自動消防抱{自動跟蹤定位射流滅火裝置)集自動報警、自動滅火和視頻監(jiān)控三項功能于一體.可以遠程控制并自動搜索火源，自動瞄準肴火點，實施定點射水滅火，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)蔓延較快或火災荷載大的火災。在安裝使用方面，供水供電簡單.安裝維護費用低，使用中節(jié)省水資源，最大程度的減小了滅火后造成水災的危害，其有很高的性價比。GB 50016-2014《建筑設(shè)計防火規(guī)范》中規(guī)定.針對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所要求使用自動水炮。并且，任一保護部位至少有兩門消防水炮同時保護’，目前，自動水炮在廠房、倉庫、體育館、火車站、候機廳、會展中心、賓館、停車場、電影院和大禮堂等高大空間場所有.廣泛的應用。但是在使用過程中，因為第一代自動消防炮傳感器技術(shù)功能的限制.存在粉很多問題難以解決，本文水力消防從核心定位方法角度.對第一、二代自動消防炮的定位傳感器和定位算法進行對比研究。以期能為自動消防炮的設(shè)計、施工和應用提供參考,

 ,　　經(jīng)過調(diào)查安裝消防炮的高鐵站、廠房和倉庫等實際使用場所，走訪消防管理鄰門、設(shè)計、施工、檢側(cè)維保和使用部門人員，早期安裝消防炮的場所大部分是一代自動消防炮，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方面問題:,　　1.1定位誤差大,　　第一代自動消防炮主要采用窄縫 字交叉定位法，只能實現(xiàn)大概定位，定點滅火實驗時水的落點經(jīng)常在火源的周圍2.3m內(nèi)隨機發(fā)生.很難可靠瞄準火點，重復定位一致性很差。,　　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。自動消防炮經(jīng)常會發(fā)生誤定位誤噴水的情況.而電焊、切割和UV等工業(yè)場所，誤定位誤噴水可能性更大。自動消防炮涉及自動探測、自動控制.網(wǎng)絡(luò)傳輸、機械傳動和流體力等眾多技術(shù)領(lǐng)域，任何一個方面的向題都可能引起整體的可靠性下降。,　　1.3不能實時跟蹤動態(tài)著火點,　　該類產(chǎn)品的國標GB 25204-2010《自動跟蹤定位射流滅火系統(tǒng)》名稱上就指出了自劫跟蹤功能、但因窄縫 字交又定位的技術(shù)局限性二實際上只能定位靜態(tài)火源的大概方位，無法實現(xiàn)實時自動跟蹤動態(tài)移動火源。,　　因為這些問題的存在，大部分安裝消防的工程沒能使消防炮運行在全自動狀態(tài)，用戶評價不高.比如很多高鐵站、機場等場所的自動消防水炮都在關(guān)機成手動狀態(tài).不能真正全天侯全自動使用，使很多消防沒備投資淪為擺設(shè)。, ,　　對比,　　為解決第一代自動消防炮存在的技術(shù)難題，相關(guān)技術(shù)人員發(fā)揮各自優(yōu)勢，加大對技術(shù)研發(fā)投入，研發(fā)出 策二代自動消防炮、解決了行業(yè)共性難題，達到了國際先進水平，以下就第一二代自動消防炮兩種核心定位方法分進行對比說明。.,　　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)廠家的采用的技術(shù)，簡稱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縫眸·讓火光通過一個垂直縫隙或水平縫隙照射到點式紅外或紫外外傳感器上產(chǎn)生感光報警信號來定位。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，僅利用兩個單點式感光探側(cè)器就實現(xiàn)了大致火源定位，相當子以點當線使用，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，只能大概定在一個方形內(nèi)，可滿足一般情況下對精準度要求不高戴者不踞要全天侯全自動火災監(jiān)控的場所使用，但因傳感器信息且太少，有如下幾個致命缺陷:,　　

（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遠時對角延長線寬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。對于可能有電焊、切割、UV燈等工業(yè)場所，誤定位誤噴水可能性更大，部分負責任廠家會,　　說明不能用子以上場所。,　　(4)不能跟蹤火源。因傳感器和定位原理所限，,　　實際上不能跟蹤動態(tài)移動火源，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于消防行業(yè)，但因成本問題，原來只是應用在消防扮側(cè)和滅火救援等方面、第二代消防炮技未研究人員經(jīng)過努力終于將熱成像技術(shù)率先應用在消防炮上。核心技米是利用非制冷焦平面陣列熱成像傳感器，采取視場的實時側(cè)溫信號，通過面陣內(nèi)各像素的溫度變化來完成定位。掃描找火時利用熱成像陣列傳感器進行畫面式掃描、每個像索點的溫度都能實時計算，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，立即鎖定，實時追蹤動態(tài)火源。智能分析火源惰況后瞄準火源噴水。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）
 ,　　自動消防炮掃描時，熱成像傳感器實時遠程測，面區(qū)內(nèi)的各點溫魔，每個像素都是一個遠程實時溫度傳感器，根據(jù)畫面內(nèi)的溫度高低和成像面積計算總熱能，來完成定位，定位原理如下圖所示。熱成像傳蔡器直接采集面式陣列}.度信號卜具有可雄性高，定位精確等特點，除一般消防煙適合應用的場所外，另外可有轟件用于平時有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用的場所，或者對定位精準度和系統(tǒng)可炸性要求高，需要全天侯全自動運行的場所。,

(圖4.第二代熱成像消防炮定位原理圖)
 ,　　3.1物質(zhì)燃燒時，沒有明火只有煙,　　第二代消防炮有雙預警功能，除了紫外感光傳感器外，用來定位的熱成像探浦器具有透煙測溫作用.可以自預警，但是需要使炮頭對準保護區(qū)域.通過多臺消防炮交叉賈蓋互相聯(lián)動。也可采用煙感、手報、紅外對射、圖像式感煙等來當作外部捕助探測器預警、通過電控箱內(nèi)的火警輸入端子來外件激活消防水炮。第二代消防水炮激活后掃描定位，靠的是熱成像傳感器，因其有較強的透煙測溫特性，針對無明火燃燒，可以實現(xiàn)定位滅火。,　　3. 有電焊場所的應用,　　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℃的實際火點沮度只會顯示300℃左右.、區(qū)塊平均算法把像紊技區(qū)塊贊理，計算區(qū)塊內(nèi)像素溫度數(shù)的加權(quán)算法平均數(shù)，少數(shù)像素點的擻據(jù)會被平均數(shù)拉低，只有火的成像面積大.平均數(shù)才會高、.,　　比如電焊點溫度有1200℃，經(jīng)過高溫修正算法處理后變成300℃，環(huán)境溫度是30℃時，區(qū)塊平均算法計算區(qū)塊內(nèi)的平均數(shù)可能只有35℃，如火點閥值定在50℃-120℃時。就不會誤噴了。真實火災時，可能火的溫度只有800℃但火點面積比電焊大的多，溫度經(jīng)降權(quán)后可能會在200℃.區(qū)塊平均后因為高溫點多可能會到180℃，遠高于閥值，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，區(qū)塊處理會放大到分米級，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壽命設(shè)計，三方面共同作用，具體如下:,　　〔1)材料長壽命。消防炮內(nèi)金屬材料為無鐵件設(shè)計.采用不銹鋼 鋁合金 錫膏銅，滾珠是無磁性.螺絲釘是不銹鋼的.從而保證金屬部件不會生銹.、潤滑油采用航空航天級潤滑脂，一50℃- 250℃情況下都能正常工作。消防炮內(nèi)電路板采用無電解電容設(shè)計，經(jīng)過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，因為齒輪全封在了密閉齒輪倉內(nèi)，防塵防蟲。,　　(3)軟件定時動。主機可設(shè)定自動轉(zhuǎn)模式和自檢，定期自動轉(zhuǎn)自檢。,
 ,　　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.并取得了國家消防裝置質(zhì)量檢驗中心的產(chǎn)品檢驗報告和中國消防產(chǎn)品合格評定中頒發(fā)的CCCF認證證書:產(chǎn)品在空軍第一航空學院.、平頂山學院藝術(shù)樓.河南金姆指工園等多個高大空間場所中實際使用，大大提高了早期消防控火能力，均可準確定位起火部位，實施早期預警.、早期滅火，控制初期火災，減少火災損失和人員傷亡二,　　目前由于受現(xiàn)行規(guī)范的限制r自動消防炮只是作為自動滅火系統(tǒng)的一種選擇，雖然同時也具備火災自動報警系統(tǒng)的功能，但不能替代火災報警系統(tǒng);兩套系統(tǒng)都安裝時增加了業(yè)主的成本，使得自動消防炮的推廣應用受到一定限制，應盡快出臺相應規(guī)定，如在保護區(qū)域設(shè)置自動消防水炮可不設(shè)置火災自動報警系統(tǒng)等，最大限度減少 消防器材設(shè)備重復投資.減少消防器材設(shè)施維護保養(yǎng)難度，對于提高消防系統(tǒng)和消防器材可靠性等，無疑都是非常重要的決策。, , , , , , , ,其他消防炮相關(guān)：,消防炮種類和選購注意事項-水力消防器材,消防炮設(shè)計和施工說明(附pdf下載),消防炮系列與類型介紹,水力消防器材 消防炮的特點與使用方法,　　

（圖1.第一代窄縫消防炮掃描邏輯圖）

 ,

　　自動消防抱{自動跟蹤定位射流滅火裝置)集自動報警、自動滅火和視頻監(jiān)控三項功能于一體.可以遠程控制并自動搜索火源，自動瞄準肴火點，實施定點射水滅火，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)蔓延較快或火災荷載大的火災。在安裝使用方面，供水供電簡單.安裝維護費用低，使用中節(jié)省水資源，最大程度的減小了滅火后造成水災的危害，其有很高的性價比。GB 50016-2014《建筑設(shè)計防火規(guī)范》中規(guī)定.針對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所要求使用自動水炮。并且，任一保護部位至少有兩門消防水炮同時保護’，目前，自動水炮在廠房、倉庫、體育館、火車站、候機廳、會展中心、賓館、停車場、電影院和大禮堂等高大空間場所有.廣泛的應用。但是在使用過程中，因為第一代自動消防炮傳感器技術(shù)功能的限制.存在粉很多問題難以解決，本文水力消防從核心定位方法角度.對第一、二代自動消防炮的定位傳感器和定位算法進行對比研究。以期能為自動消防炮的設(shè)計、施工和應用提供參考

 

　　一、第一代自動消防炮使用中存在的問題

　　經(jīng)過調(diào)查安裝消防炮的高鐵站、廠房和倉庫等實際使用場所，走訪消防管理鄰門、設(shè)計、施工、檢側(cè)維保和使用部門人員，早期安裝消防炮的場所大部分是一代自動消防炮，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方面問題:

　　1.1定位誤差大

　　第一代自動消防炮主要采用窄縫 字交叉定位法，只能實現(xiàn)大概定位，定點滅火實驗時水的落點經(jīng)常在火源的周圍2.3m內(nèi)隨機發(fā)生.很難可靠瞄準火點，重復定位一致性很差。

　　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。自動消防炮經(jīng)常會發(fā)生誤定位誤噴水的情況.而電焊、切割和UV等工業(yè)場所，誤定位誤噴水可能性更大。自動消防炮涉及自動探測、自動控制.網(wǎng)絡(luò)傳輸、機械傳動和流體力等眾多技術(shù)領(lǐng)域，任何一個方面的向題都可能引起整體的可靠性下降。

　　1.3不能實時跟蹤動態(tài)著火點

　　該類產(chǎn)品的國標GB 25204-2010《自動跟蹤定位射流滅火系統(tǒng)》名稱上就指出了自劫跟蹤功能、但因窄縫 字交又定位的技術(shù)局限性二實際上只能定位靜態(tài)火源的大概方位，無法實現(xiàn)實時自動跟蹤動態(tài)移動火源。

　　因為這些問題的存在，大部分安裝消防的工程沒能使消防炮運行在全自動狀態(tài)，用戶評價不高.比如很多高鐵站、機場等場所的自動消防水炮都在關(guān)機成手動狀態(tài).不能真正全天侯全自動使用，使很多消防沒備投資淪為擺設(shè)。

 

　　二、自動消防炮兩種核心定位技術(shù)研究

　　對比

　　為解決第一代自動消防炮存在的技術(shù)難題，相關(guān)技術(shù)人員發(fā)揮各自優(yōu)勢，加大對技術(shù)研發(fā)投入，研發(fā)出策二代自動消防炮、解決了行業(yè)共性難題，達到了國際先進水平，以下就第一二代自動消防炮兩種核心定位方法分進行對比說明。.

　　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)廠家的采用的技術(shù)，簡稱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縫眸·讓火光通過一個垂直縫隙或水平縫隙照射到點式紅外或紫外外傳感器上產(chǎn)生感光報警信號來定位。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，僅利用兩個單點式感光探側(cè)器就實現(xiàn)了大致火源定位，相當子以點當線使用，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，只能大概定在一個方形內(nèi)，可滿足一般情況下對精準度要求不高戴者不踞要全天侯全自動火災監(jiān)控的場所使用，但因傳感器信息且太少，有如下幾個致命缺陷:

　　

（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遠時對角延長線寬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。對于可能有電焊、切割、UV燈等工業(yè)場所，誤定位誤噴水可能性更大，部分負責任廠家會

　　說明不能用子以上場所。

　　(4)不能跟蹤火源。因傳感器和定位原理所限，

　　實際上不能跟蹤動態(tài)移動火源，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于消防行業(yè)，但因成本問題，原來只是應用在消防扮側(cè)和滅火救援等方面、第二代消防炮技未研究人員經(jīng)過努力終于將熱成像技術(shù)率先應用在消防炮上。核心技米是利用非制冷焦平面陣列熱成像傳感器，采取視場的實時側(cè)溫信號，通過面陣內(nèi)各像素的溫度變化來完成定位。掃描找火時利用熱成像陣列傳感器進行畫面式掃描、每個像索點的溫度都能實時計算，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，立即鎖定，實時追蹤動態(tài)火源。智能分析火源惰況后瞄準火源噴水。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）
 

　　自動消防炮掃描時，熱成像傳感器實時遠程測，面區(qū)內(nèi)的各點溫魔，每個像素都是一個遠程實時溫度傳感器，根據(jù)畫面內(nèi)的溫度高低和成像面積計算總熱能，來完成定位，定位原理如下圖所示。熱成像傳蔡器直接采集面式陣列}.度信號卜具有可雄性高，定位精確等特點，除一般消防煙適合應用的場所外，另外可有轟件用于平時有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用的場所，或者對定位精準度和系統(tǒng)可炸性要求高，需要全天侯全自動運行的場所。

(圖4.第二代熱成像消防炮定位原理圖)
 

　　三、第二代自動消防抱不同場所應用

　　3.1物質(zhì)燃燒時，沒有明火只有煙

　　第二代消防炮有雙預警功能，除了紫外感光傳感器外，用來定位的熱成像探浦器具有透煙測溫作用.可以自預警，但是需要使炮頭對準保護區(qū)域.通過多臺消防炮交叉賈蓋互相聯(lián)動。也可采用煙感、手報、紅外對射、圖像式感煙等來當作外部捕助探測器預警、通過電控箱內(nèi)的火警輸入端子來外件激活消防水炮。第二代消防水炮激活后掃描定位，靠的是熱成像傳感器，因其有較強的透煙測溫特性，針對無明火燃燒，可以實現(xiàn)定位滅火。

　　3. 有電焊場所的應用

　　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℃的實際火點沮度只會顯示300℃左右.、區(qū)塊平均算法把像紊技區(qū)塊贊理，計算區(qū)塊內(nèi)像素溫度數(shù)的加權(quán)算法平均數(shù)，少數(shù)像素點的擻據(jù)會被平均數(shù)拉低，只有火的成像面積大.平均數(shù)才會高、.

　　比如電焊點溫度有1200℃，經(jīng)過高溫修正算法處理后變成300℃，環(huán)境溫度是30℃時，區(qū)塊平均算法計算區(qū)塊內(nèi)的平均數(shù)可能只有35℃，如火點閥值定在50℃-120℃時。就不會誤噴了。真實火災時，可能火的溫度只有800℃但火點面積比電焊大的多，溫度經(jīng)降權(quán)后可能會在200℃.區(qū)塊平均后因為高溫點多可能會到180℃，遠高于閥值，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，區(qū)塊處理會放大到分米級，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壽命設(shè)計，三方面共同作用，具體如下:

　　〔1)材料長壽命。消防炮內(nèi)金屬材料為無鐵件設(shè)計.采用不銹鋼 鋁合金 錫膏銅，滾珠是無磁性.螺絲釘是不銹鋼的.從而保證金屬部件不會生銹.、潤滑油采用航空航天級潤滑脂，一50℃- 250℃情況下都能正常工作。消防炮內(nèi)電路板采用無電解電容設(shè)計，經(jīng)過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，因為齒輪全封在了密閉齒輪倉內(nèi)，防塵防蟲。

　　(3)軟件定時動。主機可設(shè)定自動轉(zhuǎn)模式和自檢，定期自動轉(zhuǎn)自檢。

 

　　四、結(jié)束語

　　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.并取得了國家消防裝置質(zhì)量檢驗中心的產(chǎn)品檢驗報告和中國消防產(chǎn)品合格評定中頒發(fā)的CCCF認證證書:產(chǎn)品在空軍第一航空學院.、平頂山學院藝術(shù)樓.河南金姆指工園等多個高大空間場所中實際使用，大大提高了早期消防控火能力，均可準確定位起火部位，實施早期預警.、早期滅火，控制初期火災，減少火災損失和人員傷亡二

　　目前由于受現(xiàn)行規(guī)范的限制r自動消防炮只是作為自動滅火系統(tǒng)的一種選擇，雖然同時也具備火災自動報警系統(tǒng)的功能，但不能替代火災報警系統(tǒng);兩套系統(tǒng)都安裝時增加了業(yè)主的成本，使得自動消防炮的推廣應用受到一定限制，應盡快出臺相應規(guī)定，如在保護區(qū)域設(shè)置自動消防水炮可不設(shè)置火災自動報警系統(tǒng)等，最大限度減少消防器材設(shè)備重復投資.減少消防器材設(shè)施維護保養(yǎng)難度，對于提高消防系統(tǒng)和消防器材可靠性等，無疑都是非常重要的決策。

 

 

 

 

 

 

 

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