火警自动开关防火窗及其控制方法与流程

本发明涉及防火窗，特别是涉及一种火警自动开关防火窗及其控制方法。

背景技术：

1、防火窗是指在一定时间内，连同框架能满足耐火稳定性和耐火完整性要求的窗。在防火间距不足的两建筑物外墙上，或在被防火墙分隔的空间之间，需要采光和通风时，应当采用防火窗。

2、目前，防火窗一般包括外框、内扇和防火玻璃，手动式防火窗需要进行手动关闭，在发生火灾时需要消防人员手动关闭来遏制火灾扩散，而发生火灾时消防人员往往无法及时关闭防火窗，无法起到良好的防火作用。自动式防火窗虽然能及时进行关闭，但是无法具体判断是否有火灾发生，同时由于需要的部件较多，往往导致防火窗的密封性不好，起不到很好的防火作用。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种火警自动开关防火窗，能准确识别是否发生火灾，并在有火灾发生时能自动关闭密封，隔绝空气流通，控制火情扩散。

2、本发明的一方面提供一种火警自动开关防火窗，其包括：控制器、动力模块、窗户本体、温度传感器、图像传感器、气囊、充气密封圈和双向气泵；

3、所述窗户本体包括窗框、支杆、第一窗户和第二窗户；

4、所述温度传感器、所述图像传感器、所述动力模块和所述双向气泵均与所述控制器连接；所述温度传感器、所述图像传感器、所述双向气泵和所述气囊均设置在所述窗框上；

5、所述窗框的内部被所述支杆分割成第一区域和第二区域，所述第一窗户通过所述动力模块与所述窗框转动连接且设置在所述第一区域内，所述第二窗户通过所述动力模块与所述窗框转动连接且设置在所述第二区域内；

6、所述窗框和所述支杆与所述第一窗户和所述第二窗户的贴合面均设置有凹槽，所述充气密封圈设置在所述凹槽内，所述充气密封圈通过所述双向气泵和所述气囊连通；

7、所述控制器通过所述动力模块控制所述第一窗户和第二窗户的开关，继而控制所述窗户本体的开关；

8、所述温度传感器获取实时温度值，所述图像传感器获取实时图像；所述控制器根据所述实时温度值和所述实时图像判断是否有火灾发生；

9、当存在火灾发生时，所述控制器通过所述动力模块控制所述第一窗户和所述第二窗户关闭；

10、当所述第一窗户和所述第二窗户关闭后，所述控制器通过所述双向气泵将所述气囊内的不可燃气体充入所述充气密封圈，所述充气密封圈充气实现所述窗框、所述支杆、所述第一窗户和所述第二窗户之间的密封。

11、可选地，所述动力模块包括第一转轴、第二转轴、第一主动轮、第一从动轮、第二主动轮、第二从动轮、第一电机和第二电机；

12、所述窗框包括依次连接的第一边、第二边、第三边和第四边；所述第一边、所述第二边、所述第三边和所述第四边上均设置有所述凹槽；

13、所述第一转轴平行且靠近所述第一边，所述第一转轴的第一端与所述第四边转动连接，所述第一转轴的第二端依次穿过所述第一窗户的一端和所述第二边与所述第一从动轮固定连接；所述第一从动轮与所述第一主动轮咬合连接，所述第一电机的输出端与所述第一主动轮固定连接；所述第一转轴与所述第二转轴平行且靠近所述第三边，所述第二转轴的第一端与所述第四边转动连接，所述第二转轴的第二端依次穿过所述第二窗户的一端和所述第二边与所述第二从动轮固定连接；所述第二从动轮与所述第二主动轮咬合连接，所述第二电机的输出端与所述第一主动轮固定连接。

14、本发明另一方面提供了上述的火警自动开关防火窗的控制方法，括以下步骤：

15、获取历史火灾时间序列温度数据集和历史火灾时间序列图像集；

16、控制器对所述历史火灾时间序列图像集进行检测，得到历史火灾时间序列烟雾浓度集；

17、所述控制器对所述历史火灾时间序列温度数据集进行预处理，得到预处理历史火灾时间序列温度数据集，所述控制器对所述历史火灾时间序列烟雾浓度集进行预处理，得到预处理历史火灾时间序列烟雾浓度集；

18、具体地：

19、对于所述历史火灾时间序列温度数据集中的任意历史火灾时间序列温度数据，计算当前温度值与上一温度值之间的烟雾浓度差值，并用烟雾浓度差值除以当前温度值与上一温度值之和，得到温度差异系数，若温度差异系数在温度差异设定范围内，则保留当前温度值，若温度差异系数不在温度差异设定范围内，则舍弃当前温度值；

20、对于所述历史火灾时间烟雾浓度集中的任意历史火灾时间序列烟雾浓度，计算当前烟雾浓度与上一烟雾浓度之间的烟雾浓度差值，并用烟雾浓度差值除以当前烟雾浓度与上一烟雾浓度之和，得到烟雾浓度差异系数，若烟雾浓度差异系数在烟雾浓度差异设定范围内，则保留当前烟雾浓度，若烟雾浓度差异系数不在烟雾浓度差异设定范围内，则舍弃当前烟雾浓度；

21、所述控制器基于所述预处理历史火灾时间序列温度数据集和所述预处理历史火灾时间序列烟雾浓度集获得火灾报警阈值；

22、所述温度传感器获取实时温度值，所述图像传感器获取实时图像；

23、所述控制器根据所述实时图像得到实时烟雾浓度值，并基于所述实时烟雾浓度值和所述实时温度值计算得到实时火灾表征值；

24、所述控制器对所述实时火灾表征值与所述火灾报警阈值进行判断，当所述实时火灾表征值大于所述火灾报警阈值时，存在火灾发生；当所述实时火灾表征值小于或者等于所述火灾报警阈值时，不存在火灾发生；

25、当存在火灾发生时，所述控制器通过动力模块控制第一窗户和第二窗户关闭；当所述第一窗户和所述第二窗户关闭后，所述控制器通过双向气泵将气囊内的不可燃气体充入充气密封圈。

26、可选地，所述控制器基于所述预处理历史火灾时间序列温度数据集和所述预处理历史火灾时间序列烟雾浓度集获得火灾报警阈值，具体为：

27、令i＝1；i＝[1,2,…,n]；n为预处理历史火灾时间序列温度数据集中预处理历史火灾时间序列温度数据的数量，所述预处理历史火灾时间序列烟雾浓度集中预处理历史火灾时间序列烟雾浓度的数量与预处理历史火灾时间序列温度数据的数量相同；

28、基于第i个预处理历史火灾时间序列温度数据获得第i个温度均值表现误差序列，基于第i个预处理历史火灾时间序列烟雾浓度获得第i个烟雾浓度均值表现误差序列；

29、基于第i个温度均值表现误差序列和第i个烟雾浓度均值表现误差序列得到第i个均值表现误差值；

30、基于第i个预处理历史火灾时间序列温度数据获得第i个温度商值表现误差序列，基于第i个预处理历史火灾时间序列烟雾浓度获得第i个烟雾浓度商值表现误差序列；

31、基于第i个温度商值表现误差序列和第i个烟雾浓度商值表现误差序列得到第i个商值表现误差值；

32、基于第i个均值表现误差值和第i个商值表现误差值获得第i个火灾阈值；

33、对i进行判断，若i≥n，则将n个火灾阈值的均值作为所述火灾报警阈值，若i＜n，则令i＝i+1并返回至“基于第i个预处理历史火灾时间序列温度数据获得第i个温度均值表现误差序列，基于第i个预处理历史火灾时间序列烟雾浓度获得第i个烟雾浓度均值表现误差序列”。

34、可选地，第i个温度均值表现误差序列计算公式如下：

35、

36、式中：x表示第i个温度均值表现误差序列，x(tn)表示预处理历史火灾时间序列温度数据的第n个值，表示预处理历史火灾时间序列温度数据的平均值，x(n)表示第i个温度均值表现误差序列的第n个值。

37、可选地，第i个均值表现误差值计算公式如下：

38、

39、式中：ε表示第i个均值表现误差值，x1(k)表示第i个温度均值表现误差序列中的第k个值，表示第i个温度均值表现误差序列的均值，x2(k)表示第i个烟雾浓度均值表现误差序列中的第k个值，表示第i个烟雾浓度均值表现误差序列的均值，s表示第一中间参数，c表示第二中间参数。

40、可选地，第i个温度商值表现误差序列计算公式如下：

41、

42、式中：y为第i个温度商值表现误差序列，x(tn)表示预处理历史火灾时间序列温度数据的第n个值，表示预处理历史火灾时间序列温度数据的平均值，y(n)表示第i个温度商值表现误差序列的第n个值。

43、可选地，第i个商值表现误差值计算公式如下：

44、

45、式中：δ表示第i个商值表现误差值，y1(k)表示第i个温度商值表现误差序列中的第k个值，y2(k)表示第i个烟雾浓度商值表现误差序列中的第k个值，s′表示第三中间参数，c′表示第四中间参数；

46、可选地，第i个火灾阈值计算公式如下：

47、ρ＝εa+(1-δ)；

48、式中：ρ表示第i个火灾阈值，a表示权重系数，ε表示第i个均值表现误差值，δ表示第i个商值表现误差值。

49、本发明的效果如下：

50、1、本发明火警自动开关防火窗，在无火灾发生时，第一窗户和第二窗户打开，进行室内和室外通风，当有火灾发生时，能自动关闭密封，隔绝空气流通，遏制火灾扩散。

51、2、本发明火警自动开关防火窗，通过设置充气密封圈，在第一窗户和第二窗户关闭后，通过双向气泵将气囊内的不可燃气体注入到充气密封圈内，实现第一窗户、第二窗户和窗框之间的密封，具有很好的隔绝空气流通效果，继而提高了遏制火灾扩散的效率，并且，当第一窗户和第二窗户从关闭状态到打开状态之前，通过双向气泵将充气密封圈内不可燃气体注入到气囊中，充气密封圈收缩，避免了充气密封圈与第一窗户和第二窗户之间的摩擦，保证了充气密封圈的密封良好性。

52、3、本发明火警自动开关防火窗，通过设置温度传感器和图像传感器，获取实时温度值和实时图像，进一步得到实时火灾表征值，并于火灾报警阈值进行比较，继而可以准确得到是否发生火灾，提高了火灾发生判断的准确率。