[发明专利]一种基于四波段红外火焰探测器及其火焰识别算法

权利要求书

1.一种基于四波段的红外火焰探测器，其特征在于：包括相互电连接的火焰检测红外传感器模块、第一参考红外传感器模块、第二参考红外传感器模块、第三参考红外传感器模块、微处理器模块、外部参数设置模块、4-20mA电流环输出模块和继电器输出模块，所述火焰检测红外传感器模块、第一参考红外传感器模块、第二参考红外传感器模块、第三参考红外传感器模块均包含依次顺序连接的红外传感器、信号预处理电路、二级前置放大电路、二阶巴特沃斯带通滤波电路和采集信号模数转化电路，且火焰检测红外传感器模块、第一参考红外传感器模块、第二参考红外传感器模块、第三参考红外传感器模块的采集信号模数转换电路的输出端和微控制器模块相连。

2.根据权利要求1所述的一种基于四波段的红外火焰探测器，其特征在于：所述第一参考红外传感器模块中红外感应器为2.2±0.18μm波长的红外热释电传感器。

3.根据权利要求1所述的一种基于四波段的红外火焰探测器，其特征在于：所述第二参考红外传感器模块中红外感应器为3.9±0.18μm波长的红外热释电传感器。

4.根据权利要求1所述的一种基于四波段的红外火焰探测器，其特征在于：所述第三参考红外传感器模块中红外感应器为4.8±0.2μm波长的红外热释电传感器。

5.根据权利要求2或3或4所述的一种基于四波段的红外火焰探测器，其特征在于：所述微处理器模块的核心为微处理器STM32F427，用于完成火焰识别算法。

6.根据权利要求5所述的一种基于四波段的红外火焰探测器，其特征在于：所述继电器输出模块包括故障继电器输出电路、预报警继电器输出电路和报警继电器输出电路。

7.一种火焰识别算法，其特征在于：包括如下步骤

分别获取火焰检测红外传感器模块、第一参考红外传感器模块、第二参考红外传感器模块、第三参考红外传感器模块的输出信号，并计算四个传感器模块输出信号的平均功率和真实火焰、日光干扰、人工热源干扰、人工光源干扰的信号平均功率；

其中，信号平均功率的表达式为：

(1)

四波段红外火焰探测器四路信号平均功率为：

(2)

(3)

(4)

(5)

式中：k 表示采集信号的个数；x(i)为每次采集电压信号；为权重系数(0<<1)；分别代表火焰检测红外传感器模块、第一参考红外传感器模块、第二参考红外传感器模块、第三参考红外传感器模块的输出信号；

b．依据设定的火焰探测器灵敏度，将上述4.26μm波段的平均功率值与相应的报警阈值按下式进行比较；

（6）

式中：，分别表示五个时间特征值下对应的报警阈值，且；

c．依据火焰检测红外传感器模块、第一参考红外传感器模块、第二参考红外传感器模块和第三参考红外传感器模块的输出信号的平均功率，以及真实火焰、日光干扰、人工热源干扰、人工光源干扰的信号平均功率，判断是否满足火焰报警不等式，进而控制4-20mA输出和继电器模块输出。