新型煙霧報警控制器在消防系統(tǒng)中的應(yīng)用

余國鋒

【摘 要】本文淺析了離子類和光電類煙霧報警器的主要工作原理，并根據(jù)此原理得到了其屬性，為煙霧報警器合理的應(yīng)用提供了思路。

【關(guān)鍵詞】煙霧報警器；工作原理；應(yīng)用

0.引言

隨著經(jīng)濟社會的飛速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)不斷地進步，城市化的腳步不斷地加速，給人們生活帶來了便利的同時，也帶來了很多的困擾和隱患?；馂?zāi)作為一種高發(fā)的，破壞性大的災(zāi)害，一直伴隨著發(fā)展。高樓大廈的拔地而起，人口密度不斷增加，使得火災(zāi)的防控難度不斷地增加；各種新型材料的問世導(dǎo)致了建筑材料中易燃物逐漸的增多；各種高新技術(shù)的應(yīng)用導(dǎo)致了火災(zāi)產(chǎn)生的因素更為復(fù)雜。雖然火災(zāi)科學(xué)以及消防技術(shù)發(fā)展較為迅速，但有時仍然很難適應(yīng)高速發(fā)展所帶來的新的，更復(fù)雜的，更難防控的火險隱患?；馂?zāi)報警控制器作為識別火災(zāi)發(fā)生的儀器，在消防聯(lián)動系統(tǒng)以及消防工作中起著至關(guān)重要的作用。及時的準確的檢測到火險無疑可以為火災(zāi)的防控工作提供有力的保障，減少人民的生命財產(chǎn)損失。目前主要應(yīng)用的火災(zāi)報警器分為煙霧感應(yīng)型、溫度感應(yīng)型、氣敏感應(yīng)型和光輻射感應(yīng)型等幾大類。而煙霧報警器有著反應(yīng)靈敏、成本較低、性能穩(wěn)定等特點，是目前應(yīng)用最廣泛的火災(zāi)報警器。接下來，筆者將用通俗的語言簡述其工作原理及應(yīng)用。

1.煙霧報警器的工作原理

目前煙霧報警器應(yīng)用廣泛，品種繁多，但是其主要工作原理都是將煙霧的產(chǎn)生轉(zhuǎn)化為信號，并通過傳導(dǎo)系統(tǒng)將信號傳遞給輸出系統(tǒng)，如蜂鳴器等。根據(jù)感煙方式的不同，目前的煙霧報警器主要可以分為以下幾種類別：

1.1離子煙霧報警器

離子煙霧報警器主要組成部分是電離室，它是由兩片放射性物質(zhì)構(gòu)成的電極板以及場效應(yīng)晶體管（EFT）等電子元件構(gòu)成。其工作原理為：利用一對相對的電極（P1和P2），在電極之間通過α放射源镅241（Am241），持續(xù)不斷地放射出強度約0.8微局里左右的α射線，產(chǎn)生的α粒子高速的運動，不斷地撞擊空氣分子，將兩個電極之間的空氣分子電離為正離子和負離子，電離室之間的空氣就具有了導(dǎo)電性。

在沒有發(fā)生火災(zāi)的狀況下，電離室內(nèi)的電場處于平衡狀況。一旦發(fā)生火災(zāi)，就會有煙塵產(chǎn)生，當煙塵進入電離室就會破壞其中的電場平衡系統(tǒng)。有煙塵的狀況下，兩個極板之間的電壓就會增加，這就使原本在電離室中保持常態(tài)，做著雜亂無章運動的正電子向負極，負電子向正極有規(guī)律的運動，因為就產(chǎn)生了電流。煙霧濃度不斷地增加，所產(chǎn)生的電流也就不斷地增強，當這個電流達到設(shè)定的閾值時，報警電路就會將其檢測出來。綜上所述，煙探測器就是將火險發(fā)生時所產(chǎn)生的煙霧信號轉(zhuǎn)化為電壓的變化，通過電離室轉(zhuǎn)化為支流的電壓信號，并通過轉(zhuǎn)化器傳遞給報警器，發(fā)出報警信號的裝置。

1.2光電煙霧報警器

光電煙霧報警器的核心就是光學(xué)傳感器，其工作原理是基于光電元件的光電特性，其光通量是隨被測量而變，光電流就成為被測量的函數(shù)，故稱為光電傳感器的函數(shù)運用狀態(tài)。光電煙霧報警的原理是：煙霧是由無數(shù)微粒組成的， 當一束強度為Io的平行單色光入射到這些微粒場時， 會受到顆粒團散射和吸收的影響， 光強將衰減為I（I

光電煙霧報警器以其對光的作用性質(zhì)不同可分為遮光式煙霧報警器以及光散射式煙霧報警器。遮光式煙感火災(zāi)報警器是由發(fā)光元件，受光元件所組成的檢測室進行工作的。發(fā)光元件與受光元件同軸對象放置，當火災(zāi)發(fā)生時，煙霧進入檢測室，遮擋住了發(fā)光元件發(fā)射出來的光，使受光元件接收到的光量減少。檢測室所產(chǎn)生的電流強度也就隨之降低，當光電流強度降低到一定的閾值，信號將被傳導(dǎo)到報警裝置從而達到預(yù)警的目的。

光散射式煙霧報警器是通過安裝有紅外對管的光學(xué)迷宮工作的。在光學(xué)迷宮中，紅外光的接收器和發(fā)射器不同軸對象放置。當沒發(fā)生火災(zāi)時，受光元件也就無法接收到發(fā)光元件所發(fā)出的光源，光學(xué)迷宮的電壓也就維持恒定。當發(fā)生火災(zāi)時，煙霧進入光學(xué)迷宮，使發(fā)光元件所發(fā)出的紅外光在煙霧的作用下發(fā)生了漫散射，受光元件也就接收到了這個作用產(chǎn)生的光，由此就會造成其中電壓的變化。當這個變化達到或超過閾值時，只能報警系統(tǒng)就會將其檢測出來，發(fā)出警報。

在上述兩種煙感裝置的基礎(chǔ)之上，紅外線感煙式報警器應(yīng)運而生。其基本原理是將紅外線發(fā)射器和紅外線接收器同軸對象放置，發(fā)射器向接收器發(fā)射周期性的輻射脈沖。這個輻射經(jīng)過一系列的光學(xué)作用形成近似為平行的光束在接收器處形成彌散區(qū)。當發(fā)生火災(zāi)時，煙霧就會出現(xiàn)在光的傳播路徑上，因而產(chǎn)生對紅外光的吸收，遮擋和散射作用。因此，接受器上接受到的紅外輻射就會發(fā)生變化，這個變化會被相應(yīng)的檢測器檢出，從而發(fā)出警報。激光感煙報警器是高靈敏度的報警器，其工作原理與紅外線感煙報警器類似，發(fā)射器發(fā)出激光束，經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)后由接收器轉(zhuǎn)化為光電信號，當激光束被火災(zāi)產(chǎn)生的煙霧所遮擋時，其強度就會有所減弱，接收器得到的電信號發(fā)生變化，通過轉(zhuǎn)換器發(fā)出報警信號。

2.煙霧報警器的應(yīng)用

不同類型的煙霧報警器的工作原理不同，因此，它們的性質(zhì)也有所不同。如何更好的去應(yīng)用煙霧報警器，就要根據(jù)其特性將其應(yīng)用到更適合的火災(zāi)檢測中。

離子感煙探測器是通過放射性元素對空氣的電離形成電流而工作的，因此，它對低溫燃燒階段的大顆粒煙霧，和開放性火災(zāi)的小顆粒煙霧的響應(yīng)靈敏度都比較高。因此，這類煙霧火災(zāi)報警器靈敏度高，安全，可靠。但是這類報警器對環(huán)境的要求較高，一些特定的場所中不適合應(yīng)用。由于它對小顆粒煙霧的高靈敏度，對烹飪，吸煙產(chǎn)生的煙霧也會有很高的靈敏度。因此，安裝這類報警器必須考慮這些因素，并且這類滅火器的成本較高，會產(chǎn)生放射性的射線，對人的健康可能造成一定的影響。

新型的光電煙感報警系統(tǒng)性質(zhì)穩(wěn)定，反應(yīng)靈敏，誤報率低，現(xiàn)在已得到了廣泛的應(yīng)用。但是，由于各類光源所發(fā)出光的本身屬性，決定了該類報警器對稍大的煙霧離子的敏感性比較高，而對較小的粒子的敏感度有限。因此光電煙感報警器更適合會產(chǎn)生大顆粒煙霧的火災(zāi)預(yù)警。

3.結(jié)語

綜上所述，不同的感煙火災(zāi)探測器的工作機理是不同的，因此其工作條件跟環(huán)境也是有區(qū)別的。如何能夠更好的去應(yīng)用煙霧火災(zāi)報警器，就需要對火災(zāi)科學(xué)有一個更加深入的理解，通過對不同類型火災(zāi)性質(zhì)和所產(chǎn)生煙霧的顆粒進行研究，從而在不同的場合選擇不同的煙霧報警器。與此同時時，如何克服煙霧報警器易受外界條件，如風速、灰塵以及電路噪聲的影響的缺陷，將是今后煙霧報警器研發(fā)的主要課題。

【參考文獻】

[1]徐曉明，葉盛，胡潔.新型光電式煙霧傳感器及其應(yīng)用[J].儀器儀表學(xué)報，2002（23）：118.