極早期火災探測器:主要用途,技術特點,工作原理,套用案例及場所,火災定位器,

極早期火災探測器又叫極早期火災探測器、空氣採樣火災探測器，這種探測器極早期火災探測器。它可分為單管型、雙管型、四管型（多管型）根據環境要求不同選用不同規格的極早期火災探測器。從工作原理上又分成雲霧室型和光電式。一般具有以下特點：靈敏的探測能力（能在煙產生之前發現火災的存在）先進的火災探測手段適用於任何環境低廉的維護成本不受任何環境因素的影響造成誤報

基本介紹

中文名：極早期火災探測器
別稱：極早期火災探測器
特點：極早期火災探測器
分類：單管型、雙管型、四管型

主要用途,技術特點,工作原理,套用案例及場所,火災定位器,

主要用途

隨著人類科技的進步，火災探測器的性能也不斷的提升，也解決了許多過去無法解決的問題。但時至今日，仍然有許多的場合，依然挑戰著火災探測設備的能力。在今日複雜的環境裡，火災探測設備被要求具有下列的能力：

1. 有極高的靈敏度，以爭取更多的反應時間，才不致於釀成巨災；

2. 在極高的靈敏度運行狀態下，不會因灰塵而造成誤報，產生運行上的困擾；

3. 在氣流稀釋煙霧的狀況下，亦能保持高靈敏狀態；

4. 在開關櫃的阻隔下亦能進行火災探測；

5. 在高大空間環境中，能降低煙霧分層現象的衝擊。

傳統的點式探測器、高靈敏度煙霧探測器、火焰探測器對於上述的問題無法解決是顯而易見的。傳統的點式探測器不具備有高靈敏度探測能力是眾所皆知的，而高靈敏度煙霧探測器因仍舊採用傳統光電式的光遮蔽原理(光遮斷或散射方式)，若是要設定在高靈敏度狀態下運行，勢必頻繁造成誤報的困擾，最終也不得不降低靈敏度以求妥協，其結果就是回到傳統的點式探測器一般的靈敏度，如此一來，不僅對火災探測沒有增加多少效益，而投資大量預算設定的空氣採樣式高靈敏煙霧探測器更形同浪費。而氣流稀釋煙霧及煙霧分層現象更使得傳統的點式探測器或高靈敏度煙霧探測器對火災無能為力。火焰探測器需要有火苗產生才能探測到火災，較適合使用在易燃性氣體或液體火災，加上空間許多遮擋物，造成火焰探測器無法及時對火災做出反應。

因此,極早期火災探測器要成功的對抗火災的基本要件是：

1. 具有在煙未產生前的過熱(overheating)或打火狀況下即能反應的極高靈敏度，而在此高靈敏度狀態下運行, 亦不會因環境因素(如灰塵、溫濕度的變化)影響而產生誤報；

2. 探測器必須能承受因氣流變化造成探測標的物被稀釋的影響，而仍能維持在高靈敏反應的能力, 以達到及早報警的預防效果；

3. 能降低煙霧分層現象的衝擊，火災生成物必須能到達探測器，以快速反應火災情況；

4. 能解決開關櫃內探測的問題，不因機櫃的阻隔而延誤救災；

5. 日後的維護工作需要簡易，讓火災探測器得以穩定的正常運行。

技術特點

上述幾項要求對傳統點式光電型探測器、紅外對射型探測器、圖像式火焰報警探測器、或如雷射型空氣採樣式煙霧探測器而言，都是無法滿足要求的。採用雲霧室探測技術(Cloud Chamber Technology)的極早期探測器，它具有最快的火災反應靈敏度，幾乎等於零的誤報率，因而避免了複雜的火災確認程式、避免延遲救災的時間、避免降低對警報的警覺性、避免以調低靈敏度來降低誤報率，能真正反應投資極早期探測器的意義。

雲霧室型極早期火災探測器具有如下特點：

1. 具有能運轉在最高靈敏度(火災極早期階段)狀態下而不誤報的能力；

2. 不會受粉塵、霧氣等影響而造成誤報，不需使用內、外置式精密過濾器，沒有額外費用支出的問題；

3. 探測火災生成物為火災極早期階段的不可見熱釋微粒子(小至0.002μm)，數量龐大(每立方公分達500,000顆以上)，受氣流稀釋的影響遠小於火災第二階段產生的煙霧；

4. 因不可見熱釋微粒子重量比起煙霧而言是微不足道的，僅需極小的熱能便可將其帶往較高的空間，讓探測器容易補捉到而不會漏報，因此，適合安裝在高大空間的場所(已實際通過45米高的大空間火災模擬探測測試)；

5. 採用空氣採樣管主動吸取環境中的火災生成物，對於難被探測的封閉空間(如機櫃內)，亦容易以毛細管採樣的方式，深入機櫃內取樣，解決封閉空間阻隔的問題；

6. 不會受灰塵影響而造成誤報，因此，不需要使用昂貴的高效過濾器；而由於光會自然衰減的問題，每五年建議更換的光電探測元件價格僅為設備整體成本的5%，因此，具有最低廉的整體使用成本(購置成本+維護成本)；

7. 探測器部件采模組化設計，維修置換容易，可於現場拆卸更換；

8. 4階火災分段警報，每階段警報具10階可調靈敏度；

9. 監控軟體可提供二次開發接口；

10. 滿足GB 15631-2008《特種火災探測器》要求，並經瀋陽國家消防電子產品質量監督檢驗中心測試合格；取得國家CCC認證；

11. 經國外著名測試機構UL、FM等測試認可。

工作原理

空氣採樣燃燒過程根據NFPA72的定義：空氣採樣式探測系統(如右圖)是由探測器及空氣採樣管道系統組成，管道成網路分布，從探測器延伸至被保護區域。探測器內的抽氣扇通過空氣採樣點及管路系統將被保護區內的空氣樣本抽送回探測器，探測器會對空氣樣本中是否含有火災產生物進行檢測分析。依據「NFPA, Fire Technology 1974」文獻說明，當一物質於受熱達過熱時(Overheating)，即因化學變化導致材質分解，而會釋放出不可見的次微米粒子(直徑為約0.002微米,μm,10-6)，當該物質持續受熱達到燃點時，即開始轉變產生碳粒子(亦即謂的碳煙)，並開始溶解而燃燒。從材質過熱分解到煙霧產生的階段，我們稱之為火災「極早期」階段(如左圖)。

火災極早期階段是指物質從被過度加熱超過其材質可承受的臨界點(即熱分解點；Thermal Particulate Point)，到氧化燃燒並開始產生碳煙的階段。在火災發生的極早期階段(此時尚無煙粒子產生)所出現的情況是熱力的適度增加，進而產生大量的不可見次微米粒子(0.002μm；μ=10-6)。

粒子圖在火災成長的各個階段，空氣中粒子數的組成及數量為(如右圖):

– 在正常階段，空氣中只有一般的懸浮粒子，數量約在25,000/cc至60,000/cc之間；

– 在極早期階段，空氣中除了一般的懸浮粒子，還有因物質過熱達熱崩潰點而釋放出的不可見次微米粒子。數量約在500,000/cc以上；

– 到達煙階段，空氣中有一般的懸浮粒子，不可見次微米粒子，還有煙粒子。粒子持續累積的數量約在1,000,000/cc以上。

一般採用光散射原理(scattered light principle)的雷射型或LED型早期煙霧探測器並不對次微米粒子產生反應；它所能探測到的粒子大小是受探測器所使用的探測光源之波長(雷射約為0.3微米)所限制；如果光波長大於粒子直徑，就無法探測到粒子的存在。然而在火災極早期階段，熱釋次微米粒子的直徑約為0.002微米(μm,10-6)，所以，採用光散射原理的雷射型或LED型早期煙霧探測器無法探測出火災的早期徵兆是可想而知的。

IFD是世界上最先將雲霧室(Cloud Chamber)的技術(即微粒子計數能力)套用於火災極早期探測的探測器，雲霧室探測技術使得IFD對火災極早期所產生的大量不可見的次微米粒子具獨特的探測能力。

IFD經由空氣採樣管路將被保護區內的空氣樣本送入探測主機內，若此區域內的空氣樣本含有火災極早期階段釋放出的高濃度的不可見次微米粒子，雲霧室即有能力透過一簡單的精密機械處理過程，利用水滴的凝結特性將這些不可見的次微米粒子及空氣中的灰塵粒子一個個分別內含在個別的小水滴中心(一顆粒子形成一顆水滴)，而形成一顆顆可見的細小霧狀水滴(約20μm) (如下圖)，透過這龐大的霧狀水滴所形成的遮光面及透光率，即可測出空氣樣本所含粒子的數量，而灰塵粒子的數量相對於0.002微米粒子的數量,是相當相當少的(約1:25以上),因而可以區別得知是正常狀況或是極早期火災的訊息。