点型光电广谱感烟火灾探测器的研制

开发了红外光对典型烟雾颗粒0°～180°可变散射角感烟实验装置,以确定峰值波长为(900±100)nm红外光适宜和最佳的前向、后向散射感烟角.研制了一种实用新型光电感烟火灾探测器.通过试验研究4种试验火典型烟雾对此传感器的响应规律,确立了甄别黑烟或白烟的火灾探测报警算法处理技术.试验证明探测器对于可燃物阴燃或明火产生的不同粒径、不同颜色、不同温度的广谱烟雾达到了良好的均衡灵敏响应性能.     

变电站电缆沟火灾探测试验与数值仿真研究

摘 要：为探讨火灾探测器灵敏度对电缆沟火灾响应的影响程度,验证火灾监控系统的准确性,应用点式温度探测器、点式烟雾探测器、电缆式感温探测器和吸入式烟雾探测器4种火灾探测器,在标准变电站电缆沟防火分区内进行了全尺寸电缆火灾试验,测试不同灵敏度火灾探测器的火灾报警序列。根据电缆沟的实际尺寸,利用FDS搭建模拟明火和阴燃两种不同火灾场景,对不同灵敏度火灾探测器的温度场、有毒气体质量浓度和火灾报警顺序进行了分析和讨论。试验结果表明,在变电站电缆沟火探测中,电缆式感温探测器、吸入式烟雾探测器、点式感烟探测器火灾平均响应时间分别为41.2,111.4,331.8 s;吸入式感烟探测器的灵敏度对探测结果影响较大,其火灾报警响应时间比电缆型线性温度探测器约延迟50%。     

飞机货舱火灾探测器设计探讨

针对飞机货仓目前使用的火灾探测系统经常出现假报警、误报警的现象,对现有火灾探测器的种类和应用情况进行总结,分析其产生假警信息的原因并提出相应的解决办法。以纳米级气敏材料作为传感器探头,制备了多探头通道、同时感烟感温感气的智能火灾报警探测器。该设备响应迅速、报警准确可靠,适用于飞机货舱的火灾探测报警。     

基于纹理相关性的飞机货舱视频烟雾检测方法

提出一种图像型烟雾探测方法并进行实验验证。采用主动红外CCD摄像机获取图像,利用四帧差分法提取烟雾可疑区域,通过计算图像帧序列的纹理相关性特征值来设定烟雾阈值,以判断是否有火灾发生。在模拟飞机货舱内进行真实火源和干扰火源实验,实验结果表明,烟雾和干扰项可以通过纹理相关性特征值进行区分。该方法在满足运输类飞机适航标准要求的同时,提高了烟雾检测速度,为视频烟雾探测技术在飞机货舱中应用提供研究基础。     

新型火灾探测器——电子鼻

新型火灾探测器——电子鼻高飞编译火灾探测技术是一项成熟的技术，通过传感器对燃烧的三个参数之一即对烟雾粒子、热和光（火焰）的监测发出火灾警报。火灾报警还有第四种形式，这就是最普通和最常见的通过我们人类感官的报警。一个人接近火灾时可看见烟雾或火焰，或者是...     

基于传感器十字交叉式排布的飞机货舱早期火源定位研究

摘 要：提出一种早期火灾火源定位方法,用于飞机在高空航行时低温低压状态下的货舱火源定位情形。该方法基于传感器十字交叉式排布,利用传感器检测到烟雾信号的延迟间隔,计算烟雾传播位移差,溯源定位火源位置。可在火灾发生早期阶段,精确定位火源,有效减少灭火剂的投放量,减轻灭火剂残留物对大气环境的损害,促进绿色民航建设。为验证定位算法的准确性,采用PyroSim火灾模拟软件按1∶1建立了A330-300后下货舱模型,随机选取20个火源点,在低温低压状态下火源定位平均相对误差为2.44%。结果表明,该定位方法定位精准度高,适用于飞机货舱火源探测,具有良好的可行性。     

谈高大开放式空间火灾自动报警系统设计

高大开放式空间建筑火灾自动报警系统的设计是现代建筑电气设计的新兴和难点领域。本文结合工程实例分析了高大空间建筑火灾探测存在的烟雾分层、烟雾稀释等问题,比较了极早期火灾探测器与传统火灾探测器的优缺点。论述了高大开放式空间建筑火灾自动报警系统选用极早期空气采样探测器的合理性。     

空运锂离子电池热解气体探测效果对比分析

通过对锂电池热解气体的成分和浓度分析,选取CO和CH4作为探测气体,对比不同火灾探测器的锂离子电池热解气体探测效果。选取空客A320型全货机为模型构建仿真模拟环境,并按照1∶2比例设计中尺度实验平台,通过仿真模拟和实验手段对锂离子电池热失控探测情况进行分析。仿真模拟得到CO和CH4气体探测器报警时间分别为40s和51s,与实验结果基本一致。探测时间符合FAA对于飞机货舱火灾探测器的要求,可为探测技术的研究提供理论指导。     

有关吸气式烟雾探测火灾报警系统设计的探讨

结合工程设计实例,分析了在特殊环境和高大空间采用传统火灾探测器的缺陷,介绍吸气式烟雾探测器特点和吸气式烟雾探测火灾报警系统的应用前景。     

受限空间火灾探测数据融合算法研究

为了实现对受限空间火灾发生情况多传感器自动探测信号处理，建立了基于CO 浓度、烟气颗粒浓度、红外视频图像等多传感器探测的火灾探测数据融合分析系统。在受限空间内搭建基于多传感器火灾探测的数据融合分析实验平台。根据火灾红外视频图像的燃烧区域面积及圆形度等特征参数介绍了红外图像识别算法。在三种火灾探测方式特征参数的基础上提出了固定门限功率谱检测算法，并完成数据融合。在分析比较火灾探测系统响应时间、报警准确率等系统性能评价方法的基础上，说明了采用多传感器探测信号进行数据融合并建立灾情判据的方法。实验结果表明：采用数据融合算法后探测系统误报率低于单一探测方式，报警时间略高于单一探测报警方式。该数据融合系统基本满足火灾自动探测报警系统的稳定可靠、低误报率等要求。     

Fire detection using smoke and gas sensors

Fire detection systems located in aircraft cargo compartments are currently based only on smoke detectors. They generate about 200 false alarms per year for US registered aircraft. The number of false alarms is growing as more planes are outfitted with smoke detectors and air travel expands. Moreover, the survivability of an aircraft in a fire scenario depends on the early detection of the fire. A fire detection system is developed based on the simultaneous measurements of carbon monoxide, carbon dioxide, and smoke. The combination of the rates of rise of smoke and either carbon monoxide or carbon dioxide concentration provides a potential fire alarm algorithm to increase the reliability of aircraft smoke detectors, and to reduce the time to alarm. The fire detection system with the alarm algorithm detected fires that were not alarmed by smoke sensors, and alarmed in shorter times than smoke sensors operating alone.     

线型红外光束感烟探测器的响应性能研究

利用CFD场模拟软件FDS,对线型红外光束感烟探测器的响应性能进行预测,研究火源类型、火源功率、探测器设置高度、水平安装位置等因素对报警时间的影响.结果表明,相同高度处火灾探测器的响应时间随火源与探测器水平距离的增大而增大;火源功率对探测器的影响随距离增大而减小;火源类型不同,探测器响应数量差异很大.     

Aircraft cargo compartment fire detection and smoke transport modeling

The US Federal Aviation Administration, along with other regulatory agencies, requires that cargo compartments on passenger carrying aircraft be equipped with fire detection and suppression systems. Current regulations require that the detection system alarms within 1 min of the start of a fire and flight tests are required to demonstrate compliance with these regulations. Due to the high costs of flight tests, extensive ground certification tests are typically conducted to ensure that the detection system will meet the time to alarm requirements during the flight tests. For the purpose of improving the detection system design and certification process, a transient computational fluid dynamics computer code for the prediction of smoke, heat, and gas species transport in cargo compartments has been developed. This simulation tool couples heat, mass, and momentum transfer in a body-fitted coordinate system in order to handle a variety of cargo bay shapes and sizes. Ideally, such a physics-based simulation tool can be used during the certification process to identify worst case locations for fires, optimum placement of detector sensors within the cargo compartment, and sensor alarm levels and algorithms needed to achieve detection within the required time. Validation of the model was completed, and comparison of the predicted results with the results obtained from full-scale fire tests in a variety of actual aircraft cargo compartments provides insight into the model capabilities.     

超高空间线型光束感烟火灾探测器安装参数

在内部高度为27m的大空间实验室开展明火实验,通过分析地面以上25m和26m两个高度烟雾浓度和温度数据及多组线型红外光束感烟火灾探测器报警情况,研究大空间内20m以上高度线型红外光束感烟火灾探测器安装参数。实验结果表明,对于内部举架高度在20～27m的超高大空间,线型红外光束感烟火灾探测器在顶棚附近安装时,相邻两组探测器光束轴线的水平间距仍不宜大于14m,宜安装在距顶棚垂直高度0.3～1.0m范围内或尽量接近顶棚安装。     

火灾探测过程模拟研究

将火灾模型和烟气传感器结合起来模拟传感器对不同火灾情况的反应。将NIST的FDS模型和Duisburg-Essen大学通讯系统学院开发的烟气传感器模型结合了起来。某火灾烟气流动的模拟结果作为适合烟气传感器模型的输入数据。为了模拟烟气传感器，选择了几个必要的参数来描述烟气、传感器和房间的情况。烟气粒径的大小分布是描述烟气的一个重要参数。对影响粒径大小分布的烟气颗粒的凝结做了适当处理。联合模型的模拟结果与开敞式火灾和阴燃火灾的测量值做了比较。模拟了一个散射光感器和一个电离室。测量和模拟结果显示，传感器模拟的重质取决于所燃烧的燃料。     

基于KNN算法的飞机货舱复合火灾探测系统设计

针对飞机货舱烟雾探测器探测参数单一、误报漏报率高、无可视化交互等问题,设计了一款使用树莓派开发的复合火灾探测系统。以树莓派为嵌入式控制中心,连接CO传感器、TVOC传感器、PM10传感器进行数据采集;采用KNN算法进行多传感器数据融合,输出结果为有火与无火,准确率达到98%,并将处理后的数据存入SQLite数据库;树莓派搭建Web服务器并接入机载服务器局域网,设备通过访问HTML网页,实现可视化界面的交互。经试验测试：在高为2 m的货舱该系统可在46 s内发出告警指示,功能指标满足货舱火警探测的设计要求,并且漏报率为0,误报率低于1%,可为机载火警探测系统设计提供良好方案。     

电缆火灾烟雾生成特性及声波团聚消烟的实验研究

由于城市建设的需要,越来越多的城市采用地下电缆隧道输送电力,隧道火灾事故严重威胁城市安全与电力输送。电缆火灾生成的烟雾是妨碍消防人员施救过程的重要因素,现有的烟雾控制方法主要从隧道的通风角度出发,考虑如何快速将烟雾排出隧道,主要包括自然排烟与机械排烟2大类,均存在一定的局限性。声波团聚技术是一种利用高强声场快速消除气溶胶的处理技术,已有文献表明该技术可有效消除聚苯乙烯燃烧烟雾。本文进行了声波团聚技术消除电力隧道火灾烟雾的实验研究。采用TSI 3330光学粒度仪测量火灾烟雾颗粒粒径,结果表明,VV电缆烟雾的粒径主要分布在1μm附近,而YJV电缆烟雾除了1μm左右的细颗粒外,还包含了较多0.3μm的亚微米颗粒。测试水平敷设、垂直敷设条件下电缆火灾烟雾的产烟特性,电缆外护套层、填充层及绝缘层的产烟特性,电缆持续受热、受热20 s和受热50 s情况下的产烟特性,并通过测量透射光强度计算其烟雾透光率、能见度、产烟速率等参数。结果表明,电缆材料对其燃烧产烟影响较大,VV电缆产烟量较大,燃烧约60 s后其透光率便降至0.2附近,而YJV电缆的产烟量少于VV电缆;水平燃烧时,其整体烟雾透光率低于垂直燃烧;电缆外护套层材料燃烧后产烟量最多,约60 s时透光率降至0附近,团聚室内充满了大量白色烟雾。设计并搭建了声波团聚消除电力隧道烟雾的实验平台,由信号发生器产生正弦信号,经功率放大器放大后,通过驱动压缩式驱动器发出高强声波,分析有、无声波作用下电缆火灾烟雾的透光率变化。实验表明,声波团聚能够迅速提升电缆火灾烟雾的能见度,当声功率为12 W、频率为1.5 kHz时,仅需0.2 min便可使团聚室的透光率提升至0.6,达到人员逃生阈值。声波消烟过程中,声频率是关键参数。电缆火灾烟雾的团聚效果对声波频率十分敏感,最佳频率为1.5 kHz,偏离最佳频率越多,声波团聚的效果越差;声功率对消烟效果影响较大,声功率越大,消烟效果越佳,当声功率达到一定程度时,团聚效率提升速率减缓。