一种多参数复合式火焰探测器的制作方法

本实用新型涉及消防火灾探测技术领域，尤其是一种多参数复合式火焰探测器。

背景技术：

火灾的预防和监测一直是人类与火灾斗争过程中关注的焦点。现有技术中的火焰探测器基本分为两种，一种是单红外火焰或单紫外火焰探测器，另一种是红外、紫外复合式火焰探测器。这两种火焰探测器均存在一定的局限性：单红外或者单紫外火焰探测器的抗干扰能力较差，较容易受外界自然光、灯光、背景光、反射光的影响而产生误报警；而紫外、红外复合式火焰探测器受限于紫外光电管的使用方式，响应时间较长。传统点型红外火焰探测器还受限于传感器的测量精度与安装位置，因而大大限制了有效监测的角度与距离。此外，在火灾发生的初期，主要现象为着火点缓慢温升，明火尚未产生，现有火焰探测器很难在早期提供有效的预警。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种多参数复合式火焰探测器，能够在数秒内完成火灾探测及报警，确保在火灾发生的缓慢温升初期就及时发现险情，大大缩短火灾报警时间。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种多参数复合式火焰探测器，包括：火焰探测装置、微处理装置、报警输出装置，火焰探测装置、报警输出装置均与微处理装置相连；其中火焰探测装置包含红外探测装置、紫外探测装置、红外热成像装置和视频图像报警装置，红外探测装置、紫外探测装置、红外热成像装置和视频图像报警装置分别与微处理装置相连。

进一步地，所述微处理装置由信号采集电路一、信号采集电路二、微处理器、信息存储单元组成，信号采集电路一用于采集红外探测装置探测的数据，信号采集电路二用于采集紫外探测装置探测的数据，微处理器将得到的数据存入信息存储单元，并通过报警输出装置输出报警信号。

进一步地，红外探测装置由滤光片一、红外热释电传感器、红外后端放大电路组成，滤光片一连接至红外热释电传感器，红外热释电传感器连接至红外后端放大电路，红外后端放大电路与微处理装置相连。

进一步地，紫外探测装置由滤光片二、紫外光敏管传感器、紫外后端放大电路组成，滤光片二连接至紫外热释电传感器，紫外热释电传感器连接至紫外后端放大电路，紫外后端放大电路与微处理装置相连。

进一步地，红外热成像探测装置由红外热成像传感模块、通信电路一组成，红外热成像传感模块连接至通信电路一，通信电路一连接至微处理装置。

进一步地，视频图像探测装置是由视频摄像电路、通信电路二组成，视频摄像电路连接至通信电路二，通信电路二与微处理装置相连。

进一步地，报警输出装置由数字通信电路和无源干接点通信电路组成，数字通信电路包括485通信电路、can通信电路、消防二总线通信电路，干接点通信电路包括继电器驱动电路和继电器输出电路。

工作原理：火灾探测装置将探测到的环境信息数据传送给微处理装置，微处理装置通过综合分析后，判断是否有火灾发生，如判断有火灾发生，通过报警输出装置发出火灾报警。在出现明火之前，利用红外探测装置、红外热成像装置对保护目标进行实时监测，一旦发现温度异常升高发出火灾报警。当出现明火时，利用红外探测装置、红外热成像装置、紫外探测装置、视频图像探测装置进行综合测试，省去了单一探测器多次检测判断防误判的时间。

有益效果：本实用新型能够在数秒内完成火灾探测及报警，确保在火灾发生的缓慢温升初期就及时发现险情，大大缩短了火灾报警时间。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构框图。

图2为火焰探测装置电路结构框图。

图3为红外探测装置电路结构框图。

图4为紫外探测装置电路结构框图。

图5为红外热成像探测装置电路结构框图。

图6为视频图像探测装置电路结构框图。

图7为报警输出装置电路结构框图。

图8为微处理装置电路结构框图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括火焰探测装置1、微处理装置2、报警输出装置3、电源转换电路29。火焰探测装置1将采集的现场环境数据传输给微处理装置2，微处理装置2对现场环境信息进行实时、多方位特征识别，一旦判定满足火灾条件，微处理装置2驱动报警输出装置3发出报警信号。电源转换电路29为各电路模块提供所需的电源。

其中，火焰探测装置1包含红外探测装置4、紫外探测装置5、红外热成像探测装置6、视频成像探测装置7，它们均与微处理装置2相连，将探测结果发送至微处理装置2，如图2所示。下面对各装置的具体结构做出描述。

红外探测装置4由滤光片一27、红外热释电传感器8、红外后端放大电路9组成，如图3所示。滤光片一27连接至红外热释电传感器8，红外热释电传感器8连接至红外后端放大电路9，红外后端放大电路9与微处理装置2相连。外界光线经滤光片一27滤除干扰光线，进入红外热释电传感器8。红外热释电传感器8将红外光信号转换为电信号，经红外后端放大电路9放大后，再通过信号采集电路被微处理器获得。微处理器在获得红外热释放传感器数据后，将数据存入数据存储单元，供后期比较分析。同时对新得到的数据进行分析，如超过背景光达到一定阈值，结合其他探测装置探测结果判断是否有火灾发生。如有2个以上探测装置检测到火警或温度异常升高，则通过报警输出装置发出火灾报警信号。

紫外探测装置5由滤光片二28、紫外热释电传感器10、紫外后端放大电路11组成，如图4所示，滤光片二28连接至紫外热释电传感器10，紫外热释电传感器10连接至紫外后端放大电路11，紫外后端放大电路11与微处理装置2相连。外界光线经滤光片二28，滤除干扰光线，进入紫外热电传感器10。紫外热释电传感器10将紫外光信号转换为电信号，经紫外后端放大电路11放大后，再通过信号采集电路被微处理器获得。微处理器在获得紫外热释放传感器数据后，将数据存入数据存储单元，供后期比较分析。同时对新得到的数据进行分析，如超过背景光达到一定阈值，结合其他探测装置探测结果判断是否有火灾发生。如有2个以上探测装置检测到火警或温度异常升高，则通过报警输出装置发出火灾报警信号。

红外热成像探测装置6由红外热成像传感模块12、通信电路一13组成，如图5所示，红外热成像传感模块12连接至通信电路一13，通信电路一13连接至微处理装置2。红外热成像传感模块12为点阵式传感器，能够将外界的环境温度转换为点阵式的图像信号。通过通信电路一13，将采集到的点阵图像传送给微处理器。微处理器对数据进行分析、判断、存储并处理，如超过背景光达到一定阈值，结合其他探测装置探测结果判断是否有火灾发生。如有2个以上探测装置检测到火警或温度异常升高，则通过报警输出装置发出火灾报警信号。

视频图像探测装置7由视频摄像电路14、通信电路二15组成，如图6所示，视频摄像电路14连接至通信电路二15，通信电路二15与微处理装置2相连。视频摄像电路14将视频图像数据通过通信电路二15，发送给微处理器。微处理器接收到视频图像数据后，对数据进行分析、判断、存储并处理，如发现有火焰特征形态时，结合其他探测装置探测结果判断是否有火灾发生。如有2个以上探测装置检测到火警或温度异常升高，则通过报警输出装置发出火灾报警信号。

本实施例中所采用的通信电路一及通信电路二采用现有技术或本领域常规技术手段实现即可。本实施例中具体采用i²c总线协议电路，其中i²c总线是由philips公司开发的一种简单、双向二线制同步串行总线。当然也可以采用现有技术或本领域中其他可实现对应功能的常规技术手段来实现。

报警输出装置3包括数字通信电路16和干接点通信电路17，数字通信电路16由485通信电路18、can通信电路19、消防二总线通信电路20组成，干接点通信电路17由相连的继电器驱动电路22和继电器输出电路21组成，干接点电路有通断两种状态，主要是发出火警信号和故障信号；数字通信电路可以发出故障信号、火警信号，也可以和火灾报警控制器、图形显示器、用户主机进行通信。预留多种接口的目的是为了方便与不同厂家、不同设备之间进行通信对接。如图7所示，485通信电路18、can通信电路19、消防二总线通信电路20的一端连接微处理装置，另一端连接至接线端子，以和其他设备通信，也可以和用户主机通信，按照一定的协议进行查询和操作，协议一般是用modbus。继电器驱动电路22连接微处理装置，继电器输出电路连接至接线端子。微处理器可以通过报警输出装置3将火灾、故障信号发送给火灾报警控制器，火灾报警控制器是消防系统中核心设备，一般放在消防控制室，管理各种消防设备，包括本实用新型所述的火灾探测器。火灾报警控制器也可以通过485通信电路18、can通信电路19、消防二总线通信电路20查询火焰探测器的实时状态。

参照图8，微处理装置2由微处理器25、信号采集电路一23、信号采集电路二24、信息存储单元26组成。微处理器25通过信号采集电路一23采集红外热释电传感器8经放大处理后的信号，通过信号采集电路二24采集紫外热释电传感器10经放大处理后的信号，通过通信电路一13采集红外热成像传感模块12所获取的数据，通过通信电路二15采集视频摄像电路14所获取的数据，微处理器25将得到的数据存入信息存储单元26，供后期比较、分析。同时对新收到的数据进行综合分析，判断是否有火灾或故障发生，如发生火灾或故障，通过报警输出装置3发出相应的报警信号。

其中，微处理器25对得到的四路数据进行综合分析如下：获得红外热释放传感器数据、紫外热释放传感器数据、红外热成像数据、视频图像数据后，首先将数据存入数据存储单元26，供后期比较分析。同时对新得到的数据进行分析，对于红外热释放传感器数据、紫外热释放传感器数据、外热成像传感模块数据，如超过背景光达到一定阈值，则判断可能存在异常情况；对于视频图像数据，利用图像识别算法判断是否有火焰特征，如发现有火焰特征形态时，则判断可能存在异常情况。微处理器可采用多种型号，只需要能够对采集到的红外热释放传感器数据、紫外热释放传感器数据、外热成像传感模块数据与阈值进行比较并支持视觉识别处理算法即可，例如：可采用全志a33、全志a40、三星s3c2440等arm芯片。此外，微处理器将采集到的红外热释放传感器数据、紫外热释放传感器数据、外热成像传感模块数据与阈值进行比较的方法采用现有技术即可，不是本实用新型的创新点，本实用新型的创新点仅仅在于火灾探测设备内部结构上的改进。对于图像数据进行分析，判断是否有火焰特征形态使用现有技术中已经存在的视觉识别处理算法就可以实现，不是本实用新型的创新点，此处不加以赘述。当任一路数据出现异常时，再结合其他探测装置探测结果判断是否有火灾发生。判断发生火灾条件为：有2个以上探测装置检测到火警或温度异常升高，则通过报警输出装置发出火灾报警信号。特别地，对于红外热释电传感器，还要将新数据同之前存储的数据进行对比，如发现红外光线数据上升过快，但未超过火灾报警阈值，再结合红外热成像探测装置探测的结果做出综合判断结果。由此可保证对险情做出及时、准确反映。在出现明火之前，红外探测装置、红外热成像装置对保护目标进行实时监测，一旦发现温度异常升高发出火灾报警。当出现明火时，红外探测装置、红外热成像装置、紫外探测装置、视频图像探测装置进行综合判定，省去了单一探测器多次检测判断防误判的时间。本实用新型能够在数秒内完成火灾探测及报警，确保在火灾发生的缓慢温升初期就及时发现险情，大大缩短了火灾报警时间。