专利名称：基于光纤传导红外火焰探测器及控制方法
技术领域：
本发明属于火灾探测技术领域，特别涉及一种基于光纤传导红外火焰探测器及控 制方法。
背景技术：
火灾是一种灾害性的燃烧现象，从火灾起燃瞬间开始，就在周围产生各种各样的 火灾特征，一般火灾过程主要有气体变化特征、烟雾释放特征、热能释放特征、光能释放特 征等几种典型的火灾特征，通过实时监测、分析保护区域相应“火灾特征”的环境参数变化 情况就可以实现对特定场所火灾的探测报警，由于石油化工及冶金企业的原材料、副产品、 最终产品以及特殊生产工艺过程等因素决定了在很多火灾危险性较大场所的火灾初起特 征为明火燃烧，因此基于响应物质燃烧过程中的光能释放即电磁辐射的火焰探测器被普遍 采用。目前使用的火焰探测器主要有紫外、单波段红外火焰探测器、双波段红外火焰探 测器及紫外/红外火焰探测器，这些火焰探测器的优点是对保护区域出现的明火燃烧能 做出快速的响应，对及早发现并扑救保护区域出现的初期起火、防止火势的蔓延具有至关 重要的作用；其存在的缺点是探测器的误报现象时有发生；保护区域环境复杂，易燃易 爆、高温、强电磁干扰且多尘，很多探测器在投入运行后很短的时间内就出现失效现象，无 法实现保护区域的早期火灾探测，给消防安全管理带来隐患。
发明内容
为解决以上探测器结构之不足，本发明的目的提出一种利用火焰探测器中光学探 测单元与探测终端分离的基于光纤传导的红外火焰探测器及控制方法，以达到快捷、灵敏、 更加适应恶劣自然环境的目的。本发明的技术方案是这样实现的基于光纤传导红外火焰探测器其结构包括光学 探测单元、光纤传输单元和探测终端，光学探测单元依次连接光纤传输单元和探测终端；所述的光学探测单元包括光学探测单元壳体A、保护镜头B、光学滤波器C、光学汇 聚系统D及光纤接口 E1，该光学探测单元壳体A呈半椭圆形，其内一端安装有保护镜头B， 为光学探测单元的输入端；其另一端安装有光纤接口 E1，为光学探测单元的输出端；保护 镜头B和光纤接口 El中间安装有光学滤波器C和光学汇聚系统D ；所述的光纤传输单元包括带有护套的光缆，其输入端连接光学探测单元的输出 端，其输出端连接探测终端的输入端；所述的探测终端包括光纤接口 E2、红外传感器F、信号处理器G、运算处理单元H、 输出控制单元M，光纤接口 E2的输出端依次连接红外传感器F、信号处理器G、运算处理单 元H和输出控制单元I的输入端，输出控制单元I的输出端分别连接火警指示单元J和故 障指示单元K ；灵敏度设置单元L连接运算处理单元。本发明基于光纤传导红外火焰探测器的工作过程如下
基于光纤传导红外火焰探测器是一种利用光纤采集并传导保护区域电磁辐射的 火焰探测器。红外火焰探测器通过安装在保护区域现场的光学探测单元采集用于火焰探测的 特定波段的电磁波，将电磁波进行汇聚处理后通过光纤传输单元将探测波段的电磁波传输 到安装在设备间或控制室的探测终端，对反映现场火焰辐射强度变化的探测波段电磁波的 信号处理，对现场是否出现明火燃烧作出及时准确的判断，实现对特定保护区域的火灾探 测；探测器的光学探测单元壳体A和保护镜头B用于对内部光学系统的防护，具有抗 腐蚀能力，防护等级达到IP65 ；光学滤波器C用于从火焰的电磁辐射中筛选特定波段的电 磁波用于火焰的探测；光学汇聚系统D将“探测视野”内采集到探测波段电磁波进行汇聚提 高初始端电磁波的能量，然后通过光纤接口 El将电磁波向探测终端传输；基于光纤传导红外火焰探测器的控制方法如下步骤1 通过光纤传输单元传输的探测波段电磁波经光纤接口 E2传输到红外传感 器件F进行光电转换；步骤2 经红外传感器F转换后的电压信号传输到信号处理器G进行滤波放大信 号处理；步骤3 经信号处理器G处理后的反映现场探测波段电磁波变化的电压信号传输 到运算处理单元H，由运算处理单元H完成电压信号的A/D转换、信号采集及运算处理过程， 判断是否有异常事件发生，如果有异常时间发生，运算处理单元H则控制输出控制单元I， 驱动火警指示单元J或故障指示单元K，输出火警或故障指示信息；步骤4:通过人为修改灵敏度设置单元L的设置信息，运算处理单元H可以自动调 节探测器的报警灵敏度。本发明优点本发明光学探测单元安装在保护区域现场且没有任何电器连接，探 测终端安装在自然环境和电磁环境较好的设备间或控制室，保证本发明装置不受恶劣的高 湿、多尘环境影响，更加安全、稳定、灵敏。
图1为本发明基于光纤传导红外火焰探测器光学探测单元结构图；图2为本发明基于光纤传导红外火焰探测器探测终端连接框图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。附图1给出光学探测单元的具体结构，包括光学探测单元壳体A、保护镜头B、光学 滤波器C、光学汇聚系统D及光纤接口 E1，该光学探测单元壳体A呈半椭圆形，其内一端安 装有保护镜头B，为光学探测单元的输入端；其另一端安装有光纤接口 E1，为光学探测单元 的输出端；保护镜头B和光纤接口 El中间安装有光学滤波器C和光学汇聚系统D ；附图2给出探测终端的具体结构，包括光纤接口 E2、红外传感器F、信号处理器G、 运算处理单元H、输出控制单元I，光纤接口 E2的输出端依次连接红外传感器F、信号处理器 G、运算处理单元H和输出控制单元I的输入端，输出控制单元I的输出端分别连接火警指示单元J和故障指示单元K ；灵敏度设置单元L连接运算处理单元H ； 光纤传输单元包括带有护套的光缆，其输入端连接光学探测单元的输出端，其输
出端连接探测终端的输入端 。
权利要求
一种基于光纤传导红外火焰探测器，其特征在于该控制器其结构包括光学探测单元、光纤传输单元和探测终端，光学探测单元依次连接光纤传输单元和探测终端；所述的光学探测单元包括光学探测单元壳体A、保护镜头B、光学滤波器C、光学汇聚系统D及光纤接口E1，该光学探测单元壳体A呈半椭圆形，其内一端安装有保护镜头B，为光学探测单元的输入端；其另一端安装有光纤接口E1，为光学探测单元的输出端；保护镜头B和光纤接口E1中间安装有光学滤波器C和光学汇聚系统D；所述的光纤传输单元包括带有护套的光缆，其输入端连接光学探测单元的输出端，其输出端连接探测终端的输入端；所述的探测终端包括光纤接口E2、红外传感器F、信号处理器G、运算处理单元H、输出控制单元I，光纤接口E2的输出端依次连接红外传感器F、信号处理器G、运算处理单元H和输出控制单元I的输入端，输出控制单元I的输出端分别连接火警指示单元J和故障指示单元K；灵敏度设置单元L连接运算处理单元。
2.一种基于光纤传导红外火焰探测器的控制方法，其特征在于该控制方法步骤如下步骤1 通过光纤传输单元传输的探测波段电磁波经光纤接口 El传输到红外传感器件 F进行光电转换；步骤2 经红外传感器件转换后的电压信号传输到信号处理器单元G进行滤波放大信 号处理；步骤3 经信号处理器单元G处理后的反映现场探测波段电磁波变化的电压信号传输 到运算处理单元H，由运算处理单元H完成电压信号的A/D转换、信号采集及运算处理过程， 判断是否有异常事件发生，如果有异常时间发生，运算处理单元H则控制输出控制单元I， 驱动火警指示单元J或故障指示单元K，输出火警或故障指示信息；步骤4 通过人为修改灵敏度设置单元L的设置信息，运算处理单元H可以自动调节探 测器的报警灵敏度。
全文摘要
一种基于光纤传导红外火焰探测器及控制方法，属于火灾探测技术领域，包括光学探测单元、光纤传输单元和探测终端，光学探测单元依次连接光纤传输单元和探测终端。本发明光学探测单元安装在保护区域现场，现场强电磁干扰及高温环境对探测波段电磁波的采集和处理没有任何影响；探测终端安装在自然环境和电磁环境较好的设备间或控制室，这种现场火焰电磁辐射的采集环节与光电转换及数据处理环节相分离的设计方式，保证了这种基于光纤传导红外火焰探测器与传统的火焰探测器相比具有更强的环境适应性。由于安装在现场的光学探测单元及光纤传输单元没有任何的电气连接，更适合用于易燃易爆场所的火灾探测。
文档编号G08B17/12GK101807336SQ20101012266
公开日2010年8月18日 申请日期2010年3月12日 优先权日2010年3月12日
发明者丁宏军 申请人:公安部沈阳消防研究所