(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210992529.0 (22)申请日 2022.08.18 (71)申请人 重庆大学 地址 400030 重庆市沙坪坝区沙正 街174号 (72)发明人 朱涛　郑斯扬　朱文浩　 (74)专利代理 机构 重庆双马智翔专利代理事务 所(普通合伙) 50241 专利代理师 顾晓玲 (51)Int.Cl. G08B 17/06(2006.01) G01D 21/02(2006.01) G01K 11/324(2021.01) (54)发明名称 一种综合多参数传感的消防安全系统及信 号处理方法 (57)摘要 本发明提供一种综合多参数传感的消防安 全系统及信号处理方法， 该系统中温度传感光纤 中一段缠绕在加热体上， 以使该温度传感光纤段 构成三维形状； 消防安全传感器对除温度外的其 他参数进行测量， 加热控制电路根据消防安全传 感器测得的参数控制加热加热体， 将其他参数转 换为温度； 测量光信号被传输给温度传感光纤 后， 将产生的散射光信号传输回信息处理分析装 置； 信息处理分析装置根据散射光信号进行三维 温度传感， 根据温度传感光纤沿线温度及其对应 段的形状， 确定消防安全传感器测量到的参数信 息、 温度传感光纤沿线检测到的周围环境温度以 及引发危险的温度事件。 本发明利用温度传感光 纤可实现多参数远程并行传输， 且 可实现多参数 区分。 权利要求书3页 说明书12页 附图4页 CN 115311805 A 2022.11.08 CN 115311805 A 1.一种综合多参数传感的消防安全系统， 其特征在于， 包括温度传感光纤、 消防安全传 感器、 环形器和信息处理分析装置， 所述消防安全传感器与加热控制电路连接， 所述加热控 制电路与加热体连接， 所述温度传感光纤中一段缠绕在所述加热体上， 以使该温度传感光 纤段构成三维形状； 所述消防安全传感器用于对消防安全中除温度外的其他参数进行测 量， 所述加热控制电路根据所述消防安全传感器测量到的参数信息控制加热该加热体， 从 而使缠绕在该加热体上温度传感光纤段测得的温度发生变化， 将所述消防安全传感器测得 的其他参数信息转换为温度信息； 测量光信号通过所述环形器被传输给所述温度传感光纤， 所述温度传感光纤在接收到 该测量光信号后， 将产生的散射光信号后向传输回该环形器， 所述散射光信号被该环形器 传输至所述信息处 理分析装置； 所述信息处理分析装置根据 所述散射光信号进行三维温度传感， 根据 所述温度传感光 纤沿线温度及其对应段的形状， 确定所述消防安全传感器测量到的参数信息、 所述温度传 感光纤沿线检测到的周围环境温度以及引发危险的温度事 件。 2.根据权利要求1所述的综合多参数传感的消防安全系统， 其特征在于， 缠绕在所述加 热体上的所述温度传感光纤段反映出所述加热体的形状， 所述消防安全传感器包括对不同 参数进行测量的不同类型的传感器， 针对每个传感器， 其均与对应的加热控制电路连接， 针 对不同类型的传感器， 其对应加热控制电路与不同形状的加热体连接 。 3.根据权利要求1所述的综合多参数传感的消防安全系统， 其特征在于， 所述加热控制 电路可以根据对应消防安全传感器测量到的参数信息， 控制对应加热体的加热程度， 使消 防安全传感器测得的参数信息与加热体的温度相对应， 从而使消防安全传感器测得的参数 信息与温度传感光纤测得的温度变化 量相对应； 所述加热控制电路在检测到对应消防安全传感器测得的参数值超过设定预警阈值 时， 表示该消防安全传感器测得的参数出现异常， 此时控制加热对应加热体， 直至缠绕在该加 热体上的温度传感光纤段所测得的温度达到设定预警温度阈值， 以便对参数异常进行预 警。 4.根据权利要求1所述的综合多参数传感的消防安全系统， 其特征在于， 针对每个用户 分别设置一条温度传感光纤， 将各条温度传感光纤依次相连， 构成光纤网络， 所述信息处理 分析装置在本地存储有各条温度传感光纤在该光纤网络中的起始位置， 针对每条温度传感 光纤， 其各个温度传感光纤段在该条温度传感光纤中的起止位置以及缠绕在其加热体上的 温度传感光纤段各点的三 维空间坐标， 其中温度传感光纤上的温度传感光纤段分为缠绕在 其加热体上的温度传感光纤段以及未 缠绕在其加热体上的温度传感光纤段； 所述信息处理 分析装置以各条温度传感光纤的起始位置为起点， 根据各条温度传感光纤反向传输回的散 射光信号， 分别进行三维温度传感。 5.根据权利要求4所述的综合多参数传感的消防安全系统， 其特征在于， 还包括用户监 测终端， 所述信息处理分析装置将用户对应消防安全传感器测量到的参数信息， 所述用户 对应温度传感光纤沿线检测到的周围环境温度值和温度事 件传送给对应用户监测终端； 和/或还包括消防集中监测终端， 所述信息处理分析装置将各个用户对应消防安全传 感器测量到的参数信息、 各个用户对应 温度传感光纤沿线检测到的周围环境温度值和温度 事件均传送给 所述消防集中监测终端。权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115311805 A 26.一种权利要求1至5中任意一项所述的综合多参数传感的消防安全系统的信号处理 方法， 其特 征在于， 所述信息处 理分析装置按照以下步骤 对所述散射 光信号进行处 理： 步骤S110、 将所述散射 光信号转换为散射电信号； 步骤S120、 根据所述散射电信号进行三维温度传感； 步骤S130、 根据所述温度传感光纤所反映出的形状以及沿线温度， 确定所述消防安全 传感器测量到的参数信息、 所述温度传感光纤沿线检测到的周围环境温度以及引发危险的 温度事件。 7.根据权利要求6所述的信号处理方法， 其特征在于， 针对每个用户分别设置一条温度 传感光纤， 将各条温度传感光纤依次相连， 构成光纤网络， 所述信息处理分析装置在本地存 储有各条温度传感光纤在该光纤网络中的起始位置， 针对每条温度传感光纤， 其各个温度 传感光纤段在该条温度传感光纤中的起止位置以及缠绕在其加热体上的温度传感光纤段 各点的三 维空间坐标， 其中温度传感光纤上的温度传感光纤段分为缠绕在其加热体上的温 度传感光纤段以及未缠绕在其加热体上的温度传感光纤段； 所述步骤S120具体包括： 步骤S121、 针对每条温度传感光纤， 根据该温度传感光纤的沿线空间分辨率δ， 确定该 温度传感光纤沿线测得的离 散温度数据的个数 L表示该温度传感光纤段的总长度； 步骤S122、 针对每两个相邻离散温度数据， 采用插值法对该两个相邻离散温度数据进 行连续化处理， 从而获得该温度传感光纤段沿线的连续温度数据， 并采用不同的颜色表示 该温度传感光纤上 连续温度数据； 步骤S123、 确定各个用户在光纤网络中对应温度传感光纤的起始位置， 针对每个用户 对应的一条温度传感光纤， 根据各个温度传感光纤段在该条温度传感光纤上 的起止位置， 确定其各个温度传感光纤段是缠绕在加热体上， 还是平铺在对应面上， 若是缠绕在加热体 上， 则根据该温度传感光纤上各点的三维空间坐标建立三维温度感知结构， 若是平铺在对 应面上， 则直接建立温度感知线， 相邻两个三维温度感知结构之间通过温度感知线连接 。 8.根据权利要求6所述的信号处理方法， 其特征在于， 在所述步骤S120之前， 所述步骤 S110之后， 所述方法还 包括： 按照以下公式， 利用反卷积算法对所述散射电信号进行处理， 获得处理后的散射电信 号pE： 其中p表示由信 息处理分析装置接收到的散射光信号转换成的散射电信号， F表示傅里 叶正变换， F‑1表示傅里叶逆变换； 通过调节K值， 使pE的脉宽比p的脉宽窄， 由此来提高所述 温度传感光纤的三维空间温度分辨率； 所述处理后的散射电信号为： 将相比于实际测量光 信号脉宽较窄的理论测量光信号传输给该温度传感光纤后， 由该温度传感光纤传输回该信 息处理分析装置的散射 光信号， 转换 形成的电信号。 9.根据权利要求8所述的信号处理方法， 其特征在于， 在利用反卷积算法对所述散射电 信号进行处理， 获得处理后的散射电信号之后， 所述步骤S120之前， 还包括： 利用累积平均 法和编码脉冲算法对所述处 理后的散射电信号进行降噪处 理。权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115311805 A 3