一种总线制火灾图像探测系统的设计与实现

《一种总线制火灾图像探测系统的设计与实现》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、中国科学技术大学硕士学位论文第一章绪论一火灾探测原理简介第一章绪论人类发展到今天，火灾依然是威胁人类生命安全的重大灾害。而近几年来，随着经济的飞速发展，各种高层的综合性建筑群体不断涌现。在高层建筑中，由于人口的密集，财产的集中，其消防安全问题就更为突出“1。如何进一步缩短火灾探测报警时间，减少火灾的发生，及时采取有效防火、灭火措施；如何进一步提高火灾探测报警系统的可靠性，降低误码率，为自动报警与联动控制灭火系统提供保障；特殊场所的火灾报警问题；火灾探测报警系统的网络化和监控技术等成为火灾探测报警领域发展的热点。物质在燃烧过程中，通常会产生烟雾，同时释放出称之谓气溶胶

2、的燃烧气体，它们与空气中的氧发生化学反应，形成含有大量红外线和紫外线的火焰，导致周围环境温度逐渐升高。这些烟雾、温度、火焰和燃烧气体称为火灾参量。火灾探测器的基本功能就是对烟雾、温度、火焰和燃烧气体等火灾参量作出有效反应，通过敏感元件，将表征火灾参量的物理量转化为电信号，送到火灾报警控制器。根据对不同的火灾参量响应和不同的响应方法，分为若干种不同类型的火灾探测器。较典型的探测器有：感温、感烟、火焰、气体、图像和复合式等几类。一个火灾过程一般都伴随着烟、气、温、光等信号的产生，基于不同的环境和不同的燃烧成分，烟雾的粒径构成、颜色、温场分布及光谱均不相同。因此，火灾过程

3、涉及多个物理和化学参数，而且特征性比较强。不同类型的火灾探测器是针对火灾发生时的不同生成物的特性而起作用的。它们分别作用于不同的场合，也有各自的局限性。中国科学技术大学硕士学位论文第一章绪论二图像型火灾监控技术开发的意义1大空间火灾探测研究概况火灾探测器根据采集的信号的类型不同，可以分成感温、感烟、感光、气体火灾探测器以及复合型探测器等几类。但是这些探测器由于受到各种因素(空间高度、空气流速、粉尘、温度、湿度等)的影响，或因为被保护场所的特殊要求，从而失去效用。例如在越来越大的场所，需要早期或超早期发现火险的重要场所。之所以大空间内早期火灾的探测报警成为热安全工程技

4、术领域的～项难点⋯，主要原因分析如下：(1)当空间高度增大，空气流动等原因，烟气和温度无法到达顶棚，或者即使到达顶棚也会出现烟气浓度降低，温度下降，从而使感烟和感温探测器产生误报警或不报警。另外当粉尘浓度过大也会使离子型感烟探测器失去效用。(2)感光火灾探测器是探测火焰发出的红外或紫外光并发出报警信号的。由于判据单一，容易对高功率热源或强光(如电弧等)产生误报警。(3)复合型防火探测器并没有完全消除以上的缺点，仅仅增加了判据的数目，使探头的整体性能稍有改善。在这些技术方法中，都把火灾过程中的某个特征物理量作为监测对象。近年来，火灾科学界正逐渐将注意力转移到火灾现象本

5、身和深层次的机理研究方面，并取得了一定的成果。比如图像型火灾探测器技术和产品的研究和开发。2图像型火灾探测研究研究证明可燃物在燃烧时会放出频率范围从紫外到红外的光波，在可见光波段，火焰图像具有独特的色谱、纹理等方面的特征，使之在图像上明显的区别于背景。根据燃烧学的原理，在火焰燃烧时，其放出的能量95％集中于红外波段。所以，我们在作图像处理时，非常关心红外波段的图像识别，可以利用红外成像的原理获取燃烧所发出的红外图像进行图像处理，从而达到监控的目的a而图像信息的丰富和直观是其他任何火灾探测器所不能提供的。而且在图像型火灾探测中，图像监控的关键器件——像敏感元件通过光学

6、镜，2．中国科学技术大学硕士学位论文第奄绪论头与外界发生间接接触，这种结构保证了图像监测技术既可以在比较恶劣(多粉尘、高湿度)的室内环境中使用，也可以在室外环境中使用。由此，图像监控技术在火灾探测中的地位和作用为：(1)可在太空间、大面积的环境中使用；(2)可用于多粉尘、高湿度的场所；(3)可在室外环境中使用；(4)可对火灾现象中的图像信息作出快速反应；(5)可提供直观的火灾信息。所以在大空间的火灾探测技术中，图像型火灾监控技术是比较先进的。图像型火灾探测系统就是基于以上的认识提出来的。火灾探测系统的出现已经有一个多世纪了，图像型火灾探测系统的开发则是新近发展起来的

7、技术。三总线制在火灾图像探测系统中的应用与前景1火灾报警系统不同时代的火灾报警系统的产生主要取决于火灾探测技术的发展。一般认为，火灾报警控制系统在其发展过程中先后出现了三代产品：多线制开关量系统，总线制开关量系统和总线制智能系统。从系统的组成上大致可以分为多线带tJ芹n总线制两种方式。下面对这两种方式作一个简单的介绍。(1)多线制开关量火灾报警系统多线制开关量系统有开关量探测器和相应的控制器构成。由于探测器的阀值是在设计时唯一设定的，当传感器的信号达到阀值时触发比较电路，探测器输出一个跃变的、表示报警的电压／电流信号。它只能反映几种有限的监视状态(如正常、火警、