专利名称：一种自动探测报警消防灭火枪的制作方法
技术领域：
本发明属于消防器材技术领域，具体涉及机电一体化自动搜索识别火焰、自动报警、自动灭火的装置。
现有的消防灭火枪由于没有自动探测识别火焰、自动报警及自动灭火功能，一般只能在火灾发生发展到被人发现后，才由消防人员手持操作进行灭火。在一些不宜人员接触的场合，特别是有毒等场合，消防灭火人员须装备特殊的防毒面具等才能进入火场灭火，不仅十分不便，而且十分危险。常规的水喷淋消防灭火系统，一般设置为分区探测，当发现火灾时，也是分区打开水喷淋来灭火，该类分区设置的灭火装置不能灵活机动地一枪多用，施工工程量大，消耗材料多。
本发明的目的是提供一种自动探测报警消防灭火枪，能够在设定的监控范围内自动探测搜索和定点识别火焰、自动发出火灾报警，并在火灾早期自动扑灭火焰。
附
图1为本发明自动探测报警消防灭火枪的机械电路逻辑结构原理框图；图2为该自动探测报警灭火枪的机械结构示意图；图3为图2的A-A剖面视图，主要显示火焰探测器部分的机械结构；图4为图2的B-B剖面视图，主要显示灭火枪部分的机械结构；图5为图3的C-C剖面视图，图6为图4的D-D剖面视图；图7为自动探测报警消防灭火枪的运动控制电路原理图；图8为自动探测报警消防灭火枪工作过程算法流程图。
这种自动探测报警消防灭火枪，特征在于包括灭火枪控制器1、火焰探测器2、火灾报警器3、灭火枪4以及电源16组成；所述灭火枪控制器1包括单片机及相应的灭火枪工作程序控制算法5(以下简称单片机5)、运动控制电路7以及键盘6组成；所述火焰探测器2由火焰信号采集器8和火焰信号整形电路9组成，其中火焰信号采集器8包括两个相互平行设置的火焰探头17、以及两个控制其作水平运动步进电机23、一个控制其作俯仰运动的步进电机30及其传动机构组成；所述火灾报警器3由火灾报警电路10和声光报警器11组成；所述灭火枪4由灭火枪喷头15及其水平定位器12、俯仰定位器13和灭火枪喷头开关器14组成；所述水平定位器12包括控制灭火枪喷头15水平方位角的步进电机38及其传动机构和运动控制电路7中涉及步进电机38的驱动电路部分组成；所述俯仰定位器13包括控制灭火枪喷头15俯仰角的步进电机44及其传动机构和运动控制电路7中涉及步进电机44的驱动电路部分组成；所述灭火枪喷头开关器14包括灭火剂电磁阀开关50、灭火枪喷头开关电路组成；当由键盘6中的启动/关闭按钮向灭火枪控制器1发出启动信号，运动控制电路7使两个步进电机23和另一个步进电机30分别作正/反向旋转两个步进电机23的旋转运动分别通过传动机构带动两个相互平行设置的火焰探头17同步作水平方向转动，另一个步进电机30的正/反向旋转，通过传动机构带动探测器平台24作俯仰运动、由此带动两个火焰探头17同步作俯仰运动，从而实现火焰探头17扫描搜索火焰；与此同时，火焰信号采集器8采集火焰信号，经火焰信号整形电路9整形后送至单片机5进行分析，判断是否有火灾发生；在确认有火灾发生时，单片机5使火灾报警器3发出火灾警报信号，并根据控制火焰探头运动的步进电机的位移数据计算出火焰发生的座标，发出信号使运动控制电路7控制步进电机38作正/反向旋转，通过传动机构使灭火枪喷头15指向火焰的方位，控制步进电机44作正/反向旋转，经传动机构带动灭火枪喷头15至合适的俯仰角度；然后单片机5发出信号，通过运动控制电路7打开灭火枪喷头开关器14，使灭火枪喷头15喷出灭火剂进行灭火；同时，火焰探测器仍不停地探测火焰信号；当灭火枪控制器1接收到火焰被扑灭信号后，停止火灾报警信号，并发出关闭灭火枪喷头开关器14的信号，灭火枪喷头15停止喷出灭火剂。
本发明自动探测报警消防灭火枪的机械结构包括火焰探测器2部分的机械结构和灭火枪4部分的机械结构。
所述火焰探测器2部分的机械结构，包括互相平行设置、相距一定距离的两个火焰探头17及相应的传动机构，两个步进电机23和另一个步进电机30及相应的传动机构组成；在单片机5的控制下，由运动控制电路7使两个步进电机23的正反向旋转分别通过传动机构带动两个火焰探头17做水平运动，使步进电机30作正反向旋转，通过传动机构带动探测器平台24作俯仰运动、由此带动两个火焰探头17同步作俯仰运动，从而实现火焰探头17扫描探测火焰。
所述灭火枪4部分的机械结构，包括灭火枪喷头15、灭火枪平台40、步进电机38和44以及传动机构和底座33组成；在单片机5的控制下，由运动控制电路7使步进电机38作正反向旋转，通过传动机构带动灭火枪喷头15作正反向旋转，确定灭火枪喷头15指向的方位，使步进电机44作正反向旋转，通过传动机构带动安装在连接轴42上的连接件47作俯仰运动，带动与之相连接的灭火枪喷头15作俯仰运动，调整灭火枪喷出灭火剂的距离。
本发明自动探测报警消防灭火枪采用的电路，包括控制灭火枪喷头15和两个火焰探头17运动的五台步进电机的运动控制电路7，以及火焰信号整形电路9、火灾报警电路10、灭火枪喷头开关电路和键盘电路。
所述运动控制电路7，包括单片机芯片U1、电阻R1～R11、电容C1～C3、晶体管T1～T11和4脚插座CH1～CH5、2脚插座CH6组成；其中，U1的XTAL2、电容C2的一端和晶振的一端相接，U1的XTAL1、C3的一端和晶振的另一端相接，电容C2和C3的另一端与U1的GND相接；U1的RESET与C1的负极、电阻R12、R13的一端相接，R12的另一端接CH6的1端，R13的另一端接地；U1的VCC、EA/VP、C1的正极和CH6的2脚接DC+5V电源VCC；CH1～CH5的4端均接地，3端均接T11的集电极，2端依次分别接T2、T4、T6、T8、T10的集电极，1端依次分别接T1、T3、T5、T7、T9的集电极，T1、T3、T5、T7、T9的基极分别通过电阻R1、R3、R5、R7、R9接U1的P00～P04脚，T1～T11的发射极和VCC相接，T2、T4、T6、T8、T10、T11的基极分别通过R2、R4、R6、R8、R10、R11接U1的P20～P25；5只步进电机控制器的地端分别接CH1-CH5的4端、其方向控制端分别接CH1-CH5的1端、其步进端分别接CH1-CH5的2端、其清除端分别接CH1-CH5的3端，各步进电机控制器的电源均和DC30V电源VCC2并联连接，控制器上的A+、A-、B+、B-、C+、C-分别和步进电机的A+、A-、B+、B-、C+、C-端对应连接。
其它电路可采用本发明实施例中给出的具体电路，也可选用现有相应功能的常用电路。
本发明自动探测报警消防灭火枪的自动控制模式是按照图8的算法编制的自动操作程序首先系统初始化，探测器开始纵向转动一个单位俯仰角后，横向扫描搜索火焰信号，分析扫描所得信号识别火焰如果不是火焰信号，则继续重复搜索步骤；如果是火焰信号，则启动二级报警；两火焰探头分别对火焰进行横向扫描确定火焰方位，火焰探测器进行纵向扫描，确定火焰发生的距离；根据火焰的位置确定灭火枪喷头的方位及俯仰角，喷出一单位时间的灭火剂，然后判断火焰是否已被扑灭如果火焰已消失，则关闭二级火灾警报，恢复信号搜索；如果火焰未被扑灭，则启动一级火灾报警。可用单片机的汇编语言编写程序来实现该算法。
本发明自动探测报警消防灭火枪，由于采用以单片机为中央处理单元的控制器，一旦起动，将按照预选设置好的程序，在所设定的监控范围内自动搜索火焰，定点确定火焰的座标；在发现火焰后，自动发出二级火灾报警，自动扑救早期火灾；扑灭火焰以后，自动关闭灭火枪，撤消报警信号；如在设定的时间内没能扑灭火焰，则自动发出一级火灾警报。
本发明也可设置人为控制模式，由操作者根据观察判断采用手动操作控制灭火。
本自动探测报警消防灭火枪，使用安全方便、设置灵活机动，特别适用于有毒等一些不适合人员直接接触的特殊场合；这一技术的应用，可提高早期火灾探测、报警和扑救的自动化水平。
以下结合附图具体说明本发明的实施例。
实施例1附图2为本实施例自动探测报警消防灭火枪的机械结构示意图；图3、图4分别为图2的A-A、B-B剖面视图；图5为图3的C-C剖面视图，图6为图4的D-D剖面视图；图7为自动探测报警消防灭火枪的运动控制电路原理图；图8为自动探测报警消防灭火枪的工作过程算法流程图；图9为键盘电路；图10为火焰信号整形电路；图11为二级火灾报警电路；图12为一级火灾报警电路；图13为灭火枪喷头开关电路；图14为控制箱52的配置示意图；图15为控制箱52的后面板57的配置示意图；图16为自动探测报警消防灭火枪后面板34的配置示意图。
本实施例自动探测报警消防灭火枪的机械结构主要包括火焰探测器部分机械结构和灭火枪部分机械结构。
所述火焰探测器部分机械结构为以两只型号为ZW-203A的紫外火焰传感器作为两个火焰探头17，分别经火焰探头座18固定在连接轴19上；套装轴承20的两个连接轴19安装在探测器平台24的两端，使两个火焰探头17相距30cm、互相平行设置；连接轴19的下端水平安装齿轮21；两台型号为55BF009、功率为0.784N.m的三相六拍直流步进电机23(以下简称为步进电机)分别固定在探测器平台24的两侧，电机23的轴上水平安装齿轮22并使之与齿轮21相互啮合；探测器平台24固定在连接件27上，连接件27的下端固定在连接轴25上，连接轴25的两端装有轴承26，其轴承座分别固定在两轴承支架32上，两轴承支架32分别固定安装在底座33上；另有一台型号为55BF009、功率为0.784N.m的三相六拍直流步进电机30通过支架31固定安装在底座33上，步进电机30的轴上安装蜗杆29，并使之与安装在连接轴25上的蜗轮28相互啮合。
所述灭火枪部分机械结构为固定着灭火枪喷头15的支架40的轴上水平固定安装有传动齿轮35并在传动齿轮35下方套装轴承49后安装在灭火枪平台37上；步进电机38固定在灭火枪平台37上，并使固定在步进电机38轴上的传动齿轮36和传动齿轮35相互啮合；灭火枪支架40固定在连接件47上，连接件47的下端固定在连接轴42上，连接轴42的两端装有轴承41，其轴承座分别固定在两轴承支架43上，两轴承支架43分别固定在底座33上；轴上固定安装蜗杆45的步进电机44通过支架48固定在底座33上，并使蜗杆45与固定安装在连接轴42上的蜗轮46相互啮合；灭火剂电磁阀开关50固定在底座33上，电磁阀开关50的一端灭火剂管道接口51用软管和灭火枪喷头15相连接，另一端灭火剂管道接口14用管道与自动探测报警消防灭火枪后面板34上的灭火剂进口转接头62相接。
本实施例自动探测报警消防灭火枪所用各电路的具体构成及参数如下消防灭火枪运动控制电路(图7)，包括型号为AT89C52的单片机芯片U1、4.7K电阻R1～R11、2.2μF电容C1～C3、型号为8550的晶体管T1～T11和4脚插座CH1～CH5、2脚插座CH6组成。其中，U1的XTAL2、电容C2的一端和晶振(XTAL、11.0592MHz)的一端相接，U1的XTAL1、C3的一端和晶振的另一端相接，电容C2和C3的另一端与U1的GND相接；U1的RESET与C1的负极、200Ω电阻R12、1k电阻R13的一端相接，R12的另一端接CH6的1端，R13的另一端接地；U1的VCC、EA/VP、C1的正极和CH6的2脚接DC+5V电源VCC；CH1～CH5的4端均接地，3端均接T11的集电极，2端依次分别接T2、T4、T6、T8、T10的集电极，1端依次分别接T1、T3、T5、T7、T9的集电极，T1、T3、T5、T7、T9的基极分别通过电阻R1、R3、R5、R7、R9接U1的P00～P04脚，T1～T11的发射极和VCC相接，T2、T4、T6、T8、T10、T11的基极分别通过R2、R4、R6、R8、R10、R11接U1的P20～P25；5只步进电机控制器(DL-03F04)的地端分别接CH1-CH5的4端、其方向控制端分别接CH1-CH5的1端、其步进端分别接CH1-CH5的2端、其清除端分别接CH1-CH5的3端，各步进电机控制器的电源均和DC30V电源VCC2并联连接，控制器上的三相接线端A+、A-、B+、B-、C+、C-分别和步进电机的三相接线端A+、A-、B+、B-、C+、C-对应连接。
本实施例的键盘电路(图9)由型号为CD4014B的芯片U3及包括10KΩ电阻R15、RP2(10KΩ×8)、10脚插座CH7和端口B1～B4组成。其中，CH7的1～9脚依次分别接至键盘按键1#～9#的正极，键盘按键1#～9#的负极与CH7的10脚均接地，CH7的2～9脚依次分别与RP2的1～8脚和U3的P1～P8端相接，CH7的1脚和R15相接后接端口B1，R15的另一端接VCC，端口B1与芯片U1中的(INT1)P33端相接，U3的3脚(Q8)接端口B2、10脚(CLK)接端口B3、9脚(P/S)接端口B4；端口B2、B3、B4端分别接至U1的(RXD)P30、(TXD)P31、(T1)P35脚。
本实施例的火焰信号整形电路(图10)由型号为CD40106的芯片U2A和U2B、1KΩ电阻R16～R19、5V稳压二极管D1和D2以及端口A1～A4组成。其中，D1的阴极与R16、U2A的输入端1连接后经R18接至A1端；D2的阴极与R17、U2B的输入端3连接后经R19接至A2端，D1、D2的阳极以及R16、R17的另一端接地；端口A1、A2分别接至火焰探头17的传感器输出端，端口A3、A4分别接至U1的(T0)P34、(T1)P35端。
本实施例的二级火灾报警电路(图11)由型号为8550的晶体管T12、4.7KΩ电阻R20、10Ω电阻R21、510Ω电阻R22、发光二极管D3(即二级火灾光报警器55)和蜂鸣器B1(即二级火灾声报警器56)组成。其中，T12的发射极接VCC，基极通过R20与端口A5相接，集电极通过R21接D3的阳极和B1的2端；D3的阴极接R22，R22的另一端与B1的1端接地；端口A5接至图7中U1的P05端。
本实施例的一级火灾报警电路(图12)由8550型晶体管T13、4.7KΩ电阻R23、10Ω电阻R24、电磁阀U5和4脚插座CH8组成。其中，T13的基极与端口A6之间串接R23，发射极接VCC，集电极与U5的5端之间串接R24，U5的4端与CH8的1端接地，U5的3、2、1端分别与CH8的4、3、2端相接，CH8的1、4脚接至一级火灾声报警器53,CH8的2、3脚接至一级火灾光报警器54，端口A6与图7中U1的P27脚相接。
本实施例的灭火枪喷头开关电路(图13)由8550型晶体管T14、8050型晶体管T15、4.7KΩ电阻R25和10Ω电阻R26、IN4001型二极管D4，电磁阀U6(24V)和端口A7、A8、A9组成。其中，T14的发射极接VCC，基极与端口A7之间接R25，集电极通过R26接T15的基极，T15的发射极接地，U6和D4并接后D4的阳极接T15的集电极、D4的阴极接VCC2；端口A8接至电源VCC2，端口A9接至电磁阀开关50的接地端，电磁阀开关50的另一端接VCC2；端口A7接至图7中U1的P07脚。
图7～图13中的所有VCC相连接，所有VCC2相连接，所有地相连接。
本实施例中所采用电源16由DC+24V和DC+5V电源组成，分别向自动消防灭火枪的相关部分提供电源其中，5V电源向控制键盘电路、火灾报警电路15、火焰信号整形电路9提供电源，24V电源向火焰信号采集器8中的火焰信号采集电路、灭火枪喷头开关器14以及向控制消防灭火枪整个运动部分的步进电机的控制电路提供电源。
本实施例中，声光报警器11由二级火灾光报警器55、声报警器56、一级火灾光报警器54和声报警器53组成；二级火灾光报警器55为一个黄色发光二极管，声报警器56为一个蜂鸣器；一级火灾光报警器54为一个红色发光二极管，声报警器53为一个高分贝的警报器；当火焰探测器2发现火焰时，立即向火灾报警4发出二级火灾警报信息，火灾警报器56和55即刻发出二级火灾的声光报警信号，如果在自动灭火枪设定的扑救时间内，灭火枪没有能扑灭火焰，火焰探测器向火灾报警器4发出一级火灾报警信号，一级火灾警报器54和53即刻发出一级火灾声光报警信号。
本实施例将控制电路板、DC24V的电源和DC+5V的电源均设置于控制箱52内；一级火灾声报警器53和光报警器54、二级火灾光报警器55和声报警器56、键盘6均设置在控制箱52的前面板上；该键盘6上的九个按键分别为开始键，结束键，自动键，手动键，灭火枪喷头开/闭键，灭火喷枪头左/右移动键、上/下移动键，火焰探头左/右移键，火焰探头上/下移键；控制箱52的后面板57上设置有AC220V电源开关58、AC22V电源插座59，8个6芯控制线插座60；其中，1#和2#插座为两探测器作水平扫描的控制线，3#插座为两探测器作俯仰扫描的控制线，4#和5#插座为灭火枪喷头作定位的控制电线，6#插座为控制灭火枪喷头开关的电磁阀控制线，7#插座为两探测器电源线，8#插座为两探测器信号线。电源插座59外插接AC220V电源内接开关58后接DC24V和DC5V电源，控制线插座60分别和图16中的控制线插座61对应，用6芯控制电缆上的插头连接。
本实施例自动探测报警消防灭火枪的后面板34上设置有消防灭火剂进口转接头62和8个6芯控制插座61；其中，控制线插座61用6芯控制电缆上的插头分别和图15中的控制线插座60对应连接，消防灭火剂进口转接头62接消防灭火剂供应罐或消防水龙头。
本实施例自动探测报警消防灭火枪可设置成人为控制模式和自动控制模式两种方式。
本实施例采用单片机的汇编语言按照图8的操作程序算法流程图编写程序来实现自动控制模式首先系统初始化，探测器开始纵向转动一个单位俯仰角后，横向扫描搜索火焰信号，分析扫描所得信号识别火焰如果不是火焰信号，则继续重复搜索步骤；如果是火焰信号，则启动二级报警；两火焰探头分别对火焰进行横向扫描确定火焰方位，火焰探测器进行纵向扫描，确定火焰发生的距离；根据火焰的位置确定灭火枪喷头的方位及俯仰角，喷出一单位时间的灭火剂，然后判断火焰是否已被扑灭如果火焰已消失，则关闭二级火灾警报，恢复信号搜索；如果火焰未被扑灭，则启动一级火灾报警。
本实施例自动探测报警消防灭火枪的自动控制工作过程如下通过操作键盘6发出指令信息，选择控制器的工作方式 当按键盘6上的启动/关闭按钮，向灭火枪控制器1发出启动信号，在单片机及控制算法5的控制下，运动控制电路7的U1发出控制信号后，启动并控制两台步进电机23和另一台步进电机30分别作正/反向旋转。步进电机30作正/反向旋转时，由与之相固定的蜗杆29的旋转来带动与之相啮合的蜗轮28旋转，带动安装在连接轴25上的连接件27作俯仰运动，由于连接件27和探测器平台24相连接，从而带动火焰探测器作俯仰运动；两台步进电机23的正反向旋转分别通过齿轮21和22的传动，带动两个火焰探头17做正反向旋转，从而实现扫描探测火焰；火焰探测器2将所采集的火焰信号送到单片机及控制算法5中，进行分析判断是否为火焰信号；在确认为火灾发生时，灭火枪控制器1发出火灾信号，驱动火灾报警器3发出二级警报信号，根据控制步进电机正/反向旋转的数据，单片机计算出火焰发生的方位和距离，在灭火枪控制器1的控制下将火焰座标信息送到灭火枪4，根据火焰的座标计算出灭火枪喷头的旋转和俯仰的角度数，依据这些参数，通过运动控制电路7使步进电机38作正反向旋转，带动与之相连接的传动齿轮36旋转，由此带动与之相互啮合的传动齿轮35旋转，从而带动灭火枪喷头15作正反向运转，使灭火枪喷头15指向火焰的方位；步进电机44的正反向运转，通过蜗杆45带动与之相啮合的蜗轮46旋转，带动安装在连接轴42的连接件47作俯仰运动，由于连接件47和灭火枪喷头平台37相连接，从而带动灭火枪喷头作俯仰运动调整到合适的俯仰角以调整灭火枪喷头喷出灭火剂的距离。此时单片机发出打开灭火枪喷头开关器14的信号、打开灭火枪喷头15进行灭火；灭火枪喷头15进行灭火的同时，火焰探测器仍在不停地工作，灭火枪控制器1在接收到火焰探测器2送来的火焰被扑灭信息以后，发出信号关闭灭火枪喷头开关器14，从而关闭灭火枪喷头15；在设定的灭火时间内，如果火焰探测器2还继续有火焰信号，则认为发生大火灾，灭火枪控制器1即驱动火灾警报器3发出一级火灾警报信号。
当设置成人为控制模式时，操作者需嵌键盘6上的各功能键来实现灭火枪的各种功能；此时，由操作者在键盘上按手动键后，灭火喷枪头左/右移动键，使灭火枪指向火焰方向；按上/下移键，使灭火枪在火焰方向上有一个合适的俯仰角；按灭火枪喷头开/闭键，打开灭火枪，使其喷出灭火剂扑灭火焰；再按灭火枪喷头开/闭键，使灭火枪喷头停止喷灭火剂。
权利要求
1.一种自动探测报警消防灭火枪，特征在于包括灭火枪控制器(1)、火焰探测器(2)、火灾报警器(3)、灭火枪(4)以及电源(16)组成；所述灭火枪控制器(1)包括单片机及相应的灭火枪工作程序控制算法(5)[(以下简称单片机(5)]、运动控制电路(7)以及键盘(6)组成；所述火焰探测器(2)由火焰信号采集器(8)和火焰信号整形电路(9)组成，其中火焰信号采集器(8)包括两个相互平行设置的火焰探头(17)、以及两个控制其作水平运动的步进电机(23)、一个控制其作俯仰运动的步进电机(30)及其传动机构组成；所述火灾报警器(3)由火灾报警电路(10)和声光报警器(11)组成；所述灭火枪(4)由灭火枪喷头(15)及其水平定位器(12)、俯仰定位器(13)和灭火枪喷头开关器(14)组成；所述水平定位器(12)包括控制灭火枪喷头(15)水平方位角的步进电机(38)及其传动机构和运动控制电路(7)中涉及步进电机(38)的驱动电路部分组成；所述俯仰定位器(13)包括控制灭火枪喷头(15)俯仰角的步进电机(44)及其传动机构和运动控制电路(7)中涉及步进电机(44)的驱动电路部分组成；所述灭火枪喷头开关器(14)包括灭火剂电磁阀开关(50)、灭火枪喷头开关电路组成；当由键盘(6)中的启动/关闭按钮向灭火枪控制器(1)发出启动信号，运动控制电路(7)使两个步进电机(23)和另一个步进电机(30)分别作正/反向旋转两个步进电机(23)的旋转运动分别通过传动机构带动两个相互平行设置的火焰探头(17)同步作水平方向转动，另一个步进电机(30)的正/反向旋转，通过传动机构带动探测器平台(24)作俯仰运动、由此带动两个火焰探头(17)同步作俯仰运动，从而实现火焰探头(17)扫描搜索火焰；与此同时，火焰信号采集器(8)采集火焰信号，经火焰信号整形电路(9)整形后送至单片机(5)进行分析，判断是否有火灾发生；在确认有火灾发生时，单片机(5)使火灾报警器(3)发出火灾警报信号，并根据控制火焰探头运动的步进电机的位移数据计算出火焰发生的座标，发出信号使运动控制电路(7)控制步进电机(38)作正/反向旋转，通过传动机构使灭火枪喷头(15)指向火焰的方位，控制步进电机(44)作正/反向旋转，经传动机构带动灭火枪喷头(15)至合适的俯仰角度；然后单片机(5)发出信号，通过运动控制电路(7)打开灭火枪喷头开关器(14)，使灭火枪喷头(15)喷出灭火剂进行灭火；同时，火焰探测器仍不停地探测火焰信号；当灭火枪控制器(1)接收到火焰被扑灭信息后，停止火灾报警信号，并发出关闭灭火枪喷头开关器(14)的信号，灭火枪喷头(15)停止喷出灭火剂。
2.如权利要求1所述自动探测报警消防灭火枪，特征在于其火焰探测器(2)部分的机械结构，包括互相平行设置、相距一定距离的两个火焰探头(17)及相应的传动机构，两个步进电机(23)和另一个步进电机(30)及相应的传动机构组成；在单片机(5)的控制下，由运动控制电路(7)使两个步进电机(23)的正反向旋转分别通过传动机构带动两个火焰探头(17)做水平运动；步进电机(30)作正反向旋转，通过传动机构带动探测器平台(24)作俯仰运动、由此带动两个火焰探头(17)同步作俯仰运动；从而实现火焰探头(17)扫描探测火焰。
3.如权利要求1所述自动探测报警消防灭火枪，特征在于其灭火枪(4)部分的机械结构，包括灭火枪喷头(15)、灭火枪平台(40)、步进电机(38)和(44)以及传动机构和底座(33)组成；在单片机(5)的控制下，由运动控制电路(7)使步进电机(38)作正反向旋转，通过传动机构带动灭火枪喷头(15)作正反向旋转，确定灭火枪喷头(15)的指向方位；由运动控制电路(7)使步进电机(44)作正反向旋转，通过传动机构带动安装在连接轴(42)上的连接件(47)作俯仰运动，带动与之相连接的灭火枪喷头(15)作俯仰运动，调整灭火枪喷出灭火剂的距离。
4.如权利要求1所述自动探测报警消防灭火枪，特征在于其采用的电路包括控制灭火枪喷头(15)和两个火焰探头(17)运动的五台步进电机的运动控制电路(7)，以及火焰信号整形电路(9)、火灾报警电路(10)、灭火枪喷头开关电路和键盘电路。
5.如权利要求1所述自动探测报警消防灭火枪，特征在于所述运动控制电路(7)，包括单片机芯片U1、电阻R1～R11、电容C1～C3、晶体管T1～T11和4脚插座CH1～CH5、2脚插座CH6组成；其中，U1的XTAL2、电容C2的一端和晶振的一端相接，U1的XTAL1、C3的一端和晶振的另一端相接，电容C2和C3的另一端与U1的GND相接；U1的RESET与C1的负极、电阻R12、R13的一端相接，R12的另一端接CH6的1端，R13的另一端接地；U1的VCC、EA/VP、C1的正极和CH6的2脚接DC+5V电源VCC；CH1～CH5的4端均接地，3端均接T11的集电极，2端依次分别接T2、T4、T6、T8、T10的集电极，1端依次分别接T1、T3、T5、T7、T9的集电极，T1、T3、T5、T7、T9的基极分别通过电阻R1、R3、R5、R7、R9接U1的P00～P04脚，T1～T11的发射极和VCC相接，T2、T4、T6、T8、T10、T11的基极分别通过R2、R4、R6、R8、R10、R11接U1的P20～P25；5只步进电机控制器的地端分别接CH1-CH5的4端、其方向控制端分别接CH1-CH5的1端、其步进端分别接CH1-CH5的2端、其清除端分别接CH1-CH5的3端，各步进电机控制器的电源均和DC30V电源VCC2并联连接，控制器上的A+、A-、B+、B-、C+、C-分别和步进电机的A+、A-、B+、B-、C+、C-端对应连接。
6.一种自动探测报警消防灭火枪的自动控制程序，特征在于首先系统初始化，探测器开始纵向转动一个单位俯仰角后，横向扫描搜索火焰信号，分析扫描所得信号识别火焰如果不是火焰信号，则继续重复搜索步骤；如果是火焰信号，则启动二级报警；两火焰探头分别对火焰进行横向扫描确定火焰方位，火焰探测器进行纵向扫描，确定火焰发生的距离；根据火焰的位置确定灭火枪喷头的方位及俯仰角，喷出一单位时间的灭火剂，然后判断火焰是否已被扑灭如果火焰已消失，则关闭二级火灾警报，恢复信号搜索；如果火焰未被扑灭，则启动一级火灾报警。
全文摘要
本发明自动探测报警消防灭火枪,特征在于由键盘按钮控制运动控制电路,使步进电机作正/反向旋转,带动火焰探头在设定的监控范围内自动探测搜索火焰;火焰信号送至单片机5进行分析,确认有火灾发生时定点识别火焰,发出火焰警报信号,并控制灭火枪喷头15指向合适的方法和俯仰角度并自动灭火;使用安全方便、设置灵活机动,特别适用于有毒等不适合人员直接接触的特殊场合,可提高早期火灾探测、报警和扑救的自动化水平。
文档编号A62C31/00GK1303719SQ9912490
公开日2001年7月18日 申请日期1999年12月2日 优先权日1999年12月2日
发明者秦俊, 廖光煊, 范维澄 申请人:中国科学技术大学