一种火灾声报警器自动化测试系统及其测试方法与流程

本发明涉及火灾声报警器，尤其涉及一种火灾声报警器自动化测试系统及其测试方法。

背景技术：

1、在火警探测及报警系统中，火灾声报警器的目的是提醒建筑物内或建筑物附近的人士发生火警紧急情况，使他们能采取适当的措施。因此各个国家和地区对于此类产品都制定了相应的标准规范，如:中国的《gb 26851 火灾声和/或光报警器》、欧洲的《en54-3fire detection and fire alarm systems-part 3:fire alarm devices-sounders》、美国的《ul464 audible signaling devices for fire alarm and signaling systems,including accessories》、 iso 的《iso 7240-3 fire detection and alarm systems-part 3: audible alarm devices》等。这些标准规定到了声音要求的确切性质，即其频率范围、时间模式和输出声压级，将根据装置的性质、存在的风险类型和采取的适当措施而有所不同，其他非疏散警报使用的危险信号类型以及各国在习惯和实践中的差异。

2、作为火灾自动报警系统中的现场警报设备，火灾声和/或光警报器产品广泛应用于一般工业与民用场所。当火灾自动报警系统触发报警时，现场安装的警报器能够第一时间发送警报信号，通知附近人员及时处置早期火情和紧急撤离，对于保障人员生命和财产安全具有重要意义。国家标准gb 26851-2011《火灾声和/或光警报器》自发布实施以来，各检测机构建造了多种多样的消音室场地及与之相适配的检验方法，但同时也存在一些突出的问题：标准对检验场地及空间要求严格，使得消音室占地空间过大，测量仪器数量过多，且检验过程过分依赖人为操作，并未真正实现自动化，并需要检验人员多次进入消音室，噪音污染对检验人员造成了听觉伤害。

3、目前现行的火灾报警系统标准中对于输出声压级的测试一般均采用在声自由场条件下，将声报警器安装在特定位置，以某一测试参考点(o点)为中心，在特定方向上一定距离(r)处（如测试点1）放置声学传感器（又称传声器）测量其声压级(常使用a计权)。在实际测试中，会遇到2 个问题。

4、问题1：标准中要求的声自由场通常是使用全(或半) 消声室实现的。为了满足标准中的距离(r)，消声室的内部空间需要有足够大的空间（至少为 r3)，这就需要很大的场地且建造大型的消声室成本也比较高。

5、问题2：标准中的测试点有很多，如测试点总数为 n。这就需要一组 n 个传声器组成阵列(覆盖n 个测试点)或者是移动单个传点器位置至n 个测试点进行测量。前者需要大量的传声器，成本较高，后者在传声器的定位和指向性上不是很容易操作。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供一种火灾声报警器自动化测试系统及其测试方法，实现远距离测控，最大限度的降低检验过程中噪音对检验人员造成的听觉伤害，科学检验，进一步提高检验质量。

2、一方面，一种火灾声报警器自动化测试系统，包括：声学采集系统、样品旋转系统、软件控制系统以及安全防护系统。

3、所述软件控制系统包括计算机以及总控单元；所述计算机上安装专用软件，计算机通过usb接口与总控单元通信；所述软件协调控制整个自动化测试系统，实现用户交互，自动控制和声学信号分析；所述总控单元包括运动控制单元、声学信号处理单元以及i/o模块；所述运动控制单元输出控制信号至运动控制器；所述声学信号处理单元为声学传感器供电并接收其发送的电信号，将电信号处理分析以后转换为数字信息通过usb接口传输给计算机；所述i/o模块通过继电器控制被测报警器样品通电状态，实现启停报警器。

4、所述声学采集系统包括声学传感器、声学传感器悬挂支架和激光测距仪；所述声学传感器设置于声学传感器支架上，声学传感器拾音面正对被测报警器样品，其输出信号连接到总控单元的声学信号处理单元进行放大处理和adc模数转换；所述声学传感器悬挂支架通过消声室内的钢丝安装在消声室顶部；所述激光测距仪用于测量被测报警器样品与声学传感器之间的距离。

5、所述样品旋转系统包括方位角旋转结构和高度角旋转结构，高度角旋转结构安装在方位角旋转结构的负载面上，两个旋转结构的转轴正交，被测报警器样品安装于高度角旋转结构上，所述方位角旋转结构和高度角旋转结构由步进电机驱动，运动控制器控制方位角旋转结构和高度角旋转结构的运动。

6、所述安全防护系统包括旋转机构安全联锁装置和消声室安全联锁装置；旋转机构安全联锁装置监控样品旋转系统的转角是否超过极限位置；所述消声室安全联锁装置安装于全消音室的门体上，当全消音室门开启时，切断总控单元与被测报警器样品的连接回路，门闭合时，回路闭合。

7、另一方面，一种火灾声报警器自动化测试方法，通过前述一种火灾声报警器自动化测试系统实现，包括以下步骤：

8、步骤1：建立样品坐标系统；

9、以方位角旋转结构和高度角旋转结构的转轴交点作为球坐标系原点，标记为o；以水平面为高度角起始面，将高度角标记为β；以声学传感器所在竖直平面为方位角起始面，将方位角标记为α；α，β均以逆时针方向为正方向；

10、步骤2：安装声学传感器和被测报警器样品；

11、将被测报警器样品安装在高度角旋转结构的载荷面上，使得被测报警器样品的中心点与o点重合；将声学传感器安装在声学传感器悬挂支架上，悬挂支架可做上下前后移动，调节声学传感器与被测报警器样品之间的距离，将距离标记为r；复位方位角旋转结构和高度角旋转结构，并调节声学传感器方向，使得α=0，β=0，且声学传感器处于被测报警器样品正前方；

12、步骤3：声学测量及超限检测；

13、驱动方位角旋转结构和高度角旋转结构，使声学传感器与被测报警器样品之间的相对方位达到预定值，启动被测报警器样品，采集声学参数；驱动方位角旋转结构转动负α角度，高度角旋转结构转动负β角度，测量在（r，α，β）点的声学参数。

14、采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

15、本发明提供一种火灾声报警器自动化测试系统及其测试方法，通过坐标变换的方式，利用一个固定位置传声器完成所有测试点测量的方案。既解决了消声室场地的间题（只需要内部空间有一个尺寸大于 r)，又减少了传声器数量以及简化了传声器定位和指向的操作。并在此基础上加入了自动化的测试系统和装置，将坐标转换与声学测量相结合，过程中无需人工干预即可完成所有测试点的测量。

技术特征：

1.一种火灾声报警器自动化测试系统，其特征在于，包括：声学采集系统、样品旋转系统、软件控制系统以及安全防护系统；

2.根据权利要求1所述的一种火灾声报警器自动化测试系统，其特征在于，所述计算机上安装专用软件，计算机通过usb接口与总控单元通信；所述软件协调控制整个自动化测试系统，实现用户交互，自动控制和声学信号分析；所述总控单元包括运动控制单元、声学信号处理单元以及i/o模块；所述运动控制单元输出控制信号至运动控制器；所述声学信号处理单元为声学传感器供电并接收其发送的电信号，将电信号处理分析以后转换为数字信息通过usb接口传输给计算机；所述i/o模块通过继电器控制被测报警器样品通电状态，实现启停报警器。

3.根据权利要求1所述的一种火灾声报警器自动化测试系统，其特征在于，所述激光测距仪用于测量被测报警器样品与声学传感器之间的距离。

4.一种火灾声报警器自动化测试方法，通过权利要求1所述的一种火灾声报警器自动化测试系统实现，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明提供一种火灾声报警器自动化测试系统及其测试方法，涉及火灾声报警器技术领域，本发明包括声学采集系统、样品旋转系统、软件控制系统以及安全防护系统；通过坐标变换的方式，建立样品坐标系统，将被测报警器样品安装在高度角旋转结构的载荷面上，使得被测报警器样品的中心点与样品坐标系统原点重合；将声学传感器安装在声学传感器悬挂支架上，悬挂支架可做上下前后移动，调节声学传感器与被测报警器样品之间的距离，驱动方位角旋转结构和高度角旋转结构，使声学传感器与被测报警器样品之间的相对方位达到预定值，启动被测报警器样品，采集声学参数，由此实现所有测试点测量。

技术研发人员：王日江,王学来,荆旭,刘洋,聂云良
受保护的技术使用者：应急管理部沈阳消防研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/7/29