一種基于次聲波的隧道火災(zāi)探測(cè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種基于次聲波的隧道火災(zāi)探測(cè)裝置，特別設(shè)及燃燒音產(chǎn)生的物理過 程、次聲波傳感器的應(yīng)用W及隧道火災(zāi)的探測(cè)與報(bào)警，屬于燃燒音檢測(cè)和火災(zāi)探測(cè)技術(shù)領(lǐng) 域。
【背景技術(shù)】
[0002] 1、基于燃燒音的火災(zāi)探測(cè)
[0003] 在火災(zāi)探測(cè)報(bào)警領(lǐng)域，經(jīng)過人們不懈的努力，對(duì)火災(zāi)發(fā)生時(shí)伴隨而來(lái)的物理特性， 包括煙、溫度、濃度、火焰等等，進(jìn)行了多樣的、大量的理論研究和實(shí)驗(yàn)分析，通過將火災(zāi)的 物理特征與探測(cè)方法互相禪合，研制出了感溫型、感煙型、感光型和氣敏型等數(shù)十種火災(zāi)探 測(cè)器。但是人們一直未放棄尋找到更有效的火災(zāi)探測(cè)方法的努力，W求最大限度地減少由 于火災(zāi)而造成的損失。近年來(lái)，一些非接觸式火災(zāi)探測(cè)方法獲得人們的重視。例如，煙氣特 征在圖像上的反應(yīng)、燃燒音、火焰福射光譜、火焰形狀等物理特征都可W通過相關(guān)非接觸式 算法進(jìn)行探測(cè)和判斷。該類探測(cè)方法在開放條件下進(jìn)行大范圍的火災(zāi)探測(cè)，比如大空間建 筑物、森林等，其精確性和及時(shí)性都明顯好于接觸式火災(zāi)探測(cè)方法。而本發(fā)明所欲探索的基 于燃燒音識(shí)別的火災(zāi)分析系統(tǒng)將可W成為現(xiàn)階段火災(zāi)探測(cè)手段的有利補(bǔ)充。
[0004] 物體在燃燒過程中產(chǎn)生的高溫，會(huì)加熱周圍空氣，使之膨脹，形成壓力聲波，該壓 力聲波即是燃燒音，燃燒音按其頻率可分為3個(gè)部分；可聽域、超聲波域和次聲波域?？陕?域中含有許多日常的雜音，要把該些雜音和燃燒音區(qū)分開來(lái)是非常困難的；在超聲波域中， 人耳雖然不能聽到該個(gè)頻帶內(nèi)的聲音，且含日常噪音較少，但通過統(tǒng)計(jì)物體燃燒結(jié)果表明， 由于燃燒物質(zhì)的不同，有的含高頻成分多，有的含高頻成分少，有的甚至不含。因此，利用超 聲波監(jiān)測(cè)不適合所有的燃燒現(xiàn)象。次聲波域的特征也和超聲波域類似，不能被人耳聽到，并 且也含日常噪音較少。物體燃燒時(shí)之所W存在該種成分，是因?yàn)榭諝馀蛎浐腿紵裏崃恳?室內(nèi)空氣壓力的緩慢變動(dòng)，該個(gè)頻率僅幾赫茲。而且可W確定，無(wú)論哪種性質(zhì)的燃燒，周圍 溫度如何，濕度如何，都會(huì)存在次聲波，只是次聲波的頻率不同而已。因此，本發(fā)明利用次聲 波域的燃燒音進(jìn)行火災(zāi)探測(cè)。
[000引 2、隧道火災(zāi)
[0006] 隨著社會(huì)的發(fā)展，高速公路和鐵路里程的增加，隧道交通也迅速發(fā)展，有穿山越嶺 的鐵路、公路隧道，有穿越江河湖海的水下隧道。而隧道的安全問題也日益為世人所關(guān)注。 隧道一旦發(fā)生火災(zāi)，撲救十分困難，而且易造成嚴(yán)重?fù)p失。因此，世界各國(guó)都必須高度重視 隧道消防安全。
[0007] 隧道發(fā)生火災(zāi)的原因：
[000引 （1)車輛火災(zāi)是隧道火災(zāi)的主要危險(xiǎn)。據(jù)有關(guān)資料介紹，汽車大約每行1000萬(wàn)公 里平均發(fā)生0. 5?1. 5次火災(zāi)。引起汽車火災(zāi)的原因是電氣線路短路起火、汽化器起火、載 重汽車氣動(dòng)系統(tǒng)起火等。如1964年日本關(guān)口隧道大火就是汽車電氣線路故障引起的。
[0009] (2)貨車上的貨物引起火災(zāi)。隧道內(nèi)有各種車輛通過，它們所載的貨物有的是可燃 或易燃物品，遇明火發(fā)生燃燒或自燃。如1949年美國(guó)紐約"荷蘭"隧道火災(zāi)，1977年日本都 夫良野隧道火災(zāi)，都是由于貨物遇火種引起燃燒造成。
[0010] 做車輛互相撞擊起火。隧道內(nèi)由于道路比較狹小，能見度較差，情況比較復(fù)雜，容 易發(fā)生車輛相撞事故。如1971年日本關(guān)口隧道火災(zāi)，1978年荷蘭凡爾遜隧道火災(zāi)，1979年 日本燒津隧道火災(zāi)，都是由于在隧道內(nèi)發(fā)生交通事故、車輛互相撞擊引起的。
[0011] 因此，極有必要提供一種用于隧道火災(zāi)的探測(cè)裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種可W實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地監(jiān)控隧道內(nèi)的消防安全情 況的隧道火災(zāi)探測(cè)裝置。
[0013] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種基于次聲波的隧道火災(zāi)探 測(cè)裝置，其特征在于：由信號(hào)采集單元、信號(hào)處理單元、執(zhí)行單元和報(bào)警單元組成，信號(hào)采集 單元用于探測(cè)和采集火災(zāi)發(fā)生時(shí)所產(chǎn)生的燃燒音信號(hào)，并將采集到的燃燒音信號(hào)送入信號(hào) 處理單元，信號(hào)處理單元對(duì)該燃燒音信號(hào)進(jìn)行處理、分析和識(shí)別，如果識(shí)別結(jié)果為火災(zāi)產(chǎn)生 的燃燒音，則通過執(zhí)行單元啟動(dòng)報(bào)警單元進(jìn)行報(bào)警操作。
[0014] 優(yōu)選地，所述信號(hào)采集單元為次聲波傳感器。
[0015] 優(yōu)選地，所述信號(hào)處理單元由前置放大單元和低通濾波單元組成，前置放大單元 對(duì)信號(hào)采集單元采集到的信號(hào)進(jìn)行放大處理，火災(zāi)產(chǎn)生的燃燒音次聲信號(hào)在20化W下，通 過低通濾波單元對(duì)大于20化的高頻噪聲進(jìn)行過濾。
[0016] 優(yōu)選地，所述執(zhí)行單元由電路驅(qū)動(dòng)模塊和電路控制模塊組成，電路驅(qū)動(dòng)模塊由比 較器、二極管和放大器組成，電路控制模塊由一個(gè)繼電器組成；
[0017] 當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，燃燒音產(chǎn)生的次聲波輸入比較器，使得比較器輸出正向電壓，二極 管導(dǎo)通，再經(jīng)過放大器，最終電路驅(qū)動(dòng)模塊輸出高電平，繼電器輸出電路導(dǎo)通，報(bào)警單元被 啟動(dòng)；
[001引反之，沒有發(fā)生火災(zāi)時(shí)，比較器輸出反向電壓，二極管截止，則電路驅(qū)動(dòng)模塊無(wú)輸 出，繼電器輸出電路阻斷，報(bào)警單元不啟動(dòng)。
[0019] 優(yōu)選地，所述報(bào)警單元分為本地報(bào)警和遠(yuǎn)程報(bào)警兩部分，通過揚(yáng)聲器實(shí)現(xiàn)本地報(bào) 警，通過GSM模塊實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程報(bào)警。
[0020] 優(yōu)選地，通過隧道路燈電源供電，并配W蓄電池備電；正常供電時(shí)，隧道路燈電源 給蓄電池充電，一旦隧道供電停電時(shí)，啟用蓄電池供電。
[0021] 本發(fā)明提供的裝置一方面，可W實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地監(jiān)控隧道內(nèi)的消防安全情況，隧道內(nèi) 一旦發(fā)生火災(zāi)，揚(yáng)聲器就會(huì)立刻響起警報(bào)聲，W便隧道內(nèi)的車輛快速撤離火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，并且防 止后續(xù)車輛進(jìn)入隧道。另一方面，該裝置通過GSM模塊，將火災(zāi)信息發(fā)送到消防部的總控制 平臺(tái)，并撥打電話進(jìn)行遠(yuǎn)程報(bào)警，W便消防人員及時(shí)趕到現(xiàn)場(chǎng)疏散車輛并實(shí)施救援。
【附圖說明】
[0022] 圖1為本發(fā)明提供的基于次聲波的隧道火災(zāi)探測(cè)裝置原理框圖；
[0023] 圖2為次聲波傳感器的組成圖；
[0024] 圖3為儀表放大器AD620工作原理圖；
[002引圖4為儀表放大器AD620引腳圖；
[0026] 圖5為低通濾波模塊結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027] 圖6為低通濾波模塊幅頻特性曲線示意圖；
[002引圖7為電路驅(qū)動(dòng)模塊結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029] 圖8為次聲波檢測(cè)整體控制電路示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 為使本發(fā)明更明顯易懂，茲W-優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。
[0031] 圖1為本發(fā)明提供的基于次聲波的隧道火災(zāi)探測(cè)裝置示意圖，所述的基于次聲波 的隧道火災(zāi)探測(cè)裝置由信號(hào)采集單元、信號(hào)處理單元、執(zhí)行單元和報(bào)警單元組成。信號(hào)采集 單元通過次聲波傳感器實(shí)現(xiàn)。執(zhí)行單元由電路驅(qū)動(dòng)模塊和電路控制模塊組成。報(bào)警單元分 為本地報(bào)警和遠(yuǎn)程報(bào)警兩部分，揚(yáng)聲器實(shí)現(xiàn)本地報(bào)警，全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)GSM模塊實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn) 程報(bào)警。