智能型一體化火焰檢測系統通過多模態傳感、AI視覺算法與動態分析技術,實現對火焰的快速識別與精準預警,其核心檢測技術涵蓋以下幾個方面:
一、多模態傳感融合技術
紅外熱成像+可見光雙模態傳感
紅外熱成像:捕捉火焰輻射的紅外光譜(波長700nm-1700nm),通過溫度差異區分火焰與高溫設備、燈光等干擾源。例如,FS-100系統采用IR傳感器,光譜響應范圍覆蓋700-1700nm,可穿透煙霧檢測隱藏火源。
可見光傳感:利用火焰的獨特顏色特征(如R≥G且G>B的RGB模型)進行初步篩選,結合動態特征(如10Hz閃爍頻率)確認火焰存在。
優勢:雙模態傳感通過動態閾值算法排除誤報,準確率高達99.9%,適應高溫車間、化工廠等復雜場景。
紫外/紅外單模態傳感
紫外傳感(UV型):檢測火焰輻射的紫外線(波長190-380nm),適用于氣體燃料燃燒場景(如燃氣鍋爐),因氣體火焰初始燃燒區輻射強紫外線。
紅外傳感(IR型):通過硫化鉛(PbS)或磷化鉀(GaP)光敏電阻感應火焰閃爍的紅外輻射,轉化為電信號輸出。例如,煤粉燃燒火焰宜采用紅外傳感,因紫外線易被燃燒產物吸收。
二、AI視覺算法技術
深度學習火焰識別
YOLOv7改進模型:基于輕量化設計優化小目標檢測能力,每秒分析60幀畫面,可在火焰出現0.5秒內完成識別并觸發預警。
遷移學習技術:通過多場景自適應引擎快速適配新場景(如森林、化工廠),支持用戶自定義報警閾值。例如,某鋰電池工廠部署后成功預警3次電池短路引發的初期火情。
動態特征分析
閃爍頻率檢測:火焰外焰部分運動存在10Hz特征頻率,通過捕捉像素點在“有火焰”和“無火焰”狀態間的切換頻率確認火焰。
能量變化分析:燃燒導致火焰能量不均衡分布,與顏色相似運動物體(如紅色衣服)形成對比,能量分布圖顯示明顯亮暗變化。
三、動態閾值與抗干擾技術
動態閾值調整
系統根據環境光照、溫度等參數自動調整報警閾值,排除高溫設備、燈光等干擾。例如,在鋼鐵冶煉爐等高溫環境中,系統通過實時校準閾值減少誤報。
多場景自適應
室內外適配:支持廣角、長焦、全景監控,適應煙霧、強光、雨雪等干擾條件。例如,森林防火場景通過衛星遙感+無人機巡檢+地面監控三級架構,融合氣象數據預測火勢蔓延路徑。
行業定制算法:
工業場景:識別電弧火花、氣體泄漏引發的隱形火源,結合熱輻射強度分析排除高溫設備干擾。
家庭場景:聚焦廚房油鍋起火、電器過載等場景,通過行為識別算法預判風險(如無人狀態下的長時間高溫),聯動智能家居自動關閉燃氣閥門。
四、邊緣計算與云端協同技術
邊緣計算節點
內置NPU芯片實現本地實時AI推理,降低網絡依賴,確保極端環境下通信穩定。例如,5G、Wi-Fi、LoRa多協議傳輸支持偏遠地區數據回傳。
云端管理平臺
提供可視化火情地圖、歷史數據回溯、多級報警推送(聲光、短信、App)功能。例如,某小區充電棚部署AI火焰識別攝像機后,通過火焰識別平臺觸發自動噴水滅火系統,實現“早發現、早報警、早處置”。
五、典型應用場景技術適配
場景技術適配方案
化工廠防爆設計+電弧火花識別算法,結合熱輻射分析排除高溫管道干擾。
森林防火衛星遙感+無人機巡檢+地面監控,融合氣象數據預測火勢蔓延路徑,夜間通過紅外光譜識別200米外微小火源。
家庭廚房行為識別算法預判油鍋起火風險,聯動智能家居自動關閉燃氣閥門、啟動通風。
數據中心高精度溫感傳感器+AI視覺監控,0.5秒內識別服務器機柜過熱情形,觸發緊急冷卻系統。