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火焰探测器和图像型火灾探测器对比分析

技术原理

如下图所示,相比于点型火焰探测器的点式探测原理,图像型火灾探测器采用的是成像原理。点型探测原理中,目标和干扰源的能量是叠加到单元器件上;而在成像原理中,目标和干扰源的能量是分别体现在不同的单元器件上,因此图像型探测器从原理上来说就可以很容易将目标和干扰源进行区分,而点型火焰探测器不具备这种可能。

此外,图像型火焰探测器可以从更多的维度对火灾进行探测,而点型火焰探测器只能在较少的维度进行探测,如下表所示。

如表所示,可以得出以下结论:

(1)成像型探测器可在7个维度对火灾进行区分,而点型探测器最多只能在三个维度进行区分,这也就是图像型火灾探测器更屏蔽各种干扰的最大原因;

(2)成像型探测器最大的好处就是具备空间分辨率,这也就是它能区分真火和干扰源最大的原因,也是一些污损和遮挡因素对它不起作用的原因;

(3)成像型探测器的探测元件是焦平面的,有30-40万个像元,而点型探测器只是几个像元,因此,灵敏度很差;

(4)成像型探测器在其他维度上(如极性)进行更多判断,或多种维度协同判断;

(5)成像型探测器采用了双通道光学处理方式,极大压制了环境光对火灾探测的影响;

(6)成像探测器采用了多种火焰特征和先进的模式识别算法,可正确区分火源和干扰源,如下图所示。

图形型探测器的算法分析

综上所述,图像型火灾探测器由于采用了成像探测处理方式,用于表征火灾的维度高于点型的探测器(这里指的并非点型感烟火灾探测器),有更高的屏蔽外界干扰的能力和探测微小火源的能力,特别适合于空间开放的工业场合的使用,同时图像型火灾探测器可以提供视频监视的功能,具备远程确认火情和火灾现场情况应急处理的能力。而其他类型的探测器,无法屏蔽外界的各种干扰,会带来大量的误报,也无法探测微小的火源,会产生漏报,特别是在室外环境条件下,误报和漏报的产生十分频繁。

功能对比

一、点型火焰探测器:

1)点型火焰探测器(双频或多频)探测距离有限(~30米),室外探测存在大量的误报和漏报,无法很好满足需求; 

2)火灾自动报警系统和工业电视监控系统是两个独立系统,分属不同的使用部门,一旦发生火灾,不利于第一时间解决和处理火灾,影响火灾救援的时效。

二、图像型火焰探测器:

1)图像型火灾探测器具备非常稳定可靠的报警能力,只要报警几乎可以确认是发生了火灾,而点型火焰探测器虽然也能在一定范围内报警,但无法保证一定是火灾,必须现场进行确认;

2)具备视频监视功能,可以快速确认火灾,而传统的解决方案要么需要调动摄像头去看,要么需要去现场确认,均会耽误时间。

性能对比

在下表中,从两个角度(虚警因素、探测器性能下降的因素)对比了图像型火焰探测器和点型火焰探测器的差别,从表中看图像型火焰探测器有巨大的优势。

 由此可见,点型火焰探测器具有如下特点:

(1)点型的火焰探测器不具备空间分辨率;

(2)存在很多误报和漏报,探测距离有限(~30米)

(3)红外&紫外探测器易受气焊&弧焊、黑体辐射、耀斑辐射干扰;

(4)紫外火焰探测器易受电晕和电弧、电机电枢、X射线和核辐射干扰;

(5)水、油、烟雾等遮挡和污损因素对探测器性能有很大影响。

相比而言,图像型火焰探测器具有如下特点:

(1)属于成像型探测器,模拟“人眼”,报警准确率和防误报能力极高;

(2)可从不同角度(火焰的光学特性、跳动频率、形状、变化趋势,烟雾的运动模型、烟雾色调特征、静态形状特性,、边缘模糊特征等)进行综合判断;

(3)能够区分真实火焰和干扰来源,如太阳光、黑体辐射、耀斑辐射、电弧焊及热CO2排放等干扰源;

(4)水、油、烟雾等遮挡和污损因素对图像型火灾探测器进行火焰、烟雾探测的灵敏度影响极小;

(5)同时具有火焰检测和视频监控功能,便于值班人员快速反应节省时间。

综合分析

图像型火灾探测器在应用领域可从以下方面来说明其优势:

(1)图像型火灾探测器同时具备了火灾探测和工业电视监视的功能,因此图像型火灾探测器至少相当于工业领域中火灾探测报警系统和工业电视监控系统两者相加的能力,而这两套系统相加的费用大约是图像型火灾探测器费用的1.5~2.5倍;

(2)传统的点型火焰探测器,特别是在室外使用时,存在大量的漏报和误报,最严重的情况是操作人员不得不把这些设备的灵敏度降低以减少误报,而图像型火灾探测器确能能大量抑制误报和漏报,非常准确、可靠提供报警,探测报警的效率大大提高;

(3)从工业电视监视的角度来看,过去的监视主要靠人来完成,由于人员视觉疲劳等因素,40分钟后人的效率基本降到零,特别是当大量的工业电视监视画面传到监控室后,人的监视作用基本没有任何效果,而带有火灾探测器的图像型火灾探测器在有情况出现后,画面会自动弹出,提示操作人员发生了报警,应该采取相应的处置。

(4)图像型火灾探测器要比火焰探测器+工业电视监控系统具有更快的响应时间,因为火焰探测器的报警要等到工业电视监控镜头转到相应的位置才能看到,而图像型火灾探测器只要报警就能看到,可以进行快速处置。                                                                       

通过以上的分析,图像性火灾探测器不仅具备了火灾探测报警系统和工业电视监控系统两者相加的功能,而且在他们的基础上,效率都发生了大幅度的提升,具备了很高的性价比。

 

 

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