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1、项目十六 船舶火灾自动报警系统 Marine Automatic Fire Alarm System,任务一 火灾探测方法及探测器 任务二 火灾探测器的故障分析 任务三 干货舱自动探火及报警系统 任务四 易燃气体探测系统 任务五 CS4000火灾探测系统简介,任务一,火灾探测方法与探测器 Fire Detection Method And Detector,火灾探测方法 Fire Detection Method,先探究普通可燃物质燃烧的表现形式,普通物质 燃烧过程 曲线 Common Matter Combustion Process Curve,从上图分析,普通物质燃烧大致分三个过程 初起
2、阴燃 火焰充分燃烧 衰减熄灭 每个过程的特点 占时长 预热并生成可燃气体 产生现象(如烟雾、 温升),各阶段过程的特点,初期和阴燃阶段 占时较长 产生烟雾可燃气 环温不高 火势未达到蔓延程度 此阶段重要的火灾 信息 烟雾浓度 如此时探知 将损失 控制在最低限度,火灾初期特性由什么决定？,两个因素 物质的着火性(Ignitability)和可燃 性(flammability) 火灾在有限无区开始与蔓延(spread)的影响因素:可燃物类别、着火性、分布；火灾荷载；着火区条件；新鲜空气量；形成的温度,火焰燃烧 阶段,烟雾相对较少 温度升高 温升很快 此阶段重要的火灾 信息 明显的温度变化 如此时探
3、知 较及时控制火灾,强烈火焰辐射 各种波长光，(大量红外 线、紫外线0 此阶段重要的火灾 信息 红外与紫外光 如利用光的探测也可探测 缺陷 因较长阴燃产生大量烟而降低光可见度影响效果,衰减熄灭 阶段,可燃物 减少 燃烧速度 下降 温度 下降 平均温度 下到最高温的80%时 进入熄火,火灾探测方法 Fire Detection Method,不同火灾探测方法的形成 依据：物质燃烧过程中的特点 基础：物质燃烧过程中发生的 能量转换和物质转换 如下图,火灾探测 方法 Fire Detection Method,火灾探测器 Fire Dector,探测器概述 探测器组成 探测器分类 各类探测器工作原理
4、 探测器选择 探测器布局,探测器概述 Detector Overview,概述 及时探测和传输与火灾有关的物理或化学现象的探测装置 组成 由火灾参数传感器或测量元件、探测信号处理单元和火灾判断电路,探测器 分类 Detector Types,探测方法与原理 主要有感烟式、感温式、感光式（火焰探测式）和可燃气体等四大类 （ 新的包括复合探测器） 结构造型 点型 和 线型 船上采用的均为 点型 使用环境 陆用 船用 耐寒 耐酸 耐碱 防爆性,感烟式火灾探测器 Smoke Fire Detector,概述 可探测70%以上 火灾 常用的 离子式和光电式,感烟式 工作原理 Smoke Detector
5、 Working Principle,应用 烟雾粒子改变电离室电离电流 （空气电离化） 电离电流 形成示意图,电离室 分双极性与单极性,单双极电离室 的特性,双极电离室 室内全部被射线照射，室内空气都被电离 单极电离室 被射线所照射部分形成电离区，而未被照射的部分为非电离区 比较 单极 比 双极 的电离电流变化大，得到电压变化量大，提高了感烟探测器灵敏度,(内外)电离室 反向 串联 (inside and outside) Ionization Chamber Anti-cascade,(内外)电离室 特点 (inside and outside) Ionization Chamber Fea
6、ture,内电离室（补尝或参考） 烟粒子难进、空气又缓进 工作在饱和区 外电离室（检测） 烟雾易进 工作在灵敏区 反向串联 为了减少环境温度、湿度、气压等自然条件变化对电离电流的影响提高探测器的环境适应能力和稳定性。,反串联电离室电压-电流特性曲线 Anti-cascade Ionization Chamber V-A Characteristic curve,反串联电离室实现报警原理 Anti-cascade Ionization Chamber Alarm Principle,正常 外加电压Vo=V1+V2 火灾 电离电流减少 检测室阻抗增加 检测室电压增加V2 当该增量增到一定值，开关动
7、作，报警，,离子感烟探测器电路原理图 Ionic Smoke Detector Circuit Principle Diagram,图167 单源式离子感烟探测器工作原理示意图 figure 16-7 Unisource Ionic Smoke Detector Working Principle Schematic Diagram,检测与补偿电离室由极板P1、P2、Pm构成，共用一个放射源，都工作在特性曲线灵敏区，Pm极电位变化量反映烟雾浓度 内外电离室结构上敞开受环境变化影响相同，提高了环境中微小颗粒变化能力 抗潮能力比双源好,光电感烟式火灾探测器 Photo Electric Smoke
8、 Detector,原理：烟雾改变光敏元件受光强弱而发出警报信号。 根据烟雾粒子对光的吸收和散射作用，可分为减光式和散射光式两种类型。,遮光式光电感烟探测器 Shading Photo Electric Smoke Detector,检测暗室烟雾粒子的吸收和散射作用：使光通量减少，在受光元件上产生光电流降低 光电流相对于初始值的变化量反映了烟雾的浓度 对火灾信息进行放大比较或火灾参数运算，最后通过传输电路产生相应的火灾信号。,散射光式光电感烟火灾探测器 Scattered Light Photo Electric Smoke Detector,暗室烟雾粒子对一定波长光产生散射作用，使处于一定夹
9、角位置的受光元件（光敏元件）的阻抗变化，产生光电流 此光电流大小与散射光强弱有关，并且由烟粒子的浓度和粒径大小及着色与否来决定,感温式探测器 Temperature Sensing Detector,存在大量粉尘、油雾、水蒸气场所，无法使用感烟式探测器，用感温式探测器比较合适 为了提高功能和可靠性，或保证自动灭火系统动作准确性，要求同时使用感烟式和感温式火灾探测器 根据其作用原理分定温式 、差温式 、差定温式,定温式火灾探测器,规定时间内温度上升超过某个定值时启动报警 它结构简单、可靠性高、误动作少， 动作温度一般分为60、70及90三种 由于冬季或夏季环境温度变化对探火的反应时间有影响 这类
10、探测器灵敏度较差，一般适用于厨房、锅炉间、烘衣间等 目前，常用的定温式火灾探测器有双金属、易熔合金和热敏电阻几种型式,差温式火灾探测器,在规定时间内，温度上升速率超过某个规定值时启动报警 点型结构差温式火灾探测器是根据局部的热效应而动作 主要感温元件有空气膜盒、热敏半导体电阻等,差定温式探测器,是将定温式和差温式两种探测器组合在一起 若其中某一功能失效，则另一种功能仍然起作用，大大提高可靠性 一般多是膜盒式或热敏半导体电阻式等点型结构的组合式火灾探测器。 按其工作原理还可分为机械式和电子式两种,机械式差定温探测器,动作原理： 弹簧片用低熔点合金焊接在外罩内壁，当达标定温度，低熔点合金熔化，弹簧
11、片弹回，压迫固定在波纹片上的弹性触片，使之与调节螺钉接触而接通电源发出电信号（火灾信号）,电子式差定温探测器,R1、R2，和R3特性均随温度升高阻值下降 差温探测 R1、R2阻值相同，特性相似 R2在铜外壳，对外温变化敏感； R1在特制金属罩内，对外温变化不敏感,电子式差定温探测器,差温探测 温度缓慢变化R1和R2阻值相近，BG1维持截止 火灾温度急升，R2直接受热阻值速降； R1反应较慢阻值下降小， 从而导致A点电位降低； 当低到一定程度时，BG1、BC3导通，报警输出 定温探测 由BG3和R5组成, 当温度升高至标定值时（如70或90），R5阻值降低至动作值，使BC2导通，随即BC3也导通
12、，报警发出,手动报警按钮,功能：与火灾探测器基本相同，用于人工手动报警，输出电信号给报警指示设备发出信号 安装： 有人出入的场所 SOLAS规定每一通道口装一只 安装点应便于操作，按钮与走廊任何部位距离不大于20M 距甲板高度约1.4M,火灾探测器接线,总的方案：一般采用并联 若干探测器信号线按一定关系并联，以一个部位或区域信号送入报警装置（或控制器），即若干个火灾探测器联接起来后仅构成一个探测回路，并配合各个火灾探测器的地址编码实现保护区域内多个探测部位火灾信息的监测与传送,火灾探测器接线,在每一探测回路均有一终端电阻，在正常状态提供一个监视电流（一般为 级），火警时，探测器动作后产生一个报
13、警电流（一般为mA级）,一定关系并联的两种方式,若干个探测器信号线以某种逻辑关系组合，作为一个地址或部位的信号线送入火灾报警装置 如机舱内某一区域的火灾探测 若干个火灾探测器的信号线简单地直接并联在一起，然后送入火灾报警装置 如采用地址编码火灾探测器，通过二总线来实现探测器与控制器的通信，以实现不同的监控功能,火灾探测器接线,目前在火灾报警系统中，对于火灾探测器通常采用三种接线方式：二线制、三线制、四线制，,火灾探测器接线,二线制 特点,电源线与信号线重合 正常：通电，6、7闭合，电源送入下一个，终端接一电阻，形成监视电流（微安级） 火灾：相应探头动作，使两端电阻急降，产生较大动作电流（毫安级
14、） 故障：6、7不能闭合，电源开路，系统处理显示开路或故障,火灾探测器接线,四线制特点,其工作原理与二线制接线方式类似， 此种电路中电源线与信号线相互分开,实现的功能,不管采用何种方式，均要求可以实现检测探测器脱落、探测器故障失效、线路开路故障、终端电阻脱落或故障失效、火灾报警等功能。,第二节 火灾探测器的故障分析,探测器故障 情况,控制器（中央单元）本身很少故障 出故障最多的是火灾探测器以及外围接线 探测器故障主要有漏报或误报 漏报 - 火灾已发展到应当报警的规模但却没有报警 误报 - 没有火灾却发出了报警信号,漏报的原因,主要原因：探测器选型不当 初期阴燃阶段（大量烟和少量热、很少或没有火
15、焰的场合，应选用感烟探测器 火灾迅速、能产生大量热的场合，应选用感温探测器 火发展迅速、有强烈火焰辐射但发烟较少的场合，应选用火焰探测器,探测器误报 的 原因,结构的原因 与探测器的灵敏度有关 过低-延迟，太高-误报 现大都将灵敏度设为若干级 定温探测器 一级为62，二级为70，三级为 78 感烟探测器 一级10报警，二级20报警， （减光率） 三级达到30报警,探测器误报 的 原因,使用的原因 1、吸烟 2、电气焊 3、灰尘 4、水蒸汽 5、小昆虫和蜘蛛网 6、炊事 7、缺乏清洁,探测器 维保,1）探测器拧到底座即显示该区报警 底座两接线反接了（无极性要求的探测器除外） 万用表检查极性后换接
16、 2）当报警器显示某区报警，但该区无火情 探测器本身故障 如场效应管输入阻抗降低；镅241片剂量较低，可控硅击穿等 应将该探测器更换 3）定期进行熏烟检查 若对烟雾无反应：始终不报警-可能场效应管损坏， 也可能是可控硅或稳压二极管损坏,第三节,干货舱自动探火及报警系统,货舱与住舱一样，很早就应用了自动探火及报警系统但货舱系统与住舱有较大区别和独特使用情况 货舱自动探火及报警系统形式较少 货舱较大多采用抽烟式自动探火及报警系统-因装货后航行途中，货舱一般无人到达，货舱构成独立密闭舱室 也有采用感温型探测器的（但与主舱无大的区别）,系统的组成,如图1613所示 系统主要有以下几部分组成 抽风机及抽风管 烟探测器 火灾显示和警报设备 火灾舱位显示装置,工作原理,抽烟式探测器的感烟元件一般都采用光电管 当烟颗粒进入，光碰击颗粒，光被扩散并反射于光
