【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ② 線型遮光感煙探測(cè)器： 線型遮光感煙探測(cè)器在原理上與點(diǎn)型探測(cè)器相似，但在結(jié)構(gòu)上有區(qū)別。點(diǎn)型探測(cè)器中發(fā)光及受光元件同在一暗室內(nèi)，整個(gè)探測(cè)器為一體化結(jié)構(gòu)。而線型遮光探測(cè)器中的發(fā)光元件和受光元件是分為兩個(gè)部分安裝的，兩者相距一段距離。其原理如圖所示。光束通過(guò)路徑上無(wú)煙時(shí)，受光元件產(chǎn)生一固定光敏電流，無(wú)報(bào)警輸出。而當(dāng)光束通過(guò)路徑上有煙時(shí)，則光束被煙霧粒子遮擋而減弱，相應(yīng)的受光元件產(chǎn)生的光敏電流下降，當(dāng)下降到一定程度則探測(cè)器發(fā)出報(bào)警信號(hào)。在此，發(fā)射光束可以是圖所示的激光束，也可以是紅外光束。 脈 沖 電 源 激 光 發(fā)生器 激光發(fā)生器 光 電 接受器 脈沖放大 及 報(bào) 警 激光接受器 線型感煙探測(cè)器特點(diǎn)： 線型感煙探測(cè)器具有監(jiān)視范圍廣、保護(hù)面積大、使用環(huán)境條件要求不高等特點(diǎn)，通常適用于初始火災(zāi)有煙霧形成的大空間、大范圍的防范，如大倉(cāng)庫(kù)、電纜溝、易燃貨垛的防范。 紅外光感煙探測(cè)器技術(shù)成熟，性能穩(wěn)定，靈敏度高，目前使用的線型感煙探測(cè)器通常為紅外感煙探測(cè)器。 半導(dǎo)體激光感煙探測(cè)器，由于半導(dǎo)體激光器激發(fā)電壓低、脈沖功率大、效率高、體積小、壽命長(zhǎng)、方向性強(qiáng)、亮度高、單色性和相干性能好，盡管它問(wèn)世不久，但在各領(lǐng)域得到了廣泛重視和應(yīng)用 （ 1）散射型感煙探測(cè)原理 散射型感煙探測(cè)原理如圖所示。其中的煙室也為一特殊結(jié)構(gòu)的暗室，進(jìn)煙不進(jìn)光。煙室內(nèi)有一個(gè)發(fā)光元件，同時(shí)有一受光元件，但散射型感煙探測(cè)器不同的是，發(fā)射光束不是直射在受光元件上，而是與受光元件錯(cuò)開(kāi)。這樣，無(wú)煙時(shí)受光元件上不受光，沒(méi)有光敏電流產(chǎn)生。當(dāng)有煙進(jìn)入煙室時(shí)，光束受到煙霧粒子的反射及散射而達(dá)到受光元件，產(chǎn)生光敏電流，當(dāng)該電流增大到一定程度時(shí)則感煙探測(cè)器發(fā)出報(bào)警信號(hào)。 煙室 發(fā)光元件 受光元件 . . . . . . . . . . 散射型光電感煙探測(cè)器 3．吸氣式感煙探測(cè)器 吸氣式感煙探測(cè)器是利用吸氣扇通過(guò)空氣取樣管道和取樣孔從保護(hù)區(qū)域提取空氣樣品，空氣樣品通過(guò)高靈敏度的精確感煙探測(cè)器對(duì)其進(jìn)行分析，當(dāng)煙霧值超過(guò)閾值時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。 吸氣式感煙探測(cè)器通常使用以下三種類型的技術(shù)。 1)光散射技術(shù) 采樣的空氣持續(xù)流入一個(gè)裝有高能光源的探測(cè)室，這一光源會(huì)被樣品中的任何煙霧顆粒散射，散射光由一個(gè)固態(tài)光接收器進(jìn)行分析。散射光的量與煙濃度成正比。光散射系統(tǒng)對(duì)陰燃火和電線過(guò)載造成的煙霧顆粒很敏感，因此對(duì)于要求早期報(bào)警的地方非常有效。但這種探測(cè)器會(huì)受灰塵干擾，因此多數(shù)探測(cè)器會(huì)安裝復(fù)雜的過(guò)濾網(wǎng)或電子除塵裝置。此技術(shù)對(duì)空氣采樣均勻性和流速穩(wěn)定要求低。 2)云室技術(shù) 采樣的空氣持續(xù)地流入裝有水蒸汽的探測(cè)室。 任何很小的顆粒都會(huì)使用水蒸汽在其周圍凝結(jié)形成 相同大小的水滴。這些水滴的數(shù)量由一個(gè)脈沖 LED 均勻地測(cè)量。由于云室使用水，因此需要定期維護(hù)。云室探測(cè)器可抗灰塵。在比較場(chǎng)試驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)云室探測(cè)器對(duì)火焰燃燒產(chǎn)生的顆粒響應(yīng)良好，但對(duì)陰燃火產(chǎn)生的顆粒響應(yīng)效果不好，因此對(duì)其在需要早期報(bào)警的應(yīng)用場(chǎng)合應(yīng)有所限制。 3)顆粒計(jì)算技術(shù) 采樣的空氣持續(xù)地通過(guò)聚焦的激光光束，測(cè)量每一個(gè)顆粒的光散射。這就提供了相對(duì)于穿過(guò)激光光束的顆粒數(shù)量的輸出顆粒計(jì)數(shù)，系統(tǒng)對(duì)陰燃火電線過(guò)載敏感，但需要空氣主動(dòng)地均勻通過(guò)，因?yàn)檩敵雠c流速成正比。顆粒計(jì)算系統(tǒng)可抗灰塵，但正對(duì)激光光束的纖維或灰塵可能會(huì)導(dǎo)致誤報(bào)警。 空氣取樣管道內(nèi)徑應(yīng)為 2022mm，采用緩和拐彎，以使空 氣流動(dòng)盡量順暢。為保證采樣空氣在規(guī)定時(shí)間到達(dá)探測(cè)器 (從 管道端部到探測(cè)器限制傳輸時(shí)間 120s)，采樣管最大長(zhǎng)度為 100m。 遠(yuǎn)離取樣管的采樣點(diǎn)，可用外徑為 10mm的軟 “ 毛細(xì) ” 管連接 到取樣主管， “ 毛細(xì) ” 管距主管路距離最長(zhǎng)為 6m。 吸氣式探測(cè)器吸氣式系統(tǒng)采用人工智能 (AI)技術(shù)，通過(guò)改變探測(cè)器的靈敏度來(lái)適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)條件的改變，以保持一個(gè)已知的報(bào)警可能性。這種類型的系統(tǒng)還能自動(dòng)補(bǔ)償部件漂移或探測(cè)器污染，以便保持最佳性能。 吸氣式感煙探測(cè)器 與安裝在保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)的 空氣取樣管道 、 取樣孔 和 “ 毛細(xì) ” 管 組成了空氣取樣探測(cè)系統(tǒng)。 探測(cè)系統(tǒng)靈敏度可分為如下三種。 正常靈敏度：與正常點(diǎn)型探測(cè)器的靈敏度相同 (通常為 3％～ 5％ obs／ m)； 加強(qiáng)靈敏度：煙霧濃度達(dá)到 ％～ 2％ obs／ m時(shí)響應(yīng)； 高靈敏度：煙霧濃度低于 ％ obs／ m時(shí)響應(yīng)。 應(yīng)注意的是， 探測(cè)系統(tǒng)的靈敏度并不是探測(cè)器的靈敏度，采樣孔的數(shù)目對(duì)探測(cè)器的靈敏度具有稀釋作用。也就是說(shuō)，如果一個(gè)探測(cè)器的靈敏度為 ％ obs／ m，且這個(gè)系統(tǒng)連接一個(gè)有 20個(gè)采樣孔的管道網(wǎng)絡(luò)，那么每個(gè)孔的平均系統(tǒng)靈敏度為 ％ (％ 20)。如果相同濃度的煙霧進(jìn)入兩個(gè)孔，平均靈敏度就會(huì)加倍。通常煙霧會(huì)從大多數(shù)采樣孔進(jìn)入，這樣系統(tǒng)的靈敏度實(shí)際上會(huì)很高。每一個(gè)孔的靈敏度是探測(cè)器靈敏度和采樣孔數(shù)量的函數(shù)。探測(cè)器靈敏度越高，管道網(wǎng)絡(luò)能打的采樣孔越多。 補(bǔ)充： 遮蔽度 %obs/m(或稱減光率 ) 遮蔽度 %Obscuration/m常被用來(lái)表示煙霧濃度的大小，其指的是光線被煙霧阻擋而受影響的程度。 舉例來(lái)說(shuō)， %obs/m是指光束的前進(jìn)因煙霧粒子的存在而減少為%，因此總共被遮蔽（減少）了 %。光線被遮蔽程度的大小還與距離有關(guān)，距離越近受遮蔽的比率越低、距離越遠(yuǎn)受遮蔽的比率越高。因此，遮蔽度是定義在 1m的距離上，亦即其單位為 % obs/m 1． 2． 3 感溫火災(zāi)探測(cè)器 根據(jù)探測(cè)器對(duì)火災(zāi)熱 (溫度 )參量的響應(yīng)方式不同，感溫式火災(zāi)探測(cè)器可分為以下幾種。 定溫火災(zāi)探測(cè)器 ：在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，火災(zāi)熱 (溫度 )參量超過(guò)一個(gè)固定值時(shí)啟動(dòng)報(bào)警的探測(cè)器。 差溫火災(zāi)探測(cè)器 ：在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，火災(zāi)熱 (溫度 )參量的時(shí)間變化率超過(guò)某一數(shù)值時(shí)啟動(dòng)報(bào)警的探測(cè)器。 差定溫探測(cè)器 ：在一個(gè)殼體內(nèi)兼有定溫和差溫功能的探測(cè)器。 1．點(diǎn)型感溫火災(zāi)探測(cè)器 1)點(diǎn)型差溫火災(zāi)探測(cè)器 差溫火災(zāi)探測(cè)器是對(duì)警戒范圍中某一點(diǎn)周圍的溫度上升速率超過(guò)規(guī)定值時(shí)響應(yīng)的火災(zāi)探測(cè)器。差溫火災(zāi)探測(cè)器有好幾種，下面以膜盒型差溫探測(cè)器為例進(jìn)行說(shuō)明。 膜盒型差溫探測(cè)器是一種常見(jiàn)的差溫火災(zāi)探測(cè)器。探測(cè)器是利用裝有金屬波紋膜片的膜盒作感熱元件，再配上相應(yīng)的后續(xù)電子電路所構(gòu)成的探測(cè)器，可對(duì)火災(zāi)引起的異常升溫速率作出有效響應(yīng)。同時(shí)，在盒體內(nèi)還配有易熔合金的定溫裝置，可對(duì)額定溫度值作出響應(yīng)，所以本探測(cè)器也可認(rèn)為是膜盒 ——易熔合金型差定溫復(fù)合式火災(zāi)探測(cè)器。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠、穩(wěn)定性好，密封性好，可用于離子感煙火災(zāi)探測(cè)器不宜使用的場(chǎng)所。 探頭結(jié)構(gòu)如下。 探測(cè)器的感溫探頭部分由 外殼 和基座形成的 氣室 、 波紋 膜片 、 電氣可調(diào)觸點(diǎn) 和 呼吸機(jī)構(gòu) 等組成。如圖 1—10所示。 空氣膜盒是溫度敏感元件，其感熱外罩與底座形成密閉氣室，有一小孔與大氣連通。當(dāng)環(huán)境溫度緩慢變化時(shí)，氣室內(nèi)外的空氣可由小孔進(jìn)出，使內(nèi)外壓力保持平衡。如溫度迅速升高，與室內(nèi)空氣受熱膨脹來(lái)不及外泄，致使室內(nèi)氣壓增高，波紋片鼓起與中心線柱相碰，電路接通報(bào)警。 + 感熱外罩 膜片 接點(diǎn) 泄露孔 空氣室 膜盒式差溫探測(cè)器結(jié)構(gòu)示意圖 2)點(diǎn)型定溫火災(zāi)探測(cè)器 點(diǎn)型定溫火災(zāi)探測(cè)器是一種對(duì)保護(hù)區(qū)中某一點(diǎn)周圍溫度達(dá)到或 超過(guò)規(guī)定值響應(yīng)的火災(zāi)探測(cè)器。當(dāng)它探測(cè)到溫度達(dá)到或超過(guò)其動(dòng)作 溫度值時(shí)，探測(cè)器動(dòng)作，向報(bào)警控制器發(fā)出報(bào)警信號(hào)，定溫探測(cè)器 的動(dòng)作溫度應(yīng)按保護(hù)區(qū)的環(huán)境溫度進(jìn)行選擇。 點(diǎn)型定溫火災(zāi)探測(cè)器利用密封溫度繼電器作感熱元件，采取 翻轉(zhuǎn)式碟形雙金屬片熱膨脹原理 ，再配上相應(yīng)的后續(xù)電子電路，可對(duì)額定的動(dòng)作溫度值作出響應(yīng)。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定可靠，可用于離子感煙探測(cè)器及差溫探測(cè)器不宜使用的場(chǎng)所。以碟形雙金屬片型定溫火災(zāi)探測(cè)器為例，如圖 1—11所示。 探測(cè)器的定溫探頭部分由超小型密封溫度繼電器和集熱片、支架、基座、接線柱、接線片等組成，如圖 1—12所示。其中超小型密封溫度繼電器采用翻轉(zhuǎn)式碟形雙金屬片結(jié)構(gòu)形式，其工作原理：碟形雙金屬片為敏感元件，凹面為雙金屬片主動(dòng)層，即由熱膨脹系數(shù)較大的材料構(gòu)成，凸面為被動(dòng)層，即由熱膨脹系數(shù)較小的材料構(gòu)成。當(dāng)環(huán)境溫度逐漸升高，熱量經(jīng)集熱片傳到雙金屬片。雙金屬片凹面主動(dòng)層因膨脹系數(shù)大于凸面被動(dòng)層膨脹系數(shù)而向四周伸展，使蝶形雙金屬片逐漸展平，當(dāng)達(dá)到臨界點(diǎn) (即定溫值時(shí) )碟形雙金屬片突然翻轉(zhuǎn)，凸形向上，通過(guò)頂桿推動(dòng)動(dòng)觸點(diǎn)，造成電氣觸點(diǎn)閉合，再通過(guò)后續(xù)電子電路發(fā)出火災(zāi)報(bào)警電信號(hào)。當(dāng)環(huán)境溫度逐漸恢復(fù)至原來(lái)溫度時(shí)，碟形雙金屬片的變化過(guò)程恰好與升溫時(shí)相反，恢復(fù)到凹面向上，電氣觸點(diǎn)脫開(kāi)，使探測(cè)器回復(fù)到正常監(jiān)控狀態(tài)。 探頭結(jié)構(gòu)如下 雙金屬片定溫探測(cè)器 結(jié)構(gòu)示意圖 + 接點(diǎn) 雙金屬片 這種定溫探測(cè)器由熱膨脹系數(shù)不同的雙金屬片和固定觸點(diǎn)組成。當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，雙金屬片受熱膨脹向上彎曲，使觸點(diǎn)閉合，輸出報(bào)警信號(hào)。當(dāng)環(huán)境溫度下降后，雙金屬片復(fù)位，探測(cè)器狀態(tài)復(fù)原。 + 絕緣物 高膨脹金屬 低膨脹金屬 接點(diǎn) + + 雙金屬定溫探測(cè)器圓筒狀結(jié)構(gòu)示意圖 3)易熔金屬定溫火災(zāi)探測(cè)器 易熔金屬定溫火災(zāi)探測(cè)器是一種在規(guī)定溫度值時(shí)，能迅速熔化 的易熔合金作為電節(jié)點(diǎn)熱敏元件的定溫火災(zāi)探測(cè)器。圖 1—13是易 熔金屬定溫火災(zāi)探測(cè)器示意圖。探測(cè)器下方吸熱片的中心處和頂桿 的端面用低熔點(diǎn)合金焊接，彈簧處于壓緊狀態(tài)，在頂桿上方有一對(duì) 電接點(diǎn)，無(wú)火災(zāi)時(shí)，電接點(diǎn)處于斷開(kāi)狀態(tài)，火災(zāi)發(fā)生后，當(dāng)探測(cè)器周圍溫度升到動(dòng)作溫度值，低熔點(diǎn)合金迅速熔化，釋放頂桿，頂桿借助彈簧彈力彈起，電接點(diǎn)閉合，探測(cè)器動(dòng)作，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。 易熔金屬絲是一種簡(jiǎn)單易行的感溫探測(cè)元件，正常時(shí)其電路連通，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，火災(zāi)溫度使易熔金屬絲熔斷，從而使電路斷開(kāi)而發(fā)出報(bào)警信號(hào)。 還有一種玻璃泡式感溫元件與易熔金屬絲的原 理很相似，它是當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，火災(zāi)溫度使玻璃泡破 裂從而使附著在玻璃泡上的導(dǎo)電體斷開(kāi)。這種機(jī)械型 的定溫探測(cè)器不需配置電路，牢固可靠，不易產(chǎn)生誤動(dòng)作，價(jià)格低廉。 另一類定溫探測(cè)器屬于電子型，常用熱敏電阻或半導(dǎo)體 PN結(jié)為敏感元件，內(nèi)置電路常用 運(yùn)算放大器，熱敏電阻的特點(diǎn)是電阻溫度系數(shù)大，因而靈敏度高；測(cè)量電路簡(jiǎn)單；體積小、熱慣性小；自身電阻大，對(duì)線路電阻可以忽略，適于遠(yuǎn)距離測(cè)量。 缺點(diǎn) 是穩(wěn)定性較差和互換性差，但現(xiàn)在生產(chǎn)的有些熱敏電阻的穩(wěn)定性和互換性都已經(jīng)有了很大提高，完全可以用做感溫探測(cè)器的傳感器。 4)差定溫火災(zāi)探測(cè)器 差定溫探測(cè)器兼有差溫和定溫兩種功能，圖 1—10中只要另用一個(gè)彈簧片，并用易熔合金將此彈簧片的一端焊在吸熱外罩上，就使膜盒差溫火災(zāi)探測(cè)器改成了差定溫火災(zāi)探測(cè)器。在上述探測(cè)器中 氣室為差溫敏感元件 ，環(huán)境溫度迅速變化時(shí)，差溫部分起動(dòng)；易熔元件是定溫敏感元件 ，當(dāng)環(huán)境溫度升高到易熔合金的熔化溫度 (如 70℃) 時(shí)，定溫部分作用，易熔片熔化，彈簧片上彈，推動(dòng)波紋膜片，使電接點(diǎn)接通報(bào)警。 2．線型感溫火災(zāi)探測(cè)器 線型感溫火災(zāi)探測(cè)器是對(duì)保護(hù)區(qū)中某一線路周 圍溫度升高敏感響應(yīng)的火災(zāi)探測(cè)器，其工作原理與 點(diǎn)型相同。 線型感溫火災(zāi)探測(cè)器也有差溫、定溫和差定溫三種類型。 纜式線型定溫電纜是最常用的線型感溫探測(cè)器。 纜式線型定溫電纜通常將定溫電纜截成 2030m一小段，每段配接輸入模塊一只，作為火災(zāi)報(bào)警控制器輸入回路中的一個(gè)探測(cè)點(diǎn)，所以這種纜式線型定溫電纜又可稱做纜式線型定溫探測(cè)器。其中熱敏電纜是感熱元件，可對(duì)額定的動(dòng)作溫度值作出有效響應(yīng)。由于其特有的柔韌性和防振、耐污染的性能，在電線電纜隧道、高架倉(cāng)庫(kù)、野外原材料堆垛、重要設(shè)施的隱蔽處等環(huán)境較惡劣的場(chǎng)所，進(jìn)行早期火災(zāi)報(bào)警非常有用。 結(jié)構(gòu)及其工作原理如下 : 熱敏定溫電纜由 兩根彈性鋼線 、 熱敏絕緣材料 ， 塑料包帶 及 塑 料外護(hù)套 組成，如圖 1—14所示。 當(dāng)熱敏電纜某一部位溫度上升 (可以是電纜周圍空氣或它所直接接觸的物體表面溫度 )，達(dá)到額定動(dòng)作值時(shí)，受熱部位熱敏絕緣材料熔化，絕緣性能被破壞，兩根鋼絲互相接