CN112129414A - 多光谱图像型火灾探测器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多光谱图像型火灾探测器,包括上盖、主体以及接口,所述主体包括探测组件和功能扩展板;所述探测组件包括面板和设置在所述面板上的补光灯板、高清彩色模组,其用于获取图像或视频以及图像或视频的网络传输;热成像模组,其用于探测和感知火灾火焰及温度的变化,形成热成像图像;光敏模组,其用于感知光线的变化;所述功能扩展板上设置有电源***、微处理***,其用于处理热成像模组和高清彩色模组之间的数据交互;网络传输***,其用于热成像模组、高清彩色模组的网络视频数据传输及网络自定义协议数据传输;开关量***,其用于输出火警继电器动作及故障继电器动作,并控制设备复位;补光模块。
Description
技术领域
本发明涉及火灾报警技术领域,具体涉及一种多光谱图像型火灾探测器。
背景技术
安全是核电的“生命线”,国家对核电的要求是“必须绝对保证安全”、“安全大于天”,“安全至上”己铭记在每个核工业者的心中。在众多威胁核安全的因素中,“火灾”具有非确定破坏性,一旦发生,其影响面往往难以估量。
核电站厂内目前使用的主流火灾探测器有线型感温火灾探测器、点型感烟火灾探测器、吸气式感烟火灾探测器、线型光束感烟火灾探测器、点型红外火焰探测器等,此类产品相对技术较为成熟,并在民用场所已经普遍使用。但是,核岛厂房20m区域、KAC检修大厅等场所属于高大空间场所(高大空间场所通常指净空间(高度)大于12m),场所内部环境、结构较为复杂,受火灾探测器的探测距离限制、热障效应等影响,火灾信号难以快速到达探测器表面,同时,由于高温湿热、气体水蒸气、腐蚀、辐射等复杂环境情况,传统的火灾探测器易发生误报、漏报、故障率较高等情况。因此,需要进一步对该类场所采用的火灾探测技术和产品进行优化设计,提升核电站火灾探测报警产品的可靠性。
发明内容
有鉴于此,为了克服现有技术的缺陷,本发明的目的是提供一种多光谱图像型火灾探测器,有效降低核电站运行过程中的火灾探测误报率和漏报率。
为了达到上述目的,本发明采用以下的技术方案:
一种多光谱图像型火灾探测器,包括上盖、主体以及接口,所述主体包括探测组件和功能扩展板,所述探测组件与所述功能扩展板信号连接和电连接;
所述探测组件包括面板和设置在所述面板上的补光灯板、
高清彩色模组,其用于获取图像或视频以及图像或视频的网络传输;
热成像模组,其用于探测和感知火灾火焰及温度的变化,形成热成像图像;
光敏模组,其用于感知光线的变化;
所述功能扩展板上设置有电源***、
微处理***,其用于处理热成像模组和高清彩色模组之间的数据交互;
网络传输***,其用于热成像模组、高清彩色模组的网络视频数据传输及网络自定义协议数据传输;
开关量***,其用于输出火警继电器动作及故障继电器动作,并控制设备复位;
补光模块,其用于根据光敏模块的感知结果来控制补光灯的开启和关闭。
根据本发明的一些优选实施方面,所述微处理***包括HI3516D V300芯片以及处理器,所述HI3516D V300芯片用于热成像图像和图像或视频的获取、协调处理器工作、对象识别逻辑判定、图像或视频编解码推送以及对接口的控制;所述处理器用于对图像或视频中烟、火的目标识别,用于对热成像图像中的温度、烟、火的目标识别,并将识别结果推送至HI3516D V300芯片。所述处理器可以选用AI人工智能处理器。
根据本发明的一些优选实施方面,所述电源***采用外部DC24V电源输入供探测器运行,所述外部DC24V电源输入首先转换成DC 12V供热成像模组、高清彩色模组、补光模块及开关量模块输出使用;其次由DC12V转换成DC5V供开关量模块输入使用;最后由DC12V转换成DC3.3V供微处理***及网络传输***使用。
根据本发明的一些优选实施方面,所述光敏模组包括光敏传感器,所述光敏传感器用于感知光线的变化,并将感知结果传送给所述微处理***,所述微处理***根据所述光线感知结果控制补光灯工作和控制高清彩色模组切换至IR-CUT模式。
根据本发明的一些优选实施方面,所述高清彩色模组包括高清彩色模组镜头,所述高清彩色模组镜头贯穿所述面板并朝向所述面板的外侧。
根据本发明的一些优选实施方面,所述热成像模组包括热成像模组镜头,所述热成像模组镜头贯穿所述面板并朝向所述面板的外侧。
根据本发明的一些优选实施方面,所述补光灯板包括一个、两个或多个补光灯。
根据本发明的一些优选实施方面,所述面板上安装有用于显示所述多光谱图像型火灾探测器不同状态的指示灯。
根据本发明的一些优选实施方面,所述接口包括电源接口、火警接口、故障接口、复位接口、指示灯接口、补光灯接口、IR-CUT接口、串口接口、网口接口中的一种或多种组合。
根据本发明的一些优选实施方面,所述主体内设置有安装底板,所述面板安装在所述安装底板上且与所述安装底板竖直设置,所述功能扩展板安装在所述安装底板上。
由于采用了以上的技术方案,相较于现有技术,本发明的有益之处在于:本发明的多光谱图像型火灾探测器,重点分析核电站场所内火灾发生的特点,并基于高清视频或图像及红外热成像等图像分析技术的优势,发明一种多光谱图像型火灾探测器,以提升核电站早期火灾探测响应能力,降低核电站运行过程中的火灾探测误报率和漏报率,更好地使核电站在安全的环境运行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明优选实施例中多光谱图像型火灾探测器的侧视图;
图2为本发明优选实施例中多光谱图像型火灾探测器的主视图;
图3为本发明优选实施例的多光谱图像型火灾探测器中面板和功能扩展板的立体图;
图4为本发明优选实施例中多光谱图像型的***架构图;
图5为本发明优选实施例的多光谱图像型中电源***的示意图。
附图中,1:探测器上盖,2:探测器主体,3:探测器接线口,4:三种颜色指示灯,5:光敏,6:补光灯,7:热成像模组镜头,8:高清彩色模组镜头,9:热成像模组,10:高清彩色模组,11:面板,12:补光灯板,13:探测组件,14:面板固定孔,15:安装底板,16:安装底板固定孔,17:功能扩展板,18:功能控制板固定孔,19:电源***,20:微处理***,21:网络传输***,22:开关量模块,23:补光模块。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
参见附图1-5,本实施例的多光谱图像型火灾探测器,结构上包括上盖、主体以及尾端的接口,主体内设置有安装底板,安装底板的前端竖直设置有探测组件,安装底板上固定有功能扩展板,探测组件通过数据线与功能扩展板实现信号连接和电连接,功能扩展板用于实现复位、故障输出功能、火警输出功能、网络通信、补光灯驱动、电源转换电路等功能。
探测组件包括面板以及设置在面板上的补光灯板、高清彩色模组、热成像模组、光敏模组以及指示灯。本实施例中面板的上部位置设置有指示灯,高清彩色模组和热成像模组分别设置在指示灯下方的两侧,高清彩色模组镜头和热成像模组镜头贯穿面板朝向面板的外侧。面板的下部位置设置有补光灯,补光灯和高清彩色模组镜头和热成像模组镜头之间设置有光敏元件。以下对面板上的各个部件进行详细说明:
1.1指示灯
采用共阳极5mm直径指示灯,固定于面板上并通过数据线与功能扩展板连接,***根据预先设定逻辑程序在不同工作状态通过指示灯方式表述工作状态。本实施例中的包括了三种颜色的指示灯,指示灯用来显示多光谱图像型火灾探测器的不同状态,绿色常亮代表设备运行正常,红色常亮代表出现火警信号,黄色常亮代表设备出现故障信号。
1.2补光灯板
本实施例中的补光灯板包括了二个大功率LED补光灯以及对应的控制电路。补光灯通过光敏模组感知光线后来控制补光灯的开启和关闭,起到补充环境照度作用。
1.3热成像模组
主要用于探测感知火灾火焰及温度的变化,达到火灾探测、火灾识别、火灾报警、视频OSD叠加、视频编码、视频网络传输等功能。
本实施例中将8-14um红外信号和温度信息转换为数字信号通过数据线传至HI3516D V300核心板中进行编解码和图像处理。
1.4高清彩色模组
主要用于视频网络传输。高清彩色模组切换IR-CUT功能主要通过光敏模组感知光线后来控制。
本实施例中的高清彩色模组包括(5)IMX323彩色模组,其用于将可见光图像信号转换为数字信号通过数据线传至微处理***中进行编解码和图像处理和传输。
1.5光敏模组
光敏模组用来感知光线的强弱,从而控制补光灯工作和控制高清彩色模组切换IR-CUT功能。
本实施例中的功能扩展板上设置有电源***、微处理***、网络传输***、开关量***、补光模块。以下对功能扩展板上的各个部件进行详细说明:
2.1电源***
如图5所示,本实施例中的电源***采用外部DC24V电源输入供探测器设备运行。外部DC24V电源输入首先转换成DC12V供热成像模组、高清彩色模组、补光模块及开关量模块输出使用且DC12V电源指示灯点亮;其次由DC 12V转换成DC5V供开关量模块输入使用;最后由DC12V转换成DC3.3V供微处理***及网络传输***使用且DC3.3V电源指示灯点亮。
2.2微处理***
微处理***通过串口处理热成像模组和高清彩色模组之间的数据交互;通过串口获取热成像模组的数据来控制开关量模块输出和指示灯显示;通过采集开关量模块输入来控制设备复位。
本实施例中的微处理***包括了HI3516D V300芯片以及处理器,HI3516D V300芯片用于红外图像和彩色图像的获取,协调处理器工作,对象识别逻辑判定,图像编解码推送,实现对***接口控制等。处理器可以选用普通市售AI人工智能处理器,其用于协助HI3516D V300处理图像算法使用,通过人工智能实现对彩色图像烟、火目标识别,实现对红外热成像图像的温、烟、火目标识别,并将识别结果推送至HI3516D V300芯片。
2.3网络传输***
以网络交换机为载体,实现热成像模组、高清彩色模组网络视频数据传输及网络自定义协议数据传输。
2.4开关量模块
由微处理***通过串口获取热成像模组的数据来控制开关量模块输出火警继电器动作及故障继电器动作;通过采集开关量模块输入的复位信号来控制设备复位。
2.5补光模块
通过探测组件面板上的光敏传感器感知昼夜来控制补光灯的开启和关闭。
本实施例中的接口集成了电源接口、火警接口、故障接口、复位接口、指示灯接口、补光灯接口、IR-CUT接口、串口接口、网口接口等。以下对各个接口进行详细说明:
3.1DC24V接口
供外部DC24V电源输入。
3.2火警接口
通过串口获取热成像模组的数据来控制开关量模块输出火警继电器动作。若设备报火警,火警继电器吸合,火警接口导通;若设备正常,火警继电器断开,火警接口断开。
3.3故障接口
通过串口获取热成像模组的数据来控制开关量模块输出故障继电器动作。若设备报故障,故障继电器断开,故障接口断开;若设备正常,故障继电器吸合,故障接口导通。
3.4复位接口
通过采集开关量模块输入的复位信号来控制设备复位。若设备报火警,复合接口导通,设备消除火警;若设备报故障,复合接口导通,设备消除故障;若设备报火警又报故障,复合接口导通,设备消除火警和故障;若设备正常,复合接口导通,设备依旧正常。
3.5指示灯接口
微处理***通过串口获取热成像模组的数据来控制指示灯显示接口。绿色常亮代表设备运行正常;红色常亮代表设备出现火警信号;黄色常亮代表设备出现故障信号。
3.6补光灯接口
通过探测组件面板的光敏感知昼夜来控制补光模块工作,从而输出补光信号至补光灯接口。白天,补光灯熄灭;黑夜,补光灯打开。
3.7IR-CUT接口
通过探测组件面板的光敏感知昼夜,从而输出IR-CUT信号至IR-CUT接口。白天,IR-CUT关闭,高清彩色模组视频显示彩***;黑夜,IR-CUT打开,高清彩色模组视频显示黑白视频。
3.8DC12V接口
供热成像模组、高清彩色模组运行。
3.9串口接口
处理热成像模组和高清彩色模组之间的数据交互;通过获取热成像模组的数据来控制开关量模块和指示灯显示的串口接口。
3.10网口接口
实现热成像模组、高清彩色模组网络视频数据传输及网络自定义协议数据传输的网口接口。
以下以夜间发生火灾为例,简述本实施例中的多光谱图像型火灾探测器在火灾探测时的具体工程过程:
多光谱图像型火灾探测器在夜间工作时根据光敏模块的感知会自动开启补光灯,当核电厂内在夜间发生火灾时,红外热成像模组探测到火源时,通过视频图像技术,感知火灾火焰及温度的变化后通过功能扩展板点亮面板报警指示灯通过以太网视频传输和串口通讯,在控制器的控制下,由网络服务模块接一定的网络协议传送到网络,控制器接收报警信号及向外发送报警信号,高清彩色模组作为视频监控辅助监控事件过程便于用户查看。
本申请的多光谱图像型火灾探测器中探测组件由面板,补光灯板,热成像模组及高清彩色模组通过螺丝螺柱安装组成且面板底部有固定孔;安装底板前端底部和中部表面四周分别有固定孔;功能扩展板四周有固定孔。探测组件通过面板底部固定孔和安装底板前端底部固定孔由螺丝螺柱安装固定;安装底板中部表面四周固定孔和功能扩展板四周固定孔由螺丝螺柱安装固定。
本申请中的多光谱图像型火灾探测器以红外热成像模组为主要硬件平台载体,通过视频图像技术,感知火灾火焰及温度的变化,达到火灾探测、火灾识别、火灾报警等事件后通过功能扩展板点亮面板报警指示灯。通过以太网视频传输和串口通讯,在控制器的控制下,由网络服务模块接一定的网络协议传送到网络,控制器接收报警信号及向外发送报警信号。
多光谱图像型火灾探测器采用红外热成像探测技术应用于核电站,其优点主要在于能完成线型感温火灾探测器、点型感烟火灾探测器、吸气式感烟火灾探测器、线型光束感烟火灾探测器、点型红外火焰探测器及图像型火灾探测器等所不能完成的工作。如:能真正做到全天候、恶劣气候、复杂环境条件下的智能视频监控;能对伪装及隐蔽的目标进行智能视频监控与识别;能进行火灾的智能视频监控与识别。核岛厂房和KAC检修大厅内部的封闭环境和光照强度的温度也为图像探测技术提供了适宜的运用环境,大大降低了因密集的人员流动或频繁的光照变化造成图像探测的误报率,解决了核电站内传统火灾探测***在此类环境下误报、漏报等诸多的问题,为核电站的消防安全提供有力保障。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种多光谱图像型火灾探测器,包括上盖、主体以及接口,其特征在于,所述主体包括探测组件和功能扩展板,所述探测组件与所述功能扩展板信号连接和电连接;
所述探测组件包括面板和设置在所述面板上的补光灯板、
高清彩色模组,其用于获取图像或视频以及图像或视频的网络传输;
热成像模组,其用于探测和感知火灾火焰及温度的变化,形成热成像图像;
光敏模组,其用于感知光线的变化;
所述功能扩展板上设置有电源***、
微处理***,其用于处理热成像模组和高清彩色模组之间的数据交互;
网络传输***,其用于热成像模组、高清彩色模组的网络视频数据传输及网络自定义协议数据传输;
开关量***,其用于输出火警继电器动作及故障继电器动作,并控制设备复位;
补光模块,其用于根据光敏模块的感知结果来控制补光灯的开启和关闭。
2.根据权利要求1所述的多光谱图像型火灾探测器,其特征在于,所述微处理***包括芯片以及处理器,所述芯片用于热成像图像和图像或视频的获取、协调处理器工作、对象识别逻辑判定、图像或视频编解码推送以及对接口的控制;所述处理器用于对图像或视频中烟、火的目标识别,用于对热成像图像中的温度、烟、火的目标识别,并将识别结果推送至所述芯片。
3.根据权利要求1所述的多光谱图像型火灾探测器,其特征在于,所述电源***采用外部DC24V电源输入供探测器运行,所述外部DC24V电源输入首先转换成DC 12V供热成像模组、高清彩色模组、补光模块及开关量模块输出使用;其次由DC 12V转换成DC5V供开关量模块输入使用;最后由DC12V转换成DC3.3V供微处理***及网络传输***使用。
4.根据权利要求1所述的多光谱图像型火灾探测器,其特征在于,所述光敏模组包括光敏传感器,所述光敏传感器用于感知光线的变化,并将感知结果传送给所述微处理***,所述微处理***根据所述光线感知结果控制补光灯工作和控制高清彩色模组切换至IR-CUT模式。
5.根据权利要求1所述的多光谱图像型火灾探测器,其特征在于,所述高清彩色模组包括高清彩色模组镜头,所述高清彩色模组镜头贯穿所述面板并朝向所述面板的外侧。
6.根据权利要求1所述的多光谱图像型火灾探测器,其特征在于,所述热成像模组包括热成像模组镜头,所述热成像模组镜头贯穿所述面板并朝向所述面板的外侧。
7.根据权利要求1所述的多光谱图像型火灾探测器,其特征在于,所述补光灯板包括一个、两个或多个补光灯。
8.根据权利要求1所述的多光谱图像型火灾探测器,其特征在于,所述面板上安装有用于显示所述多光谱图像型火灾探测器不同状态的指示灯。
9.根据权利要求1所述的多光谱图像型火灾探测器,其特征在于,所述接口包括电源接口、火警接口、故障接口、复位接口、指示灯接口、补光灯接口、IR-CUT接口、串口接口、网口接口中的一种或多种组合。
10.根据权利要求1所述的多光谱图像型火灾探测器,其特征在于,所述主体内设置有安装底板,所述面板安装在所述安装底板上且与所述安装底板竖直设置,所述功能扩展板安装在所述安装底板上。
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