線型感溫探測器

線性感溫探測器是一種回響連續線路周圍的火災參數的探測器。

線型感溫探測器主要有兩種：光纖式和電纜式。目前世界範圍內套用較廣且很成熟的線型感溫探測器主要有兩種：模擬量式線型感溫探測器和開關量式線型感溫探測器。主要套用於火災探測及報警。

基本介紹

• 中文名：線性感溫探測器
• 外文名：Linear temperature sensitive detector
• 類型：光纖式、電纜式
• 主要套用：火災探測報警
• 套用學科：物理學、儀器科學
• 探測器分類：開關量和模擬量

簡介

線型感溫探測器主要有兩種：即光纖式和電纜式。目前世界範圍內套用較廣且很成熟的線型感溫探測器主要有兩種：模擬量式線型感溫探測器和開關量式線型感溫探測器。

線型光纖感溫火災預警監測系統是90年代末發展起來的一種用於實時監測空間溫度場分布的新型技術，它利用光學傳播技術，實現了實時連續測量光纜沿線溫度的目的，以達到火災預警的功效。感溫光纖這一新興的線型分散式火災探測手段正逐漸為用戶廣為接受。近幾年來線上型感溫探測領域引起了一場空前的革命，現在一些重要的線型感溫探測場合大多數都採用了線型光纖感溫火災預警監測系統。其安裝簡便，性能卓越。

優點

線型感溫火災探測器與點式感溫火災探測器相比, 它具有良好的環境適應性、能夠近距離或貼近保護, 在各種潮濕、污染、粉塵等消防探測場所中能夠高可靠地工作。這些優點都是點式探測器無法比擬的, 所以自從線型感溫火災探測器推出以來, 它一直被廣泛地套用在倉庫、貨場、電纜隧道、車輛隧道、油氣輸送管道、油罐、變壓器、皮帶輸送機及機車、配電盤等消防探測場所。線型感溫火災探測器的功用已經在發電廠、鋼鐵公司等領域的電纜火災實戰中得到成功的確認。

分類及比較

線型感溫火災探測器有很多種。從動作性能來分類, 可分為定溫型、差溫型、差定溫型探測器;從工作原理來分類, 可分為線型、空氣管式感溫探測器;從工作方式來分類, 可分為不可恢複式(開關量)、可恢複式(模擬量)感溫探測器。

開關量和模擬量線型感溫火災探測器

開關量線型感溫探測器

開關量線型感溫探測器的結構為2 根用熱敏材料絕緣的鋼絲(也稱熱敏電纜), 其探測原理是熱敏電纜受熱後電阻率降低從而觸發開關量的溫度報警, 根據不同的場合選用不同額定動作溫度的探測器。

上世紀90 年代, 國內用得最多的是開關量線型感溫探測器, 這種探測器工藝要求較為簡單, 價格比較便宜, 當周圍的環境達到一定的溫度時, 熱敏電纜就會熔斷, 而連線熱敏電纜的信號模組將這個斷路信號作為火災報警信號傳輸至火災報警系統, 從而便完成了它的報警使命;熱敏電纜雖然斷後還可以連線起來繼續使用, 但如果多次斷線報警後, 它的性能會逐漸降低而增加它的誤報率, 它的不足之處還在於只能在一個特定的溫度報警。

模擬量線型感溫探測器

模擬量線型感溫探測器由線型感溫電纜(也稱熱敏電纜)和微電腦處理器兩部分組成, 以4 芯熱敏電纜為例, 其結構為4根外層採用特殊的負溫度係數熱敏材料絕緣的導體兩兩短接成兩個迴路, 微電腦處理器用來監控其前端熱敏電纜的工作狀態。當熱敏電纜所保護場所的現場溫度發生變化時, 監測迴路的電阻值會發生明顯的變化, 當微電腦處理器檢測到前端熱敏電纜探測迴路的電阻值變化達到預定的報警值時, 就會產生一個報警信號傳送給其後端的火災報警控制屏,從而觸發火災報警信號。微電腦處理器前端的輸入信號是由熱敏電纜產生的連續變化的電阻值(模擬量/類比量), 後端的輸出信號是開關量信號。

熱敏電纜在托架或支架接觸式布置示意圖

兩種探測器各具特點，但相比較而言模擬量式線型感溫探測器具有以下優點：

（1）當發生過熱或火災後，由於感測電纜的絕緣電阻可以恢復到常溫數值，因此探測器可以重複使用。

（2）探測器的報警設定溫度可以根據被保護對象的特點，在60℃-140℃之間調整；並且通過必要的處理，一個迴路可以設定多個報警點，實現多級報警。

（3）可以實現感測電纜的短路報警。

（4）探測器的相對靈敏度可隨感測電纜受熱長度增加而提高。

（5）加工工藝容易控制，品質易於保證。

（6）可使用於大空間、高舉架場所。

（7）由於採用同軸編織禁止結構，包裝運輸、安裝方便，抗機械損傷，抗電磁干擾能力強。

線型光束感煙火災探測器

原理

線型光束感煙探測器具有監視範圍廣、保護面積大、使用環境條件要求低等特點， 通常用於初始火災有煙霧形成的大空間火災探測。

線型光束感煙探測器是利用煙霧粒子對光線傳播發生遮擋的原理製成的。當一束一定強度的單色平行光通過火災煙霧粒子時， 由於煙霧粒子的散射和吸收效應， 使入射光產生衰減， 接收器接收到的光信號降低， 轉換成的電信號也降低， 當信號降低至閾值以下時， 發出報警信號。平行光通過煙霧粒子的消光示意如圖2 所示。

平行光通過煙霧粒子的消光示意

發射器根據發光原理， 可以發出紅外光、紫外光或雷射， 發射光無遮擋地照射到接收器上， 接收器將其接收後轉換成電信號。為了降低功耗， 提高探測器抗干擾能力， 發射器採用脈衝方式工作， 脈衝周期為ms 級， 脈寬為100 μs， 接收器同樣裝有抗干擾電路。當光束被動物或人為遮擋時， 報警器能發出故障信號； 同樣如因發射器損壞， 或安裝位置變動， 而接收器不能接收到光束時， 報警器同樣發出故障信號， 而不發出報警信號。

紅外光感煙探測器技術成熟， 性能穩定， 靈敏度高， 目前使用的線型光束感煙探測器通常為紅外光感煙探測器。常見的紅外光束感煙探測器， 發射器的光源為近紅外波段， 也有用可見紅光波段的雷射光源作為探測光源。紅外光束感煙探測器按光束數量可分為單光束和多光束感煙探測器， 按光路形式可分為對射式和反射式光束感煙探測器。由於半導體雷射感煙探測器的雷射器具有激發電壓低、脈衝功率大、效率高、體積小、壽命長、方向性強、亮度高、單色性佳等優越性能， 儘管問世不久， 已在各領域得到了廣泛套用。

布設方式

採用紅外對射光線探測器時， 它們在大空間的布設通常採取垂直布設和水平布設方式。關於探測器安裝距離的確定， 有兩種方法： ① 按照《火災自動報警系統設計規範》8.2.1、8.2.2 條規定確定； ② 通過性能化防火設計分析， 經大空間火災煙氣運動模擬計算確定。

紅外對射光線探測器水平布設時， 必須克服煙氣的層化現象， 如果大空間中煙氣不能上升到紅外線的探測高度， 則該方法將無用。因此水平布設時探測器的安裝高度應處於熱障層下方。

對於火災發展迅速， 火災功率上升快的場所， 光束間距應適當減小， 因為這時的火災煙霧上升速度快， 煙氣羽流直徑小。對於高度遠遠大於12 m 的建築空間， 可在被保護空間採取多層布設的方式， 加大探測紅外光線的密度。