本發(fā)明屬于火焰探測領(lǐng)域，尤其涉及一種三波段紅外火焰探測器。

背景技術(shù)：

目前常規(guī)三波段紅外火焰探測器一般都是使用三個采集不同波段的紅外管分別對真實火焰、人工干擾源、背景輻射進行探測，通過比較三個紅外管采集信號的幅值來判別火焰是否存在。三波段紅外火焰探測器的三個紅外管都采集到了環(huán)境中的人工干擾源、背景輻射、真實火焰等輻射的紅外線。在混雜各種干擾源的環(huán)境中，當(dāng)環(huán)境中不存在真實火焰，常規(guī)的三波段紅外火焰探測器的紅外管采集干擾源輻射的紅外線也可能滿足軟件設(shè)定的報警閾值，引起誤報。當(dāng)環(huán)境中存在真實火焰時，人工干擾源和背景輻射干擾很強時，探測器可能漏報。常規(guī)三波段紅外火焰探測器不能適應(yīng)復(fù)雜的工作環(huán)境。其次，目前常規(guī)的三波段紅外火焰探測器工程實用性差，很難做到組網(wǎng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于：針對現(xiàn)有技術(shù)存在的壁壘，提供一種具備自動校準(zhǔn)功能的三波段紅外火焰探測器，以解決在混雜各種干擾源的環(huán)境中現(xiàn)有技術(shù)不能有效區(qū)分干擾信號、適應(yīng)能力弱的技術(shù)問題，能夠準(zhǔn)確探測火焰，避免誤報和漏報。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種具備自動校準(zhǔn)功能的三波段紅外火焰探測器，包括

電源單元，用于供電；

紅外探測單元，設(shè)有三個紅外管，用于分別將從工作環(huán)境中探測到的火焰、人工干擾源和背景輻射的紅外光線轉(zhuǎn)換為三路紅外數(shù)字信號，并將三路紅外數(shù)字信號發(fā)送到下一級；

與三個紅外管分別配對的三個紅外校準(zhǔn)燈，用于紅外校準(zhǔn)和故障自檢，每個紅外校準(zhǔn)燈的光線直接入射到與各自配對的紅外管；

PIC微處理器，用于控制紅外校準(zhǔn)燈的點亮或熄滅，并對三路紅外數(shù)字信號進行綜合分析，通過火焰識別算法實現(xiàn)火焰信號的檢測，判斷是否有火焰存在。

火焰識別算法：通過直接比較三路紅外數(shù)字信號的強度閥值關(guān)系、比較真實火焰信號、火焰信號頻率判別以及連續(xù)性判別進行綜合判斷，以確認火焰信號。直接比較三路紅外數(shù)字信號的強度閥值關(guān)系：主報警紅外管信號強于其他兩路信號；比較真實火焰信號：從信號中分離出真實火焰信號和干擾信號，主報警紅外管信號的真實火焰信號大于其他兩路的真實火焰信號；火焰信號頻率判別：火焰頻率在3～30HZ；連續(xù)性判別：火焰信號是連續(xù)的，計算連續(xù)周期內(nèi)各必要條件發(fā)生的次數(shù)來進行火焰識別。

進一步的，每個紅外校準(zhǔn)燈外均設(shè)有帶有開口的燈罩，燈罩內(nèi)設(shè)有將紅外校準(zhǔn)燈的光線集中反射出燈罩的反光片，反光片反射的光線能直接入射到紅外管探測窗口，紅外校準(zhǔn)燈能充分為探測器校準(zhǔn)。每個紅外校準(zhǔn)燈的光線限制于獨立的空間內(nèi)，紅外校準(zhǔn)燈彼此之間不會相互干擾。

進一步的，還包括溫濕度檢測單元，用于檢測工作環(huán)境中的溫濕度，并將檢測到的溫濕度信號發(fā)送到PIC微處理器進行處理；

加熱除濕單元，用于根據(jù)PIC微處理器處理的結(jié)果，在PIC微處理器的控制下進行加熱除濕。

進一步的，還包括時鐘單元，用于設(shè)置紅外校準(zhǔn)和故障自檢的基準(zhǔn)時鐘；

存儲單元，用于存儲紅外探測單元采集到的紅外信號。

進一步的，撥碼開關(guān)，用于設(shè)置編碼地址。

進一步的，還包括485通信和CAN通信單元，用于聯(lián)網(wǎng)。

綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明開通過紅外校準(zhǔn)燈的自動校準(zhǔn)和故障自檢，使探測器能更好的適應(yīng)混雜復(fù)雜干擾源的工作環(huán)境，能有效區(qū)分干擾信號、適應(yīng)能力強，能夠準(zhǔn)確探測火焰，避免誤報和漏報。

探測器自檢功能和探測器硬件設(shè)定地址功能(即設(shè)置編碼地址)的開發(fā)使探測器工程應(yīng)用上具有更好的實用性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的硬件結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明的校準(zhǔn)燈的原理圖；

圖3為本發(fā)明紅外校準(zhǔn)燈、紅外校準(zhǔn)聚光結(jié)構(gòu)件的安裝圖；

圖4為本發(fā)明的紅外校準(zhǔn)燈聚光結(jié)構(gòu)件工作的原理示意圖；

圖5為本發(fā)明的紅外校準(zhǔn)燈聚光結(jié)構(gòu)件圖；

圖6為本發(fā)明的紅外校準(zhǔn)燈聚光結(jié)構(gòu)反光面的位置圖。

具體實施方式

本說明書中公開的所有特征，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。

下面結(jié)合圖1～圖6對本發(fā)明作詳細說明。

本發(fā)明用了三個紅外校準(zhǔn)燈1，為每一個紅外管都備了一個紅外校準(zhǔn)燈1。紅外校準(zhǔn)燈1由程序進行控制，探測器可通過紅外校準(zhǔn)燈1進行紅外校準(zhǔn)和故障自檢。紅外校準(zhǔn)燈1串聯(lián)一個限流電阻，圖2中紅外校準(zhǔn)燈電路中電阻的另一端(ZJ3)連接到微處理器引腳。

由于紅外校準(zhǔn)燈1的光線比較微弱，為了使紅外校準(zhǔn)燈在紅外校驗和故障自檢起到很好的效果。設(shè)計了一個紅外校準(zhǔn)燈1的聚光結(jié)構(gòu)件，圖5所示，聚光結(jié)構(gòu)件能讓紅外校準(zhǔn)燈1的光線充分到達紅外管。聚光結(jié)構(gòu)件為每個紅外校準(zhǔn)燈分別設(shè)計了燈罩2，燈罩2為半封閉結(jié)構(gòu)，有一面未封閉，燈罩2內(nèi)部有反光片3。在探測器校準(zhǔn)時紅外校準(zhǔn)燈1的燈絲發(fā)出的光線向四周散射，紅外校準(zhǔn)燈發(fā)出的光線能直接入射到紅外管的探測窗口4只是很少的一部分。校準(zhǔn)燈發(fā)出的大部分光線入射到了反光片3，入射光線在經(jīng)過燈罩2下方的反光片3的反射后反射光線從燈罩的未封閉的一面入射到紅外管6的探測窗口4。紅外管的敏感元是一個平面，經(jīng)過反光片3反射的光線大部分將入射到紅外管的敏感元平面，反光片3為不透光材質(zhì)，反光片對反射光的反射效率很高，能直接入射到紅外管的探測窗口4的光線和經(jīng)過反光片3反射的光線疊加，紅外校準(zhǔn)燈1能充分為探測器校準(zhǔn)。同時，燈罩2將每個紅外校準(zhǔn)燈1的光線限制于獨立的空間內(nèi)，紅外校準(zhǔn)燈1彼此之間不會相互干擾，紅外校準(zhǔn)燈1聚光結(jié)構(gòu)件工作的原理如圖4所示(圖中的虛線為法線)。

探測器的三個相互獨立的紅外校準(zhǔn)燈1用于對不同環(huán)境下的探測器進行校準(zhǔn)。探測器在沒有火焰存在的情況下，通過內(nèi)置的軟件點亮紅外校準(zhǔn)燈進行校準(zhǔn)，紅外管采集紅外校準(zhǔn)燈點亮?xí)r的紅外信號幅值并保存，用于調(diào)整算法參數(shù)，使探測器適應(yīng)環(huán)境的變化。

探測器可通過紅外校準(zhǔn)燈對探測器自身故障進行自檢。探測器通過時鐘單元設(shè)定基準(zhǔn)時鐘，再通過軟件程序設(shè)置每十分鐘通過紅外校準(zhǔn)燈進行一次紅外自檢。當(dāng)遇到探測器工作長時間探測器的紅外管的靈敏度降低，探測器的探測窗口有雜質(zhì)附著等情況時，探測器自身能報故障。

探測器還設(shè)有為其設(shè)置編碼地址的撥碼開關(guān)(7位)，硬件地址為1-127。7位的撥碼開關(guān)通過設(shè)置于與PIC微處理器上的7個I/O口與PIC微處理器相連，PIC微處理器通過采集高低電平值，確定當(dāng)前探測器的地址。設(shè)置后地址后多個探測器通過485通信和CAN通信模塊和滅火控制裝置進行組網(wǎng)。在大型空間內(nèi)，多個探測器可以通過組網(wǎng)的方式覆蓋整個空間。

通過專用軟件對自身靈敏度進行高、中、低3個靈敏度級別的設(shè)置，通過設(shè)定報警相應(yīng)時間來對靈敏度進行高、中、低三個靈敏度級別進行設(shè)定。

本發(fā)明采用三個紅外管分別對火焰、人工干擾源、背景輻射進行探測。如圖1所示，本發(fā)明的硬件結(jié)構(gòu)包括PIC微處理器單元和用于供電的電源單元，PIC微處理器單元通信連接有紅外探測單元、時鐘單元、存儲單元、溫濕度檢測單元、加熱除濕單元、電流輸出單元、繼電器輸出單元、485通信和CAN通信單元以及指示燈5(見圖3)；紅外探測單元包括三組，每一組均包括紅外管和與紅外管相連接的交直流信號檢測電路，紅外探測單元通過交直流信號檢測電路與PIC微處理器通信連接。軟件對火焰進行判別時對火災(zāi)中多個相互關(guān)聯(lián)的火焰的紅外信號參數(shù)進行提取、綜合分析，并對紅外管進行了溫度補償。為了消除火焰外的其他干擾信號的影響，人工熱源、背景輻射源等引起的干擾，通過對紅外信號閾值大小、頻率特征、連續(xù)性及信號間相互關(guān)系等的分析，建立火焰識別算法，確認火焰信號。

火焰識別算法：通過直接比較三路紅外數(shù)字信號的強度閥值關(guān)系、比較真實火焰信號、火焰信號頻率判別以及連續(xù)性判別進行綜合判斷，以確認火焰信號。

直接比較三路紅外數(shù)字信號的強度閥值關(guān)系：主報警紅外管信號強于其他兩路信號；

比較真實火焰信號：從信號中分離出真實火焰信號和干擾信號，主報警紅外管信號的真實火焰信號大于其他兩路的真實火焰信號；

火焰信號頻率判別：火焰頻率在3～30HZ；

連續(xù)性判別：火焰信號是連續(xù)的，計算連續(xù)周期內(nèi)各必要條件發(fā)生的次數(shù)來進行火焰識別。