红外火焰探测器的研究与实现

发布时间：2023-03-04 00:42

　　近年来国家对消防越来越重视,而隧道防火更是消防环节中非常重要的一环。由于公路隧道空间相对封闭狭小、车流量都比较大,疏散与救援都比较困难,这些场所一旦发生火灾没有及时报警并采取措施,很容易造成大量车辆涌进隧道,扑灭火灾和疏散人员都将非常艰难,并且救援的难度非常大,通常一不小心就会造成不可挽救和严重的后果。可靠性强的火焰探测器,有助于第一时间发现火灾,及时进行火灾报警,快速组织救援,最大限度地减少人员伤害和经济损失。本文针对隧道、石油石化等需要迅速处理火灾的场景,研究并成功开发了新型点型红外火焰探测器,重点解决了现有火焰探测器报警时间过长,火灾探测灵敏度低和探测可靠性低等问题。首先查阅资料了解了国内和国多种红外火焰探测器的发展历程,分析了物质在燃烧的过程中所辐射的有用信息,根据燃烧火焰闪烁频率筛选处真实火焰信号。再通过查阅资料了解点型红外火焰探测器探测原理,分析其关键器件(热释电传感器)的工作原理,完成理论知识的研究。再根据调研得到的理论知识设计符合实际运用的硬件电路,硬件电路部分包括信号采集板,信号处理板,信号电源板。其次设计了具有高灵敏度的三波长智能火焰识别算法,算法根据分析火焰不同模...

【文章页数】：97 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外火焰探测器发展状况
        1.2.1 火灾探测技术分类
        1.2.2 国外红外火焰探测器发展
        1.2.3 国内红外火焰探测器发展
    1.3 本论文研究内容及论文结构
2 火焰燃烧机理及火焰探测器设计原理分析
    2.1 火焰燃烧特性分析
    2.2 火焰探测器设计原理分析
    2.3 火焰闪烁频率研究
    2.4 热释电红外传感器的原理介绍
3 火焰探测器硬件设计
    3.1 模块分析
        3.1.1 信号采集模块
        3.1.2 信号处理模块
    3.2 信号采集板硬件设计
        3.2.1 信号提取电路设计
        3.2.2 信号放大滤波电路设计
        3.2.3 红外发射接受与LED指示设计
    3.3 信号处理板硬件设计
        3.3.1 前段信号采集
        3.3.2 前段信号判断与输出
    3.4 信号接口板硬件设计
        3.4.1 电压转换
        3.4.2 RS485
        3.4.3 4-20mA驱动
        3.4.4 干接点输出
    3.5 本章总结
4 火焰探测识别算法介绍
    4.1 常用火焰探测器算法介绍
        4.1.1 单波段算法介绍
        4.1.2 互相关算法介绍
        4.1.3 神经网络算法介绍
    4.2 本文算法研究和实现
        4.2.1 基准修正
        4.2.2 火焰寻峰
        4.2.3 特征量判决
    4.3 本章小结
5 成品样机的实验仿真测试
    5.1 实验样机展示
    5.2 国标GB15631-2008 实验测试仿真
        5.2.1 气候环境实验
        5.2.2 机械环境实验
        5.2.3 电磁兼容实验
        5.2.4 火焰探测器性能实验
        5.2.5 国标实验labview仿真及总结
    5.3 火焰探测器实际隧道点火测试仿真
        5.3.1 测试方案
        5.3.2 测试仿真结果
    5.4 本章总结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间参与的项目和发表的论文
附录2 主要英文缩写语对照表
附录3 算法实现基本程序



本文编号：3753407