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圖像火焰探測器(探測器的點(diǎn)型紅外火焰探測器概述)
火災(zāi)自動報警系統(tǒng)是日常生活和工業(yè)安全監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分之一,是公路隧道火災(zāi)中保證安全運(yùn)行、減少人員傷亡和財產(chǎn)損失的重要手段。根據(jù)不同的工作原理,本文介紹了不同類型的火災(zāi)探測器。其中,基于熱釋電探測器的點(diǎn)紅外火焰探測器具有廣泛的應(yīng)用和市場前景,重點(diǎn)分析了幾種點(diǎn)火焰探測器的性能、特點(diǎn)和應(yīng)用;跓後岆娞綔y器的點(diǎn)紅外火焰探測器不僅可以應(yīng)用于遠(yuǎn)近多波段火焰探測,而且在大型空之間的消防炮自動定位方面也有明顯優(yōu)勢。
目前,工業(yè)生產(chǎn)中會涉及到大量易燃、易爆和高度危險的化工原料;馂(zāi)是一種不受人類控制的燃燒過程,容易造成人員傷亡和財產(chǎn)損失。因此,必須對生產(chǎn)中的火災(zāi)保持高度警惕,配備完善高效的火災(zāi)探測裝置,實(shí)現(xiàn)對明火隱患的實(shí)時監(jiān)控。
火通常以燃燒的形式出現(xiàn)。燃燒產(chǎn)生的物理參數(shù)包括熱(溫度)、煙(煙霧顆粒)、光(火焰)、氣(氣體)、聲(燃燒聲);馂(zāi)探測的本質(zhì)是通過傳感元件接收火災(zāi)中的物理現(xiàn)象,轉(zhuǎn)換成易于處理的物理信號,通知預(yù)警設(shè)備或人類。
根據(jù)火災(zāi)探測物理量的不同,火災(zāi)探測器可分為五種類型:感溫火災(zāi)探測器、感煙火災(zāi)探測器、氣體火災(zāi)探測器、光敏火災(zāi)探測器和聲音探測器。根據(jù)對這些火災(zāi)參數(shù)的檢測并結(jié)合具體的檢測技術(shù),可以對現(xiàn)有的火災(zāi)探測器類型進(jìn)行具體劃分傳統(tǒng)的感煙、感溫和光敏火焰探測器分別利用火焰的煙和溫度特性來識別火焰。由于其 *** 工藝簡單,價格低廉,在酒店、火車、住宅樓等場所得到了很好的應(yīng)用。但這些檢測方法大多采用濃度檢測法,并不檢測火焰本身的特征。所以它的音友資源網(wǎng)要時間長,探測范圍窄,對周圍環(huán)境要求高,抗干擾能力差。
隨著機(jī)器視覺技術(shù)的不斷發(fā)展,采用人工神經(jīng) *** 和圖像識別方法的火焰檢測技術(shù)取得了一定的進(jìn)展,具有較高的抗干擾性和檢測精度。然而,早期火災(zāi)圖像檢測的基礎(chǔ)理論研究還不充分,算法復(fù)雜,成本高,需要大量的訓(xùn)練樣本。
工業(yè)上常用的火災(zāi)探測裝置是光敏(火焰)探測器,即點(diǎn)火焰探測。點(diǎn)火焰探測器具有響應(yīng)速度快、探測距離遠(yuǎn)、保護(hù)面積大等優(yōu)點(diǎn)。,特別是對碳?xì)浠衔锶紵纬傻幕鹧娓鼮槊舾,因此更適用于化工、公路隧道、彈藥倉庫、油漆廠、石化企業(yè)、制藥企業(yè)、電廠、物流倉庫等易燃易爆的工業(yè)和民用場所。
圖2是火焰的光譜圖。不同物質(zhì)發(fā)出的紅-紫外光譜不同,但從圖中可以清楚地看到,火焰輻射曲線有三個凸起部分,其中一個在紫外段0.28um以下,另外兩個分別在紅外段4.3um和2.7um附近。在這三個波段中,地表的太陽輻射曲線正好處于低谷。其中,優(yōu)優(yōu)資源網(wǎng)火焰輻射的峰值部分在4.3um附近,是燃燒產(chǎn)物CO2受熱時發(fā)出的共振輻射發(fā)光光譜,具有絕對大于其他光譜的輻射強(qiáng)度。這個特性是火焰獨(dú)有的,這個波段通常用于火焰的紅外探測。
圖2:火焰吸收光譜
根據(jù)現(xiàn)行的消防標(biāo)準(zhǔn)和探測器的原理差異,火焰探測器通常分為兩類。
之一種是光敏火焰探測器(點(diǎn)型),其目的是探測火焰輻射光譜中的紅光和紫外光。根據(jù)探測器的特性,可分為擴(kuò)散式和預(yù)混式。
第二類是基于模式識別技術(shù)的圖像火焰探測器,旨在識別火焰的顏色、亮度、閃爍、邊緣變化等視覺特征。根據(jù)火焰燃燒的光譜特性,目前使用的光敏火焰探測器有三種類型。
紅外探測器是一種基于傳感器敏感元件熱釋電效應(yīng)的火焰探測技術(shù),它以熱釋電紅外傳感器為核心感應(yīng),接收火焰燃燒輻射的紅外信息,并將其轉(zhuǎn)換為電壓信號。
通常,CO2共振點(diǎn)火焰探測器不僅用紅外濾光片選擇性地接收火災(zāi)特有的紅外輻射線,接收光強(qiáng)達(dá)到一定閾值,而且選擇火焰的燃燒波動頻率作為判據(jù),因此提高了探測可靠性。
大多數(shù)火焰友好型資源網(wǎng)會產(chǎn)生紅外輻射,燃燒產(chǎn)物可以釋放出大量紅外波,因此紅外探測器可以快速準(zhǔn)確地識別。燃燒產(chǎn)物中的熱CO2氣體在4.3um附近具有峰值輻射帶,火焰檢測器主要響應(yīng)該峰值輻射。這是傳統(tǒng)的單波段紅外火焰探測器。同時,一些家用電器,如烤箱、取暖器等,也會產(chǎn)生紅外輻射,與火焰的紅外光譜重疊。因此,在設(shè)計這種探測器時,必須消除上述干擾因素。
在早期,這種儀器不能遮擋陽光,所以只能在室內(nèi)使用。新的探測器裝置有多個紅外傳感器,可以探測不同頻率的輻射源,綜合分析數(shù)據(jù),對比信號數(shù)據(jù),排除目標(biāo)以外的干擾源。目前,單波段傳感器已經(jīng)完全消除了太陽輻射,性能更加穩(wěn)定。
雙波段紅外火焰探測器結(jié)合了兩種不同波長的紅外輻射,火焰探測波段和背景參考波段。考慮到參考背景中的干擾輻射,可根據(jù)實(shí)際情況選擇。而雙波段紅外火災(zāi)探測器的兩個波段的濾光片沒有單波段火焰探測器的濾光片窄、精度高,加工精度也沒有單波段高,所以相對成本會更低。
考慮到干擾因素的增加,為了保證更高的檢測精度,火焰檢測技術(shù)選擇了三個或更多的多波段傳感器,其中每個傳感器檢測不同紅外輻射的特定波長,從而更可靠地將真實(shí)的火焰信息與其他種類的熱紅外輻射干擾區(qū)分開來。然而,很難分析和處理每個傳感器的輸出信號。同時,由多個檢測器組成的電路的延時會增加,檢測器的反應(yīng)時間也會增加。
點(diǎn)式多波段紅外火焰探測技術(shù)是目前火災(zāi)及時預(yù)警的更佳方案之一。這項(xiàng)技術(shù)檢測火焰發(fā)出的特征紅外線來警告火災(zāi)。與傳統(tǒng)的感煙或感溫火災(zāi)探測技術(shù)相比,響應(yīng)速度更快,尤其是在開放式空房間,預(yù)警時間可超過80%。
現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于各種儲油設(shè)施、大型倉庫等場所,成為石油、化工、造紙、冶煉、核電站等高危區(qū)域的標(biāo)準(zhǔn)配置。同時在高端住宅、商業(yè)和一般工業(yè)領(lǐng)域也逐漸普及,為人們的生命財產(chǎn)提供更多保障。
