自动灭火系统毕业设计论文

自动灭火系统毕业设计论文

1绪论

1.1课题背景

火灾，作为一种具有突发性和强破坏性的灾害现象，严重危害人类生命财产安全和自然环境。据统计，在众多的灾种中，火灾造成的直接损失约为地震的5倍，仅次于干旱和洪涝，而火灾发生的频度则居于各灾种之首。千百年来，人类和火灾进行了长期的斗争，积累了许多防火、灭火的经验教训。随着社会的不断发展，人们对于火灾的认识不断加深，针对火灾初期不同特征的各种探测方法越来越多。人类逐步掌握了火的燃烧机理，燃烧条件和燃烧发展的过程，创造了各种各样防火、灭火的方法。

在上世纪70年代后期，开始出现一门新兴的多学科交叉应用基础科学，火灾科学，其中心内容就是用现代高科技手段研究火灾发生、发展和防治的机理和规律，为火灾防治提供新的思想、理论和方法，使得人类对火灾的研究进入了科学化、系统化的轨道，并促进了防火、灭火技术的进步。

本文基于上述考虑，通过研发全自动灭火控制系统，满足了用户的不同使用环境的需要。通过温度传感器和烟雾传感器检测出信号，也可通过控制电路使电话自动拨号（119），并报告现场地址。这对有效、快速扑救具有积极意义。本系统适用于各种消防环境，尤其适合于不能用水做灭火介质的地方，如图书馆、档案馆、计算机房等处。因单片机集成度高，故该装置具有结构简单，可靠性高，成本低等优点。

1.2 自动灭火系统设计的意义

仓库自动报警灭火系统。美国现在已制定了相关规范对其推广，英国、澳大利亚、也在使用，实践证明仓库内安装该系统能够扑救仓库初期火灾，保护仓库财产安全，降低火灾损失以及为抢救货物提供足够的时间并能及时报警。

随着我国自动报警灭火系统的不断发展，自动报警灭火系统大大的降低了火灾的危害性，把火灾给人们带来的经济损失将到了最低，为确保人的生命及财产安全提供了保障。

在本次自动报警灭火系统采用了烟雾传感器之间的互锁模式进行控制，避免了因烟雾在仓库中的扩散而引起的其他非着火区域的错误报警与灭火，大大减少

了系统的误报率，有很强的实用意义。且在本次设计中还采用了先报警后灭火的报警灭火模式，给管理人员提供了有效的火灾确认时间，大大减少了因误报带来的损失，具有很强的实用价值。

1.3自动灭火系统的总体设计方案

图1-1 设计原理框图

图1-1基本上完整的说明了整个系统硬件部分的设计思路，首先是外界的温度信号和烟雾浓度信号被我们采集，然后通过转化，这里需要做一下说明，由于温度传感器选用的是集成的DS18B20，自带AD转换，而烟雾传感器输出的信号作为辅助判断，我们为了节约成本，只需要知道其是否在危险范围内，因此通过简单的电压比较器即可实现（具体见后文），输入信号进入单片机后，即可由MCU进行判断，然后通过一系列I/O端口发出电平信号，来驱动外界的灭火设备。我们可以通过连接的键盘，达到故障复位，阀值设定等。我们可参考附录的总体电路图，键盘部分、声光报警部分、驱动电路部分均是通过软件编程来控制其运行的。

2自动灭火系统中火灾探测器的选择

2.1概述

对于一个自动灭火系统更而言，火灾探测器像是整个系统的一扇窗户，是对外界信息就行读取的渠道，它的重要性也就不言而喻了。如何正确有效的选取火灾探测器，对于整个自动灭火系统有着实质性的影响。

下面我们现对火灾发生的相关特征进行简单的了解，以确定我们需要从哪些方面来进行火灾的检测。火灾初期有阴燃阶段，产生大量的烟和少量的热，很少或没有火焰辐射，火灾中期发展迅速，产生大量热、烟和火焰辐射。我们针对现场的这些信息收集，诸如温度、烟雾浓度（产生的气体）、火焰等，来判断火灾是否发生，这是火灾探测基本思路。

因此，我们可以很清楚的知道了探测器需要完成的任务，即对温度、烟雾浓度、火焰等相关信息的获取。鉴于本次自动灭火系统主要适用于计算机房、通讯机房、配电房、油浸变压器、自备发电机房、图书馆、档案室、博物馆及票据、文物资料库等场所，我们可以通过对温度和烟雾浓度的检测来判断火灾是否发生。

由于场所的不定性，在不同高度的建筑物设置火灾探测器时可参照表2-1的规定。

表2-1 点型感烟、感温火灾探测器的实用高度

通过上表的了解，若是对于一般高度的房间，感烟和感温基本上能满足要求；

同时我们需要考虑另一个问题，即探测器所能覆盖的范围，通过参照一些规范和本系统的要求，对火灾探测器的设置如下：

(1) 一个探测区域内至少应布置一只火灾探测器。

(2) 在宽度小于3m 以内的过道顶棚上设置探测器时宜居中布置。感温探测器的安装间距L 不应超过10m ，感烟探测器的安装间距L 不应超过15m ，探测器至端墙的距离不应大于探测器间距的1/2。

(3) 感烟探测器、感温探测器的保护面积和保护半径应该通过现场的测试检验可知。

(4) 探测器至墙壁、梁的水平距离不应小于0.5m ，并且探测器的周围0.5m 内不应有遮挡物。

(5) 探测器宜水平安装，如必须倾斜安装时，倾斜角不应大于

45。当屋顶坡度θ大于45 时，应加木台或类似方法安装探测器。 火灾探测器数量的计算：

一个探测区域内所需设置的探测器数量，应由下式计算：

N A

S K ≥⋅ (2.1) 式中：N —一个探测区域所需设置的探测器数量(只)，N ≥1(取整数)；

S —一个探测区域的面积(m 2);

A —一个探测器的保护面积；

K —修正系数，重点保护建筑K 取0.7～0.9，普通保护建筑K

取1.0。

可以根据所处房间的大小和保护级别来合理安排探测器的数目和位置。

2.2感温探测器选择

测量温度的关键是温度传感器，本次设计中，我考虑了两种设计方案。

（1）方案一

采用热电偶温差电路测温，温度检测部分使用低温热偶，热电偶由两个焊接在一起不同金属导线组成，热电偶产生的热电势由两种金属的接触电势和单一导体的温差电势组成。通过将参考节点保持在已知温度并测量该电压，便可推断出检测节点的温度。数据采集部分使用带有A/D 通道的单片机，将随温度变化的电压或电流采集过来，进行A/D 转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，将被测温度显示出来。

热电偶电路的优点是测温范围广，且体积下。但是存在输出电压小、容易受