CN2395247Y - 红外线被动引导飞掷式灭火弹 - Google Patents

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Abstract

一种红外线被动引导飞掷式灭火弹,五个红外感知元件15呈十字星形式分布,每个红外感知元件之后均连接一组放大器16和比较器17,上、下、左、右各路均与中路信号进行比较而自动调整舵叶10角度和纠正飞行方向,从而可使该灭火弹准确飞向火源上空并播撒灭火剂6,以达到对远距离或扑救人员不易到达的场所进行灭火的目的。

Description

红外线被动引导飞掷式灭火弹
本实用新型涉及一种灭火装置，具体地说是一种以着火物作为引导源，来被动引导可飞掷的灭火弹进行有效灭火的装置。
对于诸如高层建筑物，易燃易爆物品储放场所、森林等扑救火灾时，扑救人员往往难以靠近火源，直接影响灭火的时间和效果。通常使用的消防水龙对高层建筑或森林大火又难以发挥其作用。现有的干粉灭火器是固定在消防车上的，对于消防车不能到达的场所更是束手无策。还有一种手掷式灭火弹，是靠人手将弹体扔向火源来实现灭火的。这种灭火弹所装的灭火剂有限，只能用于很小的着火点，对于较大的火灾场面则不实用。更重要的是这种灭火弹由人力投掷，对较远或较高的着火点根本无法到达，所以也就失去了灭火的意义。
本实用新型的目的就是为克服背景技术中所述的不足，而提供一种能自动寻找火源，且能在飞临火源上空时播撒灭火剂进行灭火的红外线被动引导飞掷式灭火弹。
以上目的是通过如下技术方案得以实现的：
这种红外线被动引导飞掷式灭火弹包括一个壳体和灭火剂，其主要是在弹头处设有红外透镜，红外感知元件位于红外透镜之后，电子控制器设在弹头内，弹头与推力仓之间装有播撒器，推力仓内的推动剂中装有点燃器和引极。所说的红外感知元件是由五个独立的元件呈十字星排列而构成，且每个红外感知元件均连接有独立的放大器和比较器。推力仓的尾部设有喷喉管。电子控制器是由放大器、比较器、转向控制器和驱动器构成。所说的转向控制器和驱动器分别控制舵叶和播撒器。
图1：本实用新型的结构示意图。
图2：本实用新型的工作框图。
图3：红外感知元件分布图。
图4：光斑偏离轴心示意图。
图5：光斑与轴心重合示意图。
图6：本实用新型的电路原理图。
如图1所示，本实用新型主要由红外透镜1、电子控制器2、播撒器5、壳体20、灭火剂6、推力仓7、导向翼4、尾翼8和舵叶10构成。其中，红外透镜1固定在弹头21前端，中路、左路、右路、上路、下路五个红外感知元件15呈十字星排列(参见图3)并位于红外透镜之后。这五个红外感知元件15为P228、P2288、LHI958、LN074D型号的任一种热释红外线敏感元件构成。电子控制器2位于弹头21内，壳体20内装有灭火剂6，其尾部设有一推力仓7，点燃器11和引极13装于推力仓7里的推动剂9内，推力仓7的尾端部设一喉管12。此外，在壳体20的前部设计有导向翼4，尾翼8和舵叶10装在壳体20的尾部。
图2示出了本实用新型的工作框图。所说的电子控制器2主要由红外感知元件15、放大器16、比较器17、转向控制器18和功率驱动器19组成。红外感知元件15的信号输至放大器16又经比较器17进行处理后，一路输给转向控制器18使舵叶10调整角度，另一路则输至功率驱动器19而控制播撒器5的动作。
图6为电子控制器2的详细电路原理图。以中路为例，该图中放大器16由两级运算放大器组成，使用了LM358双运放集成电路。其中u1、u2为放大器，电阻R2是红外感知元件15的负载；R4、R8为反馈电阻，它们决定了前后两级放大极的放大倍数；电阻R6、R7为u2的正相供电；R1、C1和R9、C6是电源滤波电路；C7、W1、D1则是该两级放大器的输出电路，其输出幅度可以由电位器W1精确地调整。本电子控制器2中共用了五组同样的放大电路，分别与红外感知元件15的中路、上路、下路、左路、右路连接，用以对五个红外感知元件15信号的充分放大，然后再送给下一级比较器17进行逻辑判断(图中上路、下路、右路均与左路电路相同，故省略)。
比较器17也是由一只运算放大器uA741构成的。它的输入一个是基准信号VREF，另一个是与之进行比较的信号VIN。路的设计保证了当VIN＜VREF时，其输出V0＝“1”(近似于正电源的高电平)。而当VIN＞VREF时，其输出V0＝“0”(即输出为地电平)。本电子控制器2中使用了五组同样的比较电路(即中路、左路、右路、上路、下路)，其中左路、右路、上路、下路均是以中路信号作为基准VREF的，经比较后所输出的信号即可控制驱动转向控制器18工作。
如图3所示，由于在红外透镜1后的五个红外感知元件15以中间1只，周围4只的十字星方式布置，当弹体恰好对准火源时，火源的红外线透过红外透镜1聚焦的光斑22正好投射在五个红外感知元件15上，即聚焦的光斑22恰好覆盖了五个红外感知元件15，此时这五个元件的输出电平完全一致。由于每个元件都具有一套独立的放大器16和比较器17，当五路放大器16的输出都一致时，其它四路比较器17输出均为“0”。就是说，此时它不会对转向控制器18发出任何纠编信号，舵叶10保持原有角度，该灭火弹直接瞄准火源飞去。如果灭火弹未对准火源而偏离火源左边时，这时经红外透镜1聚焦的光斑22就落在五个红外感知元件15的左方(参见图4)而没有覆盖住右路元件，经右路的放大器16、比较器17比较后输出的信号则为“1”，就得到了一个纠编信号，该信号被传递至转向控制器18而调整右舵叶10的角度，直到灭火弹正对准火源后，光斑22完全覆盖了五个红外感知元件15(参见图5)，上、下、左、右路比较器17的输出又为“0”，不再发生纠偏信号，灭火弹即可准确地向火源飞去。同理，当灭火弹偏上、偏下、偏右时均可通过放大器16和比较器17得到纠正，以保证灭火弹飞行方向的准确性。
当灭火弹飞近火源时，中路元件的输出超过一预定值，该路比较器17输出一个高电平“1”，即控制功率驱动器19并通过引发器3驱动播撒器5，打开壳体20使灭火剂6从空中撒向火源，以达到灭火目的。若中路元件无红外信号时，中路比较器17输出电平为“0”，则功率驱动器19、引发器3和播撒器5等均不动作，也不会将灭火剂无故撒出而造成浪费，为运输、储存、使用的安全提供了可靠的保障。
该灭火弹的飞行动力由推力仓7内的推动剂9提供。当给点燃引极13上施加电流后，点燃器11即引燃推动剂9，并由喉管12向外高速喷射，所产生的反作用力即可推动灭火弹向前飞行。
本实用新型是利用火源的红外线作为诱导源，经红外感知元件及相应的电路处理控制后，该灭火弹可以准确地飞向火源，并可在火源上空或火中播撒灭火剂，以达到远距离或无消防设施地区灭火的目的。可使扑撒人员远离火区，以减少扑救人员的伤亡，给使用者带来极大方便，更为灭火赢得了宝贵的时间。该灭火弹还具有飞行距离远、飞行稳定、不需要特别瞄准火源、自动纠正飞行方向角度、灭火效率高等特点。

Claims (6)

1、一种红外线被动引导飞掷式灭火弹，包括一个壳体(20)和灭火剂(6)，其特征是在弹头(21)处设有红外透镜(1)，红外感知元件(15)位于红外透镜(1)之后，电子控制器(2)设在弹头(21)内，弹头(21)与推力仓(7)之间装有播撒器(5)，推力仓(7)内的推动剂(9)中装有点燃器(11)和引极(13)。
2、如权利要求1所述的灭火弹，其特征是所说的红外感知元件(15)是由五个独立的元件呈十字星排列而构成。
3、如权利要求1或2所述的灭火弹，其特征是五个红外感知元件(15)中每个红外感知元件均连接有独立的放大器(16)和比较器(17)。
4、如权利要求1所述的灭火弹，其特征是推力仓(7)的尾部设有喷喉管(12)。
5、如权利要求1所述的灭火弹，其特征是电子控制器(2)是由放大器(16)、比较器(17)、转向控制器(18)和驱动器(19)构成。
6、如权利要求1或5所述的灭火弹，其特征是所说的转向控制器(18)和驱动器(19)分别控制舵叶(10)和播撒器(5)。
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