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1代2代自动消防炮的定位方式对比和核心技术探讨

作者:水力消防来源:www.slxf.com 浏览次数: 日期:2017年10月17日 15:18
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  自动消防抱{自动跟踪定位射流灭火装置)集自动报警、自动灭火和视频监控三项功能于一体.可以远程控制并自动搜索火源,自动瞄准肴火点,实施定点射水灭火,冲里大。流速快,水流可以直接接触燃烧物而作用到火焰根部,覆盖盖火焰剥离燃烧物,使用燃烧中止.能有效扑救高大空间内蔓延较快或火灾荷载大的火灾。在安装使用方面,供水供电简单.安装维护费用低,使用中节省水资源,最大程度的减小了灭火后造成水灾的危害,其有很高的性价比。GB 50016-2014《建筑设计防火规范》中规定.针对可烟固体燃烧物为主的高大空间、室内步行街和难以安装喷淋的人员密集场所要求使用自动水炮。并且,任一保护部位至少有两门消防水炮同时保护’,目前,自动水炮在厂房、仓库、体育馆、火车站、候机厅、会展中心、宾馆、停车场、电影院和大礼堂等高大空间场所有.广泛的应用。但是在使用过程中,因为第一代自动消防炮传感器技术功能的限制.存在粉很多问题难以解决,本文水力消防从核心定位方法角度.对第一、二代自动消防炮的定位传感器和定位算法进行对比研究。以期能为自动消防炮的设计、施工和应用提供参考


消防炮
 

  一、第一代自动消防炮使用中存在的问题

  经过调查安装消防炮的高铁站、厂房和仓库等实际使用场所,走访消防管理邻门、设计、施工、检侧维保和使用部门人员,早期安装消防炮的场所大部分是一代自动消防炮,采用的是窄绪十字交叉定位原理,在使用中主要有以下几个方面问题:

  1.1定位误差大

  第一代自动消防炮主要采用窄缝+字交叉定位法,只能实现大概定位,定点灭火实验时水的落点经常在火源的周围2.3m内随机发生.很难可靠瞄准火点,重复定位一致性很差。

  1.2可靠性差

  由于玻摘、瓷砖.不锈钢稗反光材质反射的光。自动消防炮经常会发生误定位误喷水的情况.而电焊、切割和UV等工业场所,误定位误喷水可能性更大。自动消防炮涉及自动探测、自动控制.网络传输、机械传动和流体力等众多技术领域,任何一个方面的向题都可能引起整体的可靠性下降。

  1.3不能实时跟踪动态着火点

  该类产品的国标GB 25204-2010《自动跟踪定位射流灭火系统》名称上就指出了自劫跟踪功能、但因窄缝+字交又定位的技术局限性二实际上只能定位静态火源的大概方位,无法实现实时自动跟踪动态移动火源。

  因为这些问题的存在,大部分安装消防的工程没能使消防炮运行在全自动状态,用户评价不高.比如很多高铁站、机场等场所的自动消防水炮都在关机成手动状态.不能真正全天侯全自动使用,使很多消防没备投资沦为摆设。

 

  二、自动消防炮两种核心定位技术研究

  对比

  为解决第一代自动消防炮存在的技术难题,相关技术人员发挥各自优势,加大对技术研发投入,研发出策二代自动消防炮、解决了行业共性难题,达到了国际先进水平,以下就第一二代自动消防炮两种核心定位方法分进行对比说明。.

  2.1窄绷十字交叉定位法

  这是目前绝大多数消防器材生产厂家的采用的技术,简称为第一代窄缝消防炮;定位原理是用两片间隔2-3mm的金属成塑料板夹成一个缝眸·让火光通过一个垂直缝隙或水平缝隙照射到点式红外或紫外外传感器上产生感光报警信号来定位。第一代窄缝消防炮扫描逻辑图如下:

  
第一代窄缝消防炮扫描逻辑图
(图1.第一代窄缝消防炮扫描逻辑图)

 

  该技术成本低,仅利用两个单点式感光探侧器就实现了大致火源定位,相当子以点当线使用,技术的利用法巧妙、其扫描定位原理图如下面所示。这种定位方法,只能大概定在一个方形内,可满足一般情况下对精准度要求不高戴者不踞要全天侯全自动火灾监控的场所使用,但因传感器信息且太少,有如下几个致命缺陷:

  
第一代窄缝消防水炮定位原理图
(图2.第一代窄缝消防水炮定位原理图)

 

  (1)误差大。如2mm宽、20mm深的窄缝,25m远时对角延长线宽4.97m

  (2)不可靠。玻璃、瓮砖、不锈钢等反光材质反射的光,有可能造成误定位误喷水。

  (3)易误喷。对于可能有电焊、切割、UV灯等工业场所,误定位误喷水可能性更大,部分负责任厂家会

  说明不能用子以上场所。

  (4)不能跟踪火源。因传感器和定位原理所限,

  实际上不能跟踪动态移动火源,只能大概定位。

  2.2热成像面阵定位法

  红外热成像仪广泛应于消防行业,但因成本问题,原来只是应用在消防扮侧和灭火救援等方面、第二代消防炮技未研究人员经过努力终于将热成像技术率先应用在消防炮上。核心技米是利用非制冷焦平面阵列热成像传感器,采取视场的实时侧温信号,通过面阵内各像素的温度变化来完成定位。扫描找火时利用热成像阵列传感器进行画面式扫描、每个像索点的温度都能实时计算,一经发现,立即锁定,实时追踪动态火源。智能分析火源惰况后瞄准火源喷水。第二代热成像消防炮扫描逻辑图如下图所示。

  
第二代热成像消防炮扫描逻辑图
(图3.第二代热成像消防炮扫描逻辑图)
 

  自动消防炮扫描时,热成像传感器实时远程测,面区内的各点温魔,每个像素都是一个远程实时温度传感器,根据画面内的温度高低和成像面积计算总热能,来完成定位,定位原理如下图所示。热成像传蔡器直接采集面式阵列}.度信号卜具有可雄性高,定位精确等特点,除一般消防烟适合应用的场所外,另外可有轰件用于平时有UV灯、电焊、切割、音仔分室外环境等一般消防水饱不适合应用的场所,或者对定位精准度和系统可炸性要求高,需要全天侯全自动运行的场所。


第二代热成像消防炮定位原理图
(图4.第二代热成像消防炮定位原理图)
 

  三、第二代自动消防抱不同场所应用

  3.1物质燃烧时,没有明火只有烟

  第二代消防炮有双预警功能,除了紫外感光传感器外,用来定位的热成像探浦器具有透烟测温作用.可以自预警,但是需要使炮头对准保护区域.通过多台消防炮交叉贾盖互相联动。也可采用烟感、手报、红外对射、图像式感烟等来当作外部捕助探测器预警、通过电控箱内的火警输入端子来外件激活消防水炮。第二代消防水炮激活后扫描定位,靠的是热成像传感器,因其有较强的透烟测温特性,针对无明火燃烧,可以实现定位灭火。

  3. 有电焊场所的应用

  第二代消防炮采用离沮修正和区块平算法,利用热成像传感妙的成像面积因素,主打安金可靠不误喷功能。

  高温修正算法把高坏境渔度的橄据降权处理。比如1200℃的实际火点沮度只会显示300℃左右.、区块平均算法把像紊技区块赞理,计算区块内像素温度数的加权算法平均数,少数像素点的擞据会被平均数拉低,只有火的成像面积大.平均数才会高、.

  比如电焊点温度有1200℃,经过高温修正算法处理后变成300℃,环境温度是30℃时,区块平均算法计算区块内的平均数可能只有35℃,如火点阀值定在50℃-120℃时。就不会误喷了。真实火灾时,可能火的温度只有800℃但火点面积比电焊大的多,温度经降权后可能会在200℃.区块平均后因为高温点多可能会到180℃,远高于阀值,肯定能定位灭火。

  该技术也有副作用,高温修正算法的副作用是高温温度偏低,45℃以下的环境温度显示墓本正常,高于45℃后严重偏低。区块平均算法的副作用是牺牲了一些定位猜度.如果按像素处理定位精度在厘米级,区块处理会放大到分米级,加上水压不稳的因素,定位后仍然需要扫水灭火。

  3.3使用寿命

  第二代消防水炮采用长寿命设计,三方面共同作用,具体如下:

  〔1)材料长寿命。消防炮内金属材料为无铁件设计.采用不锈钢+铝合金+锡膏铜,滚珠是无磁性.螺丝钉是不锈钢的.从而保证金属部件不会生锈.、润滑油采用航空航天级润滑脂,一50℃-+250℃情况下都能正常工作。消防炮内电路板采用无电解电容设计,经过三防处理安装在密闭电盒内。

  (2)齿轮全密封。炮内看不到齿轮,因为齿轮全封在了密闭齿轮仓内,防尘防虫。

  (3)软件定时动。主机可设定自动转模式和自检,定期自动转自检。

自动消防炮
 

  四、结束语

  经技术人员的努力,基于热成像面阵定位原理的二代消防炮己经成熟稳定.并取得了国家消防装置质量检验中心的产品检验报告和中国消防产品合格评定中颁发的CCCF认证证书:产品在空军第一航空学院.、平顶山学院艺术楼.河南金姆指工园等多个高大空间场所中实际使用,大大提高了早期消防控火能力,均可准确定位起火部位,实施早期预警.、早期灭火,控制初期火灾,减少火灾损失和人员伤亡二

  目前由于受现行规范的限制r自动消防炮只是作为自动灭火系统的一种选择,虽然同时也具备火灾自动报警系统的功能,但不能替代火灾报警系统;两套系统都安装时增加了业主的成本,使得自动消防炮的推广应用受到一定限制,应尽快出台相应规定,如在保护区域设置自动消防水炮可不设置火灾自动报警系统等,最大限度减少消防器材设备重复投资.减少消防器材设施维护保养难度,对于提高消防系统和消防器材可靠性等,无疑都是非常重要的决策。

 

 

 

 

 

 

 


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