安裝火災(zāi)探測器需要了解哪些種類和基本原理
我們生活的環(huán)境中充滿著大量的可燃物質(zhì),空氣中的氧氣含量通常也足夠滿足燃燒條件。但是還有另外一個形成火災(zāi)的條件就是:點火能量必須可以驅(qū)使氧化的過程開始。
點火能量源可以是多種多樣的,如放電(如閃電)、電氣短路、飛濺的火花、熱氣層(電燈、加熱裝置等)、直接形成明火或是聚光等。
火災(zāi)的演變
除了爆炸型火災(zāi)的演變過程以外,常規(guī)火災(zāi)的快速或緩慢的變化取決于是否有易燃的材料。
由于燃料和氧氣在火災(zāi)發(fā)生的初期被充分地利用,帶來的火勢擴張取決于可利用的能量,尤其是明火的火災(zāi)會釋放出巨大的能量導(dǎo)致火災(zāi)在此階段迅速蔓延。
火災(zāi)的蔓延
絕大多數(shù)情況下,
火災(zāi)的蔓延將經(jīng)過以下的階段及事件
初期:初始的火災(zāi)可以被幾升的水就可熄滅;屬于略微可見的煙霧階段,但空氣中會產(chǎn)生不可見的氣霧狀顆粒。
煙霧郁積階段:在此階段內(nèi),火災(zāi)可以由滅火器或是類似滅火藥劑的物質(zhì)熄滅;會產(chǎn)生可見的煙霧,會有部分濃度密集的煙產(chǎn)生,通常是完全燃燒,在此階段會產(chǎn)生相當(dāng)多的一氧化碳。
明火階段:面臨開放型的火災(zāi)時必須要請求消防隊的支援了,由于有足夠的能量聚集,燃燒過程相當(dāng)充分,從而產(chǎn)生大量的二氧化碳。
閃燃階段:處于開放火災(zāi)、明火和全面火災(zāi)的過渡階段,這是極具爆炸可能性的火勢傳播階段,此時在前一階段的活動中產(chǎn)生氣體和煙霧顆粒將隨著燃燒的火滲透滿整個區(qū)域。
全面火災(zāi)階段:在此階段,火災(zāi)已達到覆蓋整幢建筑的程度,大部分情況下,此階段的火災(zāi)將無法挽救,消防隊僅能盡全力保護鄰近的建筑免遭牽連。
由此可以看出,火災(zāi)探測必須盡可能早地起作用,因此火災(zāi)干預(yù)可以在火災(zāi)閃燃階段前開始。所以極早期的探測便是最大程度降低破壞和贏得寶貴的火災(zāi)干預(yù)時間的關(guān)鍵。
火災(zāi)煙霧探測器的種類和基本原理
一離子型煙霧探測器
此類探測器會產(chǎn)生由不帶電的粒子經(jīng)電離后形成帶電的粒子(離子),故稱之為離子型煙霧探測器。
● 電極之間的空氣受直流電壓調(diào)制,借助輻射源產(chǎn)生傳到而形成離子,并產(chǎn)生電流
● 煙霧粒子附著離子后,電流信號減弱,且此信號變化與煙霧粒子量成比例
● 離子探測器適用于開放性火災(zāi)的探測
在兩塊電極板之間的空氣受直流電壓的調(diào)制而被電離,如借助于一個微小的放射性輻射源產(chǎn)生傳導(dǎo)作用。由于被電離化,在采樣探測腔內(nèi)會產(chǎn)生微弱的電流信號。而當(dāng)煙霧粒子進入到此探測腔時,這些離子會附著了煙霧粒子后減弱了電流,減弱值與測量范圍內(nèi)的煙霧粒子數(shù)量成一定的比例。
來自于離子探測器的信號成比例于探測腔內(nèi)的煙霧粒子數(shù)量。因此離子煙霧探測器尤其適用于開放型火災(zāi)的探測,如產(chǎn)生大量的細微的初期不可見煙霧粒子的火災(zāi)。但不適用于僅產(chǎn)生少量的大型煙霧粒子的陰燃型的火災(zāi)。
二光電型煙霧探測器
顧名思義,光電感煙探測器通過煙霧的光散射原理來測量。
● 內(nèi)部構(gòu)造(探測腔)設(shè)置了光學(xué)傳感器(發(fā)射光源和光電接收器)
● 煙霧進入探測腔會阻擋光的發(fā)射而產(chǎn)生散射
● 光電接收器會接收到由于光的散射而產(chǎn)生變化的信號,繼而產(chǎn)生電流信號的改變
探測器內(nèi)部構(gòu)造,尤其是光的發(fā)射源和接收器的位置會直接影響探測的反應(yīng)。從內(nèi)部結(jié)構(gòu)(探測腔)來看,光電接收器被設(shè)計安裝的位置可以不會直接接收來自發(fā)射光源的紅外線,在沒有煙霧的時候,光線被射入一迷宮結(jié)構(gòu)并被完全吸收;如果有任何煙霧粒子進入紅外光線發(fā)射的光束區(qū)域,光線就會被散射,繼而光電接收器接收的光信號發(fā)生改變。信號的強度由煙霧濃度和煙霧粒子的光學(xué)特性來決定。
大量的白煙粒子的散射能力非常高,油煙粒子和黑煙散射光非常細微,這就是為何光電感煙探測器相當(dāng)于可以捕捉到可見的白煙粒子,并且尤其適合探測那種火災(zāi)中的白煙帶有明顯的煙霧光譜標(biāo)記的火災(zāi)。前向散射探測器更適用于探測陰燃的白煙火災(zāi),而具有后向散射的探測器傾向于適合探測產(chǎn)生黑色煙霧粒子的火災(zāi)。
三多重復(fù)合型火災(zāi)探測器
多重復(fù)合型火災(zāi)探測器配備了至少2個以上的傳感器,通過合適的方法其信號可以相互關(guān)聯(lián)。如此類型的探測器常常被稱之為具有更高精度的多判據(jù)探測器,其能夠更早期地可靠探測不同的火災(zāi)現(xiàn)象。
多重復(fù)合型火災(zāi)探測器的發(fā)展關(guān)鍵是最佳匹配傳感器法則的選擇以及最有特性傳感器的組合,因此,同時優(yōu)化了探測特性和假象免疫力。
在這里列舉的是多重復(fù)合型火災(zāi)探測器配備了2個光散射傳感器(前向散射以及后向散射),和一個熱敏傳感器。其探測行為表現(xiàn)為以下特性:
● 對于陰燃火災(zāi),通過前向散射傳感器探測白煙可以獲得極佳的探測效果
● 對于黑煙的火災(zāi),通過后向散射傳感器探測黑色煙霧粒子達到良好的探測效果
● 對于不可見的煙霧火災(zāi),通過熱敏傳感器的輔助探測提高了探測可靠性
● 基于各自獨立的傳感器信號的組合,對于一些假象具有高度的可靠性和免疫力,如水蒸氣、廢氣或是熱源
多重復(fù)合型火災(zāi)探測器的主要優(yōu)勢在于響應(yīng)速度(更早的火災(zāi)探測)以及相當(dāng)高的假象免疫力(杜絕誤報)。
四線型光束感煙火災(zāi)探測器
線型光束感煙火災(zāi)探測器的工作原理為根據(jù)信號的衰減來進行判斷,如測量由于煙霧遮擋造成的光的衰減。
此類探測器又分為兩種,反射式和對射式。反射式在自身配備了信號發(fā)射器和接收器,在遠端使用一個反射器來反射光信號,這種設(shè)計的一個優(yōu)勢就是線路只需輻射到探測器本體即可,且維護非常容易。
在沒有反射器的線型探測方式中,發(fā)射器和接收器是分開的。這兩種線型探測方式使用的工作原理是一樣的。
發(fā)射器發(fā)送一聚集的紅外光束,當(dāng)沒有煙霧時,反射器會收到?jīng)]有強度減弱的光束。而如果有煙霧遮擋在發(fā)射器和接收器之間,紅外光就被部分地吸收及散射了,這就造成了其信號的直接改變,僅有部分的發(fā)射光可以達到接收器,在測量環(huán)節(jié),信號的減弱反映了煙霧的平均密度。
線型煙霧探測器可以探測5-100米范圍,即便是微弱的煙霧濃度也會帶來信號有百分之幾的減弱?;诰€型煙霧探測器以光的吸收和散射來響應(yīng),其適用于對白煙和黑煙及小到大型的懸浮粒子的探測,具有一致的響應(yīng)和動作,所以適用所有產(chǎn)生可見煙霧的早期火災(zāi)探測。
五吸氣式感煙火災(zāi)探測器
吸氣式感煙火災(zāi)探測器也可稱為空氣采樣煙霧探測器或是吸入式煙霧探測器。原理是:監(jiān)視區(qū)域內(nèi)的空氣樣本通過敷設(shè)在監(jiān)視區(qū)域內(nèi)的采樣管由一吸氣泵引入到探測腔來進行探測。
空氣采樣煙霧探測系統(tǒng)采用主動探測的方式,而不同于其他所有的煙霧探測方式均為被動探測方式。根據(jù)制造廠商產(chǎn)品設(shè)計和期望的靈敏度,探測腔裝配了煙霧探測器,這種煙霧探測器可以分為以下一些類別:
采用點型煙霧探測器
當(dāng)不需要極高靈敏度探測時,空氣采樣系統(tǒng)可以配備點型的煙霧探測器。這種探測器的內(nèi)部構(gòu)造與常規(guī)的點型煙霧探測器完全一樣,只是靈敏度設(shè)置了最高的級別。
采用云霧式探測器
在接近區(qū)域內(nèi),通過水浴的方式產(chǎn)生高濕度空氣,當(dāng)煙霧粒子進入到此區(qū)域內(nèi),煙霧粒子被濕化表現(xiàn)為凝結(jié)核體,繼而形成霧氣。發(fā)光照射霧氣獲得不同的霧氣濃度,霧氣濃度越高,煙霧濃度就越高。
采用激光煙霧探測器
傳感器包含高強度的激光源的發(fā)射器和接收器。在測量截面上的懸浮顆粒使得光線被偏離,使得接收器的信號改變。由此信號來判斷報警的與否。
采用氙氣
持續(xù)不斷的空氣被引入探測腔,并通過一氙氣燈在幾厘米的距離外照射,煙霧粒子的遮擋使得光束偏離而產(chǎn)生基于探測腔長度對應(yīng)的信號,由此信號來判斷報警的與否。這種吸氣式煙霧探測器需要定期校準(zhǔn),維護成本較高。
采用LED光源
氙氣光源已經(jīng)退出舞臺,目前除了上述激光光源還有新代LED光源,常見使用的有藍光LED和紅光LED。LED壽命大大延長,特別是藍光LED可以探測更細微的煙霧顆粒。目前很多品牌使用LED光源,也已有成為主流趨勢。
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