摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、大量樓宇的建成與使用，用于保障人身和財(cái)產(chǎn)安全的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)顯得越來(lái)越必要。如今火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)已被各大中小單位廣泛應(yīng)用，但仍存在一些問(wèn)題，如系統(tǒng)誤報(bào)、漏報(bào)頻繁，誤噴現(xiàn)象也比較常見，本文從火災(zāi)探測(cè)器的工作原理入手，分析火災(zāi)探測(cè)器的部分及主要干擾來(lái)源，并對(duì)此提出一些改進(jìn)的方法。關(guān)鍵詞：火災(zāi)探測(cè)器干擾改進(jìn)

一、火災(zāi)探測(cè)器的工作原理

火災(zāi)探測(cè)器是建筑物火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的重要組成部分，也叫探頭或敏感頭。它的任務(wù)是探測(cè)火災(zāi)的發(fā)生，向報(bào)警系統(tǒng)發(fā)送火災(zāi)信號(hào)，向人們報(bào)警。探測(cè)器是怎樣探測(cè)到火災(zāi)呢？火災(zāi)發(fā)生時(shí)，必然會(huì)產(chǎn)生煙霧、火焰或高溫，探測(cè)器對(duì)這些都很敏感，會(huì)由于與他們的接觸而改變平時(shí)的正常狀態(tài)，引起電流、電壓或機(jī)械部分發(fā)生變化或位移，再通過(guò)放大、傳輸?shù)冗^(guò)程，向消防中控室發(fā)出火災(zāi)信號(hào)，并顯示火災(zāi)發(fā)生的地點(diǎn)、部位。根據(jù)這種情況我們將火災(zāi)探測(cè)器分為三類：感煙、感溫、光輻射。

1、感煙探測(cè)器

一種是離子感煙探測(cè)器，一旦有煙霧竄進(jìn)外電離室，干擾了帶電粒子的正常運(yùn)行，使電流、電壓有所改變，破壞了內(nèi)外電離室之間的平衡，探測(cè)器就會(huì)對(duì)此產(chǎn)生感應(yīng)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)；另一種是光電感應(yīng)探測(cè)器，它有一個(gè)發(fā)光元件和一個(gè)光敏元件，平常由發(fā)光元件發(fā)出的光，通過(guò)透鏡射到光敏元件上，電路維持正常，如有煙霧從中阻隔，到達(dá)光敏元件上的光就會(huì)顯著減弱，于是光敏元件就把光強(qiáng)的變化轉(zhuǎn)換成電流的變化，通過(guò)放大電路發(fā)出報(bào)警信號(hào)；還有一種是管道抽吸式感煙探測(cè)器，通過(guò)煙霧的反射或散射作用產(chǎn)生光感電流，主要用在船舶上。這種探測(cè)器采用半導(dǎo)體元件，體積小、價(jià)格低、耐震強(qiáng)、壽命長(zhǎng)，很有發(fā)展前景。

2、感溫探測(cè)器

一種是運(yùn)用金屬熱脹冷縮的特性：在正常情況下，探測(cè)器的電路處于斷開狀態(tài)，當(dāng)環(huán)境溫度升到一定值時(shí)，金屬的膨脹、延伸使電路接通，發(fā)出信號(hào)；另一種是利用易熔金屬的特性，在探測(cè)器電路中固定一塊低溶點(diǎn)合金，當(dāng)溫度上升到它的熔點(diǎn)時(shí)，金屬熔化，借助彈簧的作用力，使觸頭接觸，電路接通，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。還有一種是溫差型，當(dāng)升溫的速度超過(guò)特定值時(shí)，便會(huì)感應(yīng)報(bào)警。

3、光輻射探測(cè)器

一種是紅外光輻射探測(cè)器。物質(zhì)在燃燒時(shí)，會(huì)產(chǎn)生閃爍的紅外光輻射，探測(cè)器中的硫化鉛紅外光敏元件會(huì)對(duì)此感應(yīng)，并產(chǎn)生電信號(hào)，經(jīng)放大后報(bào)警；另一種是紫外光輻射探測(cè)器，它是利用有機(jī)化合物燃燒時(shí)產(chǎn)生的紫外光，使紫外光敏感管的電極激發(fā)出離子，通過(guò)繼電器等，接通電路報(bào)警

二、火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)的技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展

1、技術(shù)現(xiàn)狀

改革開放以來(lái)，伴隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)和消防事業(yè)的迅速發(fā)展，我國(guó)消防產(chǎn)業(yè)進(jìn)入蓬勃發(fā)展時(shí)期。中國(guó)消防電子產(chǎn)業(yè)是中國(guó)消防產(chǎn)業(yè)的一部分，又是技術(shù)含金量較高的一部分，并且還是發(fā)展最快的一部分，國(guó)際上一般性通用型的各消防報(bào)警設(shè)備都能生產(chǎn)。面對(duì)高新技術(shù)的發(fā)展機(jī)遇和國(guó)內(nèi)市場(chǎng)國(guó)際化的競(jìng)爭(zhēng)挑戰(zhàn)，消防產(chǎn)品向更可靠、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的早期火災(zāi)探測(cè)報(bào)警技術(shù)發(fā)展。傳統(tǒng)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)與現(xiàn)代火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)之間的第一個(gè)區(qū)別主要在于探測(cè)器本身性能。由開關(guān)量探測(cè)器改為模擬量傳感器上一個(gè)質(zhì)的飛躍，將煙濃度、上升速率或其他感受參數(shù)以模擬值傳給控制器，使系統(tǒng)確定火災(zāi)的數(shù)據(jù)處理能力和智能化程度大為增加，減少了誤報(bào)警的概率。區(qū)別之二在于信號(hào)處理方法做了徹底改進(jìn)，即把探測(cè)器中模擬信號(hào)不斷送到控制器評(píng)估或判斷，控制器用適當(dāng)算法辨別虛假或真實(shí)火警，判斷其發(fā)展程度和探測(cè)受污染的狀態(tài)。這一較高質(zhì)量的信號(hào)處理技術(shù)，意味著系統(tǒng)具有較高“智能”。增加系統(tǒng)可靠性是現(xiàn)代火災(zāi)探測(cè)報(bào)警技術(shù)的發(fā)展方向。智能式火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)按其智能的分配可分為三種系統(tǒng)一是探測(cè)智能，二是監(jiān)控智能，三是探測(cè)智能和控制智能兼有。后者是智能化程度更高的系統(tǒng)，其可靠性更高，但缺點(diǎn)是成本高。

2、發(fā)展前景

人們對(duì)于火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)期望在于：首先要求系統(tǒng)早期發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，其次是消除誤報(bào)和降低系統(tǒng)的成本費(fèi)?；馂?zāi)智能報(bào)警系統(tǒng)最終可能發(fā)展機(jī)器人智能報(bào)警系統(tǒng)?，F(xiàn)代火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)迅速發(fā)展另一方面是復(fù)合探測(cè)器和多種新型探測(cè)器不斷涌現(xiàn)，探測(cè)性能越來(lái)越完善。在諸多新技術(shù)新產(chǎn)品中，一種將通常用的離子感煙改進(jìn)為用ＣＯ傳感器組合的復(fù)合探測(cè)器，由于空氣中的ＣＯ含量變化早于煙霧和火焰的生成，因此，它響應(yīng)速度更高，發(fā)展前景很好。另一種點(diǎn)型激光感煙探測(cè)器，其靈敏度高于目前光電感煙探測(cè)器５０倍，用它代替吸氣式感煙報(bào)警系統(tǒng)提供甚早期火災(zāi)探測(cè)，而成本費(fèi)用低得多，應(yīng)用前景十分好。

近年來(lái)紅外光束感煙探測(cè)、纜式線型定溫火災(zāi)探測(cè)器、可燃?xì)怏w探測(cè)器等在消防工程中的應(yīng)用日漸增多，并已有相應(yīng)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)規(guī)范。該探測(cè)器的工作原理與光電感煙探測(cè)器類似，只是煙不必進(jìn)入點(diǎn)型光電感煙探測(cè)器的采樣室中。線型光束探測(cè)器在一個(gè)長(zhǎng)達(dá)１００ｍ的路徑上可代替若干個(gè)點(diǎn)型感煙探測(cè)器，具有保護(hù)面積大、安裝位置較高、在相對(duì)濕度較高和強(qiáng)電場(chǎng)環(huán)境中反映速度快等優(yōu)點(diǎn)，適宜保護(hù)較大的室內(nèi)、外場(chǎng)所，尤其適宜保護(hù)難以使用點(diǎn)型探測(cè)器甚至根本不可能使用點(diǎn)型探測(cè)器的場(chǎng)所。

智能防火系統(tǒng)作為樓宇自控系統(tǒng)的一部分，在智能建筑中既可與保安系統(tǒng)，其它建筑的智能防火系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)通信，并向上級(jí)管理系統(tǒng)報(bào)警和傳遞信息，為城市消防調(diào)度指揮系統(tǒng)、城市防火管理系統(tǒng)與城市綜合信息管理網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行提供火災(zāi)及樓宇消防系統(tǒng)狀況的有效信息并與城市其他管理中心共享數(shù)據(jù)和信息。消防自動(dòng)化系統(tǒng)納入建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)之中的廣度與深度國(guó)內(nèi)外差異很大。一般而言，國(guó)內(nèi)智能建筑中消防自動(dòng)化系統(tǒng)大多呈獨(dú)立狀態(tài)，自成體系，這種自成體系的消防系統(tǒng)與樓宇、保安等系統(tǒng)相互獨(dú)立，互聯(lián)性差，當(dāng)發(fā)生全局事件時(shí)，不會(huì)形成其他系統(tǒng)配合聯(lián)動(dòng)和集中解決事件的功能。

三、火災(zāi)探測(cè)器受干擾的原因及改進(jìn)方法

1、幾種火災(zāi)探測(cè)器工作原理

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、大量樓宇的建成與使用，用于保障人身和財(cái)產(chǎn)安全的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)顯得越來(lái)越必要。但火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)置后，往往會(huì)發(fā)覺系統(tǒng)有些不盡如人意的地方。如：火災(zāi)探測(cè)器經(jīng)常失效或損壞，維護(hù)費(fèi)用增大；探測(cè)器經(jīng)常誤報(bào)警，使得消防值班人員飽受困擾。排除了設(shè)備質(zhì)量不過(guò)關(guān)等情況后，我們發(fā)現(xiàn)這些情況往往是由于探測(cè)設(shè)備受到干擾而造成的。下面將從火災(zāi)探測(cè)器的工作原理入手，逐步分析探測(cè)器的部分和主要干擾來(lái)源，并對(duì)此提出一些改進(jìn)的方法。

火災(zāi)探測(cè)器的一般工作原理如圖1所示：傳感元件檢測(cè)火災(zāi)產(chǎn)生物或火災(zāi)發(fā)生時(shí)的特性值，變送電路將探測(cè)元件傳來(lái)的原始信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流/電壓信號(hào)，或是脈沖、開關(guān)量，送入火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警控制器中，控制器對(duì)接收到的信號(hào)加以計(jì)算分析，并判定是否有火災(zāi)正在發(fā)生，是則發(fā)出報(bào)警信號(hào)。有些系統(tǒng)為減輕火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警控制器的負(fù)擔(dān)，在火災(zāi)探測(cè)器內(nèi)安裝了CPU，承擔(dān)了控制器的數(shù)據(jù)分析任務(wù)。

現(xiàn)在，我簡(jiǎn)單介紹兩種探測(cè)器的工作原理：

A光電式感煙探測(cè)器

光電式感煙探測(cè)器有一個(gè)迷宮式煙霧探測(cè)室，里面設(shè)有一個(gè)光源和一個(gè)感光元件。由于是迷宮式設(shè)計(jì)，光源的光線一般不能照射到感光元件上，但是當(dāng)有煙霧進(jìn)入后，光線在煙霧中產(chǎn)生散射，從而有部分光線射到感光元件上，煙霧越濃，散射到感光元件上的光線就越多，感光元件再把光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)進(jìn)行輸出。

B離子式感煙探測(cè)器

離子式感煙探測(cè)器由一個(gè)放射源、外置的采樣室和內(nèi)置的離子參考樣本室組成。當(dāng)放射源照射空氣中的物質(zhì)時(shí)，一部分物質(zhì)變成帶正電的離子，另一部分物質(zhì)變成帶負(fù)電的離子。帶正電的離子和帶負(fù)電的離子在電場(chǎng)的作用下形成了一個(gè)電場(chǎng)。當(dāng)煙霧進(jìn)入采樣室后與帶電的離子結(jié)合，帶電離子數(shù)量的減少使電場(chǎng)電壓產(chǎn)生了變化，煙霧越多越濃電壓變化就越大。

2、主要的干擾源

由火災(zāi)探測(cè)器的組成結(jié)構(gòu)及其工作原理，我們很容易就可以判斷出火災(zāi)探測(cè)器的哪些部分容易受到外界干擾，而這些外界干擾因素就是干擾源。我們認(rèn)為火災(zāi)探測(cè)器最容易受到干擾的是以下幾個(gè)部分：

A傳感元件

傳感元件是火災(zāi)探測(cè)器的“眼睛”，但它的“視力”有限。例如：當(dāng)與煙霧某方面特性相似的物質(zhì)(如：粉塵、水霧)被它“看見”后，就會(huì)認(rèn)為是煙霧，從而產(chǎn)生誤報(bào)警。另外一方面，由于傳感元件一般是暴露在外界，比較容易受外界的粉塵、潮氣影響而導(dǎo)致靈敏度降低。

B探測(cè)電路

探測(cè)電路是包括傳感元件在內(nèi)的一組電路，主要的功能是把傳感元件傳送過(guò)來(lái)的“信息”轉(zhuǎn)換為我們所需要的電壓或電流信號(hào)。當(dāng)受到外界電磁干擾時(shí)，它就會(huì)產(chǎn)生誤報(bào)警或者是不報(bào)警，甚至?xí)p壞設(shè)備。

C通訊電路和通訊線路

通訊電路和通訊線路負(fù)責(zé)把探測(cè)到的“信息”傳送到火災(zāi)報(bào)警控制器，但在這個(gè)過(guò)程中很可能會(huì)因受到干擾而產(chǎn)生誤報(bào)警。例如：探測(cè)電路傳送過(guò)來(lái)的信息經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，然后再經(jīng)過(guò)通訊電路和通訊線路送到火災(zāi)報(bào)警控制器，但可能因受到干擾而把“0”信號(hào)變?yōu)椤?”信號(hào)或是把低電平變?yōu)楦唠娖剑瑥亩够馂?zāi)報(bào)警控制器接收到假信息并產(chǎn)生誤報(bào)警。

3、干擾火災(zāi)探測(cè)器正常工作的干擾因素，我們認(rèn)為主要有以下幾種：

A粉塵

自然環(huán)境的破壞、、工廠的亂排亂放等都造成了空氣中的粉塵含量越來(lái)越高，而粉塵對(duì)火災(zāi)探測(cè)器(特別是感煙火災(zāi)探測(cè)器)來(lái)說(shuō)是“頭號(hào)殺手”。過(guò)多的粉塵停留在采樣室中會(huì)造成光線的大量散射，使感光元件接收太多的光線導(dǎo)致探測(cè)器誤報(bào)警。

B潮氣

潮氣，特別是南方的梅雨天氣下，濕度通常大于95％，這會(huì)對(duì)探測(cè)器的電子板件及探測(cè)元件造成很大的影響。首先，會(huì)造成電子板件受潮短路而損壞，其次，當(dāng)潮氣進(jìn)入探測(cè)器的探測(cè)室時(shí)，會(huì)對(duì)探測(cè)元件造成干擾。特別是對(duì)感煙探測(cè)器，當(dāng)潮氣進(jìn)入探測(cè)室后，大量散射探測(cè)器光源發(fā)出的光線，從而導(dǎo)致探測(cè)器誤報(bào)警。

C電磁場(chǎng)

日光燈的鎮(zhèn)流器、高壓電機(jī)、通訊發(fā)射臺(tái)等設(shè)備都會(huì)發(fā)出電磁干擾，當(dāng)探測(cè)器安裝在這些設(shè)備附近時(shí)，或多或少都會(huì)受電磁場(chǎng)干擾。

D高速氣流

當(dāng)火災(zāi)探測(cè)器安裝在有高速氣流的位置時(shí)，如通風(fēng)空調(diào)的送風(fēng)口附近、風(fēng)室、風(fēng)道等，高速氣流會(huì)將煙霧吹離探測(cè)器使探測(cè)器報(bào)警緩慢。

4、改進(jìn)方法

在大多數(shù)情況下，干擾源是無(wú)法排除的，因此，我們只能從減少干擾影響的角度進(jìn)行考慮。

A合理安裝、規(guī)范布線

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，70％的火災(zāi)偵測(cè)器誤報(bào)警是由于不合理安裝所造成的。因此，正確選定火災(zāi)偵測(cè)器類型、以及按照有關(guān)的技術(shù)說(shuō)明和規(guī)范正確安裝與布線是減少干擾影響的關(guān)鍵。例如在相對(duì)濕度長(zhǎng)期大于95％RH，有大量粉塵、平常情況下有煙和蒸汽滯留，廚房、鍋爐間、發(fā)電機(jī)房、茶爐間、汽車庫(kù)等場(chǎng)所不宜設(shè)置感溫火災(zāi)探測(cè)器等。在實(shí)際的應(yīng)用中，我們也不難發(fā)現(xiàn)一些錯(cuò)誤的例子，如：把感煙探測(cè)器安裝在電熱水器上方或是安裝在風(fēng)道、風(fēng)室內(nèi)。這些情況所造成的誤報(bào)率是很高的，因此根據(jù)實(shí)際地點(diǎn)的情況正確選擇火災(zāi)探測(cè)器是十分重要的。

再有就是安裝位置的確定。例如：探測(cè)器至墻壁梁邊的水平距離不應(yīng)小于0.5m；探測(cè)器周圍0.5m內(nèi)不應(yīng)有遮擋物等等。如果探測(cè)器安裝在具有送風(fēng)和回風(fēng)管路的房間時(shí)，探測(cè)器應(yīng)該安裝在流向回風(fēng)口的氣流流經(jīng)的路徑上。進(jìn)行放煙測(cè)試將有助于確定探測(cè)器的正確安裝位置，需要特別注意煙霧的流向及途經(jīng)的路徑（如圖4）。當(dāng)探測(cè)器必須安裝在送風(fēng)口附近時(shí)，就必須保持一定的距離。這些條文不但確保探測(cè)器能有效、迅速地探測(cè)到火災(zāi)的發(fā)生，而且也是避免干擾的有效途徑。