专利名称：图像型火灾探测器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种安全报警装置，特别涉及一种火灾报警器。
背景技术：
现有的火灾报警器，主要有两种，一种是温度探测器，另一种是离子感烟器，这两 种火灾报警器在建筑中通常安装顶棚位置，其高度在6m以下时，火灾烟气能够很快到达顶 棚，并沿顶棚蔓延，可以很快探测到火灾并及时报警。而在大空间场所，由于火灾燃烧产物 在空间传播受空间高度和面积的影响，常常当火灾发展到相当的程度后，探测器才能感应， 其难以实现早期火灾报警。因此，现有的火灾报警器受空间高度、高温、有毒、易爆等环境条 件的限制，其适用场所受到局限。此外，现有的火灾探测器，只能在已经发生火灾后，才可以 触发报警信号，其不能防患于未然。
实用新型内容本实用新型目的在于提供一种图像型火灾探测器，使其通过红外探测，实时显示 监视场所的温度，在火灾发生前给出报警信号，可预防火灾发生。为解决以上技术问题，本实用新型提供的图像型火灾探测器，包括红外光学系统探测被监视区域的红外图像信号，聚焦到红外探测器的光敏面 上；红外探测器将光敏面上探测到的红外图像信号转换成电信号，并将该电信号传 递给采样放大电路；采样放大电路将接收的电信号放大并经A/D转换成数字信号，然后传递给DSP高 速数字信号处理器；存储器用于存储运算程序和数据，并由DSP高速数字信号处理器调用；DSP高速数字信号处理器接收采样放大电路来的信号，调用存储器内的程序，经 运算处理，将载有温度信息的图像信号传递给数据缓冲器，同时，判断被监视区域火灾是否 已经发生或具有发生火灾的趋势，并实时向报警系统发出信号，控制报警系统发出警报；数据缓冲器接收DSP高速数字信号处理器来的信号，并暂存；FPGA可编程逻辑器在时序控制下，读出数据缓冲器中的暂存的载有温度信息的 图像信号数据，经视频编码器输出给视频显示器，进行显示。本实用新型中，红外光学系统设置在被监视区域中，被监视区域中的红外图像信 号经系统处理后，最终通过视频显示出来，其可以显示出被探测区域中温度场分布情况，以 便对被探测区域进行处理；同时，DSP高速数字信号处理器将报警信号传递给报警系统，在 发生火灾隐患或火灾时，发出警报，提醒监控人员进行处理。该装置通过在程序中设定不 同的阈值，在火灾发生前即可进行预警，发出报警信号，提醒监控人员进行处理，可以把火 灾隐患消除。与现有技术相比，本实用新型可安装的场所不受高度的限制，能够实现早期预 警，达到预防火灾发生的效果。[0013]作为本实用进一步改进，该装置还包括有温度传感器，当DSP高速数字信号处理 器判断达到设定阈值时，所述DSP高速数字信号处理器通过温度传感器间歇探测被监视区 域内的温度，并将该温度信号传递给存储器存储。所述报警系统可以采用如下两种技术方案其一，报警系统包括继电器开关电路 和报警元件，所述继电器开关电路接收DSP高速数字信号处理器发送来的异常、预警、火警 或故障信号，并发出信号控制报警元件发出警报。DSP高速数字信号处理器直接向继电器开 关电路发出报警信号，其控制简单、方便。其二，所述报警系统包括RS485接口电路和报警 单元，DSP高速数字信号处理器将报警信号依次经数据缓冲器、FPGA可编程逻辑器、RS485 接口电路传递给报警单元，发出警报。通过RS485串行接口发出警报，该方式主要用于远程 监控。上述两技术方案可以采用其中之一，也可以全部采用，两者互为备用，可提高监测的 可靠性。作为本实用进一步改进，所述红外光学系统中还包括有控制光圈的快门电机，DSP 高速数字信号处理器经MCU电源管理器传递控制信号给快门电机驱动电路，通过快门电机 驱动电路控制快门电机动作，对光圈进行补偿调节。作为本实用进一步改进，该装置还包括LED显示电路，所述LED显示电路接收DSP 高速数字信号处理的发送来的异常、预警、火警或故障信号并作出显示。
图1为本实用新型工作原理图。
具体实施方式
如图所示，为图像型火灾探测器的工作原理图，其主要包括以下部分红外光学系统探测被监视区域的红外图像信号，聚焦到红外探测器的光敏面 上；红外探测器将光敏面上探测到的红外图像信号转换成电信号，并将该电信号传 递给采样放大电路； 采样放大电路将接收的电信号放大并经A/D转换成数字信号，然后传递给DSP高 速数字信号处理器；存储器用于存储运算程序和数据，并由DSP高速数字信号处理器调用；DSP高速数字信号处理器接收采样放大电路来的信号，调用存储器内的程序，经 运算处理，将载有温度信息的图像信号传递给数据缓冲器，同时，判断被监视区域火灾是否 已经发生或具有发生火灾的趋势，并实时向报警系统发出信号，控制报警系统发出警报；数据缓冲器接收DSP高速数字信号处理器来的信号，并暂存；FPGA可编程逻辑器在时序控制下，读出数据缓冲器中的暂存的载有温度信息的 图像信号数据，经视频编码器输出给视频显示器，进行显示。温度传感器当DSP高速数字信号处理器判断达到设定阈值时，所述DSP高速数字 信号处理器通过温度传感器间歇探测被监视区域内的温度，并将该温度信号传递给存储器 存储。报警系统包括两部分，一部分的报警系统包括继电器开关电路和报警元件，所述继电器开关电路接收DSP高速数字信号处理器发送来的异常、预警、火警或故障信号，并发 出信号控制报警元件发出警报。另一部分的报警系统包括RS485接口电路和报警单元，DSP 高速数字信号处理器将报警信号依次经数据缓冲器、FPGA可编程逻辑器、RS485接口电路 传递给报警单元，发出警报。两者相互支持，可同时使用，也可互为备用。快门电机驱动电路所述红外光学系统中还包括有控制光圈的快门电机，DSP高 速数字信号处理器经MCU电源管理器传递控制信号给快门电机驱动电路，通过快门电机驱 动电路控制快门电机动作，对光圈进行补偿调节。LED显示电路用以接收DSP高速数字信号处理的发送来的异常、预警、火警或故 障信号并作出显示。该装置中，DSP高速数字信号处理器接收的信号为监测区域的红外线图像信号，其 调用程序进行运算，进行校正处理，使视频显示器显示图像中的各点与该点对应物体的温 度一一对应，其算法主要包括非均勻性校正、坏点校正、自动调光。1、非均勻性校正由于受当前非制冷红外探测器制造工艺的局限，各个探测元的响应速率具有不一 致性，未做非均勻性校正的热像仪在观测一个温度均勻的靶标时，成像面上会有斑点与亮 度不均勻现象，这将影响对目标特别是远距离目标的观测与识别。为了获得理想的观测识 别效果，需要对原始的红外成像做一系列校正，即非均勻性校正。校正后的热像仪成像的均 勻性显著增强，因而可以大幅度提高对目标的有效识别与探测能力。2、坏点校正所谓“坏点，，就是红外探测器对应的某些探测元对红外辐射的响应率过高或过低 而造成图像上出现的明暗斑点。过高或过低的坏点数只是一个相对概念，就是该明暗斑点的响应值相对周围的正 常点过高或过低，以至对观测产生影响，并不是没有响应。只有极少数的点是没有响应的， 是真正的“坏点”。坏点在红外图像中是一个坐标不随目标变化的点。为了对被探测区域获得更好的 成像效果，通常将这些坏点对应的响应值用其周围的某些点来替换，通过坏点校正可以明 显消除图像明暗斑点影响，从而提高图像质量。3、自动调光自动调光即为对图像的亮度、对比度进行自动调节，其通过快门电机调节光圈的 大小得以实现。在观察范围内，当被探测区域范围发生变化时，为了使图像中不同温度的物体具 有更好的可分辨效果，通常希望将图像内的所有温度值尽可能的区分开来。DSP高速数字信 号处理器通过统计图像的直方图，分析场景温度覆盖范围，从而自动调节图像的亮度与对 比度，使图像分辨率效果更好，有利于人眼通过显示器区分不同温度的物体。经视频显示器显示，可以显示被监测场所的各部位的温度场分布情况。DSP高速数字信号处理器还经过运算，判断是否有火灾隐患或火灾发生，报警阈值 可以通过程序进行设定，当DSP高速数字信号处理器判断达到设定阈值时，所述DSP高速数 字信号处理器通过温度传感器间歇探测被监视区域内的温度，并将该温度信号传递给存储 器存储。正常监视状态时存储器不记录测温数据，当监测温度达到设定阈值时，按秒记录测温数据。如出现异常时按30秒记录一次数据，出现预警时按5秒记录一次数据，出现火警 现象时按1秒记录一次数据，温度记录实时储存。火警后可以最多记录10秒测温数据；该 装置具有信息记录和查询功能，报警信息记录总数不少于100条，测温数据记录总数不少 于100条。同时，DSP高速数字信号处理器一方面将报警信号传递给继电器开关电路，控制 报警元件发出警报，另一方面将报警信号依次经数据缓冲器、FPGA可编程逻辑器、RS485接 口电路传递给报警单元，发出警报，内容可以包括报警阈值、报警部位(地址)、报警类别等 fn息o整个装置的复位信号可通过RS485接口电路输入，也可以通过开关继电器电路输 入。LED显示电路接收DSP高速数字信号处理的发送来的异常、预警、火警或故障信号 并作出显示。其采用黄色故障报警指示灯指示异常状态、红色(预警)火警指示灯和绿色 工作指示灯，当异常状态或预警状态时，指示灯闪烁，频率为0. 2 0. 5Hz。故障报警或火警 时，指示灯长亮。
权利要求一种图像型火灾探测器，其特征在于包括红外光学系统探测被监视区域的红外图像信号，聚焦到红外探测器的光敏面上；红外探测器将光敏面上探测到的红外图像信号转换成电信号，并将该电信号传递给采样放大电路；采样放大电路将接收的电信号放大并经A/D转换成数字信号，然后传递给DSP高速数字信号处理器；存储器用于存储运算程序和数据，并由DSP高速数字信号处理器调用；DSP高速数字信号处理器接收采样放大电路来的信号，调用存储器内的程序，经运算处理，将载有温度信息的图像信号传递给数据缓冲器，并实时向报警系统发出警报信号；数据缓冲器接收DSP高速数字信号处理器来的信号，并暂存；FPGA可编程逻辑器在时序控制下，读出数据缓冲器中的暂存的载有温度信息的图像信号数据，经视频编码器输出给视频显示器，进行显示。
2.根据权利要求1所述的图像型火灾探测器，其特征在于还包括有温度传感器，所述 DSP高速数字信号处理器通过温度传感器间歇探测的温度信号传递给存储器存储。
3.根据权利要求1或2所述的图像型火灾探测器，其特征在于所述报警系统包括继 电器开关电路和报警元件，所述继电器开关电路接收DSP高速数字信号处理器发送来的异 常、预警、火警或故障信号，并发出信号控制报警元件发出警报。
4.根据权利要求1或2所述的图像型火灾探测器，其特征在于所述报警系统包括 RS485接口电路和报警单元，DSP高速数字信号处理器将报警信号依次经数据缓冲器、FPGA 可编程逻辑器、RS485接口电路传递给报警单元，发出警报。
5.根据权利要求1或2所述的图像型火灾探测器，其特征在于所述红外光学系统中还 包括有控制光圈的快门电机，DSP高速数字信号处理器经MCU电源管理器传递控制信号给 快门电机驱动电路。
6.根据权利要求1或2所述的图像型火灾探测器，其特征在于还包括LED显示电路，所 述LED显示电路接收DSP高速数字信号处理的发送来的异常、预警、火警或故障信号并作出 显不。
专利摘要本实用新型公开了报警装置领域内的一种图像型火灾探测器，包括红外光学系统、红外探测器、采样放大电路、存储器、DSP高速数字信号处理器、数据缓冲器、FPGA可编程逻辑器、视频编码器和视频显示器，工作时，其利用红外光学系统和红外探测器将被探测区域的温度信号送给DSP高速数字信号处理器进行运算处理，在发生火灾隐患或火灾时，发出警报，同时，将载有温度分布的实时图像信号经数据缓冲器、FPGA可编程逻辑器、视频编码器输出给视频显示器显示。本实用新型可安装的场所不受高度的限制，能够实现早期预警，达到预防火灾发生的技术效果。
文档编号G08B17/12GK201689513SQ200920284809
公开日2010年12月29日 申请日期2009年12月28日 优先权日2009年12月28日
发明者丁书建, 袁志超, 陶志勇 申请人:南京南消电子技术有限公司