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火(huǒ)焰識别:安消一(yī)體(tǐ)化智能預警平台實現早期火(huǒ)災預警
來源:深圳市經緯天地視訊科技有限公司 | 作者:王湘武 | 發布時間: 2023-12-15 | 552 次浏覽 | 分(fēn)享到:
安消一(yī)體(tǐ)是指在發生(shēng)消防火(huǒ)焰報警的時候,可以聯動安防的視頻(pín)監控攝像頭進行報警的确認。而火(huǒ)焰識别是結合了安防的攝像機的功能以及消防火(huǒ)焰識别的功能,在結合後端智能預警平台可以根據火(huǒ)焰識别事件聯動安防的視頻(pín)監控攝像頭進行報警确認的功能。

安消一(yī)體(tǐ)是在發生(shēng)消防火(huǒ)焰報警的時候,可以聯動安防的視頻(pín)監控攝像頭進行報警的确認,早期是指純粹的專業消防報警主機與像機的聯動,而過去(qù)幾年随着物(wù)聯網技術的全面爆發,也泛指基于LORA/NB/CAT1等無線傳輸的各類傳感器與視頻(pín)的聯動,視頻(pín)也不僅局限于本地而是通過互聯網把視頻(pín)傳回來。

但因爲安防與消防隸屬于兩個不同的行業,兩個行業的發展節奏又(yòu)完全不同,導緻前邊這些方面最後在真正融合的時候可操作性并不高。一(yī)直到基于熱成像等非接觸式的溫度傳感器與可見光結合的雙光熱成像解決方案,從根本上解決了安消“兩家人”的問題,融入到了一(yī)個像機的外(wài)殼。但卻出現了在戶外(wài)太陽光暴曬等情況導緻像機自身溫度過高的問題,及成本過高難以規模普及,功率大(dà)的問題(戶外(wài)防火(huǒ)環境太陽能供電(diàn)的功率非常高)。還有部分(fēn)場景本身就有高溫設備,遠處的火(huǒ)焰與近處的設備溫差并不大(dà)導緻誤報的問題。

再到後邊則出了以AI人工(gōng)智能爲主的火(huǒ)焰識别解決方案,及爲了解決誤報問題而通過IR-CUT切換光波段進行确認的解決方案。這些方案雖然已經是比較純粹的智慧安防智慧消防的融合,但卻都有必然會導緻的誤報環境,也會有必然會導緻的漏報環境,其成本自然比普通像機高出一(yī)大(dà)截,依然難以實現真正意義上的規模應用。

再進一(yī)步推演依然還是得從物(wù)理光學,即火(huǒ)焰燃燒與其它不同光源導緻的波段不同進行識别,而不是人工(gōng)智能的形狀及紅外(wài)熱成像的溫度角度進行識别。而且進一(yī)步的細分(fēn),不同的物(wù)質比如木材與汽油,氫氣等物(wù)質産生(shēng)的顔色、溫度、光的波段都不相同,其實更爲本質的而且可以檢測的因素就是光的波段,所以我(wǒ)(wǒ)們采用2個光譜傳感器進行檢測,中(zhōng)間可以有沒有并叉的較大(dà)跨度,但2個傳感器所覆蓋的光譜波段範圍,卻包含有我(wǒ)(wǒ)們常見90%以上物(wù)質燃燒的波段。

光譜傳感器就是2個的成本也相對比熱成像的還要低一(yī)個層次,各方面的幹擾性非常低,而結果的穩定性卻是非常高的。從火(huǒ)焰檢測的角度,這就是完全接近規模化的解決方案。這個方案最大(dà)的優勢就是并不占用攝像機的計算資(zī)源,隻是相對比較簡單的做一(yī)些狀态的讀取及聯動即可,所以如果采用的就是新一(yī)代帶算力的高性價比芯片,那麽芯片的算力就會處于閑置狀态。

火(huǒ)焰檢測像機至少它是個監控像機,确實也可以進行非常高靈敏度相對低成本的火(huǒ)焰抓警,這個像機如果采用的是帶算力的芯片,自然就可以檢測人形,人臉等AI事件。這個最新方案的火(huǒ)焰檢測像機如果加上人形警界功能,帶算力的情況檢測的面積範圍,靈敏度都會遠高于普通像機。但人形檢測+火(huǒ)焰檢測像機,從項目使用價值的角度依然沒有發揮其智能的優勢。

綜上所述如果一(yī)個工(gōng)廠上千台像機全部采用人形檢測+火(huǒ)焰檢測像機顯然還是有點勉強的,如果上千台像機全部采用人臉識别,自然也是有點勉強的。而如果在一(yī)個危化企業同時既檢測火(huǒ)焰即生(shēng)産安全自動化,又(yòu)檢測陌生(shēng)人的人臉軌迹,即保密安全自動化,兩項功能顯然不會是直接兩倍的成本,而可能是在像機數量不增加的情況,單個像機的增加了一(yī)倍的價值。

光譜傳感器實現原理及檢測方法

1.檢測原理

物(wù)質燃燒時會釋放(fàng)出紅外(wài)線,紅外(wài)線的波長範圍與物(wù)質有關,傳感器會不停的檢索視野範圍内的紅外(wài)能量,當檢測到特定波段範圍内的紅外(wài)能量和周邊環境的紅外(wài)能量不一(yī)緻時,會進行紅外(wài)光譜分(fēn)析(爲便于理解,俗稱爲光譜傳感器),進而判斷是否爲真是火(huǒ)焰。

2.檢測對象

本方案是針對碳氫化合物(wù)開(kāi)發,檢測對象爲碳氫化合物(wù)。

3.檢測方式

 

從表6可以看出,在國标對工(gōng)業火(huǒ)災探測器的要求内,最遠距離(lí)檢測需要達到25m,報警時間控制在30s内。戶外(wài)環境複雜(zá),存在諸多不确定的幹擾源,一(yī)味地提高探測距離(lí)和縮短報警時間會導緻誤報率增加,需要在報警時間和探測距離(lí)做權衡。同時,需要明确的是上國标報警時間和探測距離(lí)是結合大(dà)多數應用場景綜合而定,是科學的。特定複雜(zá)地場景(如爆燃需要快速報警)需要特别的檢測方式,任何火(huǒ)災探測器不能做到全場景覆蓋。

注意事項:

3.1不同物(wù)質在同一(yī)條件下(xià)燃燒釋放(fàng)出地紅外(wài)能量不同,因此不同物(wù)質燃燒地探測距離(lí)會有所不同。如紙(zhǐ)箱和乙醇,探測距離(lí)可能不同。

3.2同一(yī)物(wù)質不同規格在同一(yī)條件下(xià)釋放(fàng)地紅外(wài)能量也不相同,如大(dà)紙(zhǐ)箱和小(xiǎo)紙(zhǐ)箱探測距離(lí)不同。

3.3物(wù)質燃燒的火(huǒ)焰若存在遮擋,會縮短探測距離(lí)。如在鐵桶内,人看到的火(huǒ)很大(dà),但由于鐵桶璧遮擋了部分(fēn)火(huǒ)焰,會使得探測距離(lí)縮短,這也是國标中(zhōng)爲什麽要限制燃燒容器的高度。

3.4明火(huǒ)檢測模塊檢測的對象是失控火(huǒ),或者說是變化的火(huǒ),當火(huǒ)焰均勻無變化或變化較小(xiǎo)時,檢測模塊會屏蔽。如打火(huǒ)機打着時瞬間可能會觸發,持續穩定點燃時會屏蔽。

3.5熱釋電(diàn)傳感器受原理限制屬于易受震動、氣流影響的元器件,輕微的震動和溫度的變化均會導緻傳感器有信号輸出,因此在做整機設計時,要注意抗震、抗氣流設計。這也是爲什麽整機很少将傳感器裸露的原因。

3.6熱釋電(diàn)傳感器易受電(diàn)磁幹擾的影響,一(yī)定強度的電(diàn)磁幹擾會使得傳感器信号輸出産生(shēng)波動,因此安裝位置要盡量避開(kāi)存在較強電(diàn)磁幹擾的場所。

3.7太陽光是全光譜光源,紅外(wài)波段涵蓋各個波段,包含真火(huǒ)輻射的紅外(wài)波段。正常情況下(xià),太陽光是緩慢(màn)變化的,很少出現陡變現象,當人爲的去(qù)遮擋再放(fàng)開(kāi),不斷地重複,可能會觸發。安裝時,要有一(yī)定傾角,避免太陽光直射。

3.8探測距離(lí)和響應時間要根據火(huǒ)源大(dà)小(xiǎo)和火(huǒ)源材質做實驗才能确定,不能脫離(lí)火(huǒ)源大(dà)小(xiǎo)和火(huǒ)源材質隻談探測距離(lí)和響應時間。

3.9火(huǒ)焰探測視野爲90°,位于視窗邊緣的火(huǒ)焰探測距離(lí)短于位于中(zhōng)軸線上的火(huǒ)焰。

3.10本方案爲基礎款,可以應對多數場景火(huǒ)焰檢測,如需更高性能的火(huǒ)焰檢測,需要做複合型火(huǒ)焰探測。

3.11火(huǒ)焰探測模塊上電(diàn)時間默認鎖定3分(fēn)鍾,3分(fēn)鍾後才開(kāi)始工(gōng)作。