感器接线与外壳的接线孔处安装防水接头，防护等级为IP66。

7.根据权利要求1所述的火焰识别装置，其特征在于：所述的验电传感器安装在外壳的上、前、左、右侧。

8.根据权利要求1所述的火焰识别装置，其特征在于：所述的工控机电路板设置有CAN通讯接口，工控机电路板通过CAN通讯接口与外部连接平台的CAN通讯接口连接。

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