下载文档原格式
红外成像技术在火灾探测中的应用研究火灾是一种常见的灾害，也是一种极为危险的灾害。
每年都会造成重大的人员伤亡和财产损失。
因此，对于火灾预防和控制，一直是社会各界关注的焦点。
其中，火灾探测技术是火灾防范的重要手段。
红外成像技术作为一种先进的非接触式成像技术，具有灵敏度高、响应快、准确度高等优点，已经成为火灾探测中的重要技术手段。
一、红外成像技术的基本原理红外成像技术是一种利用物体辐射的热量来进行成像的技术。
其基本原理是在特定的波段范围内，测量物体表面所辐射的红外辐射能量，通过对不同温度物体的辐射特征进行分析，得出物体表面温度分布的图像，从而实现对物体热态的检测和分析。
二、红外成像技术在火灾探测中的应用红外成像技术在火灾探测中的应用主要有两种方式：一种是利用红外热像仪进行实时监测和分析，另一种是利用红外摄像机进行录像监测和分析。
1. 利用红外热像仪进行实时监测和分析红外热像仪是一种可以实时监测物体表面温度分布的检测仪器。
通过对监测区域进行全面扫描，获取物体表面的温度分布图像，然后利用图像处理技术，将图像转换为数字信号，得出物体的温度值，并将其与预设的温度阈值进行比较，从而实现对火灾的检测和报警。
2. 利用红外摄像机进行录像监测和分析红外摄像机是一种可以采集物体表面温度分布的图像和视频的检测仪器。
通过将红外摄像机安装在关键区域，可以对火灾隐患区进行视频监测，并实时获取物体的温度变化情况。
同时，利用图像处理技术，对采集到的视频数据进行分析和处理，从而实现对火灾的及早发现和及时处置。
三、红外成像技术在火灾探测中的优势与不足优势：1. 灵敏度高：红外成像技术可以检测到物体表面微小的温度变化，因此可以及早发现火灾隐患，并对火灾风险进行预警。
2. 响应快：红外成像技术可以实现实时监测和报警，可以及时启动灭火装置，减少火灾造成的损失和危害。
3. 准确度高：红外成像技术可以通过对物体表面温度的分析，得出温度值和温度分布图像，并进行数字化处理，从而实现对火灾的准确检测。
火焰探测技术在建筑消防中的应用研究火灾是一种威胁人类生命财产安全的重大事故，处理不当会导致巨大的社会和经济损失。
因此，消防安全事业一直备受关注。
如今，随着科技的不断发展，新的消防安全技术也不断涌现，其中火焰探测技术在建筑消防中的应用研究受到越来越多的重视。
一、火焰探测技术及其分类火焰探测技术是应用于火灾预防和灭火领域的技术之一，它是通过监测火焰和烟气等指标，及时发现火灾的发生，并进行预警和报警以获得更充分的时间进行灭火救援工作。
目前，火焰探测技术主要分为光学探测、热触发探测和气体探测三类。
1. 光学探测光学探测利用火焰反射或透过特定波长的光线来监测火灾的发生。
其中，光纤光束探测技术和红外线火焰探测技术是比较常见的光学探测技术。
前者主要利用光纤光束接收火焰反射光的强度来监测火焰的存在和大小；后者则是通过监测火焰辐射的红外线特征来检测火灾。
2. 热触发探测热触发探测技术是指通过检测温度变化来发现火灾并发出预警信号。
目前，热触发探测技术主要包括电气式探测器、热敏电阻探测器和热成像探测器等。
3. 气体探测气体探测是指通过检测空气中的气体来发现火灾。
目前，气体探测技术主要包括热释放气体探测器、离子探测器和电化学探测器等。
二、火焰探测技术在建筑消防中的应用在现代建筑中，火灾的预防和控制技术已成为重点。
火焰探测技术作为其中的一个重要组成部分，在建筑消防中发挥着极其重要的作用。
它能够实时监测不同区域的火源，指导员工进行消防救援工作，并保证建筑物得到有效保护。
1. 建筑物内部的火焰探测技术建筑物内部的火焰探测技术主要采用光学探测、热触发探测和气体探测技术。
其中，光学探测技术常用于监测电气设备房、机房等设施中的火源。
热触发探测技术则通常用于监测各种型号的发电机房、存储库房等物体中的火源。
气体探测技术主要用于监测易燃易爆物品仓库等风险较大的场所。
2. 建筑物外部的火焰探测技术建筑物外部的火焰探测技术通常采用红外线火焰探测技术和光学探测技术。
基于红外图像的火灾检测技术研究一、背景介绍随着现代城市的快速发展，火灾给人们的生命财产造成了严重的威胁。
传统的火灾检测技术存在着许多缺陷，如易受环境影响，检测精度较低等。
因此，基于红外图像的火灾检测技术成为火灾检测领域的研究重点。
二、红外图像技术简介红外图像技术是一种利用物体的热能辐射进行探测的无接触检测技术。
它可以克服不同灰度与不同亮度区域存在的干扰，能够可靠地检测出物体的热辐射分布，并且具有高精度的检测能力。
红外图像技术的应用范围较广，包括热成像诊断、红外辐射测量、热力学分析、红外夜视等。
三、基于红外图像的火灾检测技术基于红外图像的火灾检测技术是通过对红外图像进行处理，提取图像中的火灾信息，将其与正常的热能辐射进行比较，从而实现对火灾的快速检测。
1. 红外火焰检测技术红外火焰检测技术是通过对物体的红外辐射进行检测，来判断物体是否燃烧。
其原理是：当有物体燃烧时，由于不同温度下的物质在红外辐射波长上的辐射功率不同，所以可以通过检测物体所发出的红外辐射能量的变化，来判断物体是否燃烧。
2. 红外烟雾检测技术红外烟雾检测技术是通过检测空气中燃烧产生的烟雾颗粒对红外光的吸收和散射作用，来判断物体是否燃烧。
其原理是：当有物体燃烧时，由于燃烧产生的烟雾颗粒会对红外光产生吸收和散射作用，从而影响红外传感器接收到的光强度，可以通过检测光强度的变化来判断物体是否燃烧。
3. 红外温度检测技术红外温度检测技术是通过检测物体表面的红外辐射能量来反演物体表面温度的一种技术。
其原理是：物体表面吸收辐射能量后，会处于一个热平衡状态，也就是说，物体表面辐射出的红外辐射能量与它所吸收的辐射能量相等。
而物体表面的红外辐射功率与其表面温度成正比，因此，可以通过检测物体表面的红外辐射功率来反演其表面温度的高低。
四、基于红外图像的火灾检测技术的发展与应用前景目前，国内外相关机构和企业对基于红外图像的火灾检测技术进行了广泛的研究和应用。
随着新型传感器技术的不断发展和检测算法的不断优化，该技术已经成为一种非常有效的火灾检测手段。
浅谈火焰探测器在高大空间场所的应用摘要：针对火灾自动报警系统中使用较多的点型感烟、感温探测器不能满足单层高度超过12米的高大空间建筑火灾初期探测的现状，本文通过对目前单层高度超过12米的高大空间建筑中应用广泛的火灾探测技术进行分析对比，并通过分析实际工程项目的建筑特性和火灾特性，选择火焰探测器来实现该工程的火灾探测，为火焰探测器在高大空间建筑的火灾探测设计应用中提供参考。
关键词：火灾探测；高大空间场所；火焰探测器；1引言当今，随着社会经济的发展和建筑技术水平的提高，我国正处于工业生产和城市建设飞速发展阶段，催生出越来越多的高大空间厂房建筑以及各种特异性建筑。
高大空间建筑的单层高度往往超过12米，根据现行国家标准规范《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116-2013），点型感温探测器仅适用8米以下的高度空间，点型感烟探测器仅适用12米以下的高度空间，导致传统的点型感烟、感温探测器无法在此类建筑的火灾初期探测设计中得到充分利用。
同时，由于建筑功能多样、结构复杂以及建筑内部环境的制约等因素，使其存在更大的火灾风险和火灾危害，给此类建筑的火灾探测带来了极大的困难和挑战。
本文针对高大空间建筑的火灾特性，对目前适用于高大空间建筑的三种火灾探测技术：线型光束感烟火灾探测器、吸气式感烟火灾探测器以及火焰探测器进行了归纳和对比。
并针对某锅炉生产联合厂房项目的实际概况，选择合适的火焰探测器作为火灾初期探测设备，实现报警迅速、误报率低的火灾自动报警。
2高大空间建筑的火灾探测技术火灾探测的基本目标是对可能发生的火灾实现早期探测，并且与其所处建筑、环境、人员特性和谐匹配。
影响火灾探测有效性的因素主要有：（1）探测器产品工程适应性，包括产品的火灾探测灵敏度、环境适应性、易安装维护、系统兼容性等。
（2）火灾早期特性，包括建筑物内可燃物分布情况及早期火灾产物特性。
（3）建筑物特性，包括建筑物的空间高度、顶棚形式、平面尺寸及梁柱分布、使用用途等。
2024年高大空间火灾探测技术展望引言：火灾是一种极其危险和破坏性的事件，不仅威胁人们的生命安全，还带来巨大的财产损失和环境污染。
在高大空间，如太空站、卫星和飞船等，火灾更是一项严重的潜在威胁。
因此，火灾探测技术在高大空间中的发展具有重要意义。
本文将展望____年高大空间火灾探测技术的发展趋势，并介绍一些可能的创新和改进。
一、人工智能与机器学习在火灾探测中的应用人工智能和机器学习技术已经在各个领域取得了重要的突破，在火灾探测中也有广阔的应用前景。
____年，我们可以预见，人工智能和机器学习将在高大空间火灾探测中发挥越来越重要的作用。
通过对大量的火灾数据进行分析，人工智能系统可以学习到火灾的特征和模式，从而提高对火灾的准确性。
同时，人工智能和机器学习也可以实现对火灾的实时监测和预测，以便及时采取相应的措施。
二、红外摄像技术的改进红外摄像技术是一种常用的火灾探测技术，可以通过测量物体表面的热量来检测火源。
然而，现有的红外摄像技术在高大空间应用中存在一些局限性，如分辨率不高、检测距离有限等。
____年，我们可以预计红外摄像技术将得到进一步的改进和突破。
新一代的红外摄像设备将具备更高的分辨率和更远的检测距离，能够更准确地探测火源，提高火灾的预警和处理能力。
三、新型传感器技术的应用传感器技术是火灾探测的关键技术之一，可以通过感知环境中的各种参数来监测火灾的发生。
____年，我们可以预期，新型传感器技术将广泛应用于高大空间火灾探测中。
这些新型传感器具有更高的敏感度和更广泛的测量范围，可以检测各种火灾相关的参数，如温度、气体浓度、烟雾等。
同时，这些传感器还能和其他设备进行无线通信，实现火灾信息的及时传输和处理。
四、无人机技术的发展无人机技术是一项快速发展的新兴技术，已经在火灾探测和应急救援中得到了广泛的应用。
____年，我们可以预料，无人机技术将进一步发展，并在高大空间火灾探测中发挥重要作用。
通过配备火灾探测设备和传感器，无人机可以高效地巡查和监测高大空间中的火灾情况。
大空间图像型火灾探测和自动灭火技术的研究发布时间：2021-03-29T10:00:33.003Z 来源：《科学与技术》2021年第1期作者：刘虎晓郝冰[导读] 图像型火灾探测以及自动灭火技术指的是使用CCD摄像头，刘虎晓郝冰河北省消防救援总队应急通讯与车辆勤务大队 050000摘要：图像型火灾探测以及自动灭火技术指的是使用CCD摄像头，把现场的彩色图像以及红外图像输入到计算机，随后使用图像处理算法，通过图像识别是否发生火灾。
一旦出现火灾，就可以明确火灾的空间位置，从而实现灭火系统以及报警疏散系统的自动启动。
本文根据图像特征实现火灾探测以及自动灭火技术，从而更好的开展灭火救援。
关键词：大空间；图像型火灾探测；自动灭火技术火灾是一种常见的自然灾害。
近年来，随着经济的快速发展，各种高层建筑群不断涌现。
在高层建筑中，由于人口密集和财产集中，消防安全问题更加突出。
目前，火灾探测技术的误报率很高，因此迫切需要对火灾探测技术进行进一步的研究。
而且，随着对消防安全要求的日益严格，能够将火灾损失降至最低的实时自动灭火系统必将成为未来消防安全的主流设备。
因此，开发火灾探测和自动灭火系统，实时有效地监控火灾，减少火灾造成的损失是消防技术领域的重点研究内容。
一、火灾的发展过程火灾作为一种燃烧现象，随着时间的变化会逐渐失控，导致出现严重威胁，但是火灾也有一定的规律。
另外，火灾发生过程中会出现一系列物理和化学反应，还会存在随机性。
通常来说，火灾发展过程都有五个阶段：初期阶段、剧烈阶段、下降阶段以及灭火阶段。
当固体物质燃烧的时候，15分钟内火势都不大，烟气流动速度也非常慢，而且辐射热度很低，火势不会大范围蔓延，在这个阶段进行灭火，不需要很多人力和物力，损失比较小。
自动火灾探测技术的原理是：通过分析火灾过程的特征，将其作为火灾探测和识别的参数，从而实现自动探测并发出火灾警报，这样可以有充足时间开展抢救或逃生，从而避免火灾损失。
• 167•近年来红外热像仪技术在民用、医疗、军事和航天领域得到了广泛的应用，由于红外热像仪的快速发展使得成本变得越来越低，更多的人关注到这一领域的潜在价值。
红外热像仪有测温型和非测温型两种，由于测温型红外热像仪技术变得成熟，测温型红外热像仪被广泛的应用于安防、电力监测、森林火灾监测等方面。
本文主要应用测温型红外热像仪对室内火灾进行监测，利用红外热像仪感知室内温度的变化将报警信息通过4G 模块以发送短信的方式提醒用户。
1.红外热像仪简介红外热像仪探测温度的原理是利用物体本身都含有红外辐射这一特性，将物体的红外辐射经过红外光学系统将接收的电磁波信号转换为电信号，经放大、数据处理最终转换为可视的热图像（陈一明，红外热像仪测温精度的研究：燕山大学，2017；程丽鹏，红外热像仪的超高温度场测量技术研究：中北大学，2017）。
本文使用的是测温型红外热像仪，测温型红外热像仪与非测温型红外热像仪相比，测温型红外热像仪可以直接从物体表面读出温度值，而非测温型则不可以，但测温型红外热像仪的测量距离比较短。
2.系统的总体设计2.1 系统框架图本文使用的核心控制器为意法半导体的32位高性能微控制器STM32F103CBT6。
系统主要通过红外热像仪感知室内温度的变化，如果发现温度异常，温度明显高于室内正常温度，并且一直在扩散，核心控制器在分析完数据后，判定是火灾信息就会控制4G 模块发送报警信息。
用户也可以发送信息控制步进电机旋转360度来观测室内的温度异常信息。
系统框图如图2.1所示：图2.1 监测报警系统的系统框架图2.2 系统模块的电路设计2.2.1 STM32核心控制器电路设计STM32核心控制器电路主要由硬件复位电路、SW 下载端口、红外热像仪模块和4G 模块四部分组成。
其原理图如图2.2所示：图2.2 STM32核心控制器原理图（1）复位电路STM32有多种复位方式：上电复位、系统复位和备份区域复位，复位电路的好处是在STM32发生异常或其他特殊情况使STM32恢复到初始状态。
电子技术• Electronic Technology80 •电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering【关键词】高大空间 红外热成像 网络传输 预警针对辖区内的森林、园林、大型公园、大型商场、会展中心、影剧院、博物馆等火灾易发多发区域，存在较大安全隐患，一旦发生火灾，无法快速遏制，并且对整个区域将带来巨大的损失。
对于在森林、园林等开阔地区，长期以来，基本上采取较落后的传统防火手段，如人工巡逻、常规可见光监控等，无法快速发现火情从而将火点及时扼杀。
对于具有高大空间的建筑中也一般采取传统的探测报警器对火警进行预警。
一般有：通过探测大空间内颗粒物浓度的光电、离子、吸气式感烟探测报警器进行探测；通过探测大空间内的温度变化的感温火灾探测器进行探测；通过探测大空间内火焰发出可见光的波长的红外、紫外火焰探测器进行探测；通过探测由于烟气和热骚动影响光线强度变化的线型光束火灾探测器；通过捕捉分析火灾特征进行图像分析来识别火焰特征进行探测报警的图像型火灾探测器。
每种探测方法都有各自的优缺点以及局限性。
1 大型空间的火灾监测方法所谓的大空间，一般指森林、园林、大型公园、大型商场、会展中心、影剧院、博物馆等。
对于森林、园林、大型公园等属于室外超大空间，对于大型商场、会展中心、影剧院、博物馆属于在建筑物内部的高大空间。
所以目前不同类型的大空间区域所用的防火监控所采用的手段也是不同的。
1.1 室外大区域的火灾监测对于森林、园林、大型公园等开阔的大型区域采用的防火监控手段一般是比较传统的。
由于在室外，所需监控的空间较大，如果安装传统的火灾探测报警器会有很多局限性。
例如：（1）不易安装。
（2）所需探测器数量过多，成本造价过高。
红外热成像技术在大空间区域防火监控中的应用文/袁琳1 左超2（3）后期维护成本过高。
（4）探测器供电有局限性。
本文力图引将红外热成像技术引入到消防防火监控系统中，相对于传统的火灾监控防控方法，红外热成像技术具有一定的优势。
红外传感技术在火灾监测中的应用研究一、绪论随着人们对火灾安全的要求日益提高，火灾监测技术也日趋成熟，红外传感技术在火灾监测中的应用前景广阔，成为目前比较热门的研究方向之一。
本文旨在探讨红外传感技术在火灾监测中的应用原理以及具体应用研究。
二、红外传感技术在火灾监测中的原理红外传感技术是指利用物体在红外光谱区域辐射能的变化来测定其温度或识别物体的特征，是一种能量测量技术。
红外传感器利用物体发出的红外辐射能来检测物体表面的温度或者物体是否存在。
红外传感器的原理是根据物体辐射出的红外能量来测量物体的温度或者物体表面的特征。
火灾监测中，红外传感技术主要是利用红外能量检测烟雾或火焰的存在。
当火灾爆发时，由于燃烧产生的大量热量，会使物体表面发出明显的红外辐射能，红外传感器便可通过检测该辐射能量来判断是否存在火焰。
三、红外传感技术在火灾监测中的应用研究3.1 红外传感器在火灾监测领域的应用红外传感技术已经被广泛应用于火灾监测领域。
例如，将红外传感器安装在建筑物的天花板上，可以监测整个房间内的温度变化和火焰等物体的存在情况。
当火灾发生时，红外传感器能够即时检测到火焰，同时判断火焰的位置和大小，从而提醒人们及时进行防火处理。
3.2 红外传感技术在火灾预警中的应用另外，红外传感技术还可以用来进行火灾预警。
通过采用多个红外传感器构成网络来实现对于大范围室内区域的监测。
当某一区域温度或火焰超过事先设定的阈值时，红外传感器便会即时启动报警器，发出警报，提醒人们进行房间的疏散和消防工作。
这种方法可以大幅度减少火灾事故的发生、缩短火灾扑灭的时间，保护人们的生命安全。
3.3 红外传感技术在火灾现场指挥中的应用红外传感技术在火灾现场指挥中也起到了重要作用。
当火灾发生时，消防部门可以通过设置的红外传感系统来实时监测火灾的规模和扩散情况，从而提供指挥决策的参考。
例如，当火势扩散到一定的距离时，消防指挥部就可以根据采集到的数据来判断火灾的布局和规模，并相应地调整灭火措施，提高抢险效果。
高大空间火灾探测技术展望范文随着人类社会的发展，高大空间的建筑物和设施越来越多，例如高层建筑、大型工厂、体育馆等。
然而，这些高大空间存在火灾发生的风险，一旦发生火灾，后果不堪设想。
因此，高大空间火灾探测技术变得至关重要。
本文将探讨高大空间火灾探测技术的发展，并展望未来的发展方向。
高大空间火灾探测技术的发展可以追溯到20世纪初。
当时，人们主要依靠人工巡逻和手动报警器来发现火灾。
然而，这种方法存在许多限制和不足。
首先，人工巡逻无法实现全天候、全天时的监测。
其次，手动报警器需要人员在发现火灾后及时拉动报警装置，而且往往存在误报和漏报的情况。
因此，人们迫切需要一种更加高效、准确的火灾探测技术。
随着科技的进步，高大空间火灾探测技术得到了巨大的发展。
现代化的高大空间火灾探测设备采用了各种先进的传感器和监测器件，能够实现自动化的火灾探测和报警。
其中，最常用的传感器是烟雾探测器和温度探测器。
烟雾探测器能够通过检测烟雾粒子的浓度来判断是否发生火灾，而温度探测器则可以检测空间内的温度变化。
通过对这些传感器信号的处理和分析，可以及时准确地发现火灾并发出警报。
然而，现有的高大空间火灾探测技术仍存在一些问题和挑战。
首先，目前的传感器对于特定环境中的火灾探测具有一定局限性。
例如，在含有较多湿度和粉尘的环境中，传统的烟雾探测器可能会出现误报或漏报的情况。
其次，高大空间火灾的发展速度非常快，火势很容易迅速蔓延，因此火灾探测设备需要具备快速响应的能力。
然而，目前的火灾探测设备的响应速度还有待提高。
另外，传感器的可靠性和稳定性也是一个需要解决的问题。
在未来，高大空间火灾探测技术将继续朝着更加智能化和先进化的方向发展。
首先，随着人工智能和大数据技术的快速发展，将有更多的智能算法和模型被应用于高大空间火灾探测中。
这些算法和模型能够对传感器信号进行深度分析和处理，从而提高火灾探测的准确性和稳定性。
其次，未来的高大空间火灾探测设备将更加注重多传感器的融合和互联互通。
智能化大空间红外火焰探测问题研究高俊林 余仲秋 孟伟解放军信息工程大学数理系光信息教研室, 河南郑州 450000摘 要：研究了大空间火焰探测的基本原理，提出了一种可行的解决方案。
阐述了系统的整体构想和关键技术，并讨论了其局限性和功能扩展。
关键词：火焰检测 模拟信号 数据采集 水炮系统1 大空间红外火焰探测技术面临的问题及发展现状大空间消防问题，如展览中心、体育馆、大型剧院、会议中心、机场、机库、大型物资仓库、加油站、钻井平台等场所的消防灭火问题，是一个世界性难题。
虽然涉及到很多技术层面，如传感系统、通讯系统、自动报警系统、智能快速反应系统、灭火水炮系统以及整个系统的集成等等，但最根本最关键的问题还在于火焰的早期可靠探测和空间精确定位，在于排除各种干扰因素，可靠检出、甄别火焰信号，在于合理解决漏报和误报这对矛盾。
目前采用的技术和方法很多，例如空气采样感烟探测技术、红外光束线型感烟探测技术、分布式光纤、气体传感器、CAN 总线分布式系统、图像型遥感探测技术、紫外光火焰探测技术等等。
这些技术和方法，有的不适合大空间远距离的环境特点，有的可靠性差，技术上尚待完善，有的成本较高，性价比低，总之与市场需求尚有一定的距离。
科学技术的进步，尤其是传感器技术、计算机技术、网络技术与信息技术的发展以及人工智能与模式识别理论的实用化，为开发新一代火灾监控系统提供了有力的技术支持。
现代消防技术有两个明显的发展方向：一个是智能化，即以单片机、计算机为中心，对火灾信号进行智能化判别；另一个是一体化，包括分布式复合探测、网络化和各子系统的联动。
2 大空间红外火焰探测基本原理及解决方案火警探测是火灾监控及消防系统的基础和核心。
物质燃烧是一种伴随有烟、光、热的化学和物理过程[3]。
火警探测就是以该过程中产生的各种现象为依据，获取火警信息，并把这种信息转化为电信号进行处理。
无论哪种探测方式，探测器采集的数据或信息都不可避免地受到不确定因素的影响。
例如：烟雾的浓度和温度常常受到各种气流的干扰，感光类型的探测器也会受到各种因素（如日光、照明灯光、各种电磁扰动等）的干扰。
这为火警的识别造成了很大的难度，也是传统火灾监控系统无法解决的一个难题。
各种明火火焰都会发出波长比红光更长的电磁辐射，这种人眼看不见的电磁辐射即红外光。
通常将红外辐射的波长范围定为0.8～1000微米，并可粗略地分为三个波段：（1）近红外的波段为0.8～2.5微米；（2）中红外的波段为2.5～25微米；（3）远红外的波段为25～1000微米。
目前火焰探测大多采用中红外光谱中的m 15.04.35μ±波长，该波长刚好在红外光传播的“大气窗口”内，大气对该波长红外光有较大的透过率。
本文提出一种基于“红外热释电传感器+单片机+PC 主机+通讯网络”的模拟量、智能化火焰探测技术。
其要点是：以火焰所发出的红外光为信号源，经空气传输及光学系统会聚后，被红外热释电传感器接收，转换为电信号；该电信号经初步放大后，再经运算放大器放大处理后传输给单片机，单片机可以实现A/D 转换，可以通过编程对火焰信号进行初步的辨别，滤掉部分干扰信号；单片机可以与主计算机（PC 机或工控机）进行串行通讯；主计算机应该有良好的人机交互界面，可以综合各方面信息，用一定的算法和程序对火警信号进行进一步的智能判断，确定火灾的参数并能精确定位火焰方位。
主计算机还应自动连接报警系统和自动灭火水炮系统，实现无人值守，自动反应，智能化精确灭火。
系统结构如图所示：图1 系统信号处理流程图光电探测的方法大致分为光子探测和热探测两大类[2]，热探测又分为温差热电偶、热敏电阻和热释电等方法。
因为红外光的热效应比较明显，所以用热释电方法作红外光探测是一个不错的选择。
热释电红外材料有多种，如硫酸三甘肽（TGS ）、铌酸锶钡（SBN ）、钽酸锂(LiTa02)及压电陶瓷等。
钽酸锂(LiTa02)具有反应速度快，理化性能稳定且响应率几乎不随温度变化等诸多优点[2]，热释电红外传感器是目前国内外探测率最高的热释红外传感器，其响应速度可达，峰值探测率可达108 以上。
s 1012−PD λ普通的光学玻璃透镜对红外光是不透明的，所以红外光透镜须由特殊材料制成。
制作红外透镜的材料有多种，选择时不仅要考虑材料对红外光的透射率，折射率等性能，还要考虑材料的物理化学性能，如硬度、强度、稳定性等等。
有些情况下还需要镀膜，其作用主要是增透和选择波长。
大空间通常是指高度超过8m ，探测范围超过60m 的情形。
由于光强随探测距离增加而快速减小，所以对于不同的探测距离，应设置不同的探测灵敏度，这既可以由光学部分来实现，也可以由电路部分来实现；既可以由硬件部分来实现，也可以由软件部分来实现。
火焰探测是被动接受的直接探测。
光学系统设计，可参考如下公式[1]：2/1n S 2/1d *r211)V V ()f (A D A J L ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡Δ=ττ其中：L 为探测距离，为探测器光敏面面积，为光学系统口径，d A r A n S V V 为信号信噪比，f Δ为系统带宽，为单位立体角辐射功率，为比探测率，1J *D 1τ为大气透射率，2τ为光学系统透射率。
从中可以看到，为了探测大空间较远距离火情，应选用具有较大比探测率的热释电探测器，光学系统孔径不应太小，探测器光敏面面积不应太大，带宽不应太宽，为此可以加装镀膜窗口来选择透射波长，另外信号信噪比不应太大，但太小也不行。
一种限制背景功率的方法是限制视场角[1]。
红外热释电传感器为几乎纯容性器件，阻抗非常高，须高输入阻抗负载作电路匹配，所以常用JEFT 结型场效应管作为前置放大。
电信号经滤波处理之后送给数字运算放大器再放大百万倍以上，传送给单片机系统。
智能化火灾探测技术要求探测器能够连续检测监控区域的火灾参数，火灾探测器本身可以不去判定火警，只是将电流、电压变化信号通过编码电路和总线传送给主机，而将所有判断过程放在主控制计算机中，由主控制计算机实现数据记忆、存储、计算、分析和统计处理，根据设定的火灾模型来判断该信号是否为火灾信号，同时对外界非火灾因素的变化实施自动补偿，对电干扰及线路分布参数的影响进行自动处理。
还可根据现场的不同环境，在报警控制器中用软件设置探测器的灵敏度。
智能化模拟量火灾探测器实质上就是作为火灾探测用的传感器，其输出值能够真实地再现变化着的输入量。
整个监控系统中可能有多个探测器，呈分布式排布，每个探测器上都有单片机系统，其作用是把采集到的现场信号进行必要的分析处理，然后进行初步的火灾判断。
然后通过网络系统将数据传输给主控制计算机。
主控制计算机作为整个系统的“大脑”，通过一定的算法和逻辑判断最终排除各种干扰因素，确认火焰信号，甚至确认火焰方位及火焰类型。
为了便于系统维护、移植和功能扩充，系统采用模块化设计方法，各个功能模块既功能明确又紧密配合。
具体应包括如下功能模块：红外光信号处理子系统、电信号处理子系统、数据采集子系统、网络通讯子系统、火焰判断子系统、与其它系统外联子系统以及故障处理子系统等等。
如下图所示。
图2 系统功能模块单片机除了具有数据采集、A/D转换等功能外，还具有编程功能，具有精确的内部时钟，可以进行精确记时和频率测量[5]，因此将部分干扰信号从火焰信号中分离出来，对火焰信号做出初步判别是可能的。
单片机的采用，使得以前需要硬件完成的功能，现在可以通过单片机中的软件程序来实现，使探测与控制更加容易，电路结构更加简单，增加了电路的可靠性。
我们可以在电路结构不做大的调整的前提下，随时更新探测器软件，使其性能更强大、更稳定、更可靠[4-6]。
外联子系统是火焰探测系统与其它相关系统的接口，如与自动报警系统、自动灭火水炮系统、楼宇智能化监控系统等的互联。
故障处理子系统负责火焰探测系统自身故障及各种异常情况的处理，特别是针对硬件故障，如电源或信号线路短路或断路、传感器遗落、内部元器件损坏等，应能及时发出故障报警，以便及时处理。
3 局限性与功能扩展由于环境中的背景光、气流、灰尘、温湿度、电磁场、电瞬变、静电以及人为干扰的影响和不规律性，加之火源本身的多样性、复杂性和不可预知性。
目前广泛使用的任何一种传感器和探测方法在探测火灾方面都不可避免的存在不足和“盲区”，对于大空间、复杂场所和特殊环境，干扰因素可能更不确定，误报、漏报情况在所难免。
用红外热释电的方法远距离探测火焰，与紫外的方法、烟感的方法、感气体浓度的方法、图像识别的方法等等相比，有着其它探测方法所不具备的特点和优越性。
用单片机和主控计算机进行数据采集和火焰识别，可以大大提高火焰探测的智能化程度和可靠性，从而最大限度防止误报漏报。
基于以上考虑，文中提出的大空间智能化火焰探测系统可作以下方面的功能扩展[6]：1）与其它类型探测器复合以红外光信号为主，结合火焰燃烧时的其它物理、化学特征量进行综合分析、比对，根据一定的逻辑和算法，排除干扰因素，确认火焰信号。
比如，红外探测与紫外探测的复合、红外探测与气体探测的复合、红外探测与温度探测的复合等等。
2）采用模糊逻辑、神经网络等高新技术进行多级识别在主控制计算机上，采用高级语言编程，采用模糊逻辑、神经网络等高级算法和软件进行多级智能判定，大大提高火灾探测的可靠性。
比如通过滤波选通，检出火焰燃烧的固有跳动频率，据此可排除背底日光、各种灯光、火炉、烤箱等信号。
利用多机联动、多探头冗余，分布式复合探测可有效减少误报漏报。
对现场采集到的大量信息，进行空域特性和时域特性分析，根据一定的算法进行逻辑判断，也是值得考虑的发展方向。
3）与自动灭火水炮系统联动在主控制计算机确认火焰信息并精确测定火焰方位后，自动发出指令，启动灭火水炮系统，自动寻找火焰目标，设定水炮系统参数，实施灭火作业。
火焰探测系统可复检灭火效果，确认火焰熄灭。
4 结束语大空间智能化火焰探测系统是半导体技术、计算机技术、网络通讯技术应用于传统消防领域的一次尝试。
其目标是针对较大空间的消防报警和灭火问题，实现无人值守，智能化判断，自动反应，精确灭火。
初步试验表明，该系统具有现实的可行性和实用性，具有广阔的发展前景。
参考文献[1]王庆有等.光电技术. 北京：电子工业出版社，2005.[2]江月松等.光电技术与试验. 北京：北京理工大学出版社，2000.[3]严传俊等.燃烧学. 北京：北京理工大学出版社，2000.[4]李大友等.微型计算机接口技术. 北京：清华大学出版社，1998.[5]张义和等.例说8051. 北京：人民邮电出版社，2005.[6]杨刚等.电子系统设计与实践. 北京：电子工业出版社，2004.The research of Intellectualized InfraredFlame survey for big spaceGAO Jun-lin YU Zhong-qiu MENG WeiCollege of science, Information Engineering University ,Zhengzhou, 450000, ChinaAbstract: This paper researches a basic principle of flame survey for big space, and a feasible solution is proposed, which introduces the systematic whole construction and key technology , at the same time we discuss its limit and expansion of its function.Keywords: fire detecting; analogue signal ; data acquisition; fire gun。
