【正文】 9 離子感煙火災報警器 離子感煙傳感器由內外兩個電離室組成，當空氣中無煙霧時，輸出端 B 輸出電平約等于 1/2 電源電壓即 ，這時集成塊不工作，壓電陶瓷喇叭無聲。 火災報警系統(tǒng)設計 15 離子感煙火災報警器應用電路 (1)電路原理： 離子感煙火災報警器的應用電路見圖 39 所示。 A2 是檢測信號閥值比較器，無煙霧信號時，傳感器的輸出平衡電壓大于內部設置的閥值電壓，比較器 A2 輸出低電平；當有煙霧信號時，傳感器輸出電壓下降 1V 左右，則其電壓小于 內部設置的閥值電壓， A2 翻轉為輸出高電平，并發(fā)出調制報警聲。 A1 作為 檢測電池電壓的比較器，用來檢測電池的分壓與內部穩(wěn)壓管相比較，若電池電壓較高，比較器 A1 端輸出高電平；若電池電壓不足 ，則 A1 輸出低電平，并給出電池電壓不足的報警聲（每24 個 時鐘脈沖檢測一次）。 火災報警系統(tǒng)設計 14 圖 38 DQ295內部結構框圖 DQ295 集成塊內部設有檢測信號閥值設置（超過閥值即輸出報警聲）以及電池（或電源）低壓設置（電壓低于某值時發(fā) 出報警聲）。 DQ295 的管腳排列如圖 37 所示， 圖 37 DQ295 管腳圖 DQ295 各引腳功能如下： 第 15 腳接離子感煙傳感器的收集電極； 12 腳為內部振蕩器的外接電容腳； 7 腳接定時電阻； 1 15 腳為輸入保護用； 5 腳為發(fā)光管 LED； 1 與 4 腳為檢測腳； 3 與 15 腳為電壓與靈敏度設置腳； 10 與 11 腳為報警輸出腳。其對外有三個引出腳： A 電極（接電源正端 +9V）、 C 電極（接地）、 B 電極（收集電極即輸出端），外形如圖 36 所示。有煙霧和無煙霧時其電位差可達 1V 以上。 如圖 35 是離子感煙傳感器的等效電路圖， 無煙霧時， B 點電位約為 1/2E。 至于煙霧進入 AB 檢測室是如何使電離狀態(tài)發(fā)生變化，是因為當煙霧進入電離室 AB 時，部分正離子和負離子被吸附在了煙 霧顆粒或者那些燃燒生成物上，所以他們在電場中的速度比原來慢得多，并且在移動中部分正負離子中和，這樣到達正負極板的離子數量相對減少，從而離子電流變小。 火災報警系統(tǒng)設計 11 圖 34 離子感煙探測器工作原理圖 在正常 工作狀態(tài)下，放射源放出的射線電離了電離室的空氣，便有電流從 A 經過 B 流向 C，這時電離室是一個典型的電阻元件。如圖 34 所示，一個作為檢測電離室 AB（也叫外電離室），做成煙霧容易進入的結構；另一個作為補償電離室 BC（也叫內電離室），做成煙粒子難進入而空氣又能緩慢進入的結構形式。當發(fā)生火災時煙霧進入電離室后，單極性電離室要比雙極性電離室的電流變化大，也就是說可以得到較大的電壓變化量，從而可以提高離子感煙傳感器的靈敏度。而單極性是指電離室局部被 a 射線所照射，使一部分形成電離區(qū)，而未被 a 射線所照射的部分則為非電離區(qū)，即主探測區(qū)。如圖 33 所示 圖 33 電離電流和電壓的關系 電離室又可分為雙極性和單極性兩種。當然，施加電壓 E 愈高，電離電流愈大。 離子感煙傳感器的原理 離子感煙傳感器探頭電路是利用兩片放射性物質 241（ AM）α源構成的兩個電離室（檢測電離室和補償電離室）及場效應晶體管（ EFT）等電子元件件組成。聲光報警模塊由單片機和報警電路組成，由單片機控制實現不同的聲光報警（異常報警、故障報警、火災報警）功能。圖中 1， 2， 3 組成數據采集模塊， 4， 5 組成聲光報警模塊， 5， 6 組成聯(lián)動消防裝置。 圖 22 火災報警系統(tǒng)硬件結構圖 火災報警系統(tǒng)設計 8 3 系統(tǒng)硬件設計 火災 報警系統(tǒng)硬件的設計在 中已經作了初步的探討，本章將繼續(xù)講述該系統(tǒng)硬件的設計并予以深化。由于 8243 每片有四個口，每個口有四個點，故每片 8243 可監(jiān)測 16 個離子煙霧探測器探頭，圖 22火災報警系統(tǒng)設計 7 用了兩片 8243，即可檢測 32 個探頭。本火災報警系統(tǒng)具有結構簡單、可靠性高、成本低等特點。當單片機探測到火情后，會自動打開聯(lián)動消防裝置。具體設計見后闡述。由于要整個系統(tǒng)必須 24 小時連續(xù)工作，并要保證在市電突然停止供電的一定時間內保持系統(tǒng)正常工作，所以系統(tǒng)采用雙電源供電模式。本設計的報警裝置采用聲光報警裝置：首先，起火點會發(fā)出聲音報警；同時，總控端也會產生聲音報警并會顯示具體的著火地點（即探頭位置）。通過 8243 進行多探頭監(jiān)控。 第三，接口芯片。 第二，單片機的選取。本設計選用離子感煙傳感器（ UD02 型離子感煙傳感器）。傳感器的作業(yè)環(huán)境是非常關鍵的一環(huán)，這決定了在具體環(huán)境中傳感器的選型問題。當報警器監(jiān)測到火情信息后，產生聲光報警信號，同時打開聯(lián)動消防裝置。 火災 報警系統(tǒng)如圖 21 所示。火災探測器主要分為感煙探測器、感溫探測器和光輻射探測器三大類，其中離子感煙探測器穩(wěn)定性能較好，誤報率低，壽命長等優(yōu)點，在火災報警系統(tǒng)中被廣泛使用。 火災報警系統(tǒng)設計 5 2 系統(tǒng)原理及總體方案設計 系統(tǒng)原理 火災報警系統(tǒng)，一般由火 災探測器和控制器組成。當然選擇這個課題，是立足于自動化控制的培養(yǎng)目標，體現了本專業(yè)工程訓練的要求。 研制火災報警控制器的目的是為了立足于掌握核心開發(fā)技術，降低系統(tǒng)成本?；馂膱缶綔y器是監(jiān)視周圍環(huán)境狀況的 “感覺器官 ”，而火災報警控制器則是系統(tǒng)的 “神經 ”、 “大腦 ”，是整個系統(tǒng)的核心。 本設計研究 的主要任務及意義 本設計研究的火災報警系統(tǒng)，它主要應用在賓館、酒店的場合。隨著現代科技的發(fā)展，火災探測與報警技術也在不斷提高。雖然我國應用自動報警裝置的時間并不長，但是據不完全統(tǒng)計，準確報警火災報警系統(tǒng)設計 4 事例已達數千次。 也就是說， 我國的火災報警器控制系統(tǒng)經歷了從無到有、從簡單到復雜的發(fā)展過程，其智能化程度也越來越高?；馂膱缶a品真正發(fā)展是在 90 年代以后，隨著政府逐漸開放國門，國外企業(yè)開始大量進入中國消防市場，帶來先進技術的同時也促進了市場的成熟。 火災報警系統(tǒng)在國內的發(fā)展情況 我國火災報警系統(tǒng)起步較 發(fā)達國家晚幾十年，從上世紀 70 年代我國才開始研制生產火災報警系統(tǒng)產品。 (3)抗干擾智能：由于系統(tǒng)的運行環(huán)境比較復雜，有時線路上和環(huán)境空間存在著嚴重的干擾信號，這些在傳統(tǒng)的報警系統(tǒng)中難以濾除，影響系統(tǒng)的正常運行。不僅增加成本，而且許多系統(tǒng)內部的故障都不能報警。 智能火災探測技術 為了克服傳統(tǒng)火災探測技術的弊病，近年來發(fā)展了智能 型火災報警技術，完全擺脫了傳統(tǒng)的火災報警信號處理方式，使得火災報警系統(tǒng)的可靠性有較大提高，這種智能分幾個方面： (1)探測智能：采用單片機作為信號處理芯片，通過對現場的火火災報警系統(tǒng)設計 3 災參數采集，模 /數轉換，地址編碼，然后傳送給火災報警控制器，由火災報警控制器中的計算機進行相應的運算處理，判斷現場是否發(fā)生火災，這種信號處理方式將計算機用于火災模式判別，可以根據火災發(fā)生時，火災參數的發(fā)展變化規(guī)律來識別真假火災，改變傳統(tǒng)單一的定值判別方式，有利于提高火災判別的準確性。 (3)火災報警的判據單一，對環(huán)境背景的干擾影響無法消除，這樣在一些場合就不能提供準確的報警。 (2)火災探測報警系統(tǒng)缺乏故障的自診斷、自排除能力。 傳統(tǒng)火災探測技術 傳統(tǒng)的火災探測報警技術是由火災探測器感知現場的某種火災參數 (如煙濃度、溫度等 )，當被感知的火災參數達到某個限度值后，火災探測器通過一定的方式向火災報警控制器發(fā)出火災報警信號，火災報警控制器收到報警信號后，立即發(fā)出聲光報警?；馂膱缶鞯闹饕呐K部件就是單片機，通過它接收來自火災探測器的報警信號，經過確認后，進行相應的處理?；馂淖詣訄缶髯畛跏且跃w管繼電器為分立元件的產品， 80 年代末， 90 年代初隨著微型計算機的開發(fā)應用，出現了以微機為核心的通用火災報警器。 現有火災自動報警系統(tǒng)比較 隨著傳感器技術及火災特征性研究的發(fā)展，復合探測技術逐漸成熟，將來勢必從根本上解決由于特征分析無法辨識火災與非火災參數而引起的各種問題。現在，火災自動報警系統(tǒng)已經是隨時警惕火災、及時報警以及可以達到可以輸出聯(lián)動滅火型號的忠實哨兵，是早期報警的有力手段。一旦發(fā)生火災將很難及時救助，勢必給國家和個人帶來不可估量的損 失。例如，以高層建筑來說，其都有建筑高、建筑面積大、用電設備多、供電要求高、人員集中等特點?；馂囊渤蔀槲覈０l(fā)性和破壞性以及影響力最強的災害之一。我國火災事故相對于發(fā)達國際而言偏少，但是火災帶來的人員和財產損失卻相對很高。 control ； linkaged fire preventional device 火災報警系統(tǒng)設計 III 目錄 摘 要 .................................................................................................. I ABSTRACT ............................................................................................ II 目錄 .................................................................................................... III 1 緒論 ..................................................................................................1 課題背景 ....................................................................