本實(shí)用新型涉及消防設(shè)備領(lǐng)域。更具體地，涉及一種多光譜紫外爆燃檢測(cè)裝置。

背景技術(shù)：

火災(zāi)探測(cè)器是消防火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)中，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行探查，發(fā)現(xiàn)火災(zāi)的設(shè)備，用于火警報(bào)警及啟動(dòng)火災(zāi)抑制措施。目前國(guó)內(nèi)外主要火災(zāi)探測(cè)器類型有感煙火災(zāi)探測(cè)器、感溫火災(zāi)探測(cè)器、氣體型火災(zāi)探測(cè)器和光譜火災(zāi)探測(cè)器。其中感煙火災(zāi)探測(cè)器、感溫火災(zāi)探測(cè)器和氣體型火災(zāi)探測(cè)器由于其探測(cè)機(jī)理限制，對(duì)實(shí)際火災(zāi)響應(yīng)時(shí)間過長(zhǎng)，甚至由于探測(cè)參量不能夠到達(dá)探測(cè)器而出現(xiàn)漏報(bào)現(xiàn)象。由于光譜火災(zāi)探測(cè)器具有響應(yīng)速度快、探測(cè)距離遠(yuǎn)和環(huán)境適應(yīng)性好等特點(diǎn)，所以目前一般都采用光譜火災(zāi)探測(cè)器進(jìn)行火災(zāi)探測(cè)。對(duì)于爆燃的檢測(cè)，需要探測(cè)器有更快的響應(yīng)速度，同時(shí)要求探測(cè)器具有較低的誤報(bào)率，減少對(duì)其他信號(hào)干擾的影響。

光譜火焰探測(cè)器(Multi spectral flame detector)是探測(cè)在物質(zhì)燃燒時(shí)，產(chǎn)生的不同的離子對(duì)應(yīng)有不同的光譜特性，并且產(chǎn)生不同光波譜線，通過采集、處理和比對(duì)這些譜線來判斷識(shí)別火焰。實(shí)際中，很多火災(zāi)發(fā)生時(shí)，同時(shí)伴隨著燃燒和爆燃現(xiàn)象，而目前的火災(zāi)探測(cè)器大多只能進(jìn)行單一的火焰信號(hào)的探測(cè)，對(duì)爆燃的探測(cè)不能達(dá)到要求的精度和靈敏度。另外，即使有一些探測(cè)裝置能夠?qū)Ρ歼M(jìn)行檢測(cè)，但由于其檢測(cè)機(jī)理的限制，對(duì)燃燒和爆燃沒有進(jìn)行有效的區(qū)分，因此其實(shí)用性不強(qiáng)：或者對(duì)爆燃不能做出反應(yīng)，或者將干擾信號(hào)作為爆燃來誤報(bào)的問題，并且，一般響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，不能滿足實(shí)際應(yīng)用需求。

因此，需要提供一種能夠?qū)Ρ伎焖夙憫?yīng)并且能夠有效抑制干擾信號(hào)影響的爆燃檢測(cè)裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種能夠?qū)Ρ伎焖夙憫?yīng)并且能夠有效抑制干擾信號(hào)影響的爆燃檢測(cè)裝置。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用下述技術(shù)方案：

一種多光譜紫外爆燃檢測(cè)裝置，該裝置包括：

輻射感測(cè)單元，至少包括用于感測(cè)第一波長(zhǎng)的輻射并輸出第一信號(hào)的第一輻射傳感器，用于感測(cè)第二波長(zhǎng)的輻射并輸出第二信號(hào)的第二輻射傳感器，和用于感測(cè)第三波長(zhǎng)的輻射并輸出第三信號(hào)的第三輻射傳感器，第一、第二和第三信號(hào)為波長(zhǎng)互不相同的紫外信號(hào)；上述第一、第二和第三輻射傳感器用于感測(cè)特定波長(zhǎng)的輻射信號(hào)并將該輻射信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)輸出。輻射信號(hào)的強(qiáng)度與電信號(hào)的幅值線性正相關(guān)，即電信號(hào)的幅值用于反映對(duì)應(yīng)輻射信號(hào)的強(qiáng)度。

數(shù)據(jù)處理單元，包括爆燃判斷模塊，用于基于第一、第二和第三信號(hào)判斷是否存在爆燃并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

進(jìn)行爆燃判斷時(shí)，環(huán)境中可能存在引起爆燃探測(cè)裝置的誤報(bào)的其他信號(hào)的干擾，如太陽(yáng)光、步槍射擊火光、電弧光、紅外聚光燈輻射和熱輻射等。為降低誤報(bào)的可能性，根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，數(shù)據(jù)處理單元還包括閾值比較模塊，用于將第一、第二和第三信號(hào)的幅值(A、B、C)分別與對(duì)應(yīng)的第一、第二和第三閾值(A₀、B₀、C₀)進(jìn)行比較，若三個(gè)信號(hào)中任兩個(gè)信號(hào)的幅值大于對(duì)應(yīng)閾值，則爆燃判斷模塊判斷存在爆燃并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。由于干擾信號(hào)同時(shí)存在三個(gè)信號(hào)中任兩個(gè)信號(hào)的幅值大于對(duì)應(yīng)閾值的概率非常小，因此，多光譜進(jìn)行爆燃的判斷能有效避免干擾信號(hào)的影響，快速準(zhǔn)確地作出判斷。

優(yōu)選地，數(shù)據(jù)處理單元還包括閾值比較模塊，用于將第一、第二和第三信號(hào)的幅值(A、B、C)分別與對(duì)應(yīng)的第一、第二和第三閾值(A₀、B₀、C₀) 進(jìn)行比較，若三個(gè)信號(hào)的幅值均大于對(duì)應(yīng)閾值，則爆燃判斷模塊判斷存在爆燃并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。為了更進(jìn)一步地提高判斷的準(zhǔn)確度，爆燃判斷模塊在第一、第二和第三信號(hào)幅值均大于對(duì)應(yīng)閾值時(shí)，判斷存在爆燃并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

進(jìn)一步優(yōu)選地，數(shù)據(jù)處理單元還包括幅值比較模塊，用于將第一與第二信號(hào)幅值的差值絕對(duì)值的第一比較結(jié)果(M)與第四閾值(M₀)進(jìn)行比較，及將第二與第三信號(hào)幅值的差值絕對(duì)值的第二比較結(jié)果(N)與第五閾值(N₀) 進(jìn)行比較，若滿足0.9M₀＜M＜1.1M₀且0.9N₀＜N＜1.1N₀，則爆燃判斷模塊判斷存在爆燃并發(fā)出報(bào)警信號(hào)，其中，M＝|A-B|，N＝|B-C|。發(fā)生爆燃時(shí)，雖然特定波長(zhǎng)輻射光譜的強(qiáng)度是變化的，但選定的兩個(gè)或多個(gè)特征波長(zhǎng)輻射光譜的幅值變化強(qiáng)度具有相關(guān)性。在兩次探測(cè)中，爆燃時(shí)輻射的兩個(gè)或多個(gè)特征波長(zhǎng)的光譜幅值變化相等或近似，干擾信號(hào)由于不存在閃爍現(xiàn)象，其兩個(gè)或多個(gè)特征波長(zhǎng)的光譜幅值變化不具有上述規(guī)律。

進(jìn)一步優(yōu)選地，數(shù)據(jù)處理單元還包括幅值比較模塊，用于將第一與第二信號(hào)幅值的差值絕對(duì)值的第一比較結(jié)果(M)與第四閾值(M₀)進(jìn)行比較，及將第二與第三信號(hào)幅值的差值絕對(duì)值的第二比較結(jié)果(N)與第五閾值(N₀) 進(jìn)行比較，若滿足0.95M₀＜M＜1.05M₀且0.95N₀＜N＜1.05N₀，則爆燃判斷模塊判斷存在爆燃并發(fā)出報(bào)警信號(hào)，其中，M＝|A-B|，N＝|B-C|。第一比較結(jié)果 (M)與第四閾值(M₀)進(jìn)行比較及第二比較結(jié)果(N)與第五閾值(N₀) 進(jìn)行比較時(shí)，通過改變判斷條件，能夠進(jìn)一步地改變爆燃檢測(cè)的準(zhǔn)確度。一般地，設(shè)定越小的閾值范圍能夠帶來越高的探測(cè)準(zhǔn)確度。

優(yōu)選地，第一、第二和第三信號(hào)的波長(zhǎng)根據(jù)待測(cè)爆燃物種類確定。不同的待測(cè)爆燃物，選擇可探測(cè)性強(qiáng)的紫外信號(hào)，

優(yōu)選地，第一、第二和第三輻射傳感器可感測(cè)從火焰所在的區(qū)域或火焰可能存在的區(qū)域發(fā)射的紫外光。

優(yōu)選地，探測(cè)器進(jìn)一步包括報(bào)警電路，該報(bào)警電路根據(jù)來自數(shù)據(jù)處理單元的報(bào)警信號(hào)進(jìn)行報(bào)警。

優(yōu)選地，探測(cè)器進(jìn)一步包括信號(hào)處理電路，該信號(hào)處理電路對(duì)第一、第二和第三信號(hào)進(jìn)行阻抗匹配、放大和濾波處理。

本實(shí)用新型的有益效果如下：

本實(shí)用新型中多光譜紫外爆燃檢測(cè)裝置，通過選則至少三個(gè)紫外輻射傳感器對(duì)選定波長(zhǎng)信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，通過分析其檢測(cè)信號(hào)的幅值關(guān)系，判斷是否存在爆燃。該裝置具有高防誤報(bào)特性，能夠?qū)崿F(xiàn)高速、高靈敏度的爆燃檢測(cè)。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

圖1示出實(shí)施例1中多光譜紫外爆燃檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)原理圖。

圖2示出實(shí)施例2中多光譜紫外爆燃檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)原理圖。

圖3示出實(shí)施例4中多光譜紫外爆燃檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)原理圖。

具體實(shí)施方式

為了更清楚地說明本實(shí)用新型，下面結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例和附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說明。附圖中相似的部件以相同的附圖標(biāo)記進(jìn)行表示。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，下面所具體描述的內(nèi)容是說明性的而非限制性的，不應(yīng)以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。

一種多光譜爆燃檢測(cè)裝置，其特征在于，該裝置包括輻射感測(cè)單元，至少包括用于感測(cè)第一波長(zhǎng)的輻射并輸出第一信號(hào)的第一輻射傳感器，用于感測(cè)第二波長(zhǎng)的輻射并輸出第二信號(hào)的第二輻射傳感器，和用于感測(cè)第三波長(zhǎng)的輻射并輸出第三信號(hào)的第三輻射傳感器，第一、第二和第三信號(hào)為波長(zhǎng)均不相同的紫外信號(hào)；第一、第二和第三信號(hào)的波長(zhǎng)為特定的波長(zhǎng)，其可以為某一固定值，也可以為某一波段。數(shù)據(jù)處理單元，包括爆燃判斷模塊，用于基于第一、第二和第三信號(hào)判斷是否存在爆燃并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

進(jìn)行爆燃判斷時(shí)，主要基于是否能檢測(cè)到特定波長(zhǎng)/波段的紫外信號(hào)或根據(jù)檢測(cè)到的紫外信號(hào)的幅值關(guān)系判斷是否存在爆燃。

本實(shí)用新型中，第一、第二和第三信號(hào)的波長(zhǎng)根據(jù)待測(cè)爆燃物種類確定。波長(zhǎng)的確定應(yīng)根據(jù)待測(cè)爆燃物進(jìn)行選取，如碳?xì)浠衔锉?、硝銨類炸藥爆燃、硝化甘油炸藥爆燃和芳香族硝化基化合物類炸藥爆燃等。

下面結(jié)合一組具體實(shí)施例對(duì)上述情況進(jìn)行說明。選取三個(gè)傳感器用于爆燃檢測(cè)，進(jìn)一步地，選取第一信號(hào)波長(zhǎng)為254nm，第二信號(hào)波長(zhǎng)為307nm，第三信號(hào)波長(zhǎng)為360nm。

實(shí)施例1

如圖1所示，輻射感測(cè)單元包括第一傳感器、第二傳感器和第三傳感器，其中，第一傳感器用于感測(cè)第一波長(zhǎng)的輻射并輸出第一信號(hào)，第二傳感器用于感測(cè)第二波長(zhǎng)的輻射并輸出第二信號(hào)，第三傳感器用于感測(cè)第三波長(zhǎng)的輻射并輸出第三信號(hào)。第一、第二和第三輻射傳感器用于感測(cè)特定波長(zhǎng)的輻射信號(hào)并將該輻射信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)輸出。輻射信號(hào)的強(qiáng)度與電信號(hào)的幅值線性正相關(guān)，即電信號(hào)的幅值用于反映對(duì)應(yīng)輻射信號(hào)的強(qiáng)度。數(shù)據(jù)處理單元包括爆燃判斷模塊，用于基于第一、第二和第三信號(hào)判斷是否存在爆燃并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

進(jìn)行爆燃檢測(cè)時(shí)，輻射感測(cè)單元將第一、第二和第三信號(hào)發(fā)送至數(shù)據(jù)處理單元的爆燃判斷模塊，爆燃判斷模塊檢測(cè)到第一、第二和第三信號(hào)，則判斷存在爆燃并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

實(shí)施例2

如圖2所示，輻射感測(cè)單元包括第一傳感器、第二傳感器和第三傳感器，其中，第一傳感器用于感測(cè)第一波長(zhǎng)的輻射并輸出第一信號(hào)，第二傳感器用于感測(cè)第二波長(zhǎng)的輻射并輸出第二信號(hào)，第三傳感器用于用于感測(cè)第三波長(zhǎng)的輻射并輸出第三信號(hào)。第一、第二和第三輻射傳感器用于感測(cè)特定波長(zhǎng)的輻射信號(hào)并將該輻射信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)輸出。輻射信號(hào)的強(qiáng)度與電信號(hào)的幅值線性正相關(guān)，即電信號(hào)的幅值用于反映對(duì)應(yīng)輻射信號(hào)的強(qiáng)度。

數(shù)據(jù)處理單元包括閾值比較模塊和爆燃判斷模塊，閾值比較模塊用于將第一、第二和第三信號(hào)的幅值(A、B、C)分別與對(duì)應(yīng)的第一、第二和第三閾值(A₀、B₀、C₀)進(jìn)行比較，爆燃判斷模塊用于基于閾值比較模塊的判斷結(jié)果判斷是否存在爆燃并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

本實(shí)施例中，若A>A₀，B>B₀，C>C₀中任意兩個(gè)成立，則爆燃判斷模塊判斷存在爆燃并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

實(shí)施例3

在實(shí)施例2的基礎(chǔ)上，若A>A₀，B>B₀，C>C₀均成立，則爆燃判斷模塊判斷存在爆燃并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

應(yīng)注意的是，實(shí)施例3是對(duì)實(shí)施例2方案的改進(jìn)，即改變判斷條件，能夠使得爆燃檢測(cè)裝置的誤報(bào)率降低。本實(shí)用新型中開可以通過改變閾值來改變誤報(bào)率和靈敏度。

實(shí)施例4

如圖3所示，輻射感測(cè)單元包括第一傳感器、第二傳感器和第三傳感器，其中，第一傳感器用于感測(cè)第一波長(zhǎng)的輻射并輸出第一信號(hào)，第二傳感器用于感測(cè)第二波長(zhǎng)的輻射并輸出第二信號(hào)，第三傳感器用于用于感測(cè)第三波長(zhǎng)的輻射并輸出第三信號(hào)。第一、第二和第三輻射傳感器用于感測(cè)特定波長(zhǎng)的輻射信號(hào)并將該輻射信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)輸出。輻射信號(hào)的強(qiáng)度與電信號(hào)的幅值線性正相關(guān)，即電信號(hào)的幅值用于反映對(duì)應(yīng)輻射信號(hào)的強(qiáng)度。

數(shù)據(jù)處理單元包括幅值比較模塊和爆燃判斷模塊，其中，幅值比較模塊，用于將第一與第二信號(hào)幅值的差值絕對(duì)值的第一比較結(jié)果(M)與第四閾值 (M₀)進(jìn)行比較，及將第二與第三信號(hào)幅值的差值絕對(duì)值的第二比較結(jié)果(N) 與第五閾值(N₀)進(jìn)行比較，爆燃判斷模塊用于基于幅值比較模塊的比較結(jié)果判斷存在是否爆燃并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

發(fā)生爆燃時(shí)，雖然特定波長(zhǎng)輻射光譜的強(qiáng)度是變化的，但選定的兩個(gè)或多個(gè)特征波長(zhǎng)輻射光譜的幅值變化強(qiáng)度具有相關(guān)性。在兩次探測(cè)中，爆燃時(shí)輻射的兩個(gè)或多個(gè)特征波長(zhǎng)的光譜幅值變化相等或近似，干擾信號(hào)由于不存在閃爍現(xiàn)象，其兩個(gè)或多個(gè)特征波長(zhǎng)的光譜幅值變化不具有上述規(guī)律。本實(shí)施例中，若滿足0.9M₀＜M＜1.1M₀且0.9N₀＜N＜1.1N₀，則爆燃判斷模塊判斷存在爆燃并發(fā)出報(bào)警信號(hào)，其中，M＝|A-B|，N＝|B-C|。

實(shí)施例5

在實(shí)施例4的基礎(chǔ)上，若滿足0.95M₀＜M＜1.05M₀且0.95N₀＜N＜1.05N₀，則爆燃判斷模塊判斷存在爆燃并發(fā)出報(bào)警信號(hào)，其中，M＝|A-B|，N＝|B-C|。第一比較結(jié)果(M)與第四閾值(M₀)進(jìn)行比較及第二比較結(jié)果(N)與第五閾值(N₀)進(jìn)行比較時(shí)，通過改變判斷條件，能夠進(jìn)一步地改變爆燃檢測(cè)的準(zhǔn)確度。一般地，設(shè)定越小的閾值范圍能夠帶來越高的探測(cè)準(zhǔn)確度。

實(shí)驗(yàn)表明，本實(shí)用新型中多光紫外譜爆燃檢測(cè)裝置對(duì)以下干擾信號(hào)具有極強(qiáng)的免疫能力，誤報(bào)率為零：

1、直射或反射的太陽(yáng)光；

2、距離200米處功率為100瓦的車前大光燈；

3、距離300米處步槍射擊火光；

4、距離400米處功率為500瓦的熱風(fēng)機(jī)的熱輻射；

5、距離500米處功率為200瓦的紅外聚光燈輻射；

6、距離500米處電流強(qiáng)度為200安的電弧光。

顯然，本實(shí)用新型的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本實(shí)用新型所作的舉例，而并非是對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式的限定，對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)，這里無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉，凡是屬于本實(shí)用新型的技術(shù)方案所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之列。