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火焰识别:安消一体化智能预警平台实现早期火灾预警
来源:深圳市智安视讯科技有限公司 | 作者:王湘武 | 发布时间: 2023-12-15 | 2308 次浏览 | 分享到:
安消一体是指在发生消防火焰报警的时候,可以联动安防的视频监控摄像头进行报警的确认。而火焰识别是结合了安防的摄像机的功能以及消防火焰识别的功能,在结合后端智能预警平台可以根据火焰识别事件联动安防的视频监控摄像头进行报警确认的功能。

安消一体是在发生消防火焰报警的时候,可以联动安防的视频监控摄像头进行报警的确认,早期是指纯粹的专业消防报警主机与像机的联动,而过去几年随着物联网技术的全面爆发,也泛指基于LORA/NB/CAT1等无线传输的各类传感器与视频的联动,视频也不仅局限于本地而是通过互联网把视频传回来。

但因为安防与消防隶属于两个不同的行业,两个行业的发展节奏又完全不同,导致前边这些方面最后在真正融合的时候可操作性并不高。一直到基于热成像等非接触式的温度传感器与可见光结合的双光热成像解决方案,从根本上解决了安消“两家人”的问题,融入到了一个像机的外壳。但却出现了在户外太阳光暴晒等情况导致像机自身温度过高的问题,及成本过高难以规模普及,功率大的问题(户外防火环境太阳能供电的功率非常高)。还有部分场景本身就有高温设备,远处的火焰与近处的设备温差并不大导致误报的问题。

再到后边则出了以AI人工智能为主的火焰识别解决方案,及为了解决误报问题而通过IR-CUT切换光波段进行确认的解决方案。这些方案虽然已经是比较纯粹的智慧安防智慧消防的融合,但却都有必然会导致的误报环境,也会有必然会导致的漏报环境,其成本自然比普通像机高出一大截,依然难以实现真正意义上的规模应用。

再进一步推演依然还是得从物理光学,即火焰燃烧与其它不同光源导致的波段不同进行识别,而不是人工智能的形状及红外热成像的温度角度进行识别。而且进一步的细分,不同的物质比如木材与汽油,氢气等物质产生的颜色、温度、光的波段都不相同,其实更为本质的而且可以检测的因素就是光的波段,所以我们采用2个光谱传感器进行检测,中间可以有没有并叉的较大跨度,但2个传感器所覆盖的光谱波段范围,却包含有我们常见90%以上物质燃烧的波段。

光谱传感器就是2个的成本也相对比热成像的还要低一个层次,各方面的干扰性非常低,而结果的稳定性却是非常高的。从火焰检测的角度,这就是完全接近规模化的解决方案。这个方案最大的优势就是并不占用摄像机的计算资源,只是相对比较简单的做一些状态的读取及联动即可,所以如果采用的就是新一代带算力的高性价比芯片,那么芯片的算力就会处于闲置状态。

火焰检测像机至少它是个监控像机,确实也可以进行非常高灵敏度相对低成本的火焰抓警,这个像机如果采用的是带算力的芯片,自然就可以检测人形,人脸等AI事件。这个最新方案的火焰检测像机如果加上人形警界功能,带算力的情况检测的面积范围,灵敏度都会远高于普通像机。但人形检测+火焰检测像机,从项目使用价值的角度依然没有发挥其智能的优势。

综上所述如果一个工厂上千台像机全部采用人形检测+火焰检测像机显然还是有点勉强的,如果上千台像机全部采用人脸识别,自然也是有点勉强的。而如果在一个危化企业同时既检测火焰即生产安全自动化,又检测陌生人的人脸轨迹,即保密安全自动化,两项功能显然不会是直接两倍的成本,而可能是在像机数量不增加的情况,单个像机的增加了一倍的价值。

光谱传感器实现原理及检测方法

1.检测原理

物质燃烧时会释放出红外线,红外线的波长范围与物质有关,传感器会不停的检索视野范围内的红外能量,当检测到特定波段范围内的红外能量和周边环境的红外能量不一致时,会进行红外光谱分析(为便于理解,俗称为光谱传感器),进而判断是否为真是火焰。

2.检测对象

本方案是针对碳氢化合物开发,检测对象为碳氢化合物。

3.检测方式

 

从表6可以看出,在国标对工业火灾探测器的要求内,最远距离检测需要达到25m,报警时间控制在30s内。户外环境复杂,存在诸多不确定的干扰源,一味地提高探测距离和缩短报警时间会导致误报率增加,需要在报警时间和探测距离做权衡。同时,需要明确的是上国标报警时间和探测距离是结合大多数应用场景综合而定,是科学的。特定复杂地场景(如爆燃需要快速报警)需要特别的检测方式,任何火灾探测器不能做到全场景覆盖。

注意事项:

3.1不同物质在同一条件下燃烧释放出地红外能量不同,因此不同物质燃烧地探测距离会有所不同。如纸箱和乙醇,探测距离可能不同。

3.2同一物质不同规格在同一条件下释放地红外能量也不相同,如大纸箱和小纸箱探测距离不同。

3.3物质燃烧的火焰若存在遮挡,会缩短探测距离。如在铁桶内,人看到的火很大,但由于铁桶璧遮挡了部分火焰,会使得探测距离缩短,这也是国标中为什么要限制燃烧容器的高度。

3.4明火检测模块检测的对象是失控火,或者说是变化的火,当火焰均匀无变化或变化较小时,检测模块会屏蔽。如打火机打着时瞬间可能会触发,持续稳定点燃时会屏蔽。

3.5热释电传感器受原理限制属于易受震动、气流影响的元器件,轻微的震动和温度的变化均会导致传感器有信号输出,因此在做整机设计时,要注意抗震、抗气流设计。这也是为什么整机很少将传感器裸露的原因。

3.6热释电传感器易受电磁干扰的影响,一定强度的电磁干扰会使得传感器信号输出产生波动,因此安装位置要尽量避开存在较强电磁干扰的场所。

3.7太阳光是全光谱光源,红外波段涵盖各个波段,包含真火辐射的红外波段。正常情况下,太阳光是缓慢变化的,很少出现陡变现象,当人为的去遮挡再放开,不断地重复,可能会触发。安装时,要有一定倾角,避免太阳光直射。

3.8探测距离和响应时间要根据火源大小和火源材质做实验才能确定,不能脱离火源大小和火源材质只谈探测距离和响应时间。

3.9火焰探测视野为90°,位于视窗边缘的火焰探测距离短于位于中轴线上的火焰。

3.10本方案为基础款,可以应对多数场景火焰检测,如需更高性能的火焰检测,需要做复合型火焰探测。

3.11火焰探测模块上电时间默认锁定3分钟,3分钟后才开始工作。


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