[发明专利]一种基于气体多传感阵列的棉垛火情监测系统与方法

说明书

本发明公开一种基于气体多传感阵列的棉垛火情监测系统与方法，基于气体多传感阵列的棉垛火情监测系统包括多传感器采集模块、数据查询与转发模块以及上位机接收与显示模块。多传感器采集模块设置于棉垛中，用于检测棉垛的温度、湿度以及CO浓度，数据查询与转发模块电连接多传感器采集模块，上位机接收与显示模块电连接数据查询与转发模块。其中，数据查询与转发模块将多传感器采集模块采集的温度、湿度以及CO浓度数据传输给上位机接收与显示模块，根据该些数据上位机与显示模块对棉垛进行火情实时监测与阴燃火情预警。本发明能够进行火情实时监测与阴燃火情预警，对棉垛安全堆放以及棉垛内部状态监控有极其重要的意义。

技术领域

本发明属于棉垛火情监测技术领域，具体地说，是涉及一种基于气体多传感阵列的棉垛火情监测技术与系统。

背景技术

棉花是关系国计民生的战略物资，是涉及农业和纺织工业两大产业的商品。但同时，棉纤维是各类天然纤维中最具燃烧危险性的一种，氧指数只有18～19，燃点仅为160℃，极易发生燃烧。棉花在我国的危险品分类中属于第四类“易燃固体、自燃物品和遇湿易燃物品”，在装卸、运输、贮存过程中易造成人身伤亡和财产损毁。

目前，关于纤维织品燃烧特性的研究较多，而专门针对棉花燃烧特性的研究还很少，其研究主要针对棉花阴燃的燃烧特性。Wakelyn P J等人的著作介绍了棉花的化学和物理特性、分类、生产和应用的现代考察，Bjarne C.Hagen等人研究了热通量情况对棉花阴燃的影响，结果表明热通量和材料密度均影响阴燃发生的温度。同时他们还研究了棉包密度对棉花阴燃着火温度的影响，结果表明棉花垛实密度的增加导致阴燃起火温度降低同时，阴燃造成的质量损失率随着密度的增加而增加。Chang L等人进行闷烧实验和热分析实验，研究阴燃维持和放热的特点，结果表明随样品宽度不同阴燃有逐渐熄灭、维持、甚至起明火三种情况。王青松等人初步研究了湿度对棉花自燃温度的影响，王进军等人研究了棉花早期阴燃火灾烟气蔓延规律。其他的一些研究大多是定性描述棉花库火灾的危害性及预防措施，还有一些其他研究重点为棉垛温湿度监测系统。综上所述，很少涉及棉花阴燃早期监测技术的研究。

发明内容

本发明针对籽棉纤维具有极高燃烧危险性、棉垛内部阴燃难检测的情况，提供了一种基于气体多传感阵列的棉垛火情监测系统与方法，以实现棉垛火情实时监测与阴燃火情预警。

为了实现上述目的，本发明的基于气体多传感阵列的棉垛火情监测系统，其包括：多传感器采集模块，设置于棉垛中，用于检测所述棉垛的温度、湿度以及CO浓度；数据查询与转发模块，电连接所述多传感器采集模块；以及上位机接收与显示模块，电连接所述数据查询与转发模块；其中，所述数据查询与转发模块将所述多传感器采集模块采集的温度、湿度以及CO浓度数据传输给所述上位机接收与显示模块，根据该些数据所述上位机与显示模块对所述棉垛进行火情实时监测与阴燃火情预警。

上述的基于气体多传感阵列的棉垛火情监测系统的一实施方式中，所述多传感器采集模块包括温度采集单元、湿度采集单元以及CO浓度采集单元。

上述的基于气体多传感阵列的棉垛火情监测系统的一实施方式中，所述CO浓度采集单元包括CO浓度传感器和传感器调理电路，以将所述CO浓度传感器输出的nA级电流放大调理成4-20mA标准电流信号。

上述的基于气体多传感阵列的棉垛火情监测系统的一实施方式中，所述数据查询与转发模块与上位机接收与显示模块无线连接。

上述的基于气体多传感阵列的棉垛火情监测系统的一实施方式中，所述多传感器采集模块为多个，设置于所述棉垛的不同位置。

本发明的基于气体多传感阵列的棉垛火情监测方法，其包括如下步骤：

S100，采用多传感器采集模块对棉垛的温度、湿度以及CO浓度进行检测；

S200，采用数据查询与转发模块将棉垛的温度、湿度以及CO浓度数据进行传输；