專利名稱：一種自動探測報警消防滅火槍的制作方法
技術領域：
本發明屬于消防器材技術領域，具體涉及機電一體化自動搜索識別火焰、自動報警、自動滅火的裝置。
現有的消防滅火槍由于沒有自動探測識別火焰、自動報警及自動滅火功能，一般只能在火災發生發展到被人發現后，才由消防人員手持操作進行滅火。在一些不宜人員接觸的場合，特別是有毒等場合，消防滅火人員須裝備特殊的防毒面具等才能進入火場滅火，不僅十分不便，而且十分危險。常規的水噴淋消防滅火系統，一般設置為分區探測，當發現火災時，也是分區打開水噴淋來滅火，該類分區設置的滅火裝置不能靈活機動地一槍多用，施工工程量大，消耗材料多。
本發明的目的是提供一種自動探測報警消防滅火槍，能夠在設定的監控范圍內自動探測搜索和定點識別火焰、自動發出火災報警，并在火災早期自動撲滅火焰。
附
圖1為本發明自動探測報警消防滅火槍的機械電路邏輯結構原理框圖；圖2為該自動探測報警滅火槍的機械結構示意圖；圖3為圖2的A-A剖面視圖，主要顯示火焰探測器部分的機械結構；圖4為圖2的B-B剖面視圖，主要顯示滅火槍部分的機械結構；圖5為圖3的C-C剖面視圖，圖6為圖4的D-D剖面視圖；圖7為自動探測報警消防滅火槍的運動控制電路原理圖；圖8為自動探測報警消防滅火槍工作過程算法流程圖。
這種自動探測報警消防滅火槍，特征在于包括滅火槍控制器1、火焰探測器2、火災報警器3、滅火槍4以及電源16組成；所述滅火槍控制器1包括單片機及相應的滅火槍工作程序控制算法5(以下簡稱單片機5)、運動控制電路7以及鍵盤6組成；所述火焰探測器2由火焰信號采集器8和火焰信號整形電路9組成，其中火焰信號采集器8包括兩個相互平行設置的火焰探頭17、以及兩個控制其作水平運動步進電機23、一個控制其作俯仰運動的步進電機30及其傳動機構組成；所述火災報警器3由火災報警電路10和聲光報警器11組成；所述滅火槍4由滅火槍噴頭15及其水平定位器12、俯仰定位器13和滅火槍噴頭開關器14組成；所述水平定位器12包括控制滅火槍噴頭15水平方位角的步進電機38及其傳動機構和運動控制電路7中涉及步進電機38的驅動電路部分組成；所述俯仰定位器13包括控制滅火槍噴頭15俯仰角的步進電機44及其傳動機構和運動控制電路7中涉及步進電機44的驅動電路部分組成；所述滅火槍噴頭開關器14包括滅火劑電磁閥開關50、滅火槍噴頭開關電路組成；當由鍵盤6中的啟動/關閉按鈕向滅火槍控制器1發出啟動信號，運動控制電路7使兩個步進電機23和另一個步進電機30分別作正/反向旋轉兩個步進電機23的旋轉運動分別通過傳動機構帶動兩個相互平行設置的火焰探頭17同步作水平方向轉動，另一個步進電機30的正/反向旋轉，通過傳動機構帶動探測器平臺24作俯仰運動、由此帶動兩個火焰探頭17同步作俯仰運動，從而實現火焰探頭17掃描搜索火焰；與此同時，火焰信號采集器8采集火焰信號，經火焰信號整形電路9整形后送至單片機5進行分析，判斷是否有火災發生；在確認有火災發生時，單片機5使火災報警器3發出火災警報信號，并根據控制火焰探頭運動的步進電機的位移數據計算出火焰發生的座標，發出信號使運動控制電路7控制步進電機38作正/反向旋轉，通過傳動機構使滅火槍噴頭15指向火焰的方位，控制步進電機44作正/反向旋轉，經傳動機構帶動滅火槍噴頭15至合適的俯仰角度；然后單片機5發出信號，通過運動控制電路7打開滅火槍噴頭開關器14，使滅火槍噴頭15噴出滅火劑進行滅火；同時，火焰探測器仍不停地探測火焰信號；當滅火槍控制器1接收到火焰被撲滅信號后，停止火災報警信號，并發出關閉滅火槍噴頭開關器14的信號，滅火槍噴頭15停止噴出滅火劑。
本發明自動探測報警消防滅火槍的機械結構包括火焰探測器2部分的機械結構和滅火槍4部分的機械結構。
所述火焰探測器2部分的機械結構，包括互相平行設置、相距一定距離的兩個火焰探頭17及相應的傳動機構，兩個步進電機23和另一個步進電機30及相應的傳動機構組成；在單片機5的控制下，由運動控制電路7使兩個步進電機23的正反向旋轉分別通過傳動機構帶動兩個火焰探頭17做水平運動，使步進電機30作正反向旋轉，通過傳動機構帶動探測器平臺24作俯仰運動、由此帶動兩個火焰探頭17同步作俯仰運動，從而實現火焰探頭17掃描探測火焰。
所述滅火槍4部分的機械結構，包括滅火槍噴頭15、滅火槍平臺40、步進電機38和44以及傳動機構和底座33組成；在單片機5的控制下，由運動控制電路7使步進電機38作正反向旋轉，通過傳動機構帶動滅火槍噴頭15作正反向旋轉，確定滅火槍噴頭15指向的方位，使步進電機44作正反向旋轉，通過傳動機構帶動安裝在連接軸42上的連接件47作俯仰運動，帶動與之相連接的滅火槍噴頭15作俯仰運動，調整滅火槍噴出滅火劑的距離。
本發明自動探測報警消防滅火槍采用的電路，包括控制滅火槍噴頭15和兩個火焰探頭17運動的五臺步進電機的運動控制電路7，以及火焰信號整形電路9、火災報警電路10、滅火槍噴頭開關電路和鍵盤電路。
所述運動控制電路7，包括單片機芯片U1、電阻R1～R11、電容C1～C3、晶體管T1～T11和4腳插座CH1～CH5、2腳插座CH6組成；其中，U1的XTAL2、電容C2的一端和晶振的一端相接，U1的XTAL1、C3的一端和晶振的另一端相接，電容C2和C3的另一端與U1的GND相接；U1的RESET與C1的負極、電阻R12、R13的一端相接，R12的另一端接CH6的1端，R13的另一端接地；U1的VCC、EA/VP、C1的正極和CH6的2腳接DC+5V電源VCC；CH1～CH5的4端均接地，3端均接T11的集電極，2端依次分別接T2、T4、T6、T8、T10的集電極，1端依次分別接T1、T3、T5、T7、T9的集電極，T1、T3、T5、T7、T9的基極分別通過電阻R1、R3、R5、R7、R9接U1的P00～P04腳，T1～T11的發射極和VCC相接，T2、T4、T6、T8、T10、T11的基極分別通過R2、R4、R6、R8、R10、R11接U1的P20～P25；5只步進電機控制器的地端分別接CH1-CH5的4端、其方向控制端分別接CH1-CH5的1端、其步進端分別接CH1-CH5的2端、其清除端分別接CH1-CH5的3端，各步進電機控制器的電源均和DC30V電源VCC2并聯連接，控制器上的A+、A-、B+、B-、C+、C-分別和步進電機的A+、A-、B+、B-、C+、C-端對應連接。
其它電路可采用本發明實施例中給出的具體電路，也可選用現有相應功能的常用電路。
本發明自動探測報警消防滅火槍的自動控制模式是按照圖8的算法編制的自動操作程序首先系統初始化，探測器開始縱向轉動一個單位俯仰角后，橫向掃描搜索火焰信號，分析掃描所得信號識別火焰如果不是火焰信號，則繼續重復搜索步驟；如果是火焰信號，則啟動二級報警；兩火焰探頭分別對火焰進行橫向掃描確定火焰方位，火焰探測器進行縱向掃描，確定火焰發生的距離；根據火焰的位置確定滅火槍噴頭的方位及俯仰角，噴出一單位時間的滅火劑，然后判斷火焰是否已被撲滅如果火焰已消失，則關閉二級火災警報，恢復信號搜索；如果火焰未被撲滅，則啟動一級火災報警。可用單片機的匯編語言編寫程序來實現該算法。
本發明自動探測報警消防滅火槍，由于采用以單片機為中央處理單元的控制器，一旦起動，將按照預選設置好的程序，在所設定的監控范圍內自動搜索火焰，定點確定火焰的座標；在發現火焰后，自動發出二級火災報警，自動撲救早期火災；撲滅火焰以后，自動關閉滅火槍，撤消報警信號；如在設定的時間內沒能撲滅火焰，則自動發出一級火災警報。
本發明也可設置人為控制模式，由操作者根據觀察判斷采用手動操作控制滅火。
本自動探測報警消防滅火槍，使用安全方便、設置靈活機動，特別適用于有毒等一些不適合人員直接接觸的特殊場合；這一技術的應用，可提高早期火災探測、報警和撲救的自動化水平。
以下結合附圖具體說明本發明的實施例。
實施例1附圖2為本實施例自動探測報警消防滅火槍的機械結構示意圖；圖3、圖4分別為圖2的A-A、B-B剖面視圖；圖5為圖3的C-C剖面視圖，圖6為圖4的D-D剖面視圖；圖7為自動探測報警消防滅火槍的運動控制電路原理圖；圖8為自動探測報警消防滅火槍的工作過程算法流程圖；圖9為鍵盤電路；圖10為火焰信號整形電路；圖11為二級火災報警電路；圖12為一級火災報警電路；圖13為滅火槍噴頭開關電路；圖14為控制箱52的配置示意圖；圖15為控制箱52的后面板57的配置示意圖；圖16為自動探測報警消防滅火槍后面板34的配置示意圖。
本實施例自動探測報警消防滅火槍的機械結構主要包括火焰探測器部分機械結構和滅火槍部分機械結構。
所述火焰探測器部分機械結構為以兩只型號為ZW-203A的紫外火焰傳感器作為兩個火焰探頭17，分別經火焰探頭座18固定在連接軸19上；套裝軸承20的兩個連接軸19安裝在探測器平臺24的兩端，使兩個火焰探頭17相距30cm、互相平行設置；連接軸19的下端水平安裝齒輪21；兩臺型號為55BF009、功率為0.784N.m的三相六拍直流步進電機23(以下簡稱為步進電機)分別固定在探測器平臺24的兩側，電機23的軸上水平安裝齒輪22并使之與齒輪21相互嚙合；探測器平臺24固定在連接件27上，連接件27的下端固定在連接軸25上，連接軸25的兩端裝有軸承26，其軸承座分別固定在兩軸承支架32上，兩軸承支架32分別固定安裝在底座33上；另有一臺型號為55BF009、功率為0.784N.m的三相六拍直流步進電機30通過支架31固定安裝在底座33上，步進電機30的軸上安裝蝸桿29，并使之與安裝在連接軸25上的蝸輪28相互嚙合。
所述滅火槍部分機械結構為固定著滅火槍噴頭15的支架40的軸上水平固定安裝有傳動齒輪35并在傳動齒輪35下方套裝軸承49后安裝在滅火槍平臺37上；步進電機38固定在滅火槍平臺37上，并使固定在步進電機38軸上的傳動齒輪36和傳動齒輪35相互嚙合；滅火槍支架40固定在連接件47上，連接件47的下端固定在連接軸42上，連接軸42的兩端裝有軸承41，其軸承座分別固定在兩軸承支架43上，兩軸承支架43分別固定在底座33上；軸上固定安裝蝸桿45的步進電機44通過支架48固定在底座33上，并使蝸桿45與固定安裝在連接軸42上的蝸輪46相互嚙合；滅火劑電磁閥開關50固定在底座33上，電磁閥開關50的一端滅火劑管道接口51用軟管和滅火槍噴頭15相連接，另一端滅火劑管道接口14用管道與自動探測報警消防滅火槍后面板34上的滅火劑進口轉接頭62相接。
本實施例自動探測報警消防滅火槍所用各電路的具體構成及參數如下消防滅火槍運動控制電路(圖7)，包括型號為AT89C52的單片機芯片U1、4.7K電阻R1～R11、2.2μF電容C1～C3、型號為8550的晶體管T1～T11和4腳插座CH1～CH5、2腳插座CH6組成。其中，U1的XTAL2、電容C2的一端和晶振(XTAL、11.0592MHz)的一端相接，U1的XTAL1、C3的一端和晶振的另一端相接，電容C2和C3的另一端與U1的GND相接；U1的RESET與C1的負極、200Ω電阻R12、1k電阻R13的一端相接，R12的另一端接CH6的1端，R13的另一端接地；U1的VCC、EA/VP、C1的正極和CH6的2腳接DC+5V電源VCC；CH1～CH5的4端均接地，3端均接T11的集電極，2端依次分別接T2、T4、T6、T8、T10的集電極，1端依次分別接T1、T3、T5、T7、T9的集電極，T1、T3、T5、T7、T9的基極分別通過電阻R1、R3、R5、R7、R9接U1的P00～P04腳，T1～T11的發射極和VCC相接，T2、T4、T6、T8、T10、T11的基極分別通過R2、R4、R6、R8、R10、R11接U1的P20～P25；5只步進電機控制器(DL-03F04)的地端分別接CH1-CH5的4端、其方向控制端分別接CH1-CH5的1端、其步進端分別接CH1-CH5的2端、其清除端分別接CH1-CH5的3端，各步進電機控制器的電源均和DC30V電源VCC2并聯連接，控制器上的三相接線端A+、A-、B+、B-、C+、C-分別和步進電機的三相接線端A+、A-、B+、B-、C+、C-對應連接。
本實施例的鍵盤電路(圖9)由型號為CD4014B的芯片U3及包括10KΩ電阻R15、RP2(10KΩ×8)、10腳插座CH7和端口B1～B4組成。其中，CH7的1～9腳依次分別接至鍵盤按鍵1#～9#的正極，鍵盤按鍵1#～9#的負極與CH7的10腳均接地，CH7的2～9腳依次分別與RP2的1～8腳和U3的P1～P8端相接，CH7的1腳和R15相接后接端口B1，R15的另一端接VCC，端口B1與芯片U1中的(INT1)P33端相接，U3的3腳(Q8)接端口B2、10腳(CLK)接端口B3、9腳(P/S)接端口B4；端口B2、B3、B4端分別接至U1的(RXD)P30、(TXD)P31、(T1)P35腳。
本實施例的火焰信號整形電路(圖10)由型號為CD40106的芯片U2A和U2B、1KΩ電阻R16～R19、5V穩壓二極管D1和D2以及端口A1～A4組成。其中，D1的陰極與R16、U2A的輸入端1連接后經R18接至A1端；D2的陰極與R17、U2B的輸入端3連接后經R19接至A2端，D1、D2的陽極以及R16、R17的另一端接地；端口A1、A2分別接至火焰探頭17的傳感器輸出端，端口A3、A4分別接至U1的(T0)P34、(T1)P35端。
本實施例的二級火災報警電路(圖11)由型號為8550的晶體管T12、4.7KΩ電阻R20、10Ω電阻R21、510Ω電阻R22、發光二極管D3(即二級火災光報警器55)和蜂鳴器B1(即二級火災聲報警器56)組成。其中，T12的發射極接VCC，基極通過R20與端口A5相接，集電極通過R21接D3的陽極和B1的2端；D3的陰極接R22，R22的另一端與B1的1端接地；端口A5接至圖7中U1的P05端。
本實施例的一級火災報警電路(圖12)由8550型晶體管T13、4.7KΩ電阻R23、10Ω電阻R24、電磁閥U5和4腳插座CH8組成。其中，T13的基極與端口A6之間串接R23，發射極接VCC，集電極與U5的5端之間串接R24，U5的4端與CH8的1端接地，U5的3、2、1端分別與CH8的4、3、2端相接，CH8的1、4腳接至一級火災聲報警器53,CH8的2、3腳接至一級火災光報警器54，端口A6與圖7中U1的P27腳相接。
本實施例的滅火槍噴頭開關電路(圖13)由8550型晶體管T14、8050型晶體管T15、4.7KΩ電阻R25和10Ω電阻R26、IN4001型二極管D4，電磁閥U6(24V)和端口A7、A8、A9組成。其中，T14的發射極接VCC，基極與端口A7之間接R25，集電極通過R26接T15的基極，T15的發射極接地，U6和D4并接后D4的陽極接T15的集電極、D4的陰極接VCC2；端口A8接至電源VCC2，端口A9接至電磁閥開關50的接地端，電磁閥開關50的另一端接VCC2；端口A7接至圖7中U1的P07腳。
圖7～圖13中的所有VCC相連接，所有VCC2相連接，所有地相連接。
本實施例中所采用電源16由DC+24V和DC+5V電源組成，分別向自動消防滅火槍的相關部分提供電源其中，5V電源向控制鍵盤電路、火災報警電路15、火焰信號整形電路9提供電源，24V電源向火焰信號采集器8中的火焰信號采集電路、滅火槍噴頭開關器14以及向控制消防滅火槍整個運動部分的步進電機的控制電路提供電源。
本實施例中，聲光報警器11由二級火災光報警器55、聲報警器56、一級火災光報警器54和聲報警器53組成；二級火災光報警器55為一個黃色發光二極管，聲報警器56為一個蜂鳴器；一級火災光報警器54為一個紅色發光二極管，聲報警器53為一個高分貝的警報器；當火焰探測器2發現火焰時，立即向火災報警4發出二級火災警報信息，火災警報器56和55即刻發出二級火災的聲光報警信號，如果在自動滅火槍設定的撲救時間內，滅火槍沒有能撲滅火焰，火焰探測器向火災報警器4發出一級火災報警信號，一級火災警報器54和53即刻發出一級火災聲光報警信號。
本實施例將控制電路板、DC24V的電源和DC+5V的電源均設置于控制箱52內；一級火災聲報警器53和光報警器54、二級火災光報警器55和聲報警器56、鍵盤6均設置在控制箱52的前面板上；該鍵盤6上的九個按鍵分別為開始鍵，結束鍵，自動鍵，手動鍵，滅火槍噴頭開/閉鍵，滅火噴槍頭左/右移動鍵、上/下移動鍵，火焰探頭左/右移鍵，火焰探頭上/下移鍵；控制箱52的后面板57上設置有AC220V電源開關58、AC22V電源插座59，8個6芯控制線插座60；其中，1#和2#插座為兩探測器作水平掃描的控制線，3#插座為兩探測器作俯仰掃描的控制線，4#和5#插座為滅火槍噴頭作定位的控制電線，6#插座為控制滅火槍噴頭開關的電磁閥控制線，7#插座為兩探測器電源線，8#插座為兩探測器信號線。電源插座59外插接AC220V電源內接開關58后接DC24V和DC5V電源，控制線插座60分別和圖16中的控制線插座61對應，用6芯控制電纜上的插頭連接。
本實施例自動探測報警消防滅火槍的后面板34上設置有消防滅火劑進口轉接頭62和8個6芯控制插座61；其中，控制線插座61用6芯控制電纜上的插頭分別和圖15中的控制線插座60對應連接，消防滅火劑進口轉接頭62接消防滅火劑供應罐或消防水龍頭。
本實施例自動探測報警消防滅火槍可設置成人為控制模式和自動控制模式兩種方式。
本實施例采用單片機的匯編語言按照圖8的操作程序算法流程圖編寫程序來實現自動控制模式首先系統初始化，探測器開始縱向轉動一個單位俯仰角后，橫向掃描搜索火焰信號，分析掃描所得信號識別火焰如果不是火焰信號，則繼續重復搜索步驟；如果是火焰信號，則啟動二級報警；兩火焰探頭分別對火焰進行橫向掃描確定火焰方位，火焰探測器進行縱向掃描，確定火焰發生的距離；根據火焰的位置確定滅火槍噴頭的方位及俯仰角，噴出一單位時間的滅火劑，然后判斷火焰是否已被撲滅如果火焰已消失，則關閉二級火災警報，恢復信號搜索；如果火焰未被撲滅，則啟動一級火災報警。
本實施例自動探測報警消防滅火槍的自動控制工作過程如下通過操作鍵盤6發出指令信息，選擇控制器的工作方式 當按鍵盤6上的啟動/關閉按鈕，向滅火槍控制器1發出啟動信號，在單片機及控制算法5的控制下，運動控制電路7的U1發出控制信號后，啟動并控制兩臺步進電機23和另一臺步進電機30分別作正/反向旋轉。步進電機30作正/反向旋轉時，由與之相固定的蝸桿29的旋轉來帶動與之相嚙合的蝸輪28旋轉，帶動安裝在連接軸25上的連接件27作俯仰運動，由于連接件27和探測器平臺24相連接，從而帶動火焰探測器作俯仰運動；兩臺步進電機23的正反向旋轉分別通過齒輪21和22的傳動，帶動兩個火焰探頭17做正反向旋轉，從而實現掃描探測火焰；火焰探測器2將所采集的火焰信號送到單片機及控制算法5中，進行分析判斷是否為火焰信號；在確認為火災發生時，滅火槍控制器1發出火災信號，驅動火災報警器3發出二級警報信號，根據控制步進電機正/反向旋轉的數據，單片機計算出火焰發生的方位和距離，在滅火槍控制器1的控制下將火焰座標信息送到滅火槍4，根據火焰的座標計算出滅火槍噴頭的旋轉和俯仰的角度數，依據這些參數，通過運動控制電路7使步進電機38作正反向旋轉，帶動與之相連接的傳動齒輪36旋轉，由此帶動與之相互嚙合的傳動齒輪35旋轉，從而帶動滅火槍噴頭15作正反向運轉，使滅火槍噴頭15指向火焰的方位；步進電機44的正反向運轉，通過蝸桿45帶動與之相嚙合的蝸輪46旋轉，帶動安裝在連接軸42的連接件47作俯仰運動，由于連接件47和滅火槍噴頭平臺37相連接，從而帶動滅火槍噴頭作俯仰運動調整到合適的俯仰角以調整滅火槍噴頭噴出滅火劑的距離。此時單片機發出打開滅火槍噴頭開關器14的信號、打開滅火槍噴頭15進行滅火；滅火槍噴頭15進行滅火的同時，火焰探測器仍在不停地工作，滅火槍控制器1在接收到火焰探測器2送來的火焰被撲滅信息以后，發出信號關閉滅火槍噴頭開關器14，從而關閉滅火槍噴頭15；在設定的滅火時間內，如果火焰探測器2還繼續有火焰信號，則認為發生大火災，滅火槍控制器1即驅動火災警報器3發出一級火災警報信號。
當設置成人為控制模式時，操作者需嵌鍵盤6上的各功能鍵來實現滅火槍的各種功能；此時，由操作者在鍵盤上按手動鍵后，滅火噴槍頭左/右移動鍵，使滅火槍指向火焰方向；按上/下移鍵，使滅火槍在火焰方向上有一個合適的俯仰角；按滅火槍噴頭開/閉鍵，打開滅火槍，使其噴出滅火劑撲滅火焰；再按滅火槍噴頭開/閉鍵，使滅火槍噴頭停止噴滅火劑。
權利要求
1.一種自動探測報警消防滅火槍，特征在于包括滅火槍控制器(1)、火焰探測器(2)、火災報警器(3)、滅火槍(4)以及電源(16)組成；所述滅火槍控制器(1)包括單片機及相應的滅火槍工作程序控制算法(5)[(以下簡稱單片機(5)]、運動控制電路(7)以及鍵盤(6)組成；所述火焰探測器(2)由火焰信號采集器(8)和火焰信號整形電路(9)組成，其中火焰信號采集器(8)包括兩個相互平行設置的火焰探頭(17)、以及兩個控制其作水平運動的步進電機(23)、一個控制其作俯仰運動的步進電機(30)及其傳動機構組成；所述火災報警器(3)由火災報警電路(10)和聲光報警器(11)組成；所述滅火槍(4)由滅火槍噴頭(15)及其水平定位器(12)、俯仰定位器(13)和滅火槍噴頭開關器(14)組成；所述水平定位器(12)包括控制滅火槍噴頭(15)水平方位角的步進電機(38)及其傳動機構和運動控制電路(7)中涉及步進電機(38)的驅動電路部分組成；所述俯仰定位器(13)包括控制滅火槍噴頭(15)俯仰角的步進電機(44)及其傳動機構和運動控制電路(7)中涉及步進電機(44)的驅動電路部分組成；所述滅火槍噴頭開關器(14)包括滅火劑電磁閥開關(50)、滅火槍噴頭開關電路組成；當由鍵盤(6)中的啟動/關閉按鈕向滅火槍控制器(1)發出啟動信號，運動控制電路(7)使兩個步進電機(23)和另一個步進電機(30)分別作正/反向旋轉兩個步進電機(23)的旋轉運動分別通過傳動機構帶動兩個相互平行設置的火焰探頭(17)同步作水平方向轉動，另一個步進電機(30)的正/反向旋轉，通過傳動機構帶動探測器平臺(24)作俯仰運動、由此帶動兩個火焰探頭(17)同步作俯仰運動，從而實現火焰探頭(17)掃描搜索火焰；與此同時，火焰信號采集器(8)采集火焰信號，經火焰信號整形電路(9)整形后送至單片機(5)進行分析，判斷是否有火災發生；在確認有火災發生時，單片機(5)使火災報警器(3)發出火災警報信號，并根據控制火焰探頭運動的步進電機的位移數據計算出火焰發生的座標，發出信號使運動控制電路(7)控制步進電機(38)作正/反向旋轉，通過傳動機構使滅火槍噴頭(15)指向火焰的方位，控制步進電機(44)作正/反向旋轉，經傳動機構帶動滅火槍噴頭(15)至合適的俯仰角度；然后單片機(5)發出信號，通過運動控制電路(7)打開滅火槍噴頭開關器(14)，使滅火槍噴頭(15)噴出滅火劑進行滅火；同時，火焰探測器仍不停地探測火焰信號；當滅火槍控制器(1)接收到火焰被撲滅信息后，停止火災報警信號，并發出關閉滅火槍噴頭開關器(14)的信號，滅火槍噴頭(15)停止噴出滅火劑。
2.如權利要求1所述自動探測報警消防滅火槍，特征在于其火焰探測器(2)部分的機械結構，包括互相平行設置、相距一定距離的兩個火焰探頭(17)及相應的傳動機構，兩個步進電機(23)和另一個步進電機(30)及相應的傳動機構組成；在單片機(5)的控制下，由運動控制電路(7)使兩個步進電機(23)的正反向旋轉分別通過傳動機構帶動兩個火焰探頭(17)做水平運動；步進電機(30)作正反向旋轉，通過傳動機構帶動探測器平臺(24)作俯仰運動、由此帶動兩個火焰探頭(17)同步作俯仰運動；從而實現火焰探頭(17)掃描探測火焰。
3.如權利要求1所述自動探測報警消防滅火槍，特征在于其滅火槍(4)部分的機械結構，包括滅火槍噴頭(15)、滅火槍平臺(40)、步進電機(38)和(44)以及傳動機構和底座(33)組成；在單片機(5)的控制下，由運動控制電路(7)使步進電機(38)作正反向旋轉，通過傳動機構帶動滅火槍噴頭(15)作正反向旋轉，確定滅火槍噴頭(15)的指向方位；由運動控制電路(7)使步進電機(44)作正反向旋轉，通過傳動機構帶動安裝在連接軸(42)上的連接件(47)作俯仰運動，帶動與之相連接的滅火槍噴頭(15)作俯仰運動，調整滅火槍噴出滅火劑的距離。
4.如權利要求1所述自動探測報警消防滅火槍，特征在于其采用的電路包括控制滅火槍噴頭(15)和兩個火焰探頭(17)運動的五臺步進電機的運動控制電路(7)，以及火焰信號整形電路(9)、火災報警電路(10)、滅火槍噴頭開關電路和鍵盤電路。
5.如權利要求1所述自動探測報警消防滅火槍，特征在于所述運動控制電路(7)，包括單片機芯片U1、電阻R1～R11、電容C1～C3、晶體管T1～T11和4腳插座CH1～CH5、2腳插座CH6組成；其中，U1的XTAL2、電容C2的一端和晶振的一端相接，U1的XTAL1、C3的一端和晶振的另一端相接，電容C2和C3的另一端與U1的GND相接；U1的RESET與C1的負極、電阻R12、R13的一端相接，R12的另一端接CH6的1端，R13的另一端接地；U1的VCC、EA/VP、C1的正極和CH6的2腳接DC+5V電源VCC；CH1～CH5的4端均接地，3端均接T11的集電極，2端依次分別接T2、T4、T6、T8、T10的集電極，1端依次分別接T1、T3、T5、T7、T9的集電極，T1、T3、T5、T7、T9的基極分別通過電阻R1、R3、R5、R7、R9接U1的P00～P04腳，T1～T11的發射極和VCC相接，T2、T4、T6、T8、T10、T11的基極分別通過R2、R4、R6、R8、R10、R11接U1的P20～P25；5只步進電機控制器的地端分別接CH1-CH5的4端、其方向控制端分別接CH1-CH5的1端、其步進端分別接CH1-CH5的2端、其清除端分別接CH1-CH5的3端，各步進電機控制器的電源均和DC30V電源VCC2并聯連接，控制器上的A+、A-、B+、B-、C+、C-分別和步進電機的A+、A-、B+、B-、C+、C-端對應連接。
6.一種自動探測報警消防滅火槍的自動控制程序，特征在于首先系統初始化，探測器開始縱向轉動一個單位俯仰角后，橫向掃描搜索火焰信號，分析掃描所得信號識別火焰如果不是火焰信號，則繼續重復搜索步驟；如果是火焰信號，則啟動二級報警；兩火焰探頭分別對火焰進行橫向掃描確定火焰方位，火焰探測器進行縱向掃描，確定火焰發生的距離；根據火焰的位置確定滅火槍噴頭的方位及俯仰角，噴出一單位時間的滅火劑，然后判斷火焰是否已被撲滅如果火焰已消失，則關閉二級火災警報，恢復信號搜索；如果火焰未被撲滅，則啟動一級火災報警。
全文摘要
本發明自動探測報警消防滅火槍,特征在于由鍵盤按鈕控制運動控制電路,使步進電機作正/反向旋轉,帶動火焰探頭在設定的監控范圍內自動探測搜索火焰;火焰信號送至單片機5進行分析,確認有火災發生時定點識別火焰,發出火焰警報信號,并控制滅火槍噴頭15指向合適的方法和俯仰角度并自動滅火;使用安全方便、設置靈活機動,特別適用于有毒等不適合人員直接接觸的特殊場合,可提高早期火災探測、報警和撲救的自動化水平。
文檔編號A62C31/00GK1303719SQ9912490
公開日2001年7月18日 申請日期1999年12月2日 優先權日1999年12月2日
發明者秦俊, 廖光煊, 范維澄 申請人:中國科學技術大學