[发明专利]一种火灾环境透烟雾探测方法、系统及其使用方法

权利要求书

1.一种火灾环境透烟雾探测方法，其特征在于，包括：

产生连续红外光束，并将所述连续红外光束通过参考臂路径进行成像，得到背景参考光分布图像；

将所述连续红外光束调制为周期性脉冲红外光束；

将所述周期性脉冲红外光束分束为参考脉冲光束和物探脉冲光束，所述参考脉冲光束用以经过参考臂路径进行回收，所述物探脉冲光束用以射向被探测物以产生散射并经过物探臂路径进行回收；

调节参考臂路径与物探臂路径的相对长度关系，使回收的物探脉冲光束与参考脉冲束在相干域产生全息干涉；

将产生全息干涉的物探脉冲光束和所述参考脉冲光束进行成像；

将所成图像与所述背景参考光分布图像相区分，以重构所述被探测物的形貌特征，具体为：

其中，norm为取模运算，i为虚数单位，λ为红外波长，d为参考臂长度的二分之一，Δx为成像像素在x轴的大小，Δy为成像像素在y轴的大小，m为重构图像横轴第m个像素的编号，n为重构图像纵轴第n个像素的编号，M为全息图像横轴像素总数，N为全息图像纵轴像素总数，I_h(k,l)为每一帧全息图像在横轴编号为k，纵轴编号为l处的像素值，I_r(m,n)为重构图像在横轴编号为m，纵轴编号为n处的像素值。

2.根据权利要求1所述的火灾环境透烟雾探测方法，其特征在于，所述调节参考臂路径与物探臂路径的相对长度关系，使回收的物探脉冲光束与参考脉冲束在相干域产生全息干涉的步骤，包括：

调节参考臂与物探臂的路径长度相等，完成物探脉冲光束与参考脉冲光束在相干域的选通，从而使回收的物探脉冲光束与参考脉冲束产生全息干涉。

3.根据权利要求1或2所述的火灾环境透烟雾探测方法，其特征在于，所述方法包括：对回收的物探脉冲光束与参考脉冲束在汇聚处同时进行分束，一束用以判断物探脉冲光束是否与参考脉冲光束产生全息干涉，一束用以对物探脉冲光束和参考脉冲光束进行成像。

4.根据权利要求3所述的火灾环境透烟雾探测方法，其特征在于，所述方法具体包括：当全息干涉时，探测到物探脉冲光束与参考脉冲光束输出的叠加脉冲序列幅值；

在所述叠加脉冲序列对应的高电平时间段，对所述物探脉冲光束和参考脉冲光束进行成像，而在低电平时间段停止成像。

5.一种火灾环境透烟雾探测系统，其特征在于，包括：红外光产生装置、调制装置、第一分束器、参考臂光路器件、物探臂光路器件、探测装置、成像装置以及数据采集控制装置；所述数据采集控制装置分别与所述红外光产生装置、所述调制装置、所述探测装置、所述成像装置电连接；

所述红外光产生装置，用于产生连续红外光束，经所述第一分束器、所述参考臂光路器件，由所述成像装置进行成像，得到背景参考光分布图像；

所述调制装置，用于在所述数据采集控制装置的控制下将连续红外光束调制为周期性脉冲红外光束；

所述第一分束器，用于将周期性脉冲红外光束分束为参考脉冲光束和物探脉冲光束，所述参考脉冲光束用以经过参考臂光路器件进行回收，所述物探脉冲光束用以射向被探测物产生散射并经过物探臂光路器件进行回收；

所述参考臂光路器件形成的参考臂路径为可调节，或者所述物探臂光路器件形成的物探臂路径为可调节，用于调节参考臂路径与物探臂路径的相对长度关系，使回收的物探脉冲光束与参考脉冲束在相干域产生全息干涉；

所述探测装置，用于检测所述物探脉冲光束是否与所述参考脉冲光束产生全息干涉；

所述成像装置，用于对产生全息干涉的物探脉冲光束和参考脉冲光束进行成像；

所述数据采集控制装置，还用于将所成图像与所述背景参考光分布图像相区分，以重构所述被探测物的形貌特征，具体为：

其中，norm为取模运算，i为虚数单位，λ为红外波长，d为参考臂长度的二分之一，Δx为成像像素在x轴的大小，Δy为成像像素在y轴的大小，m为重构图像横轴第m个像素的编号，n为重构图像纵轴第n个像素的编号，M为全息图像横轴像素总数，N为全息图像纵轴像素总数，I_h(k,l)为每一帧全息图像在横轴编号为k，纵轴编号为l处的像素值，I_r(m,n)为重构图像在横轴编号为m，纵轴编号为n处的像素值。