火災探測器是火災報瞥系統的關鍵部件，而現代建築中要求具備火災報警以至自動消防系統的越來越多。自動火災探測器可在火災發生初期煙濃度達到閾值時送出報警電壓信號，同時點亮指示警報燈。
基本介紹
- 中文名：自動火災探測器
- 外文名：automatic fire detector
- 類型：感煙、感溫、火焰探測器
- 簡介：自動探測火災並報警的探測器
- 地位：火災報警系統地重要組成部分
- 發展趨勢：多元複合、多維度探測等
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簡介
現代建築中要求具備火災報警以至自動消防系統的越來越多。自動感煙探測器是一種室內安裝的探測器，可以探測可見和不可見的煙霧，對火災進行早期預報。在火災發生初期，當進入離子感煙探頭中採樣室的煙濃度超過由參考室決定的門限值時，離子感煙探頭底座上的指示燈將點亮，同時送出報警電壓信號。
電路原理框圖
電路原理框圖類型
感煙探測器
感煙探側器又可分為離子感煙、光電感煙及紅外感煙探測器。
離子感煙探測器
該探測器內有一個離子腔, 腔內設有一低放射量離子放射源( 一般採用同位素鎇241)。 在正常情況下, 離子流過離子腔而形成一微弱電流。 當空氣中出現煙霧時, 煙霧的作用使離子腔電流減少, 減少到一定程度, 觸發報替電路, 發出火警信號。
該探測器靈敏度高且一般可調, 工作可靠, 壽命長, 套用最為廣泛。 國外如歐美、日本等國, 國內許多廠家均有生產。
光電感煙探測器
該探測器設有黑色內室, 室內裝有紅外發光元件, 發射紅外光束。 室內同時裝有紅外敏感元件, 與紅外光束成鈍角, 正常情況下, 紅外光束不能抵達敏感元件。 當有火災發生, 煙霧進入暗室, 紅外光束遇到煙的顆粒發生散射而作用於光敏元件, 使之產生一微弱電流, 經處理, 觸發報警電路。
線性光束感煙探測器
線性光束感煙探測器該探測器價格低, 對環境無污染, 是一種很有前途的感測器。 但在可靠性、抗干擾能力方面比前者要稍遜一籌。
紅外感煙探測器
該探測器一般配對使用, 一端為發射器, 發射紅外光束, 另一端為接收器, 接收紅外光束。 當有火災發生, 煙霧使紅外光強下降, 煙霧達到一定濃度, 光強下降到一定程度,接收器觸發閥值電路而報替。
該探測器監測範圍大, 例如錦洲消防儀器廠生產的JT Y —HS型紅外光束探測器, 其監視距離200 m , 左右各7m, 監視面積達2800m2 , 非常適合大型倉庫、地道等場所, 顯得十分經濟, 但用戶安裝不便。
感溫探測器
感溫探測器可分為定溫式和差溫式。
定溫式探測器
該探測器採用臨界熱敏電阻作為敏感元件, 這種敏感元件在常溫下阻值極高, 達1MΩ以上。 隨環溫升高, 阻值略有下降, 當達到設定溫度時, 阻值會迅速下降至幾十歐, 使信號電流發生階躍性變化, 觸發闌值電路, 達到報警目的。 此外還有纜式線型定溫火災探測器。
差定溫式探測器
該探測器一般有電子式和機電式。
電子式差定溫探測器採用兩個N T C 熱敏電阻, 其中取樣電阻Rm, 置於監測區域的空氣中, 參考電阻Rr密封在探測器內, 當環境溫度緩慢上升時, Rm和R均有回響,探測器表現為定溫特性。 當有火情發生, 環境溫度急劇上升時, Rm阻值迅速下降, 而R阻值緩慢變化, 此時, 探測器表現為差溫特性, 達到預定值時, 探測器給出報警信號。
機電式差定溫探測器是利用熱傳遞和氣體受熱膨脹的原理而研製出的一種探測器, 火災發生時該探測器將燃燒產生的環境溫升速率轉換成電信號送出。
感溫探測器可靠性高, 無污染, 價格低廉。 但適宜選用的場所少, 如與離子感煙探測器配合使用效果更佳。
火焰探測器
該探測器核心部件是紫外火焰敏感元件, 簡稱紫外管。 紫外管對火焰中波長185—24 5n m 的紫外輻射特別敏感;對陽光以及普通人工照明光源不敏感。當火災發生時, 特別是由易燃物品( 如汽油、酒精、煤油、火藥等) 明火等引起的火災發生時, 紫外管放電導通, 探測器迅速給出報替信號。
可以說紫外火焰探測器在許多方面有其它探測器無法比擬的優點, 比如, 它對明火反應的靈敏度極高, 有很強的抗干擾能力, 安裝使用十分方便, 無放射源等等。唯一不足監測距離較短, 價格相對偏高。
火災探測系統
火災探測系統包括一個由微處理器控制的探測器，而該探測器中至少有三個感測器。一個寬頻紅外感測器用作主要探測器，一個近紅外感測器和一個可見光感測器則用於探測來自非火源的虛警能量。數位訊號處理部分用於分析敏感到的數據和鑑別虛警信號。
系統結構說明
系統結構說明探測器可以製成一種多級報警系統，並由微處理器有選擇地進行觸發。本系統對預燒數據可進行光譜記錄和分析。探測器可以裝在帶有塑膠視窗透鏡的密封的、可以拆卸的塑膠外殼內。
發展歷史和趨勢
興起和發展
到目前為止，火災探測報警技術已發展成為一門多學科、多專業的綜合套用科學。在建築、工業、國防和科學技術等各個領域內得到了廣泛套用，它已成為人類同火災作鬥爭的重要手段。在預防火災、保護國家經濟建設和人民生命財產安全方面發揮了巨大的作用。現代火災報警系統已全面向集成化、智慧型化、多功能化及匯流排傳輸化的方向發展。火災探測技術也開始從單元探測向多元複合探測過渡，一種新型的多功能、高可靠性的多元複合探測技術正在蓬勃興起，並已取得了較大進展。
由於單元探測技術所採用的單一參數火災探測器(包括閾值觸髮式和模擬量式)對火災特徵信號回響靈敏度的不均勻性，導致它對實際火災的探測能力受到了限制。如感溫探測器對陰燃火不敏感，回響速度慢，不適於探測早期火情，雨且也不能區分是火災的熱還是空謂或烹飪蒸氣的熱；離子感煙探測器對有焰火較靈敏；但對陰燃火報警遲緩，容易產生不報警；光電感煙探測器不僅可探測一般火情，還對陰燃火有極好的探測效果，只對燃燒產生的不可見煙(粒徑小於0.44μm)或出現明火的黑煙容易不報警。但是，兩者都不能區分是火災的煙，還是烹飪蒸氣或香菸的煙霧等。
正因為如此，儘管科研人員為改進和提高火災探測技術水平進行了艱辛的努力，使火災探測器在靈敏度、可靠性和使用性能方面做過許多技術改進，並取得了可喜的成績。例如在消除電磁干擾、防蟲措施、電子元件可靠性、防止電流泄漏的塗層技術及無噪聲光電感煙探測室等。但是至今仍然沒有一種單一參數火災探測器能有效地探測各類火情，人們要根據不同的使用場所以及該場所可能會發生的火災類型來合理地選擇火災探測器的種類。如果選擇不當，就易造成誤報或漏報。加之現實中的火災多種多樣，又具有較大的偶然性和不穩定性，使早期階段的火災現象和虛假火災現象常常混雜在一起，很難及時做出準確的判斷。因此火警誤報時有發生。可以說，由於誤報警造成的一系列麻煩現已成為一個不容忽視的社會問題，引起了各界人士的重視。
鑒此，單元火災探測技術已無法滿足現實火災報警的需要。一種嶄新的多元複合探測技術悄然興起。它決不是原有單一參數火災探測器的簡單組合，而是實施多元同步探測，並及時進行綜合智慧型信號處理，使二種或三種以上不同類型探測器的功能協調地複合在一個探測器中。因此，它既是一種多維的感測器，又是一種智慧型型裝置。根據其同時測得的不同類型的火災模擬量參數，並將其轉換成數位訊號，然後進行綜合智慧型算法，以判斷是否存在火災危險。這樣不但大幅度提高了可靠辨別真實與虛假火災的能力，還對不同類型的火災都具有較高的靈敏度。
發展趨勢
未來火災探測研究的發展將受以下的問題的推動。
- 提高探測系統性能，在現有工藝的基礎上，準確區分火災與非火災的環境變化：
- 採用新型探測技術和探測器擴展現有系統的能力；
- 特殊危險環境下(如電信大樓、計算機網路中心、載人太空飛行器)的火災探測技術，環境總是處於無規律變化中的火災探測技術。
在火災探測的基礎研究上，將持續發展的方向有：如何預知現有探測撲救系統在非理想的實際狀況下的性能、如何區分與火災現象具有相同(相似)產物的背景源、加熱和燃燒狀況下材料行為、如何探測低濃度的熱解或燃燒產物(光、熱、煙氣)等。
在探測的套用技術方面，以下幾個方面將進一步發展：
(1)其他領域的新技術引發火災探測技術新途徑；
(2)多元複合探測和多判據探測，其中尤以氣體複合探測器為代表：
(3)雷射技術在火災探測中的套用。雷射圖像粒徑分群將是一種有效的火災/非火災識別方法，雷射前向/後向散射的套用將極大改善光點雷射感煙探測的性能。
(4)模糊邏輯、神經網路算法和其它小波變換的信號處理方法在探測算法中的引入；
(5)火災探測技術與自動化、現代通訊技術、智慧型大廈技術的進一步結合，火災探測系統更趨自動化、開放性和模組化。
火災探測，作為一個與國民經濟、入民生命財產安全息息相關的新興技術，已經進入了一個科學化、系統化的發展軌道，有著廣闊的發展前景和套用市場，必將在今後一段時期內蓬勃發展，並在生產和生活中扮演越來越重要的角色。
