常用火災(zāi)探測器的工作原理及選擇分析

摘 要：火災(zāi)探測器作為自動報警系統(tǒng)的探測傳感部分，其工作的靈敏度、穩(wěn)定性及可靠性直接影響到整個自動報警系統(tǒng)的好壞。由于探測環(huán)境場合的不同，火災(zāi)探測器的選擇也不同，如選擇不得當(dāng)，可能會引起系統(tǒng)誤報、延報、甚至不報的結(jié)果，嚴(yán)重影響火災(zāi)探測警報、人員安全疏散、火災(zāi)撲救。本文通過分析幾種常用火災(zāi)探測器的工作原理，探討幾種火災(zāi)探測器的適用場合。

關(guān)鍵詞：火災(zāi)探測器；工作原理；選擇

火災(zāi)自動報警系統(tǒng)作為早期火災(zāi)探測的有效措施，在建筑防火中起著巨大的作用。而火災(zāi)探測器作為自動報警系統(tǒng)的探測傳感部分，其工作的靈敏度、穩(wěn)定性及可靠性直接影響到整個自動報警系統(tǒng)的好壞。由于探測環(huán)境場合的不同，火災(zāi)探測器的選擇也不同，如選擇不得當(dāng)，可能會引起系統(tǒng)誤報、延報、甚至不報的結(jié)果，嚴(yán)重影響火災(zāi)探測警報、人員安全疏散、火災(zāi)撲救。所以清楚了解每種探測器的特點特性，在自動報警設(shè)計時選擇正確的探測器是非常重要的。

一 火災(zāi)探測器的分類及應(yīng)用場所

火災(zāi)探測器按照其探測的火災(zāi)參數(shù)不同，可分感煙火災(zāi)探測器、感溫火災(zāi)探測器、感光火災(zāi)探測器、可燃氣體探測器以及復(fù)合式火災(zāi)探測器。而根據(jù)結(jié)構(gòu)造型、探測原理又可細分成很多種。下面我們通過分析幾種常用的火災(zāi)探測器的工作原理，歸納出不同火災(zāi)探測器的適用場合。

1 紅外散射型光電感煙探測器

感煙探測器的種類有很多，其中紅外散射型光電感煙探測器由于其可靠性高、誤報率小，成為現(xiàn)代自動報警系統(tǒng)最常用的探測器之一。其工作原理如圖1所示，E為紅外發(fā)射、R為紅外接收管，共同安裝在黑箱中，并用黑色物質(zhì)遮擋在其中，在無煙環(huán)境下，紅外接收管幾乎接收不到信號，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時，會有煙霧進入黑箱，由于煙霧對光線的散射作用，使紅外接收管接收到一個較弱的信號，放大電路對該信號進行200—400倍的放大，觸發(fā)電路對放大后的信號進行閾值判別，若達到報警閾值，則通過電路將報警信息傳給控制器，實現(xiàn)報警。

根據(jù)感煙探測器的探測參數(shù)和特點，對于火災(zāi)初期有陰燃階段，產(chǎn)生大量煙和少量熱，很少或沒有火焰輻射的場合應(yīng)選用感煙探測器。而正常情況下有煙的場所，經(jīng)常有粉塵及水蒸氣等固體、液體微粒的場所，發(fā)火迅速，產(chǎn)生極少煙的爆炸性場合均不適合選用感煙探測器。

2 差定溫感溫探測器

差定溫探測器是將差溫式和定溫式兩種探測元件組合在一起的組合式感溫探測器，同時具備兩種火災(zāi)報警功能。其內(nèi)部一般采用兩只相同型號的熱敏元件，其中一只熱敏元件位于探測區(qū)域的空氣環(huán)境中，使其能直接探測周圍環(huán)境的溫度；另一只熱敏元件則密封在探測器內(nèi)部，以防止與氣流直接接觸，當(dāng)外界溫度緩慢上升時，兩只熱敏元件均有響應(yīng)，此時表現(xiàn)為定溫式特性，當(dāng)外界溫度急劇上升時，位于探測區(qū)域的熱敏元件迅速變化，而密封在內(nèi)部的熱敏元件阻值變化緩慢，此時表現(xiàn)為差溫式特性，由于其同時具備差溫、定溫探測功能，可靠性較高，目前是自動報警系統(tǒng)中為常用的感溫探測器之一。

感溫探測器由于其僅受溫度影響，不受灰塵、水蒸氣等因素影響，固適用于經(jīng)常存在大量灰塵、煙霧、水蒸氣、相對濕度大于95%等感煙探測器無法使用的場所。

3 紫外感光探測器

火焰探測器是一種對火焰中不同波長光線做出不同響應(yīng)的探測器，又稱為感光探測器。可分為紅外感光探測器和紫外感光探測器。兩種探測器除了探測的波段不同，其工作原理比較相似。下面通過紫外感光火災(zāi)探測器的工作原理來了解火焰探測器。

紫外感光探測器的敏感元件是紫外光敏管，它是在玻璃外殼內(nèi)裝置兩根高純度的鎢或銀絲制成的電極?；鹧娈a(chǎn)生的紫外光輻射，從反光環(huán)和石英玻璃窗進入，被紫外光敏管接收，當(dāng)電極接收到紫外光輻射時立即發(fā)射出電子，并在兩極間的電場作用下被加速。由于管內(nèi)充有一定量氫氣和氦氣，所以，當(dāng)這些被加速而具有較大動能的電子同氣體分子碰撞時，將使氣體分子電離，電離后產(chǎn)生的正負離子又被加速，它們又會使更多的氣體分子電離。于是在極短的時間內(nèi)，造成雪崩式的放電過程，從而使紫外光敏管由截止?fàn)顟B(tài)變成導(dǎo)通狀態(tài)，驅(qū)動電路發(fā)生報警信號。圖2為紫外感光探測器的結(jié)構(gòu)示意圖及紫外光敏管結(jié)構(gòu)示意圖。

火焰探測器作為感煙、感溫探測器的重要補充，其適用于有前列的火焰輻射和少量煙與熱的場所。

二 探測器安裝高度的選型

通過前面的分析得出不同場合的探測器選擇，探測器不僅要考慮探測場所，且要從探測場所的高度來選擇合適的探測器。根據(jù)不同探測器的特點，GB 50116-98《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》對不同高度房間的火災(zāi)探測器進行了規(guī)定。如表1所示。

三 結(jié)語

探測器應(yīng)該根據(jù)實際情況作出正確的選擇搭配，必要時可采用幾種探測器配合使用，例如一些大中型機房、潔凈廠房及防火卷簾設(shè)施處，可采用感煙與感溫探測器的組合；對于蔓延迅速、有大量煙和熱產(chǎn)生、有火焰輻射的火災(zāi)現(xiàn)場，如石化煉油企業(yè)場所，可采用感煙、感溫與感光探測器三種組合?；馂?zāi)探測器的選擇是否合理關(guān)系到自動報警系統(tǒng)能否正常運行，在自動報警系統(tǒng)設(shè)計是應(yīng)充分考慮探測現(xiàn)場的環(huán)境條件、火災(zāi)特點、探測器靈敏度級別、安裝高度、安裝場所的氣流狀況等，避免由于這些客觀原因而造成漏報或誤報?！?/p>

參考文獻

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[3]徐鶴生，周廣連.消防系統(tǒng)工程[M].北京：高等教育出版社，2010.

[4]何濱.速學(xué)消防系統(tǒng)施工 [M].北京：中國電力出版社，2012.

作者簡介

萬泉，男，高級工程師，廣州市質(zhì)量監(jiān)督檢測研究院，機電消防檢驗部部長。