光電型感煙火災(zāi)報(bào)警器響應(yīng)閾值分析

隗俊鋒

（大興區(qū)消防救援支隊(duì)，北京 102600）

社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平明顯提升，建筑以及公共場(chǎng)所逐漸增加，人們更加關(guān)注人身安全，消防安全認(rèn)知與日遞增，火災(zāi)的報(bào)警系統(tǒng)得到了廣泛應(yīng)用。當(dāng)前，在人員相對(duì)比較密集的區(qū)域安裝報(bào)警系統(tǒng)，為了高效獲得火災(zāi)情況，光電感煙報(bào)警設(shè)備得到應(yīng)用，展開(kāi)響應(yīng)閾值的分析工作，有利于提升報(bào)警設(shè)備的工作效率，充分發(fā)揮消防產(chǎn)品的作用。

1 光電型感煙火災(zāi)報(bào)警器概述

1.1 感煙報(bào)警器的基本組成、工作原理

在居住場(chǎng)所，若是出現(xiàn)火災(zāi)，初級(jí)階段可以看到大量的煙霧，應(yīng)用光電型感煙裝置，可以第一時(shí)間將火災(zāi)情況探測(cè)到，對(duì)于懸浮存在的固體或者液體顆粒，它是由大氣燃燒產(chǎn)生，或者是在熱解作用下形成，光電型感煙裝置可以在較短時(shí)間里對(duì)此種現(xiàn)象進(jìn)行響應(yīng)，在各地得到了推廣應(yīng)用，其作用優(yōu)勢(shì)明顯，基本可以探測(cè)到超過(guò)70%的火災(zāi)情況。在感煙報(bào)警器中，主要包含傳感器組件，可以檢測(cè)煙霧粒子，還有線(xiàn)路板、蜂鳴器，前者用于執(zhí)行信號(hào)處理，后者可以提供聲響指示，還包括指示燈，可以提供光指示，為了能夠保證設(shè)備正常運(yùn)行，還需要可以供應(yīng)電量的電池裝置。此種裝置可以探測(cè)小范圍的火災(zāi)情況，廣泛應(yīng)用于宿舍、住宅等位置。關(guān)于感煙報(bào)警器，分析其工作原理，其裝置的內(nèi)部，為了防止受到光干擾，設(shè)置了光電迷宮，形成可以處理煙霧粒子的檢測(cè)室，其中含有IR LED，具有光元件，屬于受光元件的光電二極管，在發(fā)光、受光元件中，需要在同一平面中呈現(xiàn)銳角、鈍角形式，而對(duì)于受光元件，在平時(shí)的時(shí)間段里要與發(fā)光元件隔離，不能接收其光線(xiàn)。紅外LED 屬于間歇工作模式，每當(dāng)間隔幾秒鐘，就可以工作上百微秒，這樣的模式節(jié)省了大量電池能量。

當(dāng)未出現(xiàn)火災(zāi)情況時(shí)，觀察紅外LED，其依舊在工作，它能夠不斷產(chǎn)生脈沖光束，在受光元件中，對(duì)于光電二極管來(lái)講，不能接收到這樣的發(fā)射光，所以就不會(huì)變成光電流，同時(shí)從檢測(cè)電路角度來(lái)看，輸出信號(hào)也不會(huì)出現(xiàn)。如果火災(zāi)情況出現(xiàn)，產(chǎn)生了濃郁的煙霧粒子，它們會(huì)逐漸移動(dòng)，從而進(jìn)入光電迷宮中，而受到煙霧粒子的作用，紅外LED 受到了帶動(dòng)，其發(fā)射光不能集中，發(fā)生散射現(xiàn)象，光電二極管不能接收全部光信號(hào)，會(huì)接收一部分散射光，此時(shí)，光電二極管會(huì)第一時(shí)間做出反應(yīng)，形成了比較低的光電流，在轉(zhuǎn)換、放大電路的處理作用下，將其送入MCU，或者到達(dá)專(zhuān)用芯片，實(shí)現(xiàn)分析處理，煙霧濃度逐漸增加，當(dāng)達(dá)到預(yù)先設(shè)計(jì)的報(bào)警閾值，就會(huì)出現(xiàn)明顯的報(bào)警聲音，同時(shí)可以看到光指示，為人們提供提醒作用，以便于快速?gòu)默F(xiàn)場(chǎng)逃離。

1.2 響應(yīng)閾值分析

關(guān)于響應(yīng)閾值，它是火災(zāi)探測(cè)裝置主要的參數(shù)，火災(zāi)參數(shù)逐漸變化，逐漸達(dá)到響應(yīng)閾值時(shí)，火災(zāi)報(bào)警裝置便會(huì)開(kāi)始動(dòng)作。基于火災(zāi)探測(cè)裝置，考慮響應(yīng)閾值，一般需要在設(shè)備出廠之間開(kāi)展測(cè)試工作。響應(yīng)閾值很重要，其檢測(cè)裝置相對(duì)比較復(fù)雜，涉及光源、減光片以及其他相關(guān)的測(cè)試記錄設(shè)備?；谔綔y(cè)器，考慮到與隨機(jī)響應(yīng)有關(guān)的諸多特性，響應(yīng)閾值的測(cè)量要格外注意，要多次重復(fù)進(jìn)行，保證次數(shù)要超過(guò)6 次，一直等到下一次的響應(yīng)閾值可以出現(xiàn)穩(wěn)定效果，結(jié)合前幾次測(cè)量出來(lái)的響應(yīng)閾值，取前幾次的平均值，兩者進(jìn)行比較，前者需要少于后者的10%。基于探測(cè)器的應(yīng)用特征，考慮頻段特性，需要緊密聯(lián)系廠方所給定的內(nèi)容，調(diào)節(jié)調(diào)制器，調(diào)在此閃爍頻率上。探測(cè)器的應(yīng)用期間，可以與設(shè)備商溝通，根據(jù)他們建議的方式，制定時(shí)間計(jì)劃，執(zhí)行響應(yīng)閾值的驗(yàn)證工作。一般情況下，為了順利開(kāi)展響應(yīng)測(cè)試，借助現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)試燈設(shè)備，發(fā)揮測(cè)試燈的作用，可以將特定的光譜輸出，優(yōu)化探測(cè)器的驗(yàn)證過(guò)程，判斷其響應(yīng)功能的正常性。近幾年的發(fā)展中，開(kāi)發(fā)出了不同種類(lèi)的智能設(shè)備，諸多火災(zāi)探測(cè)器出現(xiàn)，同時(shí)具有自校準(zhǔn)功能，在此種探測(cè)器的內(nèi)部，安排了標(biāo)準(zhǔn)光源，可以每分鐘完成一次自動(dòng)檢測(cè)工作，方便驗(yàn)證整體探測(cè)器的運(yùn)行水平。

2 結(jié)合不同氣流溫度探究報(bào)警器響應(yīng)閾值的影響試驗(yàn)

2.1 試驗(yàn)原理

關(guān)于光電型感煙形式的火災(zāi)報(bào)警器，當(dāng)前應(yīng)用比較廣泛，在其產(chǎn)品中，主要借助光學(xué)迷宮，從而精準(zhǔn)獲得煙霧濃度。開(kāi)展具體的檢測(cè)工作時(shí)，正常我們需要的光信號(hào)不是陽(yáng)光，也不是燈光類(lèi)，這些屬于干擾光，我們需要的是煙霧顆粒經(jīng)過(guò)反射而產(chǎn)生的光，對(duì)此，在光學(xué)迷宮中，設(shè)計(jì)遮光葉片，可以很好地阻止外界產(chǎn)生的干擾光，避免影響數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。關(guān)于光學(xué)檢測(cè)元器件，主要應(yīng)用光敏二極管，實(shí)現(xiàn)對(duì)光信號(hào)的接收，然后將其轉(zhuǎn)換，形成直流電信號(hào)，在傳輸作用下，有分析儀來(lái)分析。遇到火災(zāi)時(shí)，煙霧會(huì)移動(dòng)，從而進(jìn)入光學(xué)迷宮，此時(shí)，光也會(huì)出現(xiàn)吸收等現(xiàn)象，接收器接收效率變低，不能接收足夠的光信號(hào)強(qiáng)度，光信號(hào)強(qiáng)度隨之降低，當(dāng)?shù)竭_(dá)預(yù)先設(shè)定的閾值后，火災(zāi)的報(bào)警器做出反應(yīng)，發(fā)揮報(bào)警作用，有利于提升報(bào)警設(shè)備的工作效率，發(fā)揮消防產(chǎn)品的作用。

2.2 試驗(yàn)使用設(shè)備及試驗(yàn)條件

在不同氣流溫度的狀態(tài)下開(kāi)展的報(bào)警器響應(yīng)閾值影響試驗(yàn)前，要明確試驗(yàn)條件與使用設(shè)備。具體來(lái)看，在當(dāng)前開(kāi)展的響應(yīng)閾值影響試驗(yàn)中，選擇了AWT2800 煙箱，而煙箱內(nèi)部的報(bào)警器為感煙火災(zāi)報(bào)警器，其試驗(yàn)方位都為該報(bào)警器靈敏度最低的位置，進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試前，要及時(shí)清理煙道并利用潔凈空氣來(lái)吹掃煙道，使煙道內(nèi)部的樣品不含有任何的氣溶膠。試驗(yàn)檢測(cè)的過(guò)程中，要對(duì)試樣附近氣流速度進(jìn)行科學(xué)設(shè)置，使其速度盡量保持在0.02 ～0.06m/s。依照當(dāng)前試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)要求，當(dāng)煙霧進(jìn)入到煙箱中時(shí)，要適時(shí)考量煙霧速率，當(dāng)前光電感煙形態(tài)下的火災(zāi)警報(bào)器，其速率在0.015 ～0.1dB-1min-1；而離子感煙狀態(tài)下的火災(zāi)警報(bào)器，其速率為005 ～0.3min-1。當(dāng)前試驗(yàn)選擇了光電類(lèi)獨(dú)立感煙火災(zāi)警報(bào)器，內(nèi)部煙箱升煙速率在0.050dB-1min-1左右，該樣品在連通對(duì)應(yīng)的電源以后，其運(yùn)行狀態(tài)需保持15min。

2.3 響應(yīng)閾值的影響試驗(yàn)分析

在獲取試驗(yàn)結(jié)論前，試驗(yàn)人員挑選了3 種品牌不同的光電感煙火災(zāi)報(bào)警器，并作用在相同的煙箱中。正式開(kāi)展試驗(yàn)時(shí)，為確保試驗(yàn)結(jié)論的準(zhǔn)確性，要對(duì)試驗(yàn)環(huán)境中的濕度溫度進(jìn)行合理控制，使該類(lèi)數(shù)值變得更為穩(wěn)定。當(dāng)前試驗(yàn)中的數(shù)據(jù)變化多為煙箱內(nèi)部的氣流溫度，借助對(duì)該項(xiàng)數(shù)值的持續(xù)性比對(duì)，適時(shí)了解不同類(lèi)型報(bào)警器的實(shí)際應(yīng)用狀態(tài)。在當(dāng)前試驗(yàn)中，煙箱內(nèi)部的氣流溫度從0 覆蓋到了55℃，且每隔5℃開(kāi)展一次樣品測(cè)試。試驗(yàn)環(huán)境中的溫度在24℃左右，濕度在45%R.H 上下。若想縮減試驗(yàn)中形成的數(shù)據(jù)誤差，要在煙箱內(nèi)部氣流溫度出現(xiàn)變化以后，且氣流溫度30min 內(nèi)保持不變，才能開(kāi)展樣品檢測(cè)。

在觀察品牌1 中的報(bào)警器煙箱氣流溫度變化時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)氣流溫度誤差在0.4℃左右，環(huán)境誤差也在0.4℃上下，適時(shí)明確了不同氣流溫度下，報(bào)警器的響應(yīng)閾值。比如，當(dāng)煙箱氣流溫度分別為0.1、5.2、10.0 ℃時(shí)，報(bào)警器響應(yīng)閾值分別為0.102、0.109、0.115dBm-1。觀察品牌2 中警報(bào)器煙箱氣流溫度誤差值時(shí)，可發(fā)現(xiàn)其與品牌1 的誤差值保持一致，環(huán)境溫度誤差也處在0.4℃以?xún)?nèi)。若該類(lèi)報(bào)警器煙箱中的氣流溫度在-0.2℃時(shí)，則該類(lèi)報(bào)警器內(nèi)的響應(yīng)閾值在0.079dBm-1，在氣流溫度逐步升高的過(guò)程中，影響閾值也有所增加。觀察品牌3 報(bào)警器的試驗(yàn)背景時(shí)，可發(fā)現(xiàn)其氣流溫度誤差、環(huán)境溫度誤差都與品牌1 保持一致，若煙箱內(nèi)部氣流溫度為0.1℃，報(bào)警器響應(yīng)閾值在0.138dBm-1左右，而在氣流溫度逐步升高時(shí)，響應(yīng)閾值也有所增高。在分析完成了3 種品牌報(bào)警器響應(yīng)閾值的數(shù)值變化后，可以發(fā)現(xiàn)，在試驗(yàn)環(huán)境溫度不變的情況下，試驗(yàn)樣品的氣流溫度與響應(yīng)閾值呈現(xiàn)正比關(guān)系，明確報(bào)警器裝置的應(yīng)用狀態(tài)，利用該規(guī)律提升該類(lèi)器械的整體使用水平。

2.4 試驗(yàn)效果

根據(jù)上述分析可知，可以從3 種品牌不同的光電感煙火災(zāi)報(bào)警器中得到結(jié)論，在煙箱內(nèi)，氣流溫度具有差異的情況下，影響著閾值的變化，結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果可以容易地看出，應(yīng)用同樣的設(shè)備，維持環(huán)境溫濕度達(dá)到基本穩(wěn)定，控制煙箱內(nèi)部的氣流溫度，介于0 ～55℃，在氣流溫度直線(xiàn)增加的情況下，分析品牌不同的3 種光電感煙的火災(zāi)報(bào)警器，其響應(yīng)閾值變化較為明顯，在氣流溫度增加的帶動(dòng)下，閾值逐漸上升，從中可見(jiàn)，對(duì)煙箱內(nèi)氣流溫度的分析具有必要性，對(duì)于光電感煙形式的火災(zāi)報(bào)警器來(lái)講，在響應(yīng)閾值中產(chǎn)生了較大影響。

3 光電型感煙火災(zāi)報(bào)警器的分析

3.1 感煙火災(zāi)報(bào)警器響應(yīng)閾值的測(cè)量方式

關(guān)于感煙火災(zāi)的報(bào)警器，檢驗(yàn)過(guò)程中，要保證環(huán)境適應(yīng)，屬于常溫性能，電氣趨于安全水平，在試壓前后分別去測(cè)量報(bào)警器的閾值，所以，要想規(guī)范測(cè)試報(bào)警器的響應(yīng)閾值，需要考慮氣流溫度等因素。感煙火災(zāi)報(bào)警器在諸多重要場(chǎng)所發(fā)揮著良好的作用，這和它的高靈敏度密切相關(guān)。要想盤(pán)點(diǎn)探測(cè)器的高靈敏度特性，需要結(jié)合探測(cè)器標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看，基于探測(cè)器，深入分析響應(yīng)閾值。在試驗(yàn)開(kāi)展時(shí)，要進(jìn)行正常的監(jiān)視狀態(tài)測(cè)試，這樣便于掌握探測(cè)器的工作狀態(tài)，根據(jù)廠家提供的控制指示設(shè)備，結(jié)合試樣，進(jìn)行連接處理，從而測(cè)試響應(yīng)閾值，此時(shí)要合理控制探測(cè)器的工作電壓，不僅要達(dá)到額定狀態(tài)，還要趨于穩(wěn)定水平，防止電壓出現(xiàn)波動(dòng)情況，記錄錯(cuò)誤的數(shù)值。另外，可以依據(jù)探測(cè)器的安裝來(lái)完成測(cè)量工作，也就是說(shuō)，依據(jù)廠家產(chǎn)品規(guī)定，在單個(gè)管中，最大的探測(cè)長(zhǎng)度為100m，進(jìn)行正常安裝處理后，若是可以運(yùn)用多樣化的安裝方式，應(yīng)該選擇對(duì)探測(cè)器運(yùn)作最不利的安裝方式，與此同時(shí)，找到最不利點(diǎn)的采樣孔，進(jìn)行探測(cè)器響應(yīng)閾值的測(cè)量工作，從最不利點(diǎn)總結(jié)測(cè)量結(jié)果，如果此點(diǎn)與高標(biāo)準(zhǔn)型要求相符合，就可以得出火災(zāi)探測(cè)器屬于高度靈敏型。當(dāng)前，部分探測(cè)器可以調(diào)整靈敏度，可以圍繞現(xiàn)場(chǎng)的安裝環(huán)境，將靈敏度調(diào)高或者是調(diào)低，對(duì)于此類(lèi)探測(cè)器，為了測(cè)量響應(yīng)閾值，需要依據(jù)廠家給予的可調(diào)數(shù)值，分別展開(kāi)測(cè)量工作，然后再比照閾值要求，檢查是否符合要求。

3.2 感煙報(bào)警器的檢查安裝要點(diǎn)

對(duì)于感煙報(bào)警器，要想促使其展現(xiàn)出實(shí)際效能，需要在特定時(shí)間進(jìn)行檢查工作，同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)維護(hù)工作。通常來(lái)講，應(yīng)用人員要嚴(yán)格執(zhí)行維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，每個(gè)月至少需要展開(kāi)1 次測(cè)試工作，可以找到煙感報(bào)警器上面標(biāo)出的測(cè)試，按下按鍵，執(zhí)行檢測(cè)工作，或者應(yīng)用專(zhuān)業(yè)的發(fā)煙裝置，從而實(shí)現(xiàn)檢測(cè)工作。在感煙報(bào)警器中，包含防蟲(chóng)網(wǎng)，它可以阻擋一些體積比較大的顆粒，或者體積較小的動(dòng)物，為光電迷宮帶來(lái)防護(hù)屏障，但是，對(duì)于過(guò)于微小的灰塵，要想阻止其進(jìn)入迷宮中，這是無(wú)法避免的，若是累積了很多灰塵，會(huì)影響發(fā)射光線(xiàn)，出現(xiàn)嚴(yán)重的散射現(xiàn)象，容易產(chǎn)生誤報(bào)風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題；若灰塵累積，影響防蟲(chóng)網(wǎng)，空氣的流動(dòng)效果將會(huì)明顯下降，煙霧不能順利進(jìn)入，很容易發(fā)生漏報(bào)風(fēng)險(xiǎn)，所以每年都要進(jìn)行全面清潔工作。若測(cè)試或者報(bào)警的頻率較高，將會(huì)損傷電池，使用時(shí)間將會(huì)明顯縮短，低電壓的報(bào)警情況出現(xiàn)時(shí)，需要第一時(shí)間將電池替換掉。安裝完成感煙報(bào)警器后，其比較忙碌，屬于365×24 小時(shí)的工作情況，隨時(shí)監(jiān)控著空氣情況，監(jiān)視著煙霧粒子的濃度波動(dòng)情況。所以，在時(shí)間增加的情況下，元器件性能也會(huì)大不如前，致使響應(yīng)閾值出現(xiàn)變化，火災(zāi)報(bào)警靈敏度偏低，此時(shí)，要第一時(shí)間換掉感煙報(bào)警器。

關(guān)于感煙報(bào)警器，通過(guò)技術(shù)指標(biāo)，可以看到都標(biāo)有保護(hù)面積，通常來(lái)講，數(shù)值大約為40 ～60m2，應(yīng)該注意安裝位置，其規(guī)范程度對(duì)應(yīng)用效果具有明顯影響，一般需要考慮建筑內(nèi)部的幾何形狀，比如，占據(jù)面積大小、設(shè)施高度，還要了解房間內(nèi)氣體的實(shí)際流動(dòng)走向，將其安裝在房間的頂部，盡量放在居中位置；若處于墻壁等位置，關(guān)于水平距離，需要超過(guò)0.5m，在此范圍里，不能放置遮擋物。在一部分環(huán)境中不適合安裝感煙報(bào)警器，比如，容易形成蒸汽等物質(zhì)的地點(diǎn)，如廚房；在水霧容易停留的地點(diǎn)也不適合，如浴室。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上述分析可知，火災(zāi)報(bào)警器是當(dāng)前重要的安全監(jiān)測(cè)設(shè)備，光電型感煙形式在諸多領(lǐng)域得到了應(yīng)用，為了更好地掌握火災(zāi)情況，需要檢驗(yàn)響應(yīng)閾值，發(fā)揮報(bào)警器的自動(dòng)、及時(shí)功能，準(zhǔn)確掌握火災(zāi)情況，保證達(dá)到消防安全水平，有關(guān)人員應(yīng)注重閾值，積極推廣光電型感煙形式的報(bào)警器，為消防監(jiān)督檢查提供有效的設(shè)備支持，維護(hù)群眾的安全。