[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

说明书

本发明公开了一种基于四波段红外火焰探测器及其火焰识别算法，旨在提供一种具有提高了探测精准度和适应环境的能力，实现了对火灾高可靠和远距离探测的目的，减少误报率的优点的一种基于四波段红外火焰探测器及其火焰识别算法，其技术方案要点是：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，提高了红外火焰探测器的精准度和适应环境的能力，实现了对火灾高可靠和远距离探测的目的。

技术领域

本发明涉及火焰探测器领域，具体涉及一种基于四波段红外火焰探测器及其火焰识别算法。

背景技术

近些年来，石油、化工、燃气等行业的工业现场火灾事件频频发生，影响了工厂生产的正常运作，甚至威胁到国家和人民的生命和财产安全。随着消防工业的快速发展，以及一些特殊领域的消防意识的加强，火灾预警的问题引起了广泛的关注。

火灾是由物体在空气或氧气中发光、发热的一种燃烧现象，多指发出热、烟、火焰的燃烧现象，火灾初期开始火焰燃烧表现出特有的特征，即火焰中含有肉眼无法辨别的不同波长的紫外线和红外线，通过收集和分析这种紫外线、红外线，就能够及时发现火灾是否存在，加强人们生命、财产安全的保护。

目前市面上应用于工业行业的三波段红外火焰探测器，虽然已经开发了来希望降低火焰假报警的各种技术，有部分改进，但对于日光、水、工业设备、背景建筑和车辆之类的表面反射光来说，改进效果不明显，假报警率仍高于预期。

目前，公开号为CN106408843A的中国专利公开了一种具备自动校准功能的三波段红外火焰探测器，它包括电源单元，用于供电；

红外探测单元，设有三个红外管，用于分别将从工作环境中探测到的火焰、人工干扰源和背景辐射的红外光线转换为红外数字信号，并将红外数字信号发送到下一级；

与三个红外管分别配对的三个红外校准灯，用于红外校准和故障自检，每个红外校准灯的光线直接入射到与各自配对的红外管；

PIC微处理器，用于控制红外校准灯的点亮或熄灭，并对三路红外信号进行综合分析，通过火焰识别算法实现火焰信号的检测。

这种具备自动校准功能的三波段红外火焰探测器虽然在一定程度上缓解了现有技术不能有效区分干扰信号、适应能力弱的技术问题，但是由于对火焰探测器来说，火焰识别算法是它的“灵魂”，识别算法的优劣对其灵敏度、抗误报特性有着决定性作用。目前对于火焰探测的识别算法，主要有持续时间法、闪烁频率分析法、信号间的数学相关分析法、与储存的频带曲线对照分析法和基于神经网络和模糊逻辑的火焰识别算法等。

其中，前5种方法都是目前火焰探测器上较常用的方法，这些方法在火焰峰值辐射波段的信号强度衰减到和背景辐射波段信号强度相同甚至还要弱的情况下，降低漏报和误报率上的效果非常有限。基于神经网络和模糊逻辑的智能火焰识别算法，需要使用已知的训练样本和相应的输出模式对识别火焰的判别规则进行反复调整。

但影响火灾的因素众多且随机出现，实际应用中无法获得所有状态的样本且由于网络训练时初始权重和阈值是随机的，因此这种方法的漏报和误报率都较高，实用性也不强，配合三波段的红外火焰探测器使用，其探测灵敏度较低，误报率较高。

发明内容

本发明的一目的是提供一种基于四波段的红外火焰探测器，其具有提高了探测精准度和适应环境的能力，实现了对火灾高可靠和远距离探测的目的，减少误报率的优点。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：