[发明专利]基于激光片光技术的三维烟雾扫描重构装置

说明书

技术领域

本发明属于公共安全技术领域，具体涉及一种基于激光片光技术的三维烟雾扫描重构装置。

背景技术

随着科学技术不断发展，隧道等地下空间的建设与开发拓展了人类活动范围，大幅提升了运输效率，推动社会生产发展。然而，由于隧道空间相对狭窄、空气流动缓慢等特点，隧道内发生火灾时，火势极易扩大，导致隧道内短时间内充满烟雾，严重威胁人员生命、增加救援难度。

隧道内烟雾处理问题引起世界各国高度重视。从技术层面上讲，隧道火灾发生后，为降低烟雾带来的损失，需要掌握烟雾的运动规律，对烟雾流动趋势及发展态势进行预测并采取科学的控制。

目前，国内外学者普遍采用烟雾模拟展开相关研究。烟雾运动的模拟主要有两种方法，基于粒子系统的烟雾模拟与基于物理模型的烟雾模拟。由于基于粒子系统的模拟只有在一定的条件下才能满足模拟的实时性要求，因而普遍采用后种研究方法。基于物理的烟雾模拟主要思想是以反映烟雾运动规律的方程为基础，建立烟雾运动模型，通过选用合适的数值方法求解其模型方程。通过方程的求解可以获得烟气运动过程中各个时刻的运动状态，结合图形绘制工具就可以得出模拟的效果。为比较模拟计算结果与实际试验结果的异同，可采用接触式测量方法测量烟雾浓度等参数，但是由于探测装置介入，烟雾浓度及流动规律也受到相应的影响而发生变化，从而导致与实际情况存在一定偏差，这对于精确地研究烟雾特性是不利的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够快速准确地采集各时刻烟雾运动状态的基于激光片光技术的三维烟雾扫描重构装置。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：该基于激光片光技术的三维烟雾扫描重构装置，包括烟雾模拟箱体、第一控制器、第二控制器、第三控制器、第一同步控制器、第二同步控制器、第三同步控制器、总控制器，所述烟雾模拟箱体包括底板，设置在底板两侧的第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁与第二侧壁互相平行，设置在底板两端的第一端壁和第二端壁，所述第一端壁与第二端壁互相平行，所述底板上方覆盖有顶棚，所述顶棚与底板互相平行，所述底板与第一侧壁、第二侧壁、第一端壁、第二端壁、顶棚共同围成一个封闭的空间，所述第一端壁上设置有烟雾入口，所述烟雾入口处设置有阀门；

所述底板朝向顶棚的表面上安装有多个第一激光片光发射器，所述第一激光片光发射器发射的激光片光与第一端壁的表面互相平行，所述第二端壁上设置有第一圆孔，所述第一圆孔处设置有第一高速摄影仪，所述第一高速摄影仪的镜头伸入第一圆孔，拍摄第一激光片光发射器发射片光所呈烟雾图像，并将拍摄画面储存，实现X轴烟雾扫描，所述第一激光片光发射器通过数据传输线与第一控制器相连，所述第一高速摄影仪、第一控制器分别通过数据传输线与第一同步控制器相连；

所述第一端壁朝向第二端壁的表面上安装有多个第二激光片光发射器，第二激光片光发射器发射的激光片光与第一侧壁的表面互相平行，所述第二侧壁上设置有第二圆孔，所述第二圆孔处设置有第二高速摄影仪，所述第二高速摄影仪的镜头伸入第二圆孔，拍摄第二激光片光发射器发射片光所呈烟雾图像，并将拍摄画面储存，实现Y轴烟雾扫描，所述第二激光片光发射器通过数据传输线与第二控制器相连，所述第二高速摄影仪、第二控制器分别通过数据传输线与第二同步控制器相连；

所述第一侧壁朝向第二侧壁的表面上安装有多个第三激光片光发射器，所述第三激光片光发射器发射的激光片光与顶棚的表面互相平行，所述顶棚上设置有第三圆孔，所述第三圆孔处设置有第三高速摄影仪，所述第三高速摄影仪的镜头伸入第三圆孔，拍摄第三激光片光发射器发射片光所呈烟雾图像，并将拍摄画面储存，实现Z轴烟雾扫描，所述第三激光片光发射器通过数据传输线与第三控制器相连，所述第三高速摄影仪、第三控制器分别通过数据传输线与第三同步控制器相连；

所述第一同步控制器、第二同步控制器、第三同步控制器分别通过数据传输线与总控制器相连。

进一步的是，所述第一激光片光发射器的数量为50个，第二激光片光发射器的数量为50个，第三激光片光发射器的数量为50个。

进一步的是，所述烟雾模拟箱的长、宽、高分别为100cm、100cm、100cm。

进一步的是，所述每个第一激光片光发射器与第一侧壁之间的距离均为50cm，所述每个第二激光片光发射器与底板之间的距离均为50cm，所述每个第三激光片光发射器与第一端壁之间的距离均为50cm。