專利名稱：智能滅火器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于消防設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，是一種懸掛于屋頂上的集傳感技術(shù)、電子技 術(shù)、計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)于一體的機(jī)電一體化智能滅火器。
背景技術(shù)：
在當(dāng)今信息化時(shí)代，要提高滅火器的性能，必須采用計(jì)算機(jī)技術(shù)，使滅火器 智能化。所謂智能滅火器，應(yīng)該是以計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)為基礎(chǔ)，能夠自動(dòng)處理火 災(zāi)信息，自動(dòng)報(bào)警，對(duì)火災(zāi)探測(cè)、火源定位和定向滅火實(shí)行自動(dòng)控制的滅火器。
目前在市場(chǎng)上和有關(guān)文件上出現(xiàn)了智能滅火器或智能滅火裝置。這些智能滅 火器或智能滅火裝置大致分為兩種第一種，根本沒(méi)有采用計(jì)算機(jī)技術(shù)，顯然不
是智能滅火器。例如專利申請(qǐng)?zhí)枮?01135612 *X"的智能滅火器就屬于這一種；
第二種，雖然采用了單片微機(jī)，但只利用了單片微機(jī)部分控制功能，沒(méi)有應(yīng)用單 片微機(jī)的數(shù)字運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理功能，智能化程度低。這類滅火器或滅火裝置，采 用電壓比較法定位火源，在搜索火源過(guò)程中，把傳感器采集的火焰信號(hào)轉(zhuǎn)換成電 壓，經(jīng)過(guò)電壓放大后與電位器設(shè)定的電壓比較，當(dāng)采集的火焰信號(hào)電壓大于電位 器設(shè)定的電壓時(shí)，就認(rèn)為找到了火源。顯然這種定位火源的方法條件不充分，缺 乏科學(xué)根據(jù)，很難做到可靠準(zhǔn)確地滅火。針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提出新的技術(shù)方 案。

發(fā)明內(nèi)容
為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供一種提高滅火器的性能和智能化程 度的智能滅火器。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下-
一種智能滅火器，包括噴水體1和電控箱2，所述的噴水體1與電控箱2之間 通過(guò)多芯電纜3相連。所述的噴水體1包括上機(jī)體A和下機(jī)體B兩部分。上機(jī)體A包括與外界給水管網(wǎng)相連的主水管15和設(shè)置在主水管15兩側(cè)的水平步進(jìn)電機(jī)16 與垂直步進(jìn)電機(jī)14;所述的下機(jī)體B包括下機(jī)座7和噴水嘴座9，噴水嘴座9上 設(shè)有一個(gè)以上的噴水嘴8;在下機(jī)座7右端設(shè)置有用于安裝進(jìn)行水平搜索的水平搜 索傳感器40的水平搜索傳感器座4和用于安裝進(jìn)行垂直方向搜索的垂直搜索傳感 器50的垂直搜索傳感器座5;在所述的上機(jī)體A內(nèi)設(shè)有用于安裝霍爾開(kāi)關(guān)的霍爾 開(kāi)關(guān)座18;在所述的電控箱2內(nèi)設(shè)有用于收集火災(zāi)信息的監(jiān)視傳感器22、用于處 理火災(zāi)信息并發(fā)出控制命令的控制系統(tǒng)21、用于發(fā)出報(bào)警信號(hào)的報(bào)警系統(tǒng)23和給 整個(gè)滅火器提供電能的電源裝置24。
所述的智能滅火器，所述的水平搜索傳感器座4、垂直搜索傳感器座5均與噴 水嘴座9固定在一起。
所述的智能滅火器，所述的水平步進(jìn)電機(jī)16和垂直步進(jìn)電機(jī)14安裝在電機(jī) 托板17上，電機(jī)托板17的下方有水平直齒輪11和垂直直齒輪13;所述的下機(jī)體 B安裝在下機(jī)座板20上；在下機(jī)座7上設(shè)有大傘齒輪6，在上機(jī)體A和下機(jī)體B 之間設(shè)有小傘齒輪10;下機(jī)體B在水平步進(jìn)電機(jī)16驅(qū)動(dòng)下能水平旋轉(zhuǎn)；所述的霍 爾開(kāi)關(guān)座18設(shè)置在電機(jī)托板17的底部。
所述的智能滅火器，所述的控制系統(tǒng)21包括主單片微機(jī)211、多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān) 212、低通濾波器213、電壓放大器214、電壓比較器216、峰值檢波器215、水平 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器217、垂直步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器218;設(shè)置在水平搜索傳感器座4上的 水平搜索傳感器、設(shè)置在垂直搜索傳感器座5上的垂直搜索傳感器和設(shè)置在電控 箱2內(nèi)的監(jiān)視傳感器22將采集到的火焰信號(hào)經(jīng)多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)212輸入低通濾波器 213，再經(jīng)過(guò)電壓放大器214放大，分兩路輸出
一路送至電壓比較器216，變換成矩形脈沖信號(hào)，然后送至主單片微機(jī)211的 1/0口，測(cè)量火焰的閃爍頻率；
另一路送至峰值檢波器215輸入端，測(cè)量火焰熱輻射的幅值，峰值檢波器的 輸出接主單片微機(jī)211的A/D輸入端，將測(cè)得的幅值電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息；
主單片微機(jī)211的輸出控制線分別接水平步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器217、垂直步進(jìn)電機(jī) 驅(qū)動(dòng)器218和電磁閥219，控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)和電磁閥的開(kāi)啟或關(guān)閉。所述的峰值檢波器215由一片高輸入阻抗的雙運(yùn)算放大器芯片LF353、晶體管 t、高輸入阻抗的場(chǎng)效應(yīng)管T2 T4、記憶電容C、電阻Ri R7組成。晶體管T,的集 電極接場(chǎng)效應(yīng)管T2的柵極，T2的漏極接電源+12V， T2的源極接電阻Rs的一端，R5 的另一端接場(chǎng)效應(yīng)管T3的漏極，T3的源極接記憶電容C的一端，T3的柵極接LF353
的l腳；十12V、場(chǎng)效應(yīng)管T2、電阻Rs、場(chǎng)效應(yīng)管T3構(gòu)成記憶電容C的充電回路；
場(chǎng)效應(yīng)管T4的源極與記憶電容C 一端相連并接地，T4的漏極通過(guò)電阻Ra接電容C 的另一端；電阻Re、場(chǎng)效應(yīng)管T4構(gòu)成記憶電容C的放電回路；晶體管1\的基極通 過(guò)電阻R4與場(chǎng)效應(yīng)管T4的柵極連在一起的K點(diǎn)，接主單片微機(jī)211的輸出引腳， 主單片微機(jī)211通過(guò)此引腳輸出信號(hào)控制記憶電容C的充電和放電；當(dāng)K點(diǎn)為低 電平時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)管T2導(dǎo)通，場(chǎng)效應(yīng)管T4截止，只要輸入電壓Vi高于記憶電容C兩 端電壓，+12丫電源就通過(guò)充電回路對(duì)記憶電容(:充電；當(dāng)K點(diǎn)為高電平時(shí)，場(chǎng)效 應(yīng)管T2截止，斷開(kāi)充電回路，場(chǎng)效應(yīng)管T4導(dǎo)通，記憶電容C通過(guò)電阻Re、場(chǎng)效應(yīng) 管T4放電。
所述的智能滅火器，所述的記憶電容C采用聚丙烯電容器。
所述的智能滅火器，所述的監(jiān)視傳感器22由四個(gè)傳感器組成，每?jī)蓚€(gè)傳感器 合用一個(gè)輸入通道，監(jiān)視傳感器共用兩個(gè)輸入通道。
所述的智能滅火器，所述的報(bào)警系統(tǒng)23包括從單片微機(jī)231、語(yǔ)音芯片 232、用于設(shè)置樓層號(hào)和房間號(hào)的撥碼開(kāi)關(guān)233、消防車聲芯片234、三態(tài)緩沖器 235、功率放大器236、揚(yáng)聲器237;從單片微機(jī)231接受控制系統(tǒng)21中的主單片 微機(jī)211發(fā)出的報(bào)警命令；從單片微機(jī)231將撥碼開(kāi)關(guān)233輸入的開(kāi)關(guān)量轉(zhuǎn)換成 十進(jìn)制數(shù)，然后査語(yǔ)音芯片232中的語(yǔ)音單詞表，將單個(gè)語(yǔ)音合成語(yǔ)句輸出。報(bào) 警時(shí)，消防車聲芯片234和語(yǔ)音芯片232將信號(hào)送給三態(tài)緩沖器235,經(jīng)過(guò)功率放 大器236放大，由揚(yáng)聲器237交替輸出消防車聲和語(yǔ)音報(bào)警，用語(yǔ)音報(bào)告發(fā)生火 災(zāi)的房間號(hào)或場(chǎng)所名稱。
所述的智能滅火器，采用兩遍掃描定位火源第一遍掃描，正掃；第二遍掃 描，回掃；所述的下機(jī)體B在水平步進(jìn)電機(jī)16驅(qū)動(dòng)下能水平轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)水平搜索 傳感器在水平方向搜索；下機(jī)體B的噴水嘴8和水平搜索傳感器40、垂直搜索傳感器50在垂直步進(jìn)電機(jī)14的驅(qū)動(dòng)下能俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)垂直搜索傳感器在垂直方 向搜索；用無(wú)觸點(diǎn)的霍爾開(kāi)關(guān)控制水平轉(zhuǎn)動(dòng)和俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)的行程。
所述的智能滅火器，確定火源的方法是當(dāng)發(fā)現(xiàn)火情時(shí)，控制系統(tǒng)21首先啟 動(dòng)水平步進(jìn)電機(jī)16轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)水平搜索傳感器40在水平方向搜索火源，同時(shí)多 路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)212將水平搜索傳感器40的信號(hào)端與低通濾波器213接通，確定火源 所在的方位；當(dāng)找到火源所在的方位后，啟動(dòng)垂直步進(jìn)電機(jī)14轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)垂直搜 索傳感器50在垂直方向搜索火源，同時(shí)多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)212將垂直搜索傳感器50 的信號(hào)端與低通濾波器213接通，確定火源的具體位置。
無(wú)論水平搜索火源還是垂直搜索火源，都采用兩遍掃描第一遍掃描，正 掃，采樣與步進(jìn)電機(jī)16或14轉(zhuǎn)動(dòng)同步進(jìn)行，每采一次樣，將峰值檢波器215中 的記憶電容充放電一次，這一遍掃描獲得整個(gè)監(jiān)控空間內(nèi)所有可疑火點(diǎn)的熱輻射 值和坐標(biāo)；第二遍掃描，回掃，步進(jìn)電機(jī)16或14帶動(dòng)搜索傳感器40或50依次 對(duì)準(zhǔn)每一個(gè)可疑火點(diǎn)，根據(jù)火焰的閃爍頻率和熱輻射值進(jìn)行判別，確定真正的火 源。
使用本發(fā)明的有益效果在于這種智能滅火器探測(cè)水災(zāi)靈敏度高，對(duì)火源定 位準(zhǔn)確，性能可靠，經(jīng)過(guò)上千次的點(diǎn)火試驗(yàn)，每次噴水嘴都對(duì)準(zhǔn)火源，無(wú)一次失 ??；搜索火源時(shí)間短、速度快，從點(diǎn)火到對(duì)準(zhǔn)火源噴水的時(shí)間不超過(guò)20秒，能在 發(fā)生火災(zāi)的初始階段迅速撲滅火焰；當(dāng)找到火源時(shí)，能發(fā)出消防車聲報(bào)警，并用 語(yǔ)音報(bào)告發(fā)生火災(zāi)的房間號(hào)或場(chǎng)所名稱，體現(xiàn)火災(zāi)報(bào)警人性化；成本低，安裝方 便，是一種理想的智能滅火設(shè)備。


圖1為智能滅火器總體示意圖； 圖2為噴水體的剖視內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為電控箱內(nèi)控制系統(tǒng)電路方框圖； 圖4為峰值檢波器電路原理圖； 圖5為報(bào)警系統(tǒng)電路方框圖； 圖6為控制程序流程圖。
具體實(shí)施例方式
先重點(diǎn)介紹一下本發(fā)明的設(shè)計(jì)思路。
本發(fā)明智能滅火器要做到迅速、準(zhǔn)確、可靠地滅火，其技術(shù)方案必須解決兩 個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題第一，如何識(shí)別火焰；第二，如何定位火源。
對(duì)于第一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的解決方案是采用兩種參數(shù)識(shí)別火焰， 一個(gè)是火焰的閃爍頻率；另一個(gè)是火焰的熱輻射值。下面說(shuō)明如何測(cè)量這兩個(gè)參 數(shù)。
傳感器采集的火焰信號(hào)經(jīng)過(guò)低通濾波、電壓放大后，濾去高頻信號(hào)，留下的 是反映火焰特征的低頻信號(hào)，將此信號(hào)經(jīng)過(guò)整形變成矩形脈沖信號(hào)，送至單片微 機(jī)I/0口，利用單片微機(jī)的捕獲功能測(cè)量火焰的閃爍頻率。
火焰的熱輻射是周期變化的，為了便于測(cè)量，取熱輻射的幅值電壓表示熱輻
射大小。熱輻射的幅值電壓這樣測(cè)量傳感器采集的火焰信號(hào)經(jīng)過(guò)低通濾波、電 壓放大后，送至峰值檢波器輸入端，在單片微機(jī)控制下對(duì)記憶電容充電，由于充 電時(shí)間常數(shù)很小，在幾十微秒時(shí)間內(nèi)記憶電容兩端電壓就被充至幅值電壓并保持
住。得到的幅值電壓送至單片微機(jī)A/D輸入端，經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換變成數(shù)字信息存于 內(nèi)存中，供軟件計(jì)算和處理。
對(duì)于第二個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，解決方案是采用兩遍掃描。
當(dāng)發(fā)現(xiàn)火情時(shí)，控制系統(tǒng)啟動(dòng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)搜索傳感器搜索火源。第 一遍掃描，正掃，采樣與步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)同步進(jìn)行，每釆一次樣，對(duì)記憶電容充放 電一次。步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和齒輪傳動(dòng)比是已知的，每次采樣的時(shí)間間隔是一定 的，根據(jù)這三個(gè)數(shù)據(jù)就能計(jì)算出每個(gè)采樣點(diǎn)相對(duì)于搜索傳感器起始點(diǎn)的坐標(biāo)。在 監(jiān)控空間內(nèi)，不光有火焰，可能還有陽(yáng)光、燈光和其他熱輻射源，所以第一遍掃 描得到的是整個(gè)監(jiān)控空間內(nèi)所有可疑火點(diǎn)的熱輻射值和坐標(biāo)。緊接著進(jìn)行第二遍 掃描，回掃。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)搜索傳感器依次對(duì)準(zhǔn)每一個(gè)可疑火點(diǎn)，根據(jù)火焰的閃 爍頻率和熱輻射值進(jìn)行判別，確定真正的火源。
一般的滅火器采用蜂鳴器報(bào)警，聲音小，不引起人們注意。本發(fā)明對(duì)報(bào)警器 做了改進(jìn)。本發(fā)明的報(bào)警系統(tǒng)由語(yǔ)音芯片、消防車聲芯片、單片微機(jī)、撥碼開(kāi) 關(guān)、三態(tài)緩沖器、功率放大器、揚(yáng)聲器組成。事先通過(guò)話筒將數(shù)字和單詞錄在語(yǔ)音芯片中，形成一個(gè)語(yǔ)音單詞表，用撥碼開(kāi)關(guān)設(shè)置樓層號(hào)和房間號(hào)。單片微機(jī)將 撥碼開(kāi)關(guān)輸入的開(kāi)關(guān)量轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)，然后査語(yǔ)音單詞表，將單個(gè)語(yǔ)音合成語(yǔ) 句輸出。報(bào)警時(shí)，消防車聲和語(yǔ)音交替輸出，用語(yǔ)音報(bào)告發(fā)生火災(zāi)的房間號(hào)或場(chǎng) 所名稱，如301房間、辦公室、實(shí)驗(yàn)室等，體現(xiàn)火災(zāi)報(bào)警人性化。 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
如圖1和圖2所示，智能滅火器包括噴水體1和電控箱2，噴水體l與電控箱 2之間通過(guò)多芯電纜3相連。噴水體l懸掛在室內(nèi)屋頂上，通過(guò)短接與電磁閥的一 端連接，電磁閥的另一端接在供水管網(wǎng)上。電控箱2掛在墻壁上。所述的噴水體l 包括上機(jī)體A和下機(jī)體B兩部分；上機(jī)體A包括與電磁閥相連的主水管15和設(shè)置 在主水管15兩側(cè)的水平步進(jìn)電機(jī)16、垂直步進(jìn)電機(jī)14;所述的下機(jī)體B包括下 機(jī)座7和噴水嘴座9，噴水嘴座9上設(shè)有一個(gè)以上的噴水嘴8;在下機(jī)座右端設(shè)置 有用于安裝水平搜索傳感器40的水平搜索傳感器座4和用于安裝垂直搜索傳感器 50的垂直搜索傳感器座5。在所述的上機(jī)體A內(nèi)設(shè)有用于安裝霍爾開(kāi)關(guān)的霍爾開(kāi) 關(guān)座18。在所述的電控箱2內(nèi)設(shè)有用于收集火災(zāi)信息的監(jiān)視傳感器22，用于處理 火災(zāi)信息、發(fā)出控制命令的控制系統(tǒng)21，用于發(fā)出報(bào)警信號(hào)的報(bào)警系統(tǒng)23和給整 個(gè)滅火器提供電能的電源裝置24。所述的水平搜索傳感器座4、垂直搜索傳感器 座5均與噴水嘴座9固定在一起。所述的水平步進(jìn)電機(jī)16和垂直步進(jìn)電機(jī)14安 裝在電機(jī)托板17上；在電機(jī)托板17的下方有水平直齒輪11和垂直直齒輪13;所 述的下機(jī)體B固定在下機(jī)座板20上；在下機(jī)座7上設(shè)有大傘齒輪6，在上機(jī)體A 和下機(jī)體B之間設(shè)有小傘齒輪10;下機(jī)體B在水平步進(jìn)電機(jī)16驅(qū)動(dòng)下能水平旋 轉(zhuǎn)；所述的霍爾開(kāi)關(guān)座18設(shè)置在電機(jī)托板17的底部。
如圖3所示，所述的智能滅火器，所述的控制系統(tǒng)21包括主單片微機(jī)211、 多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)212、低通濾波器213、電壓放大器214、電壓比較器216、峰值檢 波器215、水平步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器217、垂直步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器218;設(shè)置在水平搜索 傳感器座4上的水平搜索傳感器、設(shè)置在垂直搜索傳感器座5上的垂直搜索傳感 器和設(shè)置在電控箱2上的監(jiān)視傳感器22將采集到的火焰信號(hào)經(jīng)多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)212 輸入低通濾波器213，再經(jīng)過(guò)電壓放大器214放大，分兩路輸出一路送至電壓比較器216，變換成矩形脈沖信號(hào)，然后送至主單片微機(jī)211的 V0口，測(cè)量火焰的閃爍頻率；
另一路送至峰值檢波器215輸入端，測(cè)量火焰熱輻射的幅值，峰值檢波器的 輸出接主單片微機(jī)211的A/D輸入端，將測(cè)得的幅值電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息；
主單片微機(jī)211在確認(rèn)有火情后，將驅(qū)動(dòng)信號(hào)送給水平步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器217 驅(qū)動(dòng)水平步進(jìn)電機(jī)16轉(zhuǎn)動(dòng)，或者送給垂直步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器218驅(qū)動(dòng)垂直步進(jìn)電機(jī) 14轉(zhuǎn)動(dòng)；在滅火過(guò)程中，主單片微機(jī)211輸出控制信號(hào)給電磁閥219，控制電磁 閥219的開(kāi)啟或關(guān)閉。
所述的監(jiān)視傳感器22由四個(gè)傳感器組成，每?jī)蓚€(gè)傳感器合用一個(gè)輸入通道， 監(jiān)視傳感器22共占用兩個(gè)輸入通道。
如圖4所示，所述的峰值檢波器215由一片高輸入阻抗的雙運(yùn)算放大器芯片 LF353、晶體管1\、高輸入阻抗的場(chǎng)效應(yīng)管T2 T4、記憶電容C、電阻& &組 成。晶體管Tt的集電極接場(chǎng)效應(yīng)管T2的柵極，T2的漏極接電源+12V， T2的源極接 電阻R5的一端，Rs的另一端接場(chǎng)效應(yīng)管T3的漏極，T3的源極接記憶電容C的一 端，T3的柵極接LF353的1腳，十12V、場(chǎng)效應(yīng)管T2、電阻&、場(chǎng)效應(yīng)管L構(gòu)成記 憶電容C的充電回路；場(chǎng)效應(yīng)管T4的源極與記憶電容C 一端相連并接地，L的漏
極通過(guò)電阻Re接電容C的另一端；電阻R"場(chǎng)效應(yīng)管1"4構(gòu)成記憶電容C的放電回
路；晶體管L的基極通過(guò)電阻R4與場(chǎng)效應(yīng)管T4的柵極連在一起的K點(diǎn)，接主單片 微機(jī)211的輸出引腳，主單片微機(jī)211通過(guò)此引腳輸出信號(hào)控制記憶電容C的充 電和放電；當(dāng)K點(diǎn)為低電平時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)管T2導(dǎo)通，場(chǎng)效應(yīng)管T4截止，只要輸入電 壓Vi高于記憶電容C兩端電壓，+12V電源就通過(guò)充電回路對(duì)記憶電容C充電； 當(dāng)K點(diǎn)為高電平時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)管T2截止，斷開(kāi)充電回路，場(chǎng)效應(yīng)管T4導(dǎo)通，記憶電
容C通過(guò)電阻Ra、場(chǎng)效應(yīng)管T4放電。
記憶電容C采用聚丙烯電容器。記憶電容的充電時(shí)間常數(shù)很小，在幾十微秒 時(shí)間內(nèi)，其兩端電壓就被充至信號(hào)幅值。
如圖5所示，所述的報(bào)警系統(tǒng)23包括從單片微機(jī)231、語(yǔ)音芯片232、用于 設(shè)置樓層號(hào)和房間號(hào)的撥碼開(kāi)關(guān)233、消防車聲芯片234、三態(tài)緩沖器235、功率 放大器236、揚(yáng)聲器237。從單片微機(jī)231受控制系統(tǒng)21中的主單片微機(jī)211發(fā)出的報(bào)警命令控制。從單片微機(jī)231將撥碼開(kāi)關(guān)233輸入的開(kāi)關(guān)量轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制 數(shù)，然后査語(yǔ)音芯片232中的語(yǔ)音單詞表，將單個(gè)語(yǔ)音合成語(yǔ)句輸出；報(bào)警時(shí)， 消防車聲芯片234和語(yǔ)音芯片232將信號(hào)送給三態(tài)緩沖器235，經(jīng)過(guò)功率放大器 236放大，由揚(yáng)聲器237交替輸出消防車聲和語(yǔ)音報(bào)警，用語(yǔ)音報(bào)告發(fā)生火災(zāi)的房 間號(hào)或場(chǎng)所名稱。
主單片微機(jī)和從單片微機(jī)都采用美國(guó)德州儀器公司生產(chǎn)的系列單片微機(jī)，主 單片微機(jī)采用64腳封裝的MSP430F135，從單片微機(jī)采用28腳封裝的 MSP430F123。
所述的下機(jī)體B在水平步進(jìn)電機(jī)16驅(qū)動(dòng)下能水平轉(zhuǎn)動(dòng)，下機(jī)體B的噴水嘴8 和水平搜索傳感器40、垂直搜索傳感器50在垂直步進(jìn)電機(jī)14的驅(qū)動(dòng)下能俯仰轉(zhuǎn) 動(dòng)；用無(wú)觸點(diǎn)的霍爾開(kāi)關(guān)控制水平轉(zhuǎn)動(dòng)和俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)的行程。
所述的智能滅火器，確定火源的方法是當(dāng)發(fā)現(xiàn)火情時(shí)，控制系統(tǒng)21首先啟 動(dòng)水平步進(jìn)電機(jī)16轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)水平搜索傳感器40在水平方向搜索火源，同時(shí)多 路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)212將水平搜索傳感器40的信號(hào)端與低通濾波器213接通，確定火源 所在的方位；當(dāng)找到火源所在的方位后，啟動(dòng)垂直步進(jìn)電機(jī)14轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)垂直搜 索傳感器50在垂直方向搜索火源，同時(shí)多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)212將垂直搜索傳感器50 的信號(hào)端與低通濾波器213接通，確定火源的具體位置。
無(wú)論水平搜索火源還是垂直搜索火源，都采用兩遍掃描第一遍掃描，正 掃，采樣與步進(jìn)電機(jī)16或14轉(zhuǎn)動(dòng)同步進(jìn)行，每采一次樣，將峰值檢波器215中 的記憶電容充放電一次，這一遍掃描獲得整個(gè)監(jiān)控空間內(nèi)所有可疑火點(diǎn)的熱輻射 值和坐標(biāo)；第二遍掃描，回掃，步進(jìn)電機(jī)16或14帶動(dòng)搜索傳感器40或50依次 對(duì)準(zhǔn)每一個(gè)可疑火點(diǎn)，根據(jù)火焰的閃爍頻率和熱輻射值進(jìn)行判別，確定真正的火 源。
結(jié)合圖6說(shuō)明智能滅火器工作過(guò)程。
在沒(méi)有發(fā)生火災(zāi)時(shí)智能滅火器處于監(jiān)視狀態(tài)。這時(shí)噴水體是靜止的，電磁閥 關(guān)閉，水平搜索傳感器和垂直搜索傳感器均處于起始位置。
當(dāng)發(fā)現(xiàn)火情時(shí)，監(jiān)視傳感器將火災(zāi)信號(hào)傳送至控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)確認(rèn)后， 首先啟動(dòng)水平步進(jìn)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)噴水體的下機(jī)體水平轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)水平搜索傳感器進(jìn)行兩遍掃描，尋找火源所在的方位。當(dāng)找到火源的方位后，水平步進(jìn)電機(jī)停止轉(zhuǎn) 動(dòng)，啟動(dòng)垂直步進(jìn)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)垂直搜索傳感器俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)，同樣進(jìn)行兩遍掃描，尋 找火源的具體位置。當(dāng)找到火源后，啟動(dòng)外界供水設(shè)備一一消防泵，打開(kāi)電磁 閥，噴水嘴對(duì)準(zhǔn)火源噴水，同時(shí)報(bào)警。當(dāng)火焰撲滅后，關(guān)閉消防泵和電磁閥?？?制系統(tǒng)再次檢查監(jiān)控空間內(nèi)是否還有火情，如果還有，再次搜索火源，重復(fù)上述 過(guò)程，直到將所有火焰撲滅為止。然后，水平搜索傳感器和垂直搜索傳感器返回 到起始位置，智能滅火器又處于監(jiān)視狀態(tài)。
以上說(shuō)明對(duì)本發(fā)明而言只是說(shuō)明性的，而非限制性的，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 理解，在不脫離權(quán)利要求所限定的精神和范圍的情況下，可做出許多修改、變化 或等效，但都將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種智能滅火器，包括噴水體(1)和電控箱(2)，所述的噴水體(1)與電控箱(2)之間通過(guò)多芯電纜(3)相連。其特征在于所述的噴水體(1)包括上機(jī)體(A)和下機(jī)體(B)兩部分；上機(jī)體(A)包括與外界給水管網(wǎng)相連的主水管(15)和設(shè)置在主水管(15)兩側(cè)的水平步進(jìn)電機(jī)(16)與垂直步進(jìn)電機(jī)(14)；所述的下機(jī)體(B)包括下機(jī)座(7)和噴水嘴座(9)，噴水嘴座(9)上設(shè)有一個(gè)以上的噴水嘴(8)；在下機(jī)座右端設(shè)置有用于安裝進(jìn)行水平搜索的水平搜索傳感器(40)的水平搜索傳感器座(4)和用于安裝進(jìn)行垂直方向搜索的垂直搜索傳感器(50)的垂直搜索傳感器座(5)；在所述的上機(jī)體(A)內(nèi)設(shè)有用于安裝霍爾開(kāi)關(guān)的霍爾開(kāi)關(guān)座(18)；在所述的電控箱(2)內(nèi)設(shè)有用于收集火災(zāi)信息的監(jiān)視傳感器(22)，用于處理火災(zāi)信息、發(fā)出控制命令的控制系統(tǒng)(21)，用于發(fā)出報(bào)警信號(hào)的報(bào)警系統(tǒng)(23)和給整個(gè)滅火器提供電能的電源裝置(24)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能滅火器，其特征在于所述的水平搜索傳感器 座(4)、垂直搜索傳感器座(5)均與噴水嘴座(9)固定在一起。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能滅火器，其特征在于所述的控制系統(tǒng)(21) 包括主單片微機(jī)(211)、多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)(212)、低通濾波器(213)、電壓放大 器(214)、電壓比較器(216)、峰值檢波器(215)、水平步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器(217)、垂直步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器(218);安裝在水平搜索傳感器座(4)上的水平搜索傳感器、安裝在垂直搜索傳感器 座(5)上的垂直搜索傳感器和設(shè)置在電控箱(2)內(nèi)的監(jiān)視傳感器(22)將采集 到的火焰信號(hào)經(jīng)多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)(212)輸入低通濾波器(213),再經(jīng)過(guò)電壓放大 器(214)放大，分兩路輸出一路送至電壓比較器(216)，變換成矩形脈沖信號(hào)，然后送至主單片微機(jī) (211) I/O 口；另一路送至峰值檢波器(215)輸入端，測(cè)量火焰熱輻射的幅值，峰值檢波器 的輸出接主單片微機(jī)(211) A/D輸入端；主單片微機(jī)(211)的輸出控制線分別接水平步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器(217)、垂直 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器(218)和電磁閥(219)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能滅火器，其特征在于所述的峰值檢波器 (215)由一片高輸入阻抗的雙運(yùn)算放大器芯片LF353、晶體管T,、高輸入阻抗的場(chǎng)效應(yīng)管T2 T4、記憶電容C、電阻R, R7組成；晶體管L的集電極接場(chǎng)效應(yīng)管T2的柵極，T2的漏極接電源+12V， T2的源極接 電阻Rs的一端，Rs的另一端接場(chǎng)效應(yīng)管T3的漏極，T3的源極接記憶電容C的一 端，T,的柵極接LF353的1腳；十12V、場(chǎng)效應(yīng)管T2、電阻Rs、場(chǎng)效應(yīng)管T3構(gòu)成記 憶電容C的充電回路；場(chǎng)效應(yīng)管T4的源極與記憶電容C 一端相連并接地，T4的漏極通過(guò)電阻Re接電容C的另一端；電阻Re、場(chǎng)效應(yīng)管T4構(gòu)成記憶電容C的放電回路；晶體管L的基極通過(guò)電阻R4與場(chǎng)效應(yīng)管l的柵極連在一起的K點(diǎn)，接主單片 微機(jī)(211)的輸出引腳，主單片微機(jī)(211)通過(guò)此引腳輸出信號(hào)控制記憶電容C 的充電和放電。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能滅火器，其特征在于所述的記憶電容(C) 采用聚丙烯電容器。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能滅火器，其特征在于所述的監(jiān)視傳感器 (22)由四個(gè)傳感器組成，每?jī)蓚€(gè)傳感器合用一個(gè)輸入通道，監(jiān)視傳感器共用兩個(gè)輸入通道。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能滅火器，其特征在于所述的報(bào)警系統(tǒng)(23) 包括從單片微機(jī)(231)、語(yǔ)音芯片(232)、用于設(shè)置樓層號(hào)和房間號(hào)的撥碼開(kāi) 關(guān)(233)、消防車聲芯片(234)、三態(tài)緩沖器(235)、功率放大器(236)和 揚(yáng)聲器(237);從單片微機(jī)(231)接受控制系統(tǒng)(21)中的主單片微機(jī)(211) 的控制信號(hào)；撥碼開(kāi)關(guān)(233)將開(kāi)關(guān)量輸入從單片微機(jī)(231)，從單片微機(jī)(231)控制 語(yǔ)音芯片(232),將單個(gè)語(yǔ)音合成語(yǔ)句輸出，報(bào)警時(shí)，消防車聲芯片(234)和 語(yǔ)音芯片(232)將信號(hào)送給三態(tài)緩沖器(235)，經(jīng)過(guò)功率放大器(236)放大， 由揚(yáng)聲器(237)交替輸出消防車聲和語(yǔ)音報(bào)警。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能滅火器，其特征在于所述的下機(jī)體(B)在 水平步進(jìn)電機(jī)(16)驅(qū)動(dòng)下能水平轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)水平搜索傳感器在水平方向搜索； 下機(jī)體(B)的噴水嘴(8)和水平搜索傳感器(40)、垂直搜索傳感器(50)在 垂直步進(jìn)電機(jī)(14)的驅(qū)動(dòng)下能俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)垂直搜索傳感器在垂直方向搜 索；用無(wú)觸點(diǎn)的霍爾開(kāi)關(guān)控制水平轉(zhuǎn)動(dòng)和俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)的行程。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能滅火器，其特征在于當(dāng)發(fā)現(xiàn)火情時(shí)，控制系統(tǒng)(21)首先啟動(dòng)水平步進(jìn)電機(jī)(16)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)水 平搜索傳感器(40)在水平方向搜索火源，同時(shí)多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)(212)將水平搜索 傳感器(40)的信號(hào)端與低通濾波器(213)接通，確定火源所在的方位；當(dāng)找到 火源所在的方位后，啟動(dòng)垂直步進(jìn)電機(jī)(14)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)垂直搜索傳感器(50) 在垂直方向搜索火源，同時(shí)多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)(212)將垂直搜索傳感器(50)的信號(hào) 端與低通濾波器(213)接通，確定火源的具體位置；無(wú)論水平搜索火源還是垂直搜索火源，都采用兩遍掃描第一遍掃描，正 掃，采樣與步進(jìn)電機(jī)(16或14)轉(zhuǎn)動(dòng)同步進(jìn)行，每采一次樣，將峰值檢波器(215)中的記憶電容充放電一次，這一遍掃描獲得整個(gè)監(jiān)控空間內(nèi)所有可疑火點(diǎn) 的熱輻射值和坐標(biāo)；第二遍掃描，回掃，步進(jìn)電機(jī)(16或14)帶動(dòng)搜索傳感器(40或50)依次對(duì)準(zhǔn)每一個(gè)可疑火點(diǎn)，根據(jù)火焰的閃爍頻率和熱輻射值進(jìn)行判 別，確定真正的火源。
全文摘要
本發(fā)明智能滅火器包括噴水體和電控箱，噴水體與電控箱之間通過(guò)多芯電纜相連。所述的噴水體包括上機(jī)體和下機(jī)體兩部分。上機(jī)體包括主水管、水平步進(jìn)電機(jī)和垂直步進(jìn)電機(jī)等。下機(jī)體包括下機(jī)座和噴水嘴座等。在噴水嘴座上設(shè)有一個(gè)以上的噴水嘴。在下機(jī)座右端設(shè)置有安裝水平搜索傳感器的水平搜索傳感器座和安裝垂直搜索傳感器的垂直搜索傳感器座。上機(jī)體內(nèi)設(shè)有霍爾開(kāi)關(guān)座。在所述的電控箱內(nèi)設(shè)有控制系統(tǒng)、監(jiān)視傳感器、報(bào)警系統(tǒng)和電源裝置?？刂葡到y(tǒng)的核心器件是主單片微機(jī)。報(bào)警系統(tǒng)能用語(yǔ)音和消防車聲兩種方式報(bào)警。該智能滅火器對(duì)火源定位準(zhǔn)確，可靠；搜索火源時(shí)間短，速度快，從點(diǎn)火到對(duì)準(zhǔn)火源噴水的時(shí)間不超過(guò)20秒；成本低，安裝方便。
文檔編號(hào)A62C37/00GK101543670SQ200910136719
公開(kāi)日2009年9月30日 申請(qǐng)日期2009年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月13日
發(fā)明者張友輝, 朱成果, 陸銀山 申請(qǐng)人:張友輝;張英男