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1、外文翻译中文 火技术,1413 - 1435,2014 2013年纽约Springer科学+商业媒体。在美国生产 DOI: 10.1007/s10694-013-0348-3特征之间的相关性检测不同类型的火灾Rajiv Kumar的*和mp辛格火灾研究小组,CSIR-Central建筑研究所,Roorkee,印度收到:2012年12月17日/接受:2013年5月27日抽象的 在单参数检测系统由于非火灾刺激遇到克服误报问题的一个方法是同时使用多个特征。研究人员发现显著的好处多传感器耦合在减少假触发。数据表示使用一氧化碳(CO)或二氧化碳(CO2)气体传感器结合烟雾传感器具有可观的利益。目前的研究

2、进行确定了两个不同的火灾特征之间的相关性和相互依赖关系像CO-OD(光密度),CO-CO2 CO2-OD。特征已经使用火封闭车厢内测量774.2米的实验测量研究。一系列的燃料的使用，以及燃烧和火焰燃烧的研究。已检查是否两者之间的相关系数特征形式的检测依据，可以作为一个组件在多标准的火灾探测算法。CO和CO2的比值作为探测器的工作准则，也得到了研究和现有文献的讨论与codal规定。关键词:检测、感烟探测器、光学密度、相关系数、签名的,多标准1。介绍一个在大多数火灾事故死亡的主导原因是火灾不能在发展的初始阶段检测。早期火灾检测，当火灾规模尚小的和可控的，提供了足够的时间逃生人员开展救援行动 1 。

3、使用自动检测系统（主要是基于热烟感）已成为广传播 2 。热探测器响应缓慢的火灾检测到只有当它生长颇具规模，留一点时间给驾乘人员的安全疏散。相比之下，烟雾探测器提供更快的响应 3 。采用改进的版本烟雾探测器，火灾可以在早期阶段检测到，只是点火后 4 。随着使用的烟雾探测器由于其更快的响应 5 ，研究为提高火灾探测技术的努力已取得的势头在过去几年。但问题与烟雾滋扰或假警报探测器一直是人们研究的一个严重的问题。解决这个问题的方法之一是基于多准则/签名 6探测器广泛应用的发展，7 。研究人员发现8 12 多效益显著滋扰源抑制探测器。多特征检测系统基于传感器测量火灾的发展 13多个签名的输出适当的处理。

4、多标准的火灾检测系统分析给定的传感器输出的多个方面（如上升或波动率的绝对值，） 14 。这个领域的大部分工作都集中在结合处理来自多个传感器的数据（即对多重特征的发展检测算法）。因此，气体传感器和烟雾传感器组合使用持有成功的多重签名检测 15 的最大潜力。明显的兴趣一直在一氧化碳（CO）的表达或二氧化碳（CO2）气体传感器 16，17 结合烟雾传感器。CO和CO2定额标准进行火灾探测的目的 15 。一般，在烟密度和CO浓度的乘积形式的检测算法的研究人员已发现15 17 非常有前途的。目前，有是气体/烟雾探测器市售 14 不同的组合。在目前的工作,实验与一系列燃料进行了记录同时代烟,CO和CO2签

5、名和确定不同特征之间的相关性所产生的一系列测试火灾在不同的燃烧方式。基于两个特征之间的相关性,不同的组合传感器可用于检测。实验通过燃烧柚木木材棒(Tectona-Grandis)在燃烧和燃烧(热解)模式,庚烷燃烧汽油/甲醇在池的情况下,聚氨酯泡沫在燃烧的燃烧模式和棉花威克斯发光模式。尽管发光的本质上是激烈的燃烧过程,加热固体表面,它在可见光谱辐射环境18,然而在代码像EN 54-719不同的测试prescrib火灾探测器的响应评价典型的阈值限制的操作探测器基于单签名表1给出的琼斯报道15。2。实验实验是由上述燃料燃烧在不同的燃烧模式间测量7 m(L)9 7 m(W)9 4.2(H),保持门窗关

6、闭(表2)。测量了气体浓度作为ppm值和烟尘浓度测量的强度衰减的光落在光电管光学密度计20。其衰减强度/记录第一个小数点。转换日志按以下公式时,有效数字的第三位小数点保留如表3所示,其他地方的文本。光密度每米一直使用以下公式计算21表1各种特征检测阈值/设置点(15)特征设定值摘要烟密度离子检测器4% Ob/m 相对应(2-6.4)% Ob/m but typical烟密度光检测器to 0.017 m-111% Ob/m 相对应value is 4% 15(2-12)% Ob/m but typicalto 0.051 m-1value is 11%15一氧化碳50 ppm70 ppmalar

7、m between二氧化碳氧气一氧化碳比二氧化碳1.5% or 1,500 ppm17%0.0160 min and 240 min as per UL 2034 26光密度(m - 1):Lln()OD(m1) = 0.2303 x OD(dB/m)I0在哪里，I是落在在没有光电池光强度和烟的存在,L是路径长度走过的光。两OD测量单位相差一个常数因子建立利率的CO、CO2和OD已记录时间。两个不同的签名OD和CO之间的相关系数，CO和CO2,OD和CO2已经确定，本文报道。它是观察到在不同模式下燃烧各种燃料产生不同的相关度。换句话说，关系和相互依赖的人火灾特征比其他依靠燃烧和火灾类型模式。基

8、于两相关消防准则检测将有助于提高可靠性火灾探测。同时，两个特征之间的相关性，可以作为一个多标准的火灾探测算法组件。2.1。实验安排实验进行中生成数据不断增长的四个不同阶段的火灾模式combustion-flaming,阴燃池和glowing-using七个类型的燃料,这代表了广泛的建筑火灾。这些测试火灾时常用于表征火灾传感器的响应。代的数据已经完成在特定的实验条件下(通常为火灾探测器的响应特性指定)。四个模式的所有实验的细节的火灾使用七种不同的燃料表2实验细节Table 2Experimental DetailsSjzea Duration of fireExperiment Width Th

9、ickness Height/lengthno. Mode of burning Fuel (mm) (mm) (mm) No of wood sticks Ignition source (s)1FlamingTeak wood2FlamingTeak wood3FlamingTeak wood4FlamingTeak wood5SmoulderingTeak wood6SmoulderingTeak wood7SmoulderingTeak wood8SmoulderingTeak wood9Pool fireheptane10Pool fireheptane11Pool fireGaso

10、line12Pool fireGasoline13Pool fireMethylated sprit14Pool fireMethylated sprit15Foam firePU foam16Foam firePU foam17Foam firePU foam18Glowing fireCotton wicks19Glowing fireCotton wicks20Glowing fireCotton wicksooooooooooooo o ooo2 2 2 2 2 2 2 2 0 0 0 0 0 o ooo2 2 113 3 5 5 5oooooooooo2 2 2 2 2 2 2 2

11、0 01 13 3 4 4 45050505060606060505050505050252525000000285 ml methylated sprit2,081285 ml methylated sprit2,138285 ml methylated sprit2,195285 ml methylated sprit1,96510Hotplate2,34010Hotplate2,46010Hotplate2,56510Hotplate2,520400 mlMatch sticks720400 mlMatch sticks720200 mlMatch sticks900200 mlMatc

12、h sticks900400 ml (360 ml ethanol +Match sticks86040 ml methanol)400 ml (360 ml ethanol +Match sticks86040 methanol)3Candle7203Candle7203Candle72050Hotplate2,47550Hotplate3,09050Hotplate2,990Sticks (nammg/smouldermg fires), Tray (pool fires), Foam sheet (foam fire)，Cotton wick (glowing fires)Fire Te

13、chnology 2014Table 3Experimental ResultsExperimentno.Mode of burningFuelOptical densityMax ODTimesMaximum valuesC02Max Timeppm SCOMaxppmTimesCO/C02 ratio (peak values)dB/mm-11FlamingTeak wood0.5740.1321,8302,4002,081902,0810.03752FlamingTeak wood0.5450.1251,6332,4001,7141002,1380.04173FlamingTeak wo

14、od0.6550.1501,9602,2001,5901152,1950.05234FlamingTeak wood0.4820.1101,4952,6001,7201151,9650.04425SmoulderingTeak wood1.0680.2451,505INS-552,3406SmoulderingTeak wood1.4330.3291,512INS602,4607SmoulderingTeak wood1.2720.2931,640INS502,5658SmoulderingTeak wood1.4570.3351,720INS502,5209Pool Firen-Heptan

15、e0.7160.1645001,25054046200.003210Pool firen-Heptane0.7730.1785201,25054057000.004011Pool fireGasoline3.4970.805580650600135800.020012Pool fireGasoline3.2700.753620650660136200.020013Pool fireMethylated sprit0.0750.0175408505401 (INS)3200.001114Pool fireMethylated sprit0.0520.0125208004202 (INS)3800

16、.002515Foam firePU foam1.7260.3972401,10030092400.008216Foam firePU foam1.5740.3622601,000320102600.010017Foam firePU foam1.3550.3122401,000340106200.010018Glowing fireCotton wicks2.3880.5501,0841501,800852,4750.566719Glowing fireCotton wicks4.6971.0821,7101501,710993,0900.660020Glowing fireCotton w

17、icks3.1690.731,3781502,007932,9900.6200INS insignificantCorrelations Among Signatures for Detection1417描述在表2。实验是在一个大小为7米的房间进行（L）9 7米（W）9（H）4.2米。房间的天花板平整光滑没有物理障碍。房间里所有的开口（门、窗，通风机、烟机，等）保持关闭，让它自由气流。火源所有的实验是在房间的中心放在地板上。OD仪表安装在房间的天花板在火中轴线的距离为3米（天花板中心）中所描述的是：11360 22 。物种的浓度（CO，CO2）由各自固定在天花板附近的气体分析仪测定OD表。这

18、个天花板上的仪器装置如图1所示。七燃料二十进行了实验，在表2中给出的熊熊大火已创建为每11360 22 。创建这些熊熊燃烧的大火，柚木条尺寸20毫米20毫米250毫米9 9分别堆放在矩形床由五层组成的六支各形式，除底层如图2所示。从底层，两中央棒被插入一个圆形直径50毫米5毫米9集装箱含有5毫升高度甲基化的精神。精神被一根火柴点燃。燃烧的热解木质防火是基本上符合EN 54 19 。用于创建基于热解燃烧的火，10数枝大小20毫米20毫米60毫米9 9均呈放射状排列（星型）表面上的一个热板如图3所示。燃烧/热解开始烤盘了加热。烤盘的动力是提高温度，在试验过程中发生燃烧不。池火灾是由点燃三个燃料(i

19、)400毫升正庚烷混合12毫升甲苯平方钢托盘的尺寸200毫米(L)200毫米(W)和50毫米(H)图1所示。计量器具在天花板的位置。图2。木头燃烧的火灾按婴儿床是:11360。图3。婴儿床在恒星形成电炉为阴燃火灾/ EN 54-7。根据EN 54 19 ，（ii）200毫升汽油在大小100毫米托盘（L）9 100毫米（W）9（H）为50毫米每11360 22 ，（iii）甲基化的精神（360毫升乙醇添加用40 mL甲醇）在尺寸300毫米300毫米托盘（L）9（W）9（H）为50毫米EN 54 19 。所有燃料的火焰或火花点燃。第一个燃料给烟火灾在甲基化的精神产生明显的，透明的火。三尺寸500毫

20、米400毫米25毫米9 9 PU泡沫板被点燃烧伤以上房间为11360 22 。三片被放置在另一个顶部形成桩和保存在一个平坦的铝箔的边缘折叠起来。泡沫表不包含任何火灾的抑制。桩被点燃在一个角落里一根火柴棒/蜡烛。泡沫表不包含任何火灾抑制素。桩点燃了一根火柴棒/蜡烛在一个角落里。燃烧的火灾是由棉花威克斯基本上按照EN 5419。然而,在目前的实验中,50多的棉花威克斯dia 5毫米和800毫米长被固定在一个戒指尺寸80毫米dia和前缀图4。按EN54-7棉花威克斯的火。的话在热板如图4所示。低端的每个芯由电炉点燃放置在棉花威克斯暂停。在实验期间,火羽流垂直向上上升到天花板和墙壁和之前的径向向四面八

21、方传播降序向下。热气体层组成的燃烧等产品有限公司,形成二氧化碳和烟低于上限。这些参数测量装天花板下方在热层。表2总结了为所有类型的测试火灾实验细节。(b)3所示。结果生成的数据在研究报告的形式下列图形数据图5。CO和CO2浓度的变化与时间火灾燃烧的木头(实验1 - 4)。 -| 0.18 -图5。(一)有限公司二氧化碳在燃烧的柴火。(b)光学密度图5 b。光学密度随时间的变化对燃烧的木头火灾(试验总共1 - 4)。图6。CO浓度的变化,随着时间的推移OD燃烧木材的火灾(实验5 - 8)。图7。CO的浓度变化,C2和OD时间n-hep -些火(实验9 - 10)。图8。CO的浓度变化,C2和OD

22、时间汽油行火(实验11 - 12)。图9。CO,CO2浓度的变化和OD时间甲基几种精神火(实验13 - 14日)。图10。CO,CO2浓度的变化随着时间的推移和OD对聚氨酯泡沫消防(实验15 - 17)。图11。CO,CO2浓度的变化随着时间的推移和OD棉花威克斯火灾(实验18 - 20)。图5显示了CO和CO2浓度数据和图5 b所示的光学密度由于燃烧的木头床火灾产生的烟雾对所有四个实验。从图5中,可以观察到CO浓度增加continuously在火。在实验1中,最后达到最大到90 ppm的火持续2081年代。最大的二氧化碳浓度在2081年代也观察到2400 ppm。它也指出,二氧化碳一代也稳定

23、在1830年代。观察到烟的生成,达到了CO和CO2图6。CO,CO2和光学密度在闷烧的柴火。图7。正庚烷火灾中CO,CO2和光学密度。图8。CO,CO2和光学密度汽油火 图9。CO,CO2和光学密度甲基化精神。 图10。CO,CO2和光学密度聚氨酯泡沫。高峰和火期间取得了稳定/ pre-decay状态。峰与火在这一时期内达到了稳定的/预衰变的状态。实验2，火灾扑灭在2138 S. CO2浓度达到2400 ppm的峰值1714秒和保持不变的火灾剩余时间。木头床燃烧直到2195年代在实验3中。类似于实验1和2,CO浓度不断增加到115 ppm,直到火熄灭。生成的二氧化碳达到峰值2200年代的220

24、0 ppm。在试验4,最大二氧化碳浓度在1720年代稳定在2600 ppm生成。公司一代达到最大值115 ppm的火即在1965年代可以看到从图5 b,在实验1中,光学密度增加到0.545 dB / m(0.125 m - 1)在1610年代,它变得几乎反对恒值为0.574 dB / m(0.132 m - 1)从1830年代开始。在实验2中,最大光密度的值是0.545 dB / m(0.125 m - 1)在1633年代和仍然相同,直到最后的火。在实验3中,烟的最大OD值达到0.655 dB / m(0.150 m - 1)在1960年代然后减少0.629 dB / m(0.145 m -

25、1)。在实验4中,最大OD 0.482 dB / m(0.110 m - 1)在1495年代。也可以观察到从图5 a,b,二氧化碳生成实验1中最小而光密度最大,在实验4中,OD是迷你妈妈而二氧化碳生成是最大值。对于二氧化碳生成和OD,发现二氧化碳生成减少订单即实验4 实验1 2 实验实验3 OD减少在相反的顺序即实验3 实验1 2 实验实验4。图6是绘制显示CO浓度的变化和OD燃烧木材的火灾的四个实验即实验5 - 8。它可以 被观察到,没有阴谋C2浓度图6因为代C2是无关紧要的。闷火产生有限公司丰富的由于温度较低,从而导致缓慢的燃烧率。根据Zuko -滑雪等。23和Gottuk et al。2

26、4,850 K到900 K或更高温度需要气体反应。它下面,气体混合物稳定和CO,CO2反应被冻结。25从图6中,可以观察到CO浓度不断增加火直到测试结束。闷火所有的四个实验的持续时间从2340年代到2565年代和时间获得最大OD值变化在1500年代和1720年代之间。CO浓度的最大值随50 ppm 60 ppm。在实验5中,最大光密度1.068 dB / m(0.245 m - 1)是观察到1505年代在火(在2340年代),光学密度是0.772 dB / m(0.178 m - 1)。CO浓度不断增加,最大2340年代后55最后ppm。同样的趋势在实验观察到6 - 8。最大OD值1.433

27、dB / m(0.329 m - 1)在1512年代,1.272 dB / m(0.293 m - 1)在1640年代和1.457 dB / m(0.335 m - 1)在1720年代,替换有效。OD减少到1.174 dB / m(0.270 m - 1),1.056 dB / m(0.243 m - 1)和0.243 dB / m(0.242 m - 1),分别测试结束时火灾。公司的最大价值是60 ppm,50 ppm和50 ppm当测试火灾扑灭在2460年代,2565年代和2520年代在实验6 - 8,分别。 图7显示了公司之间的曲线,二氧化碳和OD和正庚烷池火实验9的时候了。燃料燃烧在7

28、20年代有限公司代发现可以忽略不计,即5 ppm只在这两个实验。CO,CO2浓度的偏差和OD曲线几乎是可以忽略不计的实验和曲线几乎重叠。二氧化碳的峰值情况给出的实验在540年代1250 ppm。最大OD 0.716 dB / m(0.164 m - 1)在500年代稳定在0.690 ppm(0.158 m - 1)实验9。在实验10中,最大OD的价值是0.773 dB / m(0.178 m - 1)在520年代,成为稳定在大约0.720 dB / m(0.166 m - 1)。两个实验(实验11和实验12)进行以汽油为燃料和结果绘制在图8。曲线的试验总共发现遵循相同的趋势几乎相似的结果。最大

29、CO浓度的实验一样即13 ppm。在实验11中,二氧化碳浓度达到最大值是在600年代和650 ppm然后在780年减少至600 ppm。发现光密度不断增加到最大值为3.497 ppm(0.805 m - 1)在580年代,然后下降到2.840 dB / m(0.654 m - 1)的实验。同样,在实验12的情况下,最大的二氧化碳浓度650 ppm在660年代下降在780年代和600 ppm光密度的最大值是发现3.270 dB / m(0.753 m - 1)在620年代然后减少2.782 dB / m(0.640 m - 1)的实验。 使用的其他燃料池火灾实验是甲基化精神组成的360毫升乙醇混合40毫升甲醇。测试正庚烷和汽油产生的火灾烟雾缭绕的气体产品。甲基化精神之火的燃烧产品透明/清晰的气体是显而易见的从光密度的值。两个实验(实验13 - 14日)是由燃烧的甲基化精神。这些实验的结果绘制在图9所示。公司中生成这些实验几乎是可以忽略不计的。C2的最大值800 ppm之间的所有不同的实验和850 ppm。实验13,马克西妈妈二氧化碳是发现