本發(fā)明屬于消防設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高效滅火車控制裝置及方法。

背景技術(shù)：

自古以來，水作為滅火劑得到了大家的廣泛應(yīng)用，不論是遠(yuǎn)古時(shí)代用容器盛水滅火，還是現(xiàn)在的滅火栓、水噴霧等滅火裝置也都離不開水作為滅火劑。使用水滅火中，人們主要對(duì)水滅火裝置和水中摻雜其它物質(zhì)兩個(gè)方面進(jìn)行了研究，所使用的水均為常溫狀態(tài)下的，而對(duì)熱水滅火還未有發(fā)現(xiàn)。

熱水滅火逐漸得到關(guān)注，效果也在一些滅火實(shí)踐中被證明，研究表明開水滅火的效果比熱水高五倍，比冷水滅火效果高十倍以上。滅火原理主要是窒息和冷卻，降低空間氧氣濃度和火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的溫度，熱水在蒸發(fā)的過程中，吸收熱量，可以降低火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的溫度；氣體體積增大，隔絕了空氣中的氧氣，起到窒息的作用。為了提高消防員以及其它使用者的人身安全保障，需要實(shí)現(xiàn)滅火的高效性，許多火災(zāi)事故的發(fā)生，都是由于目前滅火車裝置的低效，從而帶來了嚴(yán)重的后果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種高效滅火車控制裝置及方法，在大型火災(zāi)中能夠?qū)崿F(xiàn)滅火的高效性，從而提高使用者人身安全保障，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)施效果好的特點(diǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種高效滅火車控制裝置，包括若干個(gè)太陽能管1，太陽能管1安裝在滅火車的頂面和左右兩側(cè)面，給滅火車內(nèi)的水加熱，所述滅火車的儲(chǔ)水罐內(nèi)設(shè)置有溫度傳感器2，溫度傳感器2與微處理器3的輸入相連接，微處理器3的輸出與報(bào)警裝置4、LED顯示屏5、蓄電池加熱裝置6及發(fā)動(dòng)機(jī)加熱裝置7相連接，所述蓄電池加熱裝置6包括蓄電池和設(shè)置在儲(chǔ)水罐內(nèi)的電熱體，所述電熱體與滅火車發(fā)動(dòng)機(jī)連接構(gòu)成發(fā)動(dòng)機(jī)加熱裝置7。

所述太陽能管1為太陽能真空管，吸收太陽光的熱量給水加熱,熱水滅火不僅可以提高滅火的效率以及保障滅火人員的人身安全，還可以合理有效的利用能源，體現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保的思想。

所述微處理器3為嵌入式微處理器LPC2103，所述報(bào)警裝置4為蜂鳴器，在溫度低于設(shè)定值時(shí)發(fā)出警報(bào)，所述LED顯示屏5用來實(shí)時(shí)顯示水的溫度。

所述蓄電池連接有電量檢測(cè)裝置，所述電量檢測(cè)裝置與微處理器3連接。

所述微處理器3連接有光強(qiáng)檢測(cè)裝置。

在儲(chǔ)水罐外層設(shè)置有保溫層及隔熱層，保溫層用以保護(hù)儲(chǔ)水罐的水溫散失，隔熱層用以隔離儲(chǔ)水罐的高溫。

所述的蓄電池加熱裝置6用來通過蓄電池給水加熱。

所述的發(fā)動(dòng)機(jī)加熱裝置7用來通過發(fā)動(dòng)機(jī)給水加熱。

本發(fā)明還提供了基于所述裝置的一種高效滅火車的方法，通過安裝在滅火車上、左、右三面的若干個(gè)太陽能管1吸收太陽光的熱量給水加熱，用溫度傳感器2來檢測(cè)水的溫度，將獲取的水溫信息送給微處理器3處理；

當(dāng)獲取的水溫信息低于預(yù)設(shè)值80℃時(shí)，經(jīng)微處理器3啟動(dòng)報(bào)警裝置4，使得蜂鳴器鳴叫三次，同時(shí)先啟動(dòng)蓄電池加熱裝置6給水加熱，水溫信息實(shí)時(shí)顯示在LED顯示屏5；當(dāng)獲取的水溫信息大于等于預(yù)設(shè)值80℃時(shí)，則不啟動(dòng)報(bào)警裝置4，LED顯示屏5顯示水溫信息。

所述微處理器3根據(jù)檢測(cè)的光強(qiáng)信息，判斷僅利用太陽能管1將水溫加熱至預(yù)設(shè)值80℃所需時(shí)間，并顯示在LED顯示屏5上，根據(jù)該時(shí)間，由人工選擇是否開啟蓄電池加熱裝置6。

本發(fā)明還可設(shè)置太陽能光伏板，利用太陽能光伏板為蓄電池充電。

本發(fā)明還可設(shè)置第二水溫預(yù)設(shè)值60℃，當(dāng)獲取的水溫信息低于第二水溫預(yù)設(shè)值60℃時(shí)，啟動(dòng)報(bào)警裝置4和蓄電池加熱裝置6，高于第二水溫預(yù)設(shè)值60℃時(shí)，先判斷是否出警，如果不出警，則不啟動(dòng)報(bào)警裝置4和蓄電池加熱裝置6；如果出警，先計(jì)算到達(dá)出警地的最短時(shí)間t，再計(jì)算單獨(dú)用太陽能加熱水溫達(dá)到預(yù)設(shè)值80℃所用時(shí)間T，如果T大于t，則啟動(dòng)蓄電池加熱裝置6加熱，否則不啟動(dòng)。

當(dāng)啟動(dòng)蓄電池加熱裝置6后，判斷蓄電池電量，電量不足時(shí)，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)加熱裝置7給水加熱。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

由于本發(fā)明設(shè)有若干個(gè)可置于滅火車的太陽能管1，吸收太陽光熱量給水加熱，環(huán)保既節(jié)能，以及若干個(gè)溫度傳感器2，它們具有體積小，不宜損壞的特點(diǎn)。通過將太陽能管吸收的熱能給水加熱，利用溫度傳感器檢測(cè)水的溫度，經(jīng)微處理器3處理，顯示在LED顯示屏5上，當(dāng)水溫低于80攝氏度時(shí)，微處理器則啟動(dòng)報(bào)警裝置4，包括蜂蜜器鳴叫三次，以及啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)給水加熱達(dá)到預(yù)設(shè)的水溫80攝氏度，從而實(shí)現(xiàn)了滅火的高效性，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)施效果好的特點(diǎn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的硬件系統(tǒng)示意圖。

圖2為本發(fā)明的工作流程圖。

圖3為本發(fā)明的太陽能管分布示意圖。

圖4為FUZZY-PI控制器系統(tǒng)框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

參見圖1，一種高效滅火車控制裝置，包括有若干個(gè)太陽能管1，太陽能管1安裝在滅火車的上、左、右三面，與溫度傳感器2相連接；溫度傳感器2與微處理器3的輸入相連接；報(bào)警裝置4、LED顯示屏5、蓄電池加熱裝置6及發(fā)動(dòng)機(jī)加熱裝置7都與微處理器3的輸出相連接。

所述的太陽能管1為太陽能真空管，吸收太陽光的熱量給水加熱，熱水滅火不僅可以提高滅火的效率以及保障滅火人員的人身安全，還可以合理有效的利用能源，體現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保的思想。

所述的微處理器3為嵌入式微處理器LPC2103。

所述的報(bào)警裝置4為蜂鳴器報(bào)警。

所述的LED顯示屏5用來實(shí)時(shí)顯示水的溫度。

參見圖2，本發(fā)明的工作流程如下：通過安裝在滅火車上、左、右三面的若干個(gè)太陽能管1吸收太陽光的熱量給水加熱，用安裝在的儲(chǔ)水罐內(nèi)的溫度傳感器2來檢測(cè)水的溫度，將獲取的水溫信息送給微處理器3處理，儲(chǔ)水罐具有保溫層。

當(dāng)獲取的水溫信息低于預(yù)設(shè)值80攝氏度時(shí)，經(jīng)微處理器3啟動(dòng)報(bào)警裝置4，使得蜂鳴器鳴叫三次，同時(shí)啟動(dòng)蓄電池加熱裝置6給水加熱達(dá)到預(yù)設(shè)值，水溫信息實(shí)時(shí)顯示在LED顯示屏5；當(dāng)獲取的水溫信息大于等于預(yù)設(shè)值80攝氏度時(shí)，則不需啟動(dòng)報(bào)警裝置4，LED顯示屏5顯示水溫信息。

參見圖3，一種高效滅火車的太陽能管分布示意圖，太陽能管主要安裝在滅火車的頂部以及車的兩側(cè)，充分吸收太陽光的熱量，給水進(jìn)行加熱，這樣不僅充分利用了太陽能，體現(xiàn)了環(huán)保節(jié)能的理念，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了滅火的高效性，提高了人們的人身安全及財(cái)產(chǎn)安全保障。

進(jìn)一步地，本發(fā)明微處理器3根據(jù)檢測(cè)的光強(qiáng)信息，判斷僅利用太陽能管1將水溫加熱至80℃所需時(shí)間，并顯示在LED顯示屏5上，根據(jù)該時(shí)間，由人工選擇是否開啟蓄電池加熱裝置6。

進(jìn)一步地，本發(fā)明還可增設(shè)太陽能光伏板，利用太陽能光伏板為蓄電池充電。

進(jìn)一步地，本發(fā)明還可設(shè)置第二水溫預(yù)設(shè)值60℃，當(dāng)獲取的水溫信息低于第二水溫預(yù)設(shè)值60℃時(shí)，啟動(dòng)報(bào)警裝置4和蓄電池加熱裝置6，高于第二水溫預(yù)設(shè)值60℃時(shí)，先判斷是否出警，如果不出警，則不啟動(dòng)報(bào)警裝置4和蓄電池加熱裝置6；如果出警，先計(jì)算到達(dá)出警地的最短時(shí)間t，再計(jì)算單獨(dú)用太陽能加熱水溫達(dá)到預(yù)設(shè)值80℃所用時(shí)間T，如果T大于t，則啟動(dòng)蓄電池加熱裝置6加熱，否則不啟動(dòng)。

當(dāng)啟動(dòng)蓄電池加熱裝置6后，判斷蓄電池電量，電量不足時(shí)，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)加熱裝置7給水加熱。

本發(fā)明智能加熱方法：參照?qǐng)D4，采用FUZZY-PI控制思想，此控制的輸入e和輸出U之間是非線性變換關(guān)系:U＝f[e(t)]，其中f為非線性算子

控制器輸出為：

根據(jù)實(shí)際溫度與預(yù)設(shè)溫度的差值，智能調(diào)節(jié)比例參數(shù)P及積分參數(shù)I，進(jìn)行智能加熱。

常規(guī)的PID調(diào)節(jié)器，積分控制環(huán)節(jié)能消除穩(wěn)態(tài)誤差，但對(duì)動(dòng)態(tài)響應(yīng)不利；比例控制環(huán)節(jié)可以加快動(dòng)態(tài)響應(yīng)過程，但又存在穩(wěn)態(tài)誤差。使用配合適當(dāng)?shù)腜I控制則既能得到較好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，又能達(dá)到較高的穩(wěn)定精度。FUZZY-PI控制思想在控制過程中可以根據(jù)誤差及誤差的變化自動(dòng)調(diào)整誤差、誤差變化的量化因子、比例系數(shù)和積分系數(shù),從而提高控制水平,節(jié)約能源。

具體地說當(dāng)微處理器判斷預(yù)設(shè)溫度與實(shí)測(cè)溫度差值較大時(shí)，自動(dòng)適當(dāng)增加比例參數(shù)P，進(jìn)行快速加熱。(而不是突然增大比例參數(shù)P，進(jìn)行加熱，因?yàn)檫@樣會(huì)使得水的溫度值出現(xiàn)超調(diào)，浪費(fèi)能源)；當(dāng)微處理器判斷預(yù)設(shè)溫度與實(shí)測(cè)溫度差值較小時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)適當(dāng)增加積分參數(shù)I，進(jìn)行持續(xù)加熱，使得水溫具有較好的穩(wěn)態(tài)誤差。