高鐵中的煙霧傳感器

李曉靜 管林挺

摘要：為了列車的運(yùn)行安全，高鐵列車中安裝了多個(gè)煙霧傳感器，當(dāng)煙霧傳感器檢測(cè)到車廂內(nèi)空氣中的煙霧濃度達(dá)到一定值時(shí)，它就會(huì)報(bào)警并自動(dòng)減速運(yùn)行甚至緊急停車，因此煙霧傳感器對(duì)乘客的生命及財(cái)產(chǎn)安全起到了至關(guān)重要的保護(hù)作用。

關(guān)鍵詞：離子式煙霧傳感器;光電式煙霧傳感器;高鐵

一、高鐵列車禁煙的原因

我國(guó)《鐵路安全管理?xiàng)l例》規(guī)定，旅客在高鐵列車吸煙將被處以500元以上2000元以下罰款，情節(jié)較重的，處5日以上10日以下拘留，可以并處500元以下罰款。其實(shí)，近幾年來，各地動(dòng)車組因?yàn)槁每臀鼰煂?dǎo)致列車緊急降速報(bào)警的案例時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重的會(huì)影響高鐵的運(yùn)行安全。那么為什么高鐵上要嚴(yán)格禁煙，而普通的列車卻設(shè)置了吸煙區(qū)呢？

（一）高鐵列車上安裝了多個(gè)煙霧傳感器，當(dāng)煙霧傳感器檢測(cè)到車廂內(nèi)空氣中的煙霧濃度達(dá)到一定值，它就會(huì)報(bào)警并自動(dòng)減速運(yùn)行甚至緊急停車，一方面會(huì)直接危及著動(dòng)車組的行車安全，另一方面就會(huì)造成列車不必要的延誤，還可能影響到后續(xù)列車的正點(diǎn)運(yùn)行。

（二）我國(guó)高鐵時(shí)速可達(dá)350公里每小時(shí)，在如此高速的情況下，任何一點(diǎn)火星都可能火借風(fēng)勢(shì)，迅速形成火災(zāi)，危及所有乘客安全。

（三）高鐵列車設(shè)計(jì)為高度的封閉式結(jié)構(gòu)，采用的是全電腦自動(dòng)控制、空氣內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)。在這個(gè)有限的高封閉性空間中，煙味及其它有毒有害氣體可能通過空調(diào)系統(tǒng)的傳播而影響其他旅客健康。而普通列車因?yàn)樗俣认鄬?duì)較慢，結(jié)構(gòu)上不像高鐵封閉那么嚴(yán)實(shí)，煙火管制也就沒有那么嚴(yán)格了。一些列車在車輛結(jié)合部等地還設(shè)置有吸煙區(qū)，以方便煙蟲解饞。

二、煙霧傳感器的工作原理

煙霧傳感器就是通過監(jiān)測(cè)煙霧的濃度來實(shí)現(xiàn)火災(zāi)防范的器件。火災(zāi)的起火過程一般都伴有煙、熱、光三種燃燒產(chǎn)物，在火災(zāi)初期，由于溫度較低，物質(zhì)多處于阻燃階段，所以產(chǎn)生大量煙霧，而煙霧傳感器可以對(duì)可見的或不可見的煙霧粒子進(jìn)行探測(cè)，高鐵上主要應(yīng)用的煙霧傳感器是離子式煙霧傳感器和光電式煙霧傳感器。

（一）離子式煙霧傳感器

離子式煙霧傳感器由電離室、電路控制部分、聲音報(bào)警裝置組成?，F(xiàn)在大家看到的是離子式煙霧傳感器的工作原理圖，圖1中1是煙霧顆粒，2是正負(fù)離子，3是放射源镅241，4是電路控制部分，5是聲音報(bào)警裝置。離子式煙霧傳感器里面有放射性元素镅241，放射源3會(huì)不斷的向外放射α粒子，正常情況下，在沒有煙霧的時(shí)候，放射源3放射出的α粒子進(jìn)入電離室，將電離室內(nèi)的氣體電離產(chǎn)生正負(fù)離子;正負(fù)離子在外電路4的作用下，朝兩側(cè)的電極移動(dòng)形成電離電流;此時(shí)電流處于平衡狀態(tài)。當(dāng)有煙霧顆粒大量進(jìn)入到電離室內(nèi)，煙霧顆粒中的氣溶膠會(huì)吸附并中和正負(fù)離子，使電離電流急劇減少，此時(shí)外電路4探測(cè)到兩個(gè)電極之間電流的變化，于是向聲音報(bào)警裝置發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

（二）光電式煙霧傳感器

光電式煙霧傳感器由光學(xué)迷宮（暗室）、電路控制部分、聲音報(bào)警裝置三部分組成，如圖2所示：

光電式煙霧傳感器內(nèi)部有一個(gè)暗室，室內(nèi)的燈光、自然光等照射不進(jìn)去，但是煙霧卻可以進(jìn)去，在暗室里有個(gè)發(fā)光元件1和光敏元件4，兩者以一定的角度布置，正常情況下，發(fā)光元件發(fā)出的光不會(huì)照射在光敏元件上，但是如果暗室里充滿了大量的煙霧顆粒，光線就會(huì)發(fā)生漫反射，照射到光敏元件上，從而有光電流輸出，智能報(bào)警電路判別光電流的大小是不是超過閾值，假如超過設(shè)定的閾值便驅(qū)動(dòng)報(bào)警電路發(fā)出警報(bào)，從而達(dá)到報(bào)警的目的。

三、結(jié)論

離子式煙霧傳感器對(duì)微小的煙霧粒子的感應(yīng)要靈敏一些，對(duì)各種煙能均衡響應(yīng);而光電式煙霧傳感器對(duì)稍大的煙霧粒子的感應(yīng)較靈敏，對(duì)灰煙、黑煙響應(yīng)差些。高鐵車廂內(nèi)部的煙霧報(bào)警傳感器與列車的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)相連，當(dāng)傳感器監(jiān)測(cè)到煙霧時(shí)就會(huì)發(fā)出報(bào)警并且緊急制動(dòng)，緊急制動(dòng)過程容易造成乘客的慌亂和緊張，造成高鐵晚點(diǎn)。一旦一趟列車減速造成晚點(diǎn)，可能擾亂高鐵線路排布。煙霧傳感器得設(shè)置能夠準(zhǔn)確的檢測(cè)列車中的煙霧濃度，對(duì)管控高鐵列車吸煙的行為起到了至關(guān)重要的作用。高鐵禁煙，需要法律手段來約束，需要鐵路部門加強(qiáng)宣傳和車廂巡視，更需要全社會(huì)、我們每一個(gè)人共同參與和遵守。讓我們共同遵守、文明乘車，確保大家旅途平安。

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