一种烟感自动标检烟箱及其自动标定方法与流程

1.本发明涉及火灾探测器的技术领域，尤其涉及一种烟感自动标检烟箱及其自动标定方法。


背景技术：

[0002][0003]
目前烟感生产厂家大多采用手动标定方式，产品检验采用抽检方式，烟感生产效率极低，而且产品一致性得不到保证，产品质量参差不齐，标的低的在市场上极易产生误报，标的高的在市场上极易产生发生火灾不报警情况，有安全隐患。
[0004]
申请号为202210964259.2的发明专利申请公开了一种新型标定烟箱，包括感烟箱体，在感烟箱体的内部设有一个标定感烟探测器和若干个待测试感烟探测器，其中，将若干个待测试感烟探测器整齐并依次安装在滑动托盘上，所述滑动托盘通过滑轨可向感烟箱体外部滑动移出；在感烟箱体内部安装有均烟装置、排烟装置以及用于驱动烟雾流动的风机。所述标定感烟探测器、若干个待测试感烟探测器、排烟装置以及用于驱动烟雾流动的风机分别与工控一体机电气连接。所述感烟箱体外侧安装有气溶胶发生器，气溶胶发生器作为烟雾发生装置通过气溶胶颗粒导管与感烟箱体联通。该发明采用气溶胶颗粒真实模拟传统的燃烧物颗粒，实现在无污染条件下快速、高效完成对感烟探测器的标定工作。但是，上述发明存在气溶胶会附着在箱体内部，时间长了会影响标定的准确性，需要定期校准和清理。


技术实现要素：

[0005]
针对现有烟感产品标检存在自动化程度低，烟感生产效率极低的技术问题，本发明提出一种烟感自动标检烟箱及其自动标定方法，为烟感的自动标定、实现流水线生产提供了解决方案，能够大大提高烟感生产效率，满足市场需求。
[0006]
为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种烟感自动标定方法，包括如下步骤：烟感上电，利用预处理方法判断烟感的探测迷宫的采集的前向检测值和后向检测值是否在预设的阈值范围内；将烟感放置在提供稳定烟雾的标检烟箱内，烟感处于标检烟箱中心位置时开始采集数据，利用采样值滤波算法对烟感新采集的数据进行滤波，得到滤波后数据；将滤波后数据依次存入队列中，判断队列收尾的数据差在一定范围内后，将队列中至少3个最新的滤波后数据求平均得到标定值，将标定值保存在烟感的flash中。
[0007]
优选地，所述预处理方法为：s1将前向检测值存储在数组data_forward中，将后向检测值存储在数组data_backward中；s2当达到预定的采样次数时，判断：预设下限值《数组data_forward《预设上限值是否成立，如果成立进入步骤s3，否则错误处理；s3判断：预设下限值《数组data_backward《预设上限值是否成立，如果成立，将烟感放置在稳定烟雾环境中，否者错误处理。
[0008]
优选地，所述采样值滤波算法的实现方法为：f1：建立数据采集缓存数组dat_acqbuf，并赋值为0；建立历史数据缓存数组dat_listbuf，并赋值为0；f2：连续采集多次后，将数据采集缓存数组dat_acqbuf中的数据按照从小到大排列，并删除排列后的数据采集缓存数组dat_acqbuf中数值的最大值和最小值；将删除最大值和最小值后的数据采集缓存数组dat_acqbuf中的所有数据进行中位值滤波，得到平均值；f3：将平均值放入历史数据缓存数组dat_listbuf中作为当前值dat_listbuf_cur，将当前值dat_listbuf_cur减去上次值dat_listbuf_pre，得到差值dat_delta；f4：判断差值dat_delta是否小于等于门限值，如果成立本次采样值有效，得到采样值dat_samp；否则本次采样值无效，使用上次采样值dat_samp_pre作为采样值dat_samp；f5：将采样值dat_samp和上次采样值dat_samp_pre进行加权平均，得到的有效采样值为滤波后采集数据。
[0009]
优选地，所述加权平均的实现方法为：本次采样值dat_samp*75%+上次采样值dat_samp_pre*25%=有效采样值。
[0010]
优选地，所述滤波后数据依次存入队列中，判断队列收尾的数据差在一定范围内后的实现方法为：t1：建立队列fifo[10]，并赋值为0；t2：当到达数据采集时间，按照尾进首出原则将缓存中各元素往队首fifo[0]移动一位，并将滤波后新采集数据data放入队尾fifo[9]；t3：若队首fifo[0]的数值不为0，判断fifo[9]-fifo[0]≥data0是否成立，如果成立进入步骤t4，否则返回步骤t2；t4：当到达数据采集时间，按照尾进首出原则将缓存中各元素往队首fifo[0]移动一位，并将滤波后新采集数据data放入队尾fifo[9]；t5：判断fifo[9]-fifo[0]≤data1是否成立，如果成立进入步骤t6，否则返回步骤t4；data0和data1均为预设值；t6：将队列fifo[10]缓存中最新的至少3个值之和的平均值作作为标定值。
[0011]
优选地，所述标定值=（fifo[9]+fifo[8]+fifo[7]+fifo[6]）/4。
[0012]
优选地，所述标检烟箱包括箱体，箱体的上部设有排烟孔，所述箱体内设有主控盒、风扇、光学密度计和烟雾模拟器，风扇、光学密度计和烟雾模拟器均与主控盒相连接；所述箱体底部的两侧固定设有毛刷，毛刷设置在传送装置的上侧且与传送装置的传送带相配合。
[0013]
优选地，所述箱体底端的两侧设有卡扣，卡扣与传送装置的固定架相卡接；所述卡扣上侧的箱体的内壁固定有滚轴，滚轴与传送带滑动连接。
[0014]
优选地，所述风扇为功率可调小风扇，主控盒根据两个光学密度计采样值差异调整风扇的功率。
[0015]
优选地，所述主控盒内置主控板，主控盒上连接有触屏面板，触屏面板设置在箱体的侧部，触屏面板、风扇、光学密度计和烟雾模拟器均通过fpc连接器与主控板相连接；所述风扇的数量设有4个，风扇固定在箱体四角的中部；2个光学密度计延伸设置在箱体的中部；
在传送带上设有3个烟箱，包括用作烟感自动标定的标定烟箱以及用于烟感标定值检验的低报烟箱和高报烟箱。
[0016]
与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明为烟感的自动标定、实现流水线生产提供了解决方案，能够大大提高烟感生产效率，满足市场需求；提供一种烟感自动标定和高低报检验生产烟箱和方法，可实现烟感自动标定，大大提高生产效率，可实现烟感高低报全检，确保产品一致性和产品质量，提高火灾预防的准确性，确保用户人身安全。
附图说明
[0017]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]
图1为本发明的外部示意图。
[0019]
图2为图1所示的内部结构示意图i。
[0020]
图3为图1所示的内部结构示意图ii。
[0021]
图4为本发明自动标定时使用的结构示意图。
[0022]
图5为本发明的流程图。
[0023]
图6为本发明预处理方法的流程图。
[0024]
图7为本发明采样值滤波算法的流程图。
[0025]
图中，1为排烟孔，2为主控盒，3为风扇，4为光学密度计，5为转轴，6为烟雾模拟器，7为箱体，8为毛刷，9为触摸屏，10为传送带，11为固定架，a为标定烟箱，b为低报烟箱，c为高报烟箱。
具体实施方式
[0026]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0027]
实施例1如图5所示，一种烟感自动标定方法，其特征在于，包括如下步骤：烟感上电，利用预处理方法判断烟感的探测迷宫的采集的前向检测值和后向检测值是否在预设的阈值范围内，判断烟感的探测迷宫焊接是否良好，确保机器的一致性。预处理阶段，机器进入标定状态，并将机器放置于传送带上。将烟感放置在提供稳定烟雾的标检烟箱内，标检烟箱为烟感自动标定提供一个可靠和稳定的烟雾环境；检验烟箱对全部机器进行高低报检验，确保产品一致性和产品质量。烟感正好处于标检烟箱中心位置时开始采集数据，利用采样值滤波算法对烟感新采集的数据进行滤波，得到滤波后数据。采样值滤波算法可滤除来自外界和机器自身产生的干扰，确保每一次采样值的准确性。将滤波后数据依次存入队列中，判断队列收尾的数据差在一定范围内即烟箱内烟雾浓度是否达到稳定后，将队列中至少3个最新的滤波后数据求平均得到标定值，相当于二级滤波，这样处理后得到的采样值更接近真
实值。将标定值保存在烟感的flash中，若真实发生火灾，火灾阴燃初期烟雾浓度会逐渐升高，采样值会逐渐变大，超过标定值，报警器就会发出声光报警。
[0028]
如图6所示，预处理方法为：s1将前向检测值存储在数组data_forward中，将后向检测值存储在数组data_backward中；前向和后向发射管交替发光，光线打到烟雾颗粒上进行散射，接收管将接收到的散射光转换成电流信号，单片机对电流信号采样得到前后向检测值。前后向发射管与接收管光路角度不同，不同光路角度打到不同颗粒上散射的光强度不同，借助算法可实现不同颗粒识别，减少烟感即烟雾传感器的误报。
[0029]
s2当达到预定的采样次数时，判断：预设下限值《数组data_forward《预设上限值是否成立，如果成立进入步骤s3，否则错误处理；二级采样值滤波算法存在于每一次采样，预定采样次数3。若不满足，烟感就进入不了标定状态，烟感指示灯会有指示，工作人员将烟感取出维修，确保烟感的一致性和可靠性。
[0030]
s3判断：预设下限值《数组data_backward《预设上限值是否成立，如果成立，将烟感放置在稳定烟雾环境中，否者错误处理。
[0031]
所述采样值滤波算法的实现方法为：f1：建立数据采集缓存数组dat_acqbuf，长度是n，并赋值为0；建立历史数据缓存数组dat_listbuf，并赋值为0；f2：连续采集多次即n次后，将数据采集缓存数组dat_acqbuf中的数据按照从小到大排列，并删除排列后的数据采集缓存数组dat_acqbuf中数值的最大值和最小值；将删除最大值和最小值后的数据采集缓存数组dat_acqbuf中的所有数据进行中位值滤波，得到平均值；滤除来自外界和烟感自身产生的干扰，确保每一次采样值的准确性和可靠性。
[0032]
f3：将平均值放入历史数据缓存数组dat_listbuf中作为当前值dat_listbuf_cur，用于算法的后级判断，将当前值dat_listbuf_cur减去上次值dat_listbuf_pre，得到差值dat_delta。
[0033]
f4：判断差值dat_delta是否小于等于门限值，如果成立本次采样值有效，得到采样值dat_samp；否则本次采样值无效，使用上次采样值dat_samp_pre作为采样值dat_samp；门限值为3，经验值，确保每一次采样值的准确性和可靠性。
[0034]
f5：将采样值dat_samp和上次采样值dat_samp_pre进行加权平均，得到的有效采样值为滤波后采集数据。
[0035]
所述加权平均的实现方法为：本次采样值dat_samp*75%+上次采样值dat_samp_pre*25%=有效采样值。加权平均滤除来自外界和烟感自身产生的干扰，确保每一次采样值的准确性和可靠性。
[0036]
如图7所示，采样值滤波算法可使烟感标定更准确、可靠。
[0037]
所述滤波后数据依次存入队列中，判断队列收尾的数据差在一定范围内后的实现方法为：t1：建立为容量为10的队列fifo，并赋值为0；t2：当到达数据采集时间，按照尾进首出原则将缓存中各元素往队首fifo[0]移动一位，并将滤波后新采集数据data放入队尾fifo[9]；烟感进入标定烟箱会导致烟箱烟雾浓度波动，给烟箱一个稳定时间，一般15s以内烟箱恢复稳定，设置20s等待时间。
[0038]
t3：若队首fifo[0]的数值不为0，判断fifo[9]-fifo[0]≥data0是否成立，如果成立进入步骤t4，否则返回步骤t2；即判断烟感是否进入烟箱，data0的为预设值。data0一般为30个ad值，即1/3报警值。烟感进入标检烟箱后，烟雾采集值会发生突变，满足fifo[9]
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fifo[0]≥date0，烟感智能识别为进入烟箱，等待标定。
[0039]
t4：烟感进入烟箱会导致烟箱烟雾浓度波动，给烟箱一个稳定时间，一般15s以内烟箱恢复稳定，设置20s等待时间。当到达数据采集时间，按照尾进首出原则将缓存中各元素往队首fifo[0]移动一位，并将滤波后新采集数据data放入队尾fifo[9]。机器智能识别为进入烟箱后，启动倒计时，tim0为预设倒计时时间，目的是为了烟感正好处于烟箱中心位置，采样值更准确。
[0040]
t5：采样10个值之后，将数组（队列fifo）由小到大排列，判断fifo[9]-fifo[0]≤data1是否成立即判断烟箱内烟雾浓度是否达到稳定，如果成立进入步骤t6，烟感可以开始标定；否则返回步骤t4；data1=5，和烟箱的判稳条件一致。
[0041]
t6：将队列fifo[10]缓存中最新的至少3个值之和的平均值作作为标定值。
[0042]
所述标定值=（fifo[9]+fifo[8]+fifo[7]+fifo[6]）/4。选择4个数据进行平均相当于二级滤波，这样处理后得到的采样值更接近真实值，使标定值更稳定可靠。标定后，烟感退出标定状态，进入正常监视状态。
[0043]
实施例2如图1所示，一种烟感自动标检烟箱，包括箱体7，箱体采用不锈钢材质，表面做喷漆处理，不易生锈，生锈会影响光学密度计探测精度。箱体7的顶部设有排烟孔1，有利于烟雾排除。如图2和图3所示，所述箱体7内设有主控盒2、风扇3、光学密度计4和烟雾模拟器6，风扇3、光学密度计4和烟雾模拟器6均与主控盒2相连接；烟雾模拟器6是烟雾模拟发生装置，可以使用气溶胶发生器或液体石蜡发生器，用于在箱体7内产生烟雾。箱体7底部的两侧固定设有毛刷8，毛刷8设置在传送装置的上侧且与传送装置的传送带10相配合，即毛刷8与传送带10紧接触。因为烟感进入和离开箱体7会造成烟雾泄露，毛刷8用于阻挡非排烟状态下箱体7内部烟雾排除，保持箱体7内烟雾值稳定。
[0044]
主控盒是整个烟箱控制中心，主控盒2内置主控板，主控盒2上连接有触屏面板9，触屏面板9设置在箱体7的侧部，触屏面板设置有烟雾设定值、升烟、排烟的选项，便于操作。根据烟感国标gb20517-2006标准要求，标定值和烟感认证设置的标定值保持一致，不同烟感的标定值设置有所不同。标定值设置好之后，随时可通过升烟选项开始标检工作；标定结束，利用排烟的选项排空烟箱内的烟雾。触屏面板9、风扇3、光学密度计4和烟雾模拟器6均通过fpc连接器与主控板相连接，各个模块与主控板连接可靠，不易脱落。
[0045]
如图4所示，所述箱体7底端的两侧设有卡扣，卡扣与传送装置的固定架11相卡接，通过卡扣扣合牢靠稳定；底部做卡扣设计，安装便捷。所述卡扣上侧的箱体7的内壁固定有滚轴5，滚轴5与传送带10滑动连接。在竖直方向上，滚轴5设置在卡扣和毛刷8之间，滚轴5用于拖动箱体7在传送带10上滑动，不会影响烟感的传送。传送带与固定架之间装有转轴，转轴带动传送带转动，从而带动烟感在传送带上移动，从而可以方便的将烟感传送至箱体7内或从箱体7内传送出去。
[0046]
所述风扇3为功率可调小风扇，主控盒2根据光学密度计4采样值差异调整风扇3的功率。所述风扇3的数量设有4个，风扇3固定在箱体7四角的中部，用来均匀箱体内气流，4个
风扇均单独控制。所述光学密度计4的数量设有2个，2个光学密度计4延伸设置在箱体7的中部。
[0047]
两个光学密度计4用来实时监测烟箱内不同时刻、不同地点烟雾浓度，将采集数据反馈给主控盒2，主控盒根据2个光学密度计4采集值差异调整风扇运行功，确保烟箱内各个位置烟雾浓度差异不大。主控盒根据2个光学密度计采集值与触屏面板烟雾预设值差异控制烟雾模拟器工作和停止，确保烟箱内烟雾浓度与烟雾预设值差异不大。左右两个光学密度计均匀分布在烟箱两侧，当|左侧探测到的烟雾浓度ad采样值-右侧探测到的烟雾浓度ad采样值|≥3，主控盒2增加采样值高的一侧的两个风扇的电机功率，直至两侧烟雾浓度ad采样值维持均衡。ad采样值的算法和烟感一样。当烟箱内两侧烟雾浓度均衡以后，主控盒2会将预设值与两个光学密度计采样值平均值进行比较，若-5＜预设值-采样值平均值＜0，主控盒2控制排烟系统开关打开一段时间，若预设值-采样值＞5，主控盒2控制气溶胶发生器的开关打开一段时间，若0＜预设值-采样值平均值＜5，主控盒2判断为烟箱内烟雾浓度达到预设值。
[0048]
如图4所示，一种自动化标检生产线，在传送带10上设有3个烟箱，包括用作烟感自动标定的标定烟箱a以及用于烟感标定值检验的低报烟箱b和高报烟箱c，根据烟感国标gb20517-2006标准要求，标定值和烟感送认证设置的标定值保持一致，低报检验值设置为标定值-0.06，高报检验值设置为标定值+0.06，单位db/m。
[0049]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种烟感自动标定方法，其特征在于，包括如下步骤：烟感上电，利用预处理方法判断烟感的探测迷宫的采集的前向检测值和后向检测值是否在预设的阈值范围内；将烟感放置在提供稳定烟雾的标检烟箱内，烟感处于标检烟箱中心位置时开始采集数据，利用采样值滤波算法对烟感新采集的数据进行滤波，得到滤波后数据；将滤波后数据依次存入队列中，判断队列收尾的数据差在一定范围内后，将队列中至少3个最新的滤波后数据求平均得到标定值，将标定值保存在烟感的flash中。2.根据权利要求1所述的烟感自动标定方法，其特征在于，所述预处理方法为：s1将前向检测值存储在数组data_forward中，将后向检测值存储在数组data_backward中；s2当达到预定的采样次数时，判断：预设下限值<数组data_forward<预设上限值是否成立，如果成立进入步骤s3，否则错误处理；s3判断：预设下限值<数组data_backward<预设上限值是否成立，如果成立，将烟感放置在稳定烟雾环境中，否者错误处理。3.根据权利要求1或2所述的烟感自动标定方法，其特征在于，所述采样值滤波算法的实现方法为：f1：建立数据采集缓存数组dat_acqbuf，并赋值为0；建立历史数据缓存数组dat_listbuf，并赋值为0；f2：连续采集多次后，将数据采集缓存数组dat_acqbuf中的数据按照从小到大排列，并删除排列后的数据采集缓存数组dat_acqbuf中数值的最大值和最小值；将删除最大值和最小值后的数据采集缓存数组dat_acqbuf中的所有数据进行中位值滤波，得到平均值；f3：将平均值放入历史数据缓存数组dat_listbuf中作为当前值dat_listbuf_cur，将当前值dat_listbuf_cur减去上次值dat_listbuf_pre，得到差值dat_delta；f4：判断差值dat_delta是否小于等于门限值，如果成立本次采样值有效，得到采样值dat_samp；否则本次采样值无效，使用上次采样值dat_samp_pre作为采样值dat_samp；f5：将采样值dat_samp和上次采样值dat_samp_pre进行加权平均，得到的有效采样值为滤波后采集数据。4.根据权利要求3所述的烟感自动标定方法，其特征在于，所述加权平均的实现方法为：本次采样值dat_samp*75%+上次采样值dat_samp_pre*25%=有效采样值。5.根据权利要求1或4所述的烟感自动标定方法，其特征在于，所述滤波后数据依次存入队列中，判断队列收尾的数据差在一定范围内后的实现方法为：t1：建立容量为10的队列fifo，并赋值为0；t2：当到达数据采集时间，按照尾进首出原则将缓存中各元素往队首fifo[0]移动一位，并将滤波后新采集数据data放入队尾fifo[9]；t3：若队首fifo[0]的数值不为0，判断fifo[9]-fifo[0]≥data0是否成立，如果成立进入步骤t4，否则返回步骤t2；t4：当到达数据采集时间，按照尾进首出原则将缓存中各元素往队首fifo[0]移动一位，并将滤波后新采集数据data放入队尾fifo[9]；t5：判断fifo[9]-fifo[0]≤data1是否成立，如果成立进入步骤t6，否则返回步骤t4；data0和data1均为预设值；
t6：将队列fifo[10]缓存中最新的至少3个值之和的平均值作作为标定值。6.根据权利要求5所述的烟感自动标定方法，其特征在于，所述标定值=（fifo[9]+ fifo[8]+fifo[7]+fifo[6]）/4。7.根据权利要求1、2、4、6中任意一项所述的烟感自动标定方法，其特征在于，所述标检烟箱包括箱体（7），箱体（7）的上部设有排烟孔（1），其特征在于，所述箱体（7）内设有主控盒（2）、风扇（3）、光学密度计（4）和烟雾模拟器（6），风扇（3）、光学密度计（4）和烟雾模拟器（6）均与主控盒（2）相连接；所述箱体（7）底部的两侧固定设有毛刷（8），毛刷（8）设置在传送装置的上侧且与传送装置的传送带（10）相配合。8.根据权利要求7所述的烟感自动标定方法，其特征在于，所述箱体（7）底端的两侧设有卡扣，卡扣与传送装置的固定架相卡接；所述卡扣上侧的箱体（7）的内壁固定有滚轴（5），滚轴（5）与传送带（10）滑动连接。9.根据权利要求8所述的烟感自动标定方法，其特征在于，所述风扇（3）为功率可调小风扇，主控盒（2）根据两个光学密度计（4）采样值差异调整风扇（3）的功率。10.根据权利要求8或9所述的烟感自动标定方法，其特征在于，所述主控盒（2）内置主控板，主控盒（2）上连接有触屏面板（9），触屏面板（9）设置在箱体（7）的侧部，触屏面板（9）、风扇（3）、光学密度计（4）和烟雾模拟器（6）均通过fpc连接器与主控板相连接；所述风扇（3）的数量设有4个，风扇（3）固定在箱体（7）四角的中部；2个光学密度计（4）延伸设置在箱体（7）的中部；在传送带（10）上设有3个烟箱，包括用作烟感自动标定的标定烟箱（a）以及用于烟感标定值检验的低报烟箱（b）和高报烟箱（c）。

技术总结
本发明提出了一种烟感自动标检烟箱及其自动标定方法，自动标定方法包括：烟感上电，利用预处理方法判断烟感的探测迷宫的采集的前向检测值和后向检测值是否在预设的阈值范围内；将烟感放置在提供稳定烟雾的标检烟箱内，利用采样值滤波算法对烟感新采集的数据进行滤波，得到滤波后数据；将滤波后数据依次存入队列中，判断队列收尾的数据差在一定范围内后，将队列中至少3个最新的滤波后数据求平均得到标定值，将标定值保存在烟感的Flash中。本发明可实现烟感自动标定，大大提高生产效率，可实现烟感高低报全检，确保产品一致性和产品质量，提高火灾预防的准确性，确保用户人身安全。全。全。


技术研发人员：桑小田 赵亚楠 兰永富 陈真真 崔巍 张耀顺 李欢
受保护的技术使用者：汉威科技集团股份有限公司
技术研发日：2023.05.30
技术公布日：2023/9/12