一种烟感火灾探测方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种烟感火灾探测方法及装置，烟雾传感器、风速传感器分别实时测量环境的烟雾浓度值、风速值，并传送到控制器。控制器接收烟雾浓度值、风速值，根据风速值调节烟雾浓度阈值，并将实际烟雾浓度值与调节后的烟雾浓度阈值进行比较，如果实际烟雾浓度值大于调节后的烟雾浓度阈值，控制器触发声光报警模块。烟雾浓度阈值根据所获取周边环境风速值进行动态调节，若风速传感器感知周边空气流动剧烈，则烟雾浓度阈值相应降低；反之，若风速传感器感知周边空气流动平缓，则烟雾浓度阈值相应提高。本发明提供的烟感火灾探测方法和装置适应大范围风速变化，可对发生火灾的情况准确报警。
【专利说明】一种烟感火灾探测方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及消防检测领域，尤其涉及一种烟感火灾探测方法及装置。
【背景技术】
[0002]光电式烟感火灾探测器是目前火灾报警系统中主要使用的探测器类型，其利用烟雾颗粒对光的散射特征，通过测量散射光的强度间接感知烟雾浓度的变化。
[0003]在实际情况中，烟感火灾探测器所感知的烟雾浓度受周边空气流动变化影响明显。当烟感火灾探测器周边空气流动平缓，则探测器周边的烟雾颗粒扩散速度缓慢，探测器易感知到烟雾存在，并进而判断火灾发生。当周边空气流动剧烈，则探测器周边的烟雾颗粒扩散速度明显加快，探测器感知烟雾存在的灵敏度下降，并进而影响火灾判断精度。但现有光电式烟感火灾探测器往往采用单一固定阈值作为判断火灾发生依据，无法根据周边环境变化做出动态响应，因此在空气流动剧烈的场合，现有烟感火灾探测器难以动态适应大范围风速变化，从而导致漏报警现象的发生。
【发明内容】
[0004]针对现有火灾报警技术的缺陷，提供一种烟感火灾探测方法和装置，烟感火灾探测装置的烟雾浓度阈值根据周边环境风速变化做出动态响应，适应大范围风速变化，对发生火灾的情况准确报警。
[0005]该烟感火灾探测方法包括以下步骤，在被监测区域内设置烟雾传感器、风速传感器，烟雾传感器、风速传感器实时测量其所在区域的烟雾浓度值、风速值，并传送到控制器；控制器与烟雾传感器、风速传感器相连，用于接收烟雾浓度值、风速值，根据风速值调节烟雾浓度阈值，并将烟雾传感器测得的实际烟雾浓度值与调节后的烟雾浓度阈值进行比较，如果实际烟雾浓度值大于调节后的烟雾浓度阈值，控制器触发声光报警模块，声光报警模块用于对火灾报警。
[0006]按上述技术方案，控制器根据风速值调节烟雾浓度阈值具体为，根据所述风速传感器的量程QUOTE及其实时测得的风速值QUOTE K.K,计算阈值浮动系数QUOTE R = Λ = 根据所用烟雾传感器固有的标准烟雾浓度阈值QUOTE Ts 7；,风速影响因子a，计算根据环境风速实时确定的烟雾浓度阈值QUOTETr = Ts(1-CtR) Tr = 7；(1 —ffii)。
[0007]按上述技术方案，风速影响因子^取值范围为0.Γ0.3。
[0008]按上述技术方案，所述声光报警模块包括蜂鸣器和LED报警灯。
[0009]按上述技术方案，该控制器还包括稳压电路。
[0010]本发明提供的烟感火灾探测装置包括机箱及设于机箱内部的控制器、烟雾传感器、声光报警模块，机箱上方设置有风速传感器，机箱上设有通风口 ；所述烟雾传感器、风速传感器、声光报警模块分别与所述控制器相连；控制器用于接收烟雾传感器、风速传感器测得的烟雾浓度值、风速值，根据风速值实时调节烟雾浓度阈值，并将实际烟雾浓度值与调节后的烟雾浓度阈值进行比较，如果实际烟雾浓度值大于调节后的烟雾浓度阈值，控制器触发声光报警模块。
[0011]按上述技术方案，控制器根据风速值调节烟雾浓度阈值具体为，根据所述风速传感器的量程QUOTE K.及其实时测得的风速值QUOTE t> Κ.,计算阈值浮动系数QUOTE R = K-/I R = K./1:;根据所用烟雾传感器固有的标准烟雾浓度阈值QUOTE Ts 7；,风速影响因子κ，计算根据环境风速实时确定的烟雾浓度阈值QUOTETr = Γ.(1 — aR) Tr = Γ.(1 — aR)0
[0012]按上述技术方案，风速影响因子^取值范围为0.Γ0.3。
[0013]按上述技术方案，所述声光报警模块包括蜂鸣器和LED报警灯。
[0014]按上述技术方案，该控制器还包括稳压电路。
[0015]本发明产生的有益效果是:烟感火灾探测装置的烟雾浓度阈值根据周边环境风速变化做出动态响应，适应大范围风速变化，对发生火灾的情况准确报警。
[0016]
【专利附图】
【附图说明】
[0017]下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中:
图1是本发明实施例烟感火灾探测装置的结构框图；
图2是本发明实施例烟感火灾探测方法的流程图。
【具体实施方式】
[0018]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0019]本发明实施例中，如图1所示，本发明实施例烟感火灾探测装置中，烟雾传感器、风速传感器、声光报警模块分别与控制器相连。本实施例中，所述风速传感器可获取周边风速信息，可测量风速范围为(T50m/s。测量精度为风速士 1%，输出0.4V^2V的模拟电压信号作为风速信号。风速大小与输出模拟电压信号大小成正比。烟雾传感器为光电式烟雾传感器，静态工作电流为32 QUOTE μΑ μΑ,输出O疒5V的模拟电压信号作为烟雾浓度信号。烟雾浓度大小与输出模拟电压信号大小成正比。控制器用于接收烟雾传感器、风速传感器测得的烟雾浓度值、风速值，根据风速值调节烟雾浓度阈值，并将实际烟雾浓度值与调节后的烟雾浓度阈值进行比较，如果实际烟雾浓度值大于调节后的烟雾浓度阈值，控制器触发声光报警模块。本实施例中，控制器采用AVR内核的8位单片机ATmegal28L作为控制核心，ATmegal28L采用先进的RISC架构，可执行多达133条工作指令，提供8路10位ADC与53个可编程1/0接口，在保证低功耗的同时，具有强大的运算性能。风速传感器与烟雾传感器的2路模拟电压输出信号直接与ATmegal28L的2路ADC相连，经模数转换，作为控制器判断火灾发生的依据。控制器中包含稳压电路，其为控制器提供稳定的电压。
[0020]按上述技术方案，控制器根据风速值调节火灾判定阈值，根据所述风速传感器的量程QUOTE,及其实时测得的风速值QUOTE tv K,计算阈值浮动系数QUOTER = KfKnax β = ;根据所用烟雾传感器固有的标准烟雾浓度阈值quote Ts γ,,风速影响因子α，取值范围为0.f0.3。计算根据环境风速实时确定的烟雾浓度阈值QUOTETr = T1(1-CtR) Tr= Γ￡(1 - ?Λ);将烟雾传感器测得的实际烟雾浓度值QUOTE Sr Sr与所述烟雾浓度阈值QUOTE ΓΓ 7；进行比较，若QUOTE 5r > Tr 5r 2 7；,则控制器触发声光报警模块。其中风速传感器的量程QUOTE仅与风速传感器的选型有关，为风速传感器出厂性能参数。标准烟雾浓度阈值QUOTE Ts I；仅与烟雾传感器的选型有关，标准烟雾浓度阈值QUOTE Ts T1为风速为零情况下，依照国家相关强制性标准，烟雾传感器判断火灾发生的阈值。风速影响因子QUOTE a s用以表征风速对烟雾浓度阈值的影响权重，常用取值范围为0.Γ0.3，可依据场景需要及传感器选型选取。
[0021]控制器根据所获取实际烟雾浓度值是否超出经过实时调节的烟雾浓度阈值探测火灾发生。烟雾浓度阈值根据所获取周边环境风速值进行动态调节。若风速传感器感知周边空气流动剧烈，则烟雾浓度阈值相应降低。反之，若风速传感器感知周边空气流动平缓，则烟雾浓度阈值相应提高。
[0022]声光报警模块包括蜂鸣器和LED报警灯，均与控制器相连，声光报警模块被触发后，蜂鸣器处于激发状态，发出持续高分布声音报警。LED报警灯呈高频闪烁状态。若控制器未感知火灾发生，则声光报警模块处于休眠状态，蜂鸣器与LED均不做响应。
[0023]如图2所示，本发明实施例烟感火灾探测方法包括以下步骤，烟雾传感器、风速传感器分别实时测量环境的烟雾浓度值、风速值，并传送到控制器。控制器接收烟雾浓度值、风速值，根据风速值调节烟雾浓度阈值，并将实际烟雾浓度值与调节后的烟雾浓度阈值进行比较，如果实际烟雾浓度值大于调节后的烟雾浓度阈值，控制器触发声光报警模块。
[0024]本实施例中，所述风速传感器可获取周边风速信息，可测量风速范围为(T50m/s。测量精度为风速± 1%，输出0.4V^2V的模拟电压信号作为风速信号。风速大小与输出模拟电压信号大小成正比。烟雾传感器为光电式烟雾传感器，静态工作电流为32 QUOTE μΑ μΑ，输出O疒5V的模拟电压信号作为烟雾浓度信号。烟雾浓度大小与输出模拟电压信号大小成正比。控制器用于接收烟雾传感器、风速传感器测得的烟雾浓度值、风速值，根据风速值调节烟雾浓度阈值，并将实际烟雾浓度值与调节后的烟雾浓度阈值进行比较，如果实际烟雾浓度值大于调节后的烟雾浓度阈值，控制器触发声光报警模块。本实施例中，控制器采用AVR内核的8位单片机ATmegal28L作为控制核心，ATmegal28L采用先进的RISC架构，可执行多达133条工作指令，提供8路10位ADC与53个可编程1/0接口，在保证低功耗的同时，具有强大的运算性能。风速传感器与烟雾传感器的2路模拟电压输出信号直接与ATmegal28L的2路ADC相连，经模数转换，作为控制器判断火灾发生的依据。控制器中包含稳压电路，其为控制器提供稳定的电压。
[0025]按上述技术方案，控制器根据风速值调节火灾判定阈值，根据所述风速传感器的量程QUOTE I^iax 及其实时测得的风速值QUOTE I； 计算阈值浮动系数QUOTEA = R =眺以;根据所用烟雾传感器固有的标准烟雾浓度阈值quote τ￡ T1, jA速影响因子Ce，取值范围为0.f 0.3。计算根据环境风速实时确定的烟雾浓度阈值QUOTETr = Ts(l~aR:) Tr = T；(l—fifi);将烟雾传感器测得的实际烟雾浓度值QUOTE Sy Sr与所述烟雾浓度阈值QUOTE Tr 7；进行比较，若QUOTE Sr > 7；..S,.之I；,则控制器触发声光报警模块。其中风速传感器的量程QUOTE K，!Cm仅与风速传感器的选型有关，为风速传感器出厂性能参数。标准烟雾浓度阈值QUOTE Ts I；仅与烟雾传感器的选型有关，标准烟雾浓度阈值QUOTE Ts I；为风速为零情况下，依照国家相关强制性标准，烟雾传感器判断火灾发生的阈值。风速影响因子QUOTE a 2用以表征风速对烟雾浓度阈值的影响权重，常用取值范围为0.Γ0.3，可依据场景需要及传感器选型选取。
[0026]控制器根据所获取实际烟雾浓度值是否超出经过实时调节的烟雾浓度阈值探测火灾发生。烟雾浓度阈值根据所获取周边环境风速值进行动态调节。若风速传感器感知周边空气流动剧烈，则烟雾浓度阈值相应降低。反之，若风速传感器感知周边空气流动平缓，则烟雾浓度阈值相应提高。
[0027]声光报警模块包括蜂鸣器和LED报警灯，均与控制器相连，声光报警模块被触发后，蜂鸣器处于激发状态，发出持续高分布声音报警。LED报警灯呈高频闪烁状态。若控制器未感知火灾发生，则声光报警模块处于休眠状态，蜂鸣器与LED均不做响应。
[0028]本发明提供的烟感火灾探测方法及装置中，烟感火灾探测装置的烟雾浓度阈值根据周边环境风速变化做出动态响应，适应大范围风速变化，对发生火灾的情况准确报警。
[0029]应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种烟感火灾探测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤，在被监测区域内设置烟雾传感器、风速传感器，烟雾传感器、风速传感器实时测量其所在区域的烟雾浓度值、风速值，并传送到控制器；控制器与烟雾传感器、风速传感器相连，用于接收烟雾浓度值、风速值，根据风速值调节烟雾浓度阈值，并将烟雾传感器测得的实际烟雾浓度值与调节后的烟雾浓度阈值进行比较，如果实际烟雾浓度值大于调节后的烟雾浓度阈值，控制器触发声光报警模块，声光报警模块用于对火灾报警。
2.根据权利要求1所述的烟感火灾探测方法，其特征在于，控制器根据风速值调节烟雾浓度阈值具体为，根据所述风速传感器的量程1^=及其实时测得的风速值I丨，计算阈值浮动系数= IUILbx ;根据所用烟雾传感器固有的标准烟雾浓度阈值Γ,，风速影响因子《 ,计算根据环境风速实时确定的烟雾浓度阈值Γ，.= TJl-aR)。
3.根据权利要求1所述的烟感火灾探测方法，其特征在于，风速影响因子α取值范围为0.Γο.3。
4.根据权利要求1所述的烟感火灾探测方法，其特征在于，所述声光报警模块包括蜂鸣器和LED报警灯。
5.根据权利要求1所述的烟感火灾探测方法，其特征在于，该控制器还包括稳压电路。
6.一种烟感火灾探测装置，其特征在于，该装置包括机箱及设于机箱内部的控制器、烟雾传感器、声光报警模块，机箱上方设置有风速传感器，机箱上设有通风口 ；所述烟雾传感器、风速传感器、声光报警模块分别与所述控制器相连；控制器用于接收烟雾传感器、风速传感器测得的烟雾浓度值、风速值，根据风速值实时调节烟雾浓度阈值，并将实际烟雾浓度值与调节后的烟雾浓度阈值进行比较，如果实际烟雾浓度值大于调节后的烟雾浓度阈值，控制器触发声光报警模块。
7.根据权利要求6所述的烟感火灾探测装置，其特征在于，控制器根据风速值调节烟雾浓度阈值具体为，根据所述风速传感器的量程1“及其实时测得的风速值&，计算阈值浮动系数fl = IvZI^cx ;根据所用烟雾传感器固有的标准烟雾浓度阈值I；，风速影响因子α，计算根据环境风速实时确定的烟雾浓度阈值Tl = Ts(l~aR)。
8.根据权利要求6所述的烟感火灾探测装置，其特征在于，风速影响因子a取值范围为0.Γο.3。
9.根据权利要求6所述的烟感火灾探测装置，其特征在于，所述声光报警模块包括蜂鸣器和LED报警灯。
10.根据权利要求6所述的烟感火灾探测装置，其特征在于，该控制器还包括稳压电路。
【文档编号】G08B17/10GK104183080SQ201410432571
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年8月29日 优先权日:2014年8月29日
【发明者】李文锋, 符修文 申请人:武汉理工大学