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专利号: 2019100607801
申请人: 吉林建筑大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-09-09
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于气敏传感器的消防用防火喷淋装置,其特征在于,包括:底座,其顶面中心设置有矩形凹槽,所述凹槽一侧壁上设置有齿条;

通槽,其为矩形,且设置在所述凹槽底面中心并贯穿所述底座底面;

齿轮,其设置在所述凹槽内且与所述齿条啮合,所述齿轮能够沿所述凹槽轴向运动;

第一连接臂,其一端通过第一旋转盘可旋转设置在所述齿轮底面中心;

第二连接臂,其一端通过第二旋转盘可旋转设置在所述第一连接臂另一端;

喷头,其为圆柱形,其顶面通过第三旋转盘可旋转设置在所述第二连接臂另一端,所述喷头底面和周向侧面均匀设置有喷水孔。

2.如权利要求1所述的基于气敏传感器的消防用防火喷淋装置,其特征在于,所述第一连接臂包括:第一连接部;以及

第二连接部,其一端与所述第一连接部一端固定连接;

第三连接部,其一端与所述第二连接部另一端固定连接;

其中,所述第一连接部与所述第二连接部垂直,所述第二连接部与所述第三连接部垂直,所述第三连接部和第一连接部分别设置在所述第二连接部两侧;

其中,所述第一连接臂与所述第二连接臂的结构一致。

3.如权利要求1或2所述的基于气敏传感器的消防用防火喷淋装置,其特征在于,还包括:第一电机,其设置在所述齿轮顶面上,且输出轴与所述齿轮固定连接,用于驱动所述齿轮旋转;

第二电机,其设置在所述齿轮底面上,且输出轴与所述第一旋转盘固定连接,用于驱动所述第一旋转盘旋转;

第三电机,其设置在所述第一连接臂另一端,且输出轴与所述第二旋转盘固定连接,用于驱动所述第二旋转盘旋转;

第四电机,其设置在所述二连接臂另一端,且输出轴与所述第三旋转盘固定连接,用于驱动所述第三旋转盘旋转。

4.如权利要求3所述的基于气敏传感器的消防用防火喷淋装置,其特征在于,还包括:水管,其设置在所述底座、第一连接臂和第二连接臂内部,且一端与所述喷头连通;

高压水源,其通过电子压力阀与所述水管另一端连通;

固定座,其设置在所述底座四角;

紧固螺栓,其与所述固定座螺纹连接,用于固定所述底座。

5.如权利要求4所述的基于气敏传感器的消防用防火喷淋装置,其特征在于,还包括:多个温度传感器,其均匀设置在所述底座上,用于检测喷淋装置附近温度;

烟雾传感器,其设置在所述底座上,用于检测喷淋装置附近烟雾浓度;

火焰传感器,其设置在所述底座上,用于检测喷淋装置附近火焰的存在;

气敏传感器,其设置在所述底座上,用于检测喷淋装置附近气体的成分和浓度;

控制器,其与所述温度传感器、烟雾传感器、火焰传感器、气敏传感器、第一电机、第二电机、第三电机、第四电机和电子压力阀连接,用于接收所述温度传感器、烟雾传感器、火焰传感器的气敏传感器的检测数据,并控制所述第一电机、第二电机、第三电机、第四电机和电子压力阀工作。

6.一种基于气敏传感器的消防用防火喷淋装置的控制方法,其特征在于,采集喷淋装置附近环境,并基于BP神经网络确定喷头的位置,具体包括如下步骤:步骤一、按照采样周期,通过传感器采集喷淋装置附近温度、烟雾浓度、气体的成分和浓度以及是否存在火焰;

步骤二、确定三层BP神经网络的输入层神经元向量x={x1,x2,x3,x4,x5};其中,x1为喷淋装置附近温度,x2为喷淋装置附近烟雾浓度,x3为喷淋装置附近气体成分,x4为喷淋装置附近气体浓度,x5为火焰存在状态;

其中,所述输入神经元值x1={T1,T2,...,Ti,...,Tq},其中,Ti为第i个温度传感器的温度检测值,q为温度传感器的数量;所述输入神经元值 当x5=0时,不存在火焰,x5=

1时,存在火焰;

步骤三、所述输入层向量映射到隐层,隐层的神经元为m个;

步骤四、得到输出层神经元向量o={o1,o2,o3,o4};其中,o1为第一旋转盘旋转的角度,o2为第二旋转盘的旋转角度,o3为第三旋转盘的旋转角度,o4为齿轮沿矩形凹槽轴向运动的距离,初始位置时,齿轮位于矩形凹槽中间;

当所述喷头运动至输出位置时,控制电子压力阀,使得喷头内的喷水压力满足:其中,p为喷头内的喷水压力,pmax为喷头内可达到的最大喷水压力,p0为水管内的水不加压下直接流入喷头的压力,n为喷头上喷水孔的数量,T为喷淋装置附近的温度,T0为基准温度,c为喷淋装置附近的烟雾浓度,c0为烟雾的基准浓度,R为喷头与水管连接处的水管半径,r为喷水孔的半径,e为自然对数的底数,cj为第j种气体的浓度,cj,0为第j种气体的基准浓度,J为第j种气体的权重,k为气体的种类数,且A+B+...+J+...+M=1。

7.如权利要求6所述的基于气敏传感器的消防用防火喷淋装置的控制方法,其特征在于,所述喷淋装置附近的温度为:

8.如权利要求6或7所述的基于气敏传感器的消防用防火喷淋装置的控制方法,其特征-x在于,所述隐层及所述输出层的激励函数均采用S型函数fj(x)=1/(1+e )。

9.如权利要求8所述的基于气敏传感器的消防用防火喷淋装置的控制方法,其特征在于,所述隐层节点个数m满足: 其中n为输入层节点个数,p为输出层节点个数。