油庫火災(zāi)探測技術(shù)與報警系統(tǒng)研究

王文娟 徐克明 龔裕華

（1.中國人民解放軍空軍勤務(wù)學(xué)院航空油料物資系，江蘇 徐州 221000；2.中國人民解放軍空軍94647部隊油料股，福建 福州 332102）

火災(zāi)防治分為主動和被動兩種方式，前者如探測、報警和滅火等；后者如阻燃、抑煙等。一般來說，火災(zāi)探測和報警系統(tǒng)是“防”的重要組成部分。下面從火災(zāi)探測和報警系統(tǒng)兩個方面著手，介紹幾種常用的探測器和報警系統(tǒng)。

1 火災(zāi)探測技術(shù)

1.1 火災(zāi)探測器

根據(jù)監(jiān)測的火災(zāi)特性不同，火災(zāi)探測器可分為感煙、感溫、感光和復(fù)合火災(zāi)探測器等四種類型。

1.1.1 感煙探測器

煙霧是火災(zāi)發(fā)生的初始階段的早期表現(xiàn)，在可能產(chǎn)生陰燃火的場所，在火災(zāi)出現(xiàn)前有濃煙擴散、發(fā)生無焰火災(zāi)的場所，利用感煙式火災(zāi)探測器可以最早感應(yīng)火災(zāi)信號，因此感煙式火災(zāi)探測器是目前應(yīng)用較普及、數(shù)量較多的火災(zāi)探測器。從作用原理上分類，它可分為離子型、光電型、激光型及嚴酷環(huán)境下的智能感煙探測器等類型。

1.1.2 感溫火災(zāi)探測器

在火災(zāi)初起階段，對于那些存在大量粉塵、油霧和水蒸氣的場所，不能使用感煙式火災(zāi)探測器，用感溫火災(zāi)探測器比較合適。在某些重要場所，為了提高火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的功能和可靠性，或保證自動火災(zāi)系統(tǒng)的準確性，也要求同時使用感煙式和感煙式火災(zāi)探測器。感溫式火災(zāi)探測器按其作用原理分為三類，一種是能夠感知環(huán)境溫度異常高（大于60℃）或溫升速度異常高（大于20℃/min）的傳感器件，還有一種則是在溫度達到一定值或溫升速度達到一定值時，也可以動作發(fā)出火災(zāi)警報信號的熱傳感器。

1.1.3 感光探測器

感光式火災(zāi)探測器內(nèi)部具有紅外型或紫外型敏感元件，其特點是對火焰中的紅外或紫外輻射特別靈敏，而對太陽光、白熾燈和熒光燈等恒定輻射的一般光源不響應(yīng)。因此其工作穩(wěn)定，抗干擾能力較強。主要適用于監(jiān)視存儲易燃物質(zhì)區(qū)域的火災(zāi)的發(fā)生，如倉庫、變電所、計算機房等場所，特別適用于沒有陰燃階段燃料火災(zāi)（如醇類、汽油、煤氣等易燃液體、氣體火災(zāi)）的早期檢測報警。按檢測火災(zāi)光源性質(zhì)的不同，分為紫外感光探測器和紅外感光火災(zāi)探測器兩種類型。

1.1.4 復(fù)合火災(zāi)探測器

一般的光電感煙探測器，在正常靈敏度范圍內(nèi)，對在火災(zāi)形成過程中產(chǎn)生的灰色煙霧有很高的靈敏度，但對某些化工原料形成過程中產(chǎn)生的黑色煙霧則靈敏度不高。這也就是一般所稱的“窄譜”探測特性。絕大多數(shù)上述化工原料制成品在燃燒過程中都會釋放出大量的熱，可以用溫度探測的方法加以補償。正因為如此，煙溫復(fù)合探測器可以用于幾乎所有場合的火災(zāi)探測。煙溫復(fù)合探測器在煙霧探測方面，采用光電感煙的方法，避免使用放射源，消除了對環(huán)境的污染。在溫度探測方面，使用響應(yīng)快、線性好、長期穩(wěn)定性好的溫敏二極管作為傳感元件。因此在復(fù)合探測狀態(tài)下，它的誤報率是最低的。復(fù)合探測器主要有煙溫復(fù)合探測器、光電感煙感溫復(fù)合火災(zāi)探測器等。

1.2 智能型火災(zāi)探測技術(shù)

1.2.1 基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的火災(zāi)探測技術(shù)

模糊邏輯和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是非常有效的模仿人類思維的智能化技術(shù)，將它們運用于火災(zāi)探測器，能很好地實現(xiàn)對多傳感器探測到的各種環(huán)境特征參數(shù)的智能處理，有效提高探測靈敏度，大大提高系統(tǒng)的抗干擾能力和環(huán)境適應(yīng)能力。模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)不是簡單的模糊技術(shù)加神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，而是把神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與模糊技術(shù)結(jié)合為一個有機的整體，并由大量的模糊神經(jīng)元相互連接構(gòu)成。該系統(tǒng)是將模糊規(guī)則和隸屬度函數(shù)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)出來，將隸屬度函數(shù)的參數(shù)賦予為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值，生成的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于實現(xiàn)模糊推理。

1.2.2 多傳感器多判據(jù)火災(zāi)探測技術(shù)

多傳感器信息融合技術(shù)或數(shù)據(jù)融合技術(shù)可概括為：充分利用不同時間和空間的多傳感器信息資源，采用計算機技術(shù)對按時序獲得的多傳感器觀測信息在一定的準則下加以自動分析、優(yōu)化綜合、支配和使用，獲得被測對象的一致性解釋與描述，以完成所需的決策和估計任務(wù)，使系統(tǒng)獲得比他的各組成部分更優(yōu)越的性能。信息融合有串聯(lián)、并聯(lián)和混合融合三種結(jié)構(gòu)形式。

1.2.3 基于視頻圖像處理的火災(zāi)探測技術(shù)

與其他火災(zāi)探測技術(shù)相比，圖像信息的豐富性和直觀性可為早期火災(zāi)的辨識和判斷提供可靠的判據(jù)，從而保證圖像監(jiān)測技術(shù)具有較大的優(yōu)勢。遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用的是非接觸式的探測技術(shù)，防腐蝕性能和密封性能良好，抗干擾能力強，同時結(jié)合數(shù)字通信和數(shù)字圖像處理技術(shù)，分析火災(zāi)圖像特征，可以很好地解決大空間惡劣環(huán)境下的火災(zāi)控制問題?；谝曨l圖像的火災(zāi)探測系統(tǒng)包括攝像機、視頻采集卡、火災(zāi)圖像處理單元、中心控制系統(tǒng)、信息管理系統(tǒng)等主要結(jié)構(gòu)。

2 油庫火災(zāi)自動報警系統(tǒng)

《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》（GB50116-1998）將火災(zāi)報警系統(tǒng)劃分為區(qū)域火災(zāi)報警系統(tǒng)、集中火災(zāi)報警系統(tǒng)和控制中心報警系統(tǒng)三種基本形式。同時規(guī)范中還提出了消防聯(lián)動消防控制的技術(shù)要求，強調(diào)火災(zāi)自動報警系統(tǒng)包括火災(zāi)監(jiān)測和聯(lián)動控制兩個不可分割的組成部分，因此火災(zāi)自動報警系統(tǒng)也常稱作火災(zāi)自動報警監(jiān)測系統(tǒng)。

火災(zāi)自動報警系統(tǒng)一般由觸發(fā)器件、火災(zāi)報警裝置、火災(zāi)警報裝置和電源四部分組成，復(fù)雜系統(tǒng)還包括消防控制設(shè)備。在火災(zāi)自動報警系統(tǒng)中，觸發(fā)器件是自動或手動產(chǎn)生火災(zāi)報警信號的器件，它主要包括火災(zāi)探測器和手動火災(zāi)報警按鈕。用來接收、顯示和傳遞火災(zāi)報警信號，并能發(fā)出控制信號和具有其他輔助功能的控制指示設(shè)備稱為火災(zāi)報警裝置。火災(zāi)報警控制器是最基本的一種。在火災(zāi)自動報警系統(tǒng)中，火災(zāi)探測器是系統(tǒng)的“感覺器官”，它隨時監(jiān)視周圍環(huán)境的火災(zāi)情況，而火災(zāi)報警控制器則是系統(tǒng)的“軀體”和“大腦”，是系統(tǒng)的核心。按照具體用途的不同，火災(zāi)報警控制器可分為區(qū)域火災(zāi)報警控制器、集中火災(zāi)報警控制器和通用火災(zāi)報警控制器三種基本類型。區(qū)域火災(zāi)報警控制器用于火災(zāi)探測器的監(jiān)測、巡檢、供電與備電，接收火災(zāi)監(jiān)測區(qū)域內(nèi)火災(zāi)探測器的輸出參數(shù)或火災(zāi)報警、故障信號，并且轉(zhuǎn)換為聲、光報警輸出，顯示火災(zāi)部位或故障位置等，其主要功能有火災(zāi)信息采集與信號處理，火災(zāi)模擬識別與判斷，聲、光報警，故障監(jiān)測與報警，火災(zāi)探測器模擬檢查，火災(zāi)報警計時，備電切換和聯(lián)動控制等；集中火災(zāi)報警控制器用于接收區(qū)域火災(zāi)報警控制器的火災(zāi)報警信號或設(shè)備故障信號，顯示火災(zāi)或故障部位，記錄火災(zāi)和故障信息，協(xié)調(diào)消防設(shè)備的聯(lián)運控制和構(gòu)成終端顯示等，其主要功能包括火災(zāi)報警顯示、故障顯示、聯(lián)動控制顯示、火災(zāi)報警計時、聯(lián)動聯(lián)鎖控制實現(xiàn)、信息處理與傳輸?shù)?；通用火?zāi)報警控制器兼有區(qū)域和集中火災(zāi)報警控制器的功能，小容量的可作為區(qū)域火災(zāi)報警控制器使用，大容量的可獨立構(gòu)成中心處理系統(tǒng)，其形式多樣，功能完備，可以按照其特點用作各種類型火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的中心控制器，完成火災(zāi)探測、故障判斷、火災(zāi)報警、設(shè)備聯(lián)動、滅火控制及信息通信傳輸?shù)裙δ堋?/p>

火災(zāi)自動報警系統(tǒng)屬于消防用電設(shè)備，其主電源應(yīng)當采用消防電源，備用電源采用蓄電池，系統(tǒng)電源除為火災(zāi)報警控制器供電外，還為與系統(tǒng)相關(guān)的消防控制設(shè)備等供電。

［1］崔政斌.防火防爆技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2010.

［2］陳南,徐曉楠.石化消防安全監(jiān)測技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004.