自動(dòng)消防抱{自動(dòng)跟蹤定位射流滅火裝置)集自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)滅火和視頻監(jiān)控三項(xiàng)功能于一體.可以遠(yuǎn)程控制并自動(dòng)搜索火源，自動(dòng)瞄準(zhǔn)肴火點(diǎn)，實(shí)施定點(diǎn)射水滅火，沖里大。流速快，水流可以直接接觸燃燒物而作用到火焰根部，覆蓋蓋火焰剝離燃燒物，使用燃燒中止.能有效撲救高大空間內(nèi)蔓延較快或火災(zāi)荷載大的火災(zāi)。在安裝使用方面，供水供電簡(jiǎn)單.安裝維護(hù)費(fèi)用低，使用中節(jié)省水資源，最大程度的減小了滅火后造成水災(zāi)的危害，其有很高的性?xún)r(jià)比。GB 50016-2014《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中規(guī)定.針對(duì)可煙固體燃燒物為主的高大空間、室內(nèi)步行街和難以安裝噴淋的人員密集場(chǎng)所要求使用自動(dòng)水炮。并且，任一保護(hù)部位至少有兩門(mén)消防水炮同時(shí)保護(hù)’，目前，自動(dòng)水炮在廠(chǎng)房、倉(cāng)庫(kù)、體育館、火車(chē)站、候機(jī)廳、會(huì)展中心、賓館、停車(chē)場(chǎng)、電影院和大禮堂等高大空間場(chǎng)所有.廣泛的應(yīng)用。但是在使用過(guò)程中，因?yàn)榈谝淮詣?dòng)消防炮傳感器技術(shù)功能的限制.存在粉很多問(wèn)題難以解決，本文水力消防從核心定位方法角度.對(duì)第一、二代自動(dòng)消防炮的定位傳感器和定位算法進(jìn)行對(duì)比研究。以期能為自動(dòng)消防炮的設(shè)計(jì)、施工和應(yīng)用提供參考

　　一、第一代自動(dòng)消防炮使用中存在的問(wèn)題

　　經(jīng)過(guò)調(diào)查安裝消防炮的高鐵站、廠(chǎng)房和倉(cāng)庫(kù)等實(shí)際使用場(chǎng)所，走訪(fǎng)消防管理鄰門(mén)、設(shè)計(jì)、施工、檢側(cè)維保和使用部門(mén)人員，早期安裝消防炮的場(chǎng)所大部分是一代自動(dòng)消防炮，采用的是窄緒十字交叉定位原理，在使用中主要有以下幾個(gè)方面問(wèn)題:

　　1.1定位誤差大

　　第一代自動(dòng)消防炮主要采用窄縫+字交叉定位法，只能實(shí)現(xiàn)大概定位，定點(diǎn)滅火實(shí)驗(yàn)時(shí)水的落點(diǎn)經(jīng)常在火源的周?chē)?.3m內(nèi)隨機(jī)發(fā)生.很難可靠瞄準(zhǔn)火點(diǎn)，重復(fù)定位一致性很差。

　　1.2可靠性差

　　由于玻摘、瓷磚.不銹鋼稗反光材質(zhì)反射的光。自動(dòng)消防炮經(jīng)常會(huì)發(fā)生誤定位誤噴水的情況.而電焊、切割和UV等工業(yè)場(chǎng)所，誤定位誤噴水可能性更大。自動(dòng)消防炮涉及自動(dòng)探測(cè)、自動(dòng)控制.網(wǎng)絡(luò)傳輸、機(jī)械傳動(dòng)和流體力等眾多技術(shù)領(lǐng)域，任何一個(gè)方面的向題都可能引起整體的可靠性下降。

　　1.3不能實(shí)時(shí)跟蹤動(dòng)態(tài)著火點(diǎn)

　　該類(lèi)產(chǎn)品的國(guó)標(biāo)GB 25204-2010《自動(dòng)跟蹤定位射流滅火系統(tǒng)》名稱(chēng)上就指出了自劫跟蹤功能、但因窄縫+字交又定位的技術(shù)局限性二實(shí)際上只能定位靜態(tài)火源的大概方位，無(wú)法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)自動(dòng)跟蹤動(dòng)態(tài)移動(dòng)火源。

　　因?yàn)檫@些問(wèn)題的存在，大部分安裝消防的工程沒(méi)能使消防炮運(yùn)行在全自動(dòng)狀態(tài)，用戶(hù)評(píng)價(jià)不高.比如很多高鐵站、機(jī)場(chǎng)等場(chǎng)所的自動(dòng)消防水炮都在關(guān)機(jī)成手動(dòng)狀態(tài).不能真正全天侯全自動(dòng)使用，使很多消防沒(méi)備投資淪為擺設(shè)。

　　二、自動(dòng)消防炮兩種核心定位技術(shù)研究

　　對(duì)比

　　為解決第一代自動(dòng)消防炮存在的技術(shù)難題，相關(guān)技術(shù)人員發(fā)揮各自?xún)?yōu)勢(shì)，加大對(duì)技術(shù)研發(fā)投入，研發(fā)出策二代自動(dòng)消防炮、解決了行業(yè)共性難題，達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平，以下就第一二代自動(dòng)消防炮兩種核心定位方法分進(jìn)行對(duì)比說(shuō)明。.

　　2.1窄繃十字交叉定位法

　　這是目前絕大多數(shù)消防器材生產(chǎn)廠(chǎng)家的采用的技術(shù)，簡(jiǎn)稱(chēng)為第一代窄縫消防炮;定位原理是用兩片間隔2-3mm的金屬成塑料板夾成一個(gè)縫眸·讓火光通過(guò)一個(gè)垂直縫隙或水平縫隙照射到點(diǎn)式紅外或紫外外傳感器上產(chǎn)生感光報(bào)警信號(hào)來(lái)定位。第一代窄縫消防炮掃描邏輯圖如下：

　　

（圖1.第一代窄縫消防炮掃描邏輯圖）

 

　　該技術(shù)成本低，僅利用兩個(gè)單點(diǎn)式感光探側(cè)器就實(shí)現(xiàn)了大致火源定位，相當(dāng)子以點(diǎn)當(dāng)線(xiàn)使用，技術(shù)的利用法巧妙、其掃描定位原理圖如下面所示。這種定位方法，只能大概定在一個(gè)方形內(nèi)，可滿(mǎn)足一般情況下對(duì)精準(zhǔn)度要求不高戴者不踞要全天侯全自動(dòng)火災(zāi)監(jiān)控的場(chǎng)所使用，但因傳感器信息且太少，有如下幾個(gè)致命缺陷:

　　

（圖2.第一代窄縫消防水炮定位原理圖）

 

　　(1)誤差大。如2mm寬、20mm深的窄縫，25m遠(yuǎn)時(shí)對(duì)角延長(zhǎng)線(xiàn)寬4.97m

　　(2)不可靠。玻璃、甕磚、不銹鋼等反光材質(zhì)反射的光，有可能造成誤定位誤噴水。

　　(3)易誤噴。對(duì)于可能有電焊、切割、UV燈等工業(yè)場(chǎng)所，誤定位誤噴水可能性更大，部分負(fù)責(zé)任廠(chǎng)家會(huì)

　　說(shuō)明不能用子以上場(chǎng)所。

　　(4)不能跟蹤火源。因傳感器和定位原理所限，

　　實(shí)際上不能跟蹤動(dòng)態(tài)移動(dòng)火源，只能大概定位。

　　2.2熱成像面陣定位法

　　紅外熱成像儀廣泛應(yīng)于消防行業(yè)，但因成本問(wèn)題，原來(lái)只是應(yīng)用在消防扮側(cè)和滅火救援等方面、第二代消防炮技未研究人員經(jīng)過(guò)努力終于將熱成像技術(shù)率先應(yīng)用在消防炮上。核心技米是利用非制冷焦平面陣列熱成像傳感器，采取視場(chǎng)的實(shí)時(shí)側(cè)溫信號(hào)，通過(guò)面陣內(nèi)各像素的溫度變化來(lái)完成定位。掃描找火時(shí)利用熱成像陣列傳感器進(jìn)行畫(huà)面式掃描、每個(gè)像索點(diǎn)的溫度都能實(shí)時(shí)計(jì)算，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，立即鎖定，實(shí)時(shí)追蹤動(dòng)態(tài)火源。智能分析火源惰況后瞄準(zhǔn)火源噴水。第二代熱成像消防炮掃描邏輯圖如下圖所示。

　　

（圖3.第二代熱成像消防炮掃描邏輯圖）
 

　　自動(dòng)消防炮掃描時(shí)，熱成像傳感器實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程測(cè)，面區(qū)內(nèi)的各點(diǎn)溫魔，每個(gè)像素都是一個(gè)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)溫度傳感器，根據(jù)畫(huà)面內(nèi)的溫度高低和成像面積計(jì)算總熱能，來(lái)完成定位，定位原理如下圖所示。熱成像傳蔡器直接采集面式陣列}.度信號(hào)卜具有可雄性高，定位精確等特點(diǎn)，除一般消防煙適合應(yīng)用的場(chǎng)所外，另外可有轟件用于平時(shí)有UV燈、電焊、切割、音仔分室外環(huán)境等一般消防水飽不適合應(yīng)用的場(chǎng)所，或者對(duì)定位精準(zhǔn)度和系統(tǒng)可炸性要求高，需要全天侯全自動(dòng)運(yùn)行的場(chǎng)所。

(圖4.第二代熱成像消防炮定位原理圖)
 

　　三、第二代自動(dòng)消防抱不同場(chǎng)所應(yīng)用

　　3.1物質(zhì)燃燒時(shí)，沒(méi)有明火只有煙

　　第二代消防炮有雙預(yù)警功能，除了紫外感光傳感器外，用來(lái)定位的熱成像探浦器具有透煙測(cè)溫作用.可以自預(yù)警，但是需要使炮頭對(duì)準(zhǔn)保護(hù)區(qū)域.通過(guò)多臺(tái)消防炮交叉賈蓋互相聯(lián)動(dòng)。也可采用煙感、手報(bào)、紅外對(duì)射、圖像式感煙等來(lái)當(dāng)作外部捕助探測(cè)器預(yù)警、通過(guò)電控箱內(nèi)的火警輸入端子來(lái)外件激活消防水炮。第二代消防水炮激活后掃描定位，靠的是熱成像傳感器，因其有較強(qiáng)的透煙測(cè)溫特性，針對(duì)無(wú)明火燃燒，可以實(shí)現(xiàn)定位滅火。

　　3. 有電焊場(chǎng)所的應(yīng)用

　　第二代消防炮采用離沮修正和區(qū)塊平算法，利用熱成像傳感妙的成像面積因素，主打安金可靠不誤噴功能。

　　高溫修正算法把高壞境漁度的橄據(jù)降權(quán)處理。比如1200℃的實(shí)際火點(diǎn)沮度只會(huì)顯示300℃左右.、區(qū)塊平均算法把像紊技區(qū)塊贊理，計(jì)算區(qū)塊內(nèi)像素溫度數(shù)的加權(quán)算法平均數(shù)，少數(shù)像素點(diǎn)的擻據(jù)會(huì)被平均數(shù)拉低，只有火的成像面積大.平均數(shù)才會(huì)高、.

　　比如電焊點(diǎn)溫度有1200℃，經(jīng)過(guò)高溫修正算法處理后變成300℃，環(huán)境溫度是30℃時(shí)，區(qū)塊平均算法計(jì)算區(qū)塊內(nèi)的平均數(shù)可能只有35℃，如火點(diǎn)閥值定在50℃-120℃時(shí)。就不會(huì)誤噴了。真實(shí)火災(zāi)時(shí)，可能火的溫度只有800℃但火點(diǎn)面積比電焊大的多，溫度經(jīng)降權(quán)后可能會(huì)在200℃.區(qū)塊平均后因?yàn)楦邷攸c(diǎn)多可能會(huì)到180℃，遠(yuǎn)高于閥值，肯定能定位滅火。

　　該技術(shù)也有副作用，高溫修正算法的副作用是高溫溫度偏低，45℃以下的環(huán)境溫度顯示墓本正常，高于45℃后嚴(yán)重偏低。區(qū)塊平均算法的副作用是犧牲了一些定位猜度.如果按像素處理定位精度在厘米級(jí)，區(qū)塊處理會(huì)放大到分米級(jí)，加上水壓不穩(wěn)的因素，定位后仍然需要掃水滅火。

　　3.3使用壽命

　　第二代消防水炮采用長(zhǎng)壽命設(shè)計(jì)，三方面共同作用，具體如下:

　　〔1)材料長(zhǎng)壽命。消防炮內(nèi)金屬材料為無(wú)鐵件設(shè)計(jì).采用不銹鋼+鋁合金+錫膏銅，滾珠是無(wú)磁性.螺絲釘是不銹鋼的.從而保證金屬部件不會(huì)生銹.、潤(rùn)滑油采用航空航天級(jí)潤(rùn)滑脂，一50℃-+250℃情況下都能正常工作。消防炮內(nèi)電路板采用無(wú)電解電容設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)三防處理安裝在密閉電盒內(nèi)。

　　(2)齒輪全密封。炮內(nèi)看不到齒輪，因?yàn)辇X輪全封在了密閉齒輪倉(cāng)內(nèi)，防塵防蟲(chóng)。

　　(3)軟件定時(shí)動(dòng)。主機(jī)可設(shè)定自動(dòng)轉(zhuǎn)模式和自檢，定期自動(dòng)轉(zhuǎn)自檢。

　　四、結(jié)束語(yǔ)

　　經(jīng)技術(shù)人員的努力，基于熱成像面陣定位原理的二代消防炮己經(jīng)成熟穩(wěn)定.并取得了國(guó)家消防裝置質(zhì)量檢驗(yàn)中心的產(chǎn)品檢驗(yàn)報(bào)告和中國(guó)消防產(chǎn)品合格評(píng)定中頒發(fā)的CCCF認(rèn)證證書(shū):產(chǎn)品在空軍第一航空學(xué)院.、平頂山學(xué)院藝術(shù)樓.河南金姆指工園等多個(gè)高大空間場(chǎng)所中實(shí)際使用，大大提高了早期消防控火能力，均可準(zhǔn)確定位起火部位，實(shí)施早期預(yù)警.、早期滅火，控制初期火災(zāi)，減少火災(zāi)損失和人員傷亡二

　　目前由于受現(xiàn)行規(guī)范的限制r自動(dòng)消防炮只是作為自動(dòng)滅火系統(tǒng)的一種選擇，雖然同時(shí)也具備火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的功能，但不能替代火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng);兩套系統(tǒng)都安裝時(shí)增加了業(yè)主的成本，使得自動(dòng)消防炮的推廣應(yīng)用受到一定限制，應(yīng)盡快出臺(tái)相應(yīng)規(guī)定，如在保護(hù)區(qū)域設(shè)置自動(dòng)消防水炮可不設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)等，最大限度減少消防器材設(shè)備重復(fù)投資.減少消防器材設(shè)施維護(hù)保養(yǎng)難度，對(duì)于提高消防系統(tǒng)和消防器材可靠性等，無(wú)疑都是非常重要的決策。

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