基于紅外熱像技術(shù)的自動(dòng)消防設(shè)備開(kāi)發(fā)

引言

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與人們對(duì)物質(zhì)生活的追求推動(dòng)了物流行業(yè)的飛速發(fā)展,與物流行業(yè)密切相關(guān)的倉(cāng)庫(kù)成為了貨物流通過(guò)程中十分重要的角色,因貨存量巨大,其經(jīng)濟(jì)價(jià)值非常高,往往一個(gè)倉(cāng)庫(kù)貯藏著流通一大片地區(qū)的包裹,因此倉(cāng)庫(kù)的安防成為了管理中重要的一環(huán)。據(jù)報(bào)道,每年因發(fā)生火災(zāi)而導(dǎo)致倉(cāng)庫(kù)失守的情況仍然頻發(fā),經(jīng)分析得知,其中原因之一是倉(cāng)庫(kù)的應(yīng)急消防力度欠缺,待火情發(fā)生時(shí),抑制火情的措施未能及時(shí)到位,包括倉(cāng)庫(kù)管理員對(duì)火情的治理專業(yè)能力比較欠缺。鑒于消防車到位需要時(shí)間,現(xiàn)場(chǎng)人員治理火情能力較薄弱的背景,提高倉(cāng)庫(kù)安防能力需要大力利用智能設(shè)備技術(shù),當(dāng)火情發(fā)生時(shí),智能設(shè)備能代替人在第一時(shí)間進(jìn)行抑制火勢(shì)的工作,包括降溫、覆蓋可燃物等。本文將研究一種基于紅外熱像技術(shù)的自動(dòng)消防設(shè)備。

1設(shè)備構(gòu)造方案

結(jié)合倉(cāng)庫(kù)的建設(shè)背景,本文所提出的方案是在倉(cāng)庫(kù)重地的外圍搭建安防的智能設(shè)備,在未檢測(cè)到火情時(shí),該消防設(shè)備被安置在指定的車庫(kù)里,通過(guò)車庫(kù)的保障可以避免該消防設(shè)備遭到雨淋日曬。車庫(kù)由里到外,本文設(shè)計(jì)了用于消防設(shè)備移動(dòng)的專用導(dǎo)軌,如圖1所示,該消防設(shè)備的移動(dòng)采用輪式移動(dòng)平臺(tái),輪式移動(dòng)平臺(tái)的上方設(shè)有剪叉式液壓抬升機(jī)構(gòu),輪式移動(dòng)平臺(tái)的前方設(shè)有用于檢測(cè)障礙物的超聲波傳感器,剪叉式液壓抬升機(jī)構(gòu)的上方設(shè)有用于監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的攝像頭以及消防水槍。據(jù)研究,紅外熱像技術(shù)可用于監(jiān)測(cè)火情,紅外熱像儀具有快速測(cè)量物體表面溫度的特點(diǎn),并且效果好,與其他測(cè)溫方法相比,其優(yōu)勢(shì)有:第一,可遠(yuǎn)距離測(cè)量:第二,即使被檢測(cè)的目標(biāo)表面溫度分布不均勻,該方法也依然適用:第三,該方法還適合應(yīng)用在有限的區(qū)域范圍內(nèi)進(jìn)行監(jiān)測(cè),能快速獲取到過(guò)熱區(qū)域的位置以及過(guò)熱點(diǎn)的位置。作為一種光電轉(zhuǎn)換器件,紅外熱像儀內(nèi)部的集成電路能將接收到的紅外熱輻射能量轉(zhuǎn)化為電信號(hào),然后利用AD轉(zhuǎn)換的運(yùn)算,將該電信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào),相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)能以圖像方式體現(xiàn),借助顯示器即可顯示。李云紅等學(xué)者的研究表明,通過(guò)對(duì)獲取的紅外圖像進(jìn)行運(yùn)算可以從該圖像讀出被測(cè)物體表面上的每一個(gè)點(diǎn)的輻射溫度值。綜合前段所述,本文提出了相應(yīng)的方法,就是在倉(cāng)庫(kù)重地外圍居高設(shè)置多個(gè)紅外熱像儀,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)倉(cāng)庫(kù)是否發(fā)生火情。

當(dāng)紅外熱像儀檢測(cè)到火情發(fā)生時(shí),設(shè)置于專用庫(kù)房的消防設(shè)備馬上啟動(dòng)工作。該消防設(shè)備由PC電腦控制,紅外熱像儀的圖像數(shù)據(jù)在該P(yáng)C電腦上運(yùn)算,實(shí)時(shí)計(jì)算著倉(cāng)庫(kù)上方的輻射溫度,溫度出現(xiàn)異常增大時(shí),PC電腦將認(rèn)定有火情發(fā)生,控制電動(dòng)閘門(mén)打開(kāi),消防設(shè)備沿導(dǎo)軌自動(dòng)駛出,到達(dá)導(dǎo)軌的指定位置后,PC電腦控制剪叉式液壓抬升機(jī)構(gòu)把消防水槍升到最高點(diǎn),并打開(kāi)電動(dòng)閥,高壓力的自來(lái)水朝向發(fā)生火情的庫(kù)房的上方射出,從而降低火場(chǎng)的溫度,抑制火災(zāi)的蔓延?；饎?shì)的情況變化可通過(guò)剪叉式液壓抬升機(jī)構(gòu)上方的攝像頭進(jìn)行查看。輪式移動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)時(shí),前方的超聲波傳感器會(huì)實(shí)時(shí)檢測(cè)軌道上是否出現(xiàn)障礙物,如果有障礙物,輪式移動(dòng)平臺(tái)會(huì)暫停,避免撞擊損壞整套消防設(shè)備,同時(shí)發(fā)出警報(bào)聲,提醒工作人員前來(lái)清障:如果軌道上沒(méi)有障礙物,該平臺(tái)將移動(dòng)到指定位置,使得消防水槍能正常作用于劃定的倉(cāng)庫(kù)范圍。

2剪叉式結(jié)構(gòu)分析

剪叉式液壓抬升機(jī)構(gòu)主要用來(lái)承載消防水槍,如圖2所示,該抬升機(jī)構(gòu)主要受豎直向下的推力,當(dāng)消防設(shè)備工作時(shí),水槍會(huì)射出自來(lái)水,從而加大向下的推力,因此選擇剪叉式液壓抬升機(jī)構(gòu)應(yīng)以最大流量狀態(tài)下消防水槍對(duì)抬升機(jī)構(gòu)的合力為其可允許的承載力。為保證該剪叉式液壓抬升機(jī)構(gòu)能長(zhǎng)期正常運(yùn)行,其最大承載力應(yīng)為最大流量狀態(tài)下消防水槍對(duì)抬升機(jī)構(gòu)的合力的1.3倍以上。該剪叉式機(jī)構(gòu)的可活動(dòng)夾角范圍接近0o~90o,然而為保證該剪叉式液壓抬升機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性,剪叉臂與水平的最大允許角度為45o,因此剪叉臂的層數(shù)就決定了抬升的最大高度,例如每一層上升的最大高度為1m,消防水槍需要上升的高度為4m,那么剪叉臂至少需要4層。如圖2所示,類似于AD、BC這樣的剪叉臂一共有四組,其長(zhǎng)度均相等,臂AD與BC通過(guò)點(diǎn)1較接,臂CF與DE通過(guò)點(diǎn)2較接,臂EH與FG通過(guò)點(diǎn)3較接,臂H1與GJ通過(guò)點(diǎn)4較接,并且較接點(diǎn)1能在相應(yīng)的滑槽中水平移動(dòng),在液壓缸的作用下能改變剪叉臂與水平線之間的夾角,從而產(chǎn)生抬升運(yùn)動(dòng)。

3結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)倉(cāng)庫(kù)失火時(shí)人工撲救不夠及時(shí)的問(wèn)題,利用紅外熱像技術(shù)與機(jī)電控制技術(shù)設(shè)計(jì)了自動(dòng)消防設(shè)備,利用紅外熱像儀檢測(cè)火情,設(shè)計(jì)自動(dòng)控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)消防設(shè)備升高對(duì)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行射水降溫,從而能夠及時(shí)抑制火情,保障人員安全,減少火災(zāi)經(jīng)濟(jì)損失。