专利名称：采用感烟探测器的自瞄准灭火方法及设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及消防灭火领域，特别是一种采用感烟探测器的自瞄准灭火方法及设备。它采用多个感烟探测器，通过多传感信息熔合方法确定阴燃火灾所在子区域，自动瞄准并实施灭火。
现有技术中的自动瞄准灭火，如CN85103353A公布的《采用红外线敏感型火灾检测器的自动灭火机》和CN1079918A公布的《自瞄准灭火装置》，其基本原理是通过红外线敏感型火灾检测器检测火灾中火焰的跳动，以确定起火位置。与传统的自动灭火系统相比较，如管网灭火系统，由于实施区域消防，可以节约消防介质，从而可以单独使用一个消防装置，简化布置，显著地降低安装费用；可以避免无火地方的一些不必要的损失，特别是贵重物品的损失。然而，对于红外线敏感型火灾检测器，人体入侵与火焰跳动具有同等的效应，这已经在CN86106890A公布的《全方位红外报警器》中证实，因而，它不适宜于经常发生人体入侵的场所，如商场、娱乐场所。对于阴燃火灾，当采用红外线敏感型火灾检测器检测到火焰跳动时，火情已有一定程度的发展并造成实际危害，使得自瞄准灭火装置能否有效地实施区域消防存在疑问；尽管采用多个红外线敏感型火灾检测器，但每个位置的火情只能由与该位置对应的某个检测器决定，而与其它检测器无关，因此，一旦该检测器性能劣化，与之对应区域的火情将不能被检测，从而造成危害。此外，由于喷射角度是由硬件控制和人工调整的，因安装条件而导致装置安装位置的变化，不同消防装置压力的变化以及喷射过程中的压力变化等因素的影响不能或很难进行补偿。
本发明的目的在于提供一种采用感烟探测器的自瞄准灭火方法及设备。使用该方法和设备，能迅速准确地找到阴燃火灾所在子区域，根据喷射器的安装位置及灭火介质的压力调整喷射器的喷射角度，自动瞄准实施灭火。
本发明采用如下所述的技术方案一种采用感烟探测器的自瞄准灭火方法把三个以上的感烟探测器分开布置在监视区域，监视区域周边的感烟探测器布置在墙壁与安装平面的交界处，感烟探测器之间的距离不小于1.5m；当感烟探测器至少有四个处于报警状态后，由信号处理装置通过多传感信息熔合方法确定阴燃火灾所在子区域；然后，发出火警信号，根据喷射器的安装位置及灭火介质的压力控制喷射定向装置调整喷射器的喷射角度，打开阀门，消防装置中的灭火介质经过阀门、管道到达喷射器，由喷射器喷洒在前述被指定的子区域内，实施灭火。
布置在监视区域中感烟探测器的数量根据监视区域的面积及安装高度确定。
信号处理装置通过多传感信息熔合方法确定阴燃火灾所在子区域的判定方法为1)根据感烟探测器的布置将监视区域划分成多个子区域，子区域有重叠的部分；2)记录报警的感烟探测器编号及对应的报警信号发生时间；3)根据报警信号发生时间的先后排序；4)在无风或微风的前提下，首先报警的多个感烟探测器是比较靠近火情发生位置的，根据这些感烟探测器的相邻特性确定阴燃火灾所在子区域。
使用上述灭火方法所设计的设备，有感烟探测器三个以上，它们分开安装在监视区域；感烟探测器的输出接信号处理装置，信号处理装置中配置着计算机系统；喷射定向装置、阀门由信号处理装置控制；在喷射定向装置上安装着喷射器，喷射器经管道与阀门相连，阀门连着消防装置。
喷射定向装置是两自由度云台，每个自由度均由步进电机经蜗轮蜗杆减速机构驱动，喷射器安装在喷射定向装置第二个自由度蜗轮的轴上。
信号处理装置由计算机系统、喷射定向装置控制、阀门控制及报警电路组成。
感烟探测器选用响应速度较快的型号为宜。根据感烟探测器的特性及监视区域的特点对感烟探测器进行布置，感烟探测器之间的距离应与安装高度协调。
本发明的优点在于1)由于采用了感烟探测器作为火警探测器，所以只要是阴燃火灾发生的场所，无论是否存在人体入侵，识别阴燃火灾发生位置所在子区域都十分理想。2)由于感烟探测器能够在阴燃火灾的早期报警，使得响应速度快，从而防止了火情的发展，以免造成更大的危害。3)由于采用了多传感信息熔合技术，可以避免单个探测器性能劣化或探测器性能的不一致而造成的误判。4)由于信号处理装置采用了计算机技术，可以方便地根据喷射器在监视区域中的位置及灭火介质的压力变化修正喷射角度，从而确保灭火介质能够喷洒在所确定的子区域。5)由于结构简单，标准化程度高，集成度高，因而所用元件少。可靠性高，价格低廉。
图1是本发明的感烟探测器在监视区域天花板上的布置图。
图2—图6是本发明的感烟探测器的布置及监视区域的子区域划分示意图。
图7是本发明的灭火设备结构示意图。
图8是本发明的电原理图。
图9是图8的左半部图。
图10是图8的右半部图。
图11是本发明的喷射定向装置结构示意图。
下面结合附图以及对推荐的实施例进行详细的描述，进一步说明本发明的优点和目的。
本实施例的监视区域为3.5m高、4×5m2的房间。参看图1，在房间的天花板(8)上安装九个感烟探测器(1)，其中，四个安装在天花板(8)的四个角，四个安装在天花板(8)与侧壁相交的四条边中点，另一个安装在天花板(8)的正中间。参看图2—图6，九个感烟探测器(1)将监视区域划分成13个子区域，子区域的编号为1区—13区。九个感烟探测器(1)的编号为1#、2#、3#、4#、5#、6#、7#、8#、9#。
参看图8，感烟探测器(1)采用本申请人提交的申请号为95219649.2的专利申请《半导体火警探测器》。它由敏感元件(9)，信号调狸(10)、A/D转换(11)及与信号处理装置(2)共用的单片机系统(12)组成。其中，敏感元件(9)PIN0—PIN8为QN—5型半导体气敏元件，感烟探测器(1)根据与火警相关的烟雾浓度或浓度的增加发出报警信号，具有响应速度快，不受温度、湿度及元器件性能劣化等缓慢变化因素的影响，价格低廉等优点。
参看图8、图11，信号处理装置(2)由单片机系统(12)、喷射定向装置控制(13)、阀门控制(14)、报警电路(15)组成。单片机系统(12)由单片机8031、EPROM27128、RAM6116组成。阀门控制(14)由继电器RELAY及其驱动电路组成。喷射定向装置控制(13)可以控制两台步进电机(16)、(17)，它由锁存器74273、电阻R11-R26、三极管N1-N8组成，单片机系统(12)完成环形分配。报警电路(15)由发光二极管LED和负载电阻R10组成。
单片机系统(12)将灭火介质压力换算成灭火介质喷射速度，通过坐标平移计算前述已确定的子区域在以安装位置为原点的坐标系中的坐标，并据此计算喷射器(16)喷射角度，因而可以方便地补偿喷射器(6)的安装位置及灭火介质的压力等因素的影响。
参看图2—图6，信号处理装置(2)通过多传感信息熔合方法确定阴燃火灾所在子区域的判定方法如下1)将监视区域划分成13个子区域。
2)记录感烟探测器(1)的报警时间及编号。
3)在至少四个感烟探测器(1)同时处于报警状态时，根据报警时间的先后对感烟探测器(1)排序。
4)确定阴燃火灾所在子区域a、如果首先报警的两个感烟探测器(1)之间的时间间隔大于15S，则确定为与第一个报警的感烟探测器(1)编号对应的子区域编号。例如第一个报警的感烟探测器的编号为2#，则确定子区域为2区)。
b、如果首先报警的感烟探测器(1)的编号为1#或3#或7#或9#，则确定与之对应的编号为子区域编号。
c、如果首先报警的感烟探测器(1)编号为2#或4#或6#或8#。以2#为例，如果之后报警的三个感烟探测器(1)分别为1#、4#、5#，则确定子区域为1区；否则，如果为3#、6#、5#，则确定子区域为3区；否则，如果之后报警的若干感烟探测器(1)中两个的编号为1#、3#，或者三个的编号为1#、3#、4#、5#、6#之中的三个，则确定子区域为13区；否则，确定子区域为5区。
d、如果首先报警的感烟探测器(1)编号为5#，则如果第2个报警的编号为1#或3#或7#或9#，确定子区域为1区或3区或7区或9区；否则，如果第2个报警的编号为2#或4#或6#或8#，以2#为例，如果之后报警的若干感烟探测器(1)中一个的编号为1#或3#，则确定子区域为13区，否则确定子区域为5区。
参看图11、图6，喷射定向装置(7)装在天花板(8)上，它是两自由度云台，每个自由度由步进电机(16)、(17)经蜗轮(18)、(19)、蜗杆(20)、(21)减速机构驱动。步进电机(16)、(17)选用计算机软进驱用步进电机。蜗轮(18)、(19)蜗杆(20)、(21)减速机构的减速比为1∶63。喷射器(6)安装在喷射定向装置(7)第二个自由度的蜗轮(19)轴上。喷射定向装置(7)的两个旋转自由度可以使喷射器(6)指向监视区域的任意位置。喷射器(6)经一软管(5)与阀门(3)相接，阀门(3)连着消防装置(4)。
权利要求
1.一种采用感烟探测器的自瞄准灭火方法，其特征在于把三个以上的感烟探测器(1)分开布置在监视区域，监视区域周边的感烟探测器(1)布置在墙壁与安装平面的交界处，感烟探测器(1)之间的距离不小于1.5m，当感烟探测器(1)至少有四个处于报警状态后，由信号处理装置(2)通过多传感信息熔合方法确定阴燃火灾所在子区域，然后，发出火警信号，根据喷射器(6)的安装位置及灭火介质的压力控制喷射定向装置(7)调整喷射器(6)的喷射角度，打开阀门(3)，消防装置(4)中的灭火介质经过阀门(3)、管道(5)到达喷射器(6)，由喷射器(6)喷洒在前述被指定的子区域内，实施灭火。
2.根据权利要求1所述的一种采用感烟探测器的自瞄准灭火方法，其特征在于布置在监视区域中感烟探测器(1)的数量根据监视区域的面积及安装高度确定。
3.根据权利要求1所述的一种采用感烟探测器的自瞄准灭火方法，其特征在于信号处理装置(2)通过多传感信息熔合方法确定阴燃火灾所在子区域的判定方法为①根据感烟探测器(1)的布置将监视区域划分成多个子区域，子区域有重叠的部分，②记录报警的感烟探测器(1)编号及对应的报警信号发生时间，③根据报警信号发生时间的先后排序，④在无风或微风的前提下，首先报警的多个感烟探测器(1)是比较靠近火情发生位置的，根据这些感烟探测器(1)的相邻特性确定阴燃火灾所在子区域。
4.一种使用采用感烟探测器的自瞄准灭火方法所设计的设备，其特征在于有感烟探测器(1)三个以上，它们分开安装在监视区域，感烟探测器(1)的输出接信号处理装置(2)，信号处理装置(2)中配置着计算机系统(12)，喷射定向装置(7)、阀门(3)由信号处理装置(2)控制，在喷射定向装置(7)上安装着喷射器(6)，喷射器(6)经管道(5)与阀门(3)相连，阀门(3)连着消防装置(4)。
5.根据权利要求4所述的一种设备，其特征在于喷射定向装置(7)是两自由度云台，每个自由度均由步进电机(16)、(17)经蜗轮(18)、(19)蜗杆(20)、(21)减速机构驱动，喷射器(6)安装在喷射定向装置(7)第二个自由度蜗轮(19)的轴上。
6.根据权利要求4所述的一种设备，其特征在于信号处理装置(2)由计算机系统(12)、喷射定向装置控制(13)、阀门控制(14)及报警电路(15)组成。
全文摘要
本发明涉及一种采用感烟探测器的自瞄准灭火方法及设备。在监视区域内安装了多个感烟探测器，在无风或微风条件下发生阴燃火灾时，其报警信号由信号处理装置通过多传感信息熔合方法确定阴燃火灾发生的位置，并控制驱动一个喷射器，使其指向火情方向喷洒灭火介质。其结构简单，价格低廉，能够在火灾的初期阶段扑灭火灾。
文档编号A62C2/24GK1127146SQ9511247
公开日1996年7月24日 申请日期1995年10月2日 优先权日1995年10月2日
发明者陶友传, 熊斌周, 郭浩翔, 李雪梅 申请人:中国船舶工业总公司第七研究院第七○九研究所