四波段紫红外复合式火灾探测器的研究与开发

发布时间：2020-11-11 02:07

　　 近年来,仓库、码头、加油站等场所火灾事故频发,给我们的生命和财产带来了巨大的伤害和损失。为了预防火灾的发生和降低火灾对人类社会的伤害,在火灾发生初期就及时预警和扑救是目前最切实有效的方法。目前国内在售的火灾探测器存在可靠性低、报警响应时间长、探测范围小、探测灵敏度低和成本较高等问题。针对这些问题,本文研究和开发了四波段紫红外复合式火灾探测器。首先,提出了四波段紫红外复合式火灾探测器的设计方案。基于对火灾火焰辐射光谱和火灾探测干扰辐射光谱的分析,确立了两个红外线监测波段和两个紫外线监测波段。通过对早期火灾燃烧的紫外和红外辐射光谱双重探测,提高火灾探测的可靠性;通过探测和分析人工热源、太阳光辐射干扰和背景辐射干扰,提高火灾探测器的抗干扰能力;通过采用探测转台搭载火灾探测器进行全方位火灾探测,扩大火灾探测的范围;通过采用高性能的CPU和高效的火灾识别算法,提高火灾探测的灵敏度。其次,设计了探测转台作为探测器的搭载平台,装备有红外热释电传感器和半导体紫外线传感器作为火灾信号的探测传感器,及32位微处理器STM32F103RCT6作为探测器的主控制器的硬件开发平台;开发了基于UCOSⅢ实时操作系统下的主控程序和火灾识别算法。最后,结合火灾的物理特性,使用此火灾探测软硬件平台对不同环境下的火灾信号和干扰背景源进行了数据分析和火灾识别算法的仿真和实现。最终,对整个火灾探测器进行实物测试。测试结果表明,探测器响应时间短、可靠性高、探测范围广、灵敏度高,从而有效地减少财产损失和人员伤亡。
【学位单位】：西华大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TH74
【部分图文】：

??如图１．１为点型和图１．２光束型火灾探测器的实物图。??％一??图Ｌ?１点型感烟火灾探测器?图１．?２光束型感烟火灾探测器??Ｆｉｇ．?１．１?Ｐｏｉｎｔ－ｔｙｐｅ?Ｈｅａｔ?Ｆｉｒｅ?ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ?Ｆｉｇ．?１．２?Ｐｏｉｎｔ－ｔｙｐｅ?Ｓｍｏｋｅ?Ｆｉｒｅ?ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ??２??

．／＼ｖ?＃??图１．?３点型感温型火灾探测器??Ｆｉｇ．?１．３?Ｐｏｉｎｔ－ｔｙｐｅ?Ｈｅａｔ?Ｆｉｒｅ?ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ??１．２．３图像型火灾探测器??近年来，随着计算机技术以及图像处理技术的不断发展，图像型火灾探测器己经在??消防火灾报警领域开始应用［１４＿１５］。针对不同的应用场合，国内外各制造商推出了不同类??型的图像型火灾探测器，其分类和原理如表１．３所示。??表１．３图像型火灾探测器分类??Ｔａｂ．?１．３?Ｉｍａｇｅ?ｆｉｒｅ?ｄｅｔｅｃｔｏｒ?ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ??探测器类型?探测原理?涵?国内外代表产品??图像型火灾探测?｜固定镜头型、可??器通过采集近红监控镜头变镜头型、一体??外图像和可见光?化摄像机型、全??图像，利用视频???岡像３ｌｉ少方分析’对火焰、是否防爆非防爆型、防爆?ｈ?、??Ｓ謎酽澀色＾?型、瞧爆型??监控效果标清型、高清型像型火灾探测器??鮮特性等进＾?高大空间专用??分析判断，实现应用灯业型、隧道专用型、??火灾探测?石油石化专用??型、其他专用型??图像型火灾探测器具有非接触检测、采集数据便于存储与事后分析、便于值班员查??看等优点，但这种方法只利用了火焰的可见光部分且造价成本较高，因而研究内容非常??有限而且准确率不高［１６］。??图１．?４图像型火灾探测器??Ｆｉｇ．?１．４?Ｉｍａｇｅ?ｆｉｒｅ?ｄｅｔｅｃｔｏｒ??４??

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【参考文献】

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本文编号：2878600