船舶火灾自动报警系统概要

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1、第十一章 船舶火灾自动报警系统 第一节 火灾自动报警系统的基本功能及工作原理 火灾自动报警系统的型号很多，按系统中火灾探测 器的分布形式可将火灾自动报警系统主要分为分 路式和环路式两种。 n一、分路式火灾自动报警系统 n分路式火灾自动报警系统主要由火灾报警中央装 置和火灾探测器两部分组成。 分路式火灾自动报警系统组成 1）探测器 探测器分布在被监测环境现场，它监测环境的有关物理 量，将其转换成与该物理量对应电信号，并传递给报警控制 器。手动报警按钮一般安装在人员经常出入的走廊、通道、 楼梯口等明显的地方。 探测器主要有感烟、感温和火焰探测器三种。 2）中央控制单元 中央控制单元一般安装在驾驶台

2、或消防控制站内。目前 在船上应用的报警控制器主要有继电接触器控制、PLC控制 以及微机控制等三种。它的作用是接受火灾探测器从监护现 场发送来的火灾信号，经过处理后给出声、光火警报警信号 ，并显示出火警的部位，以便船员及早采取灭火措施。 1.基本功能 火灾报警中央装置的基本功能是： 1）当它接收到探测器传来的火警信号后，发出声、光报警 信号，并指示出火源部位，启动外部报警控制设备。 2）还能对系统进行故障监测，当系统发生故障时发出故障声 、光信号，指示出故障类型，其故障声光信号与火警声光 信号有明显的区别。 3）火警与故障信号有记忆功能，只有在火警和故障已消除， 并经人工复位后方能恢复正常。 4

3、）还具备手动模拟测试功能，检测设备是否正常。每个探测 分路均可切断，切断后有相应的灯光指示。 5）主、副电源可以自动转换，保持不间断对系统供电。 2.工作原理 n此类系统的探测器为开关量型，探测器在非报警状态时工作电流为零 或很小（微安级）。当发生火灾、探测器动作时，内部机械或电子开 关闭合，流经探测器的电流迅速上升。探测器的连接电缆多为二芯线 ，所有同一分路上的探测器均并联在一起，为了监视探测分路的正常 工作，系统采用如图的方式。 n每个探测器内有一根短接线，分路最末一个探测器内接一个终端电阻R ，分路正常工作时有个监测电流流经终端电阻，当任意一个探头从底 座上脱落或电缆断线时，分路中不再有

4、监测电流。火警中央装置根据 探测分路上流经电流的大小可检测出其处于正常、报警或故障状态。 I 当线路断路、探头拔除、或终端电阻缺失时，分 路电流为0，系统发出该分路故障报警，黄灯亮 当发生火灾时，相应的探头的 电子开关闭合，发出火警信号 2.工作原理 n主机为模块式结构，可根据系统的不同需要选用相应模块，以组成大 小、功能各异的系统。基本模块有中央单元、分路单元、报警控制单 元和电源单元。每个分路单元有8个探测分路，选用n块分路单元可组 成具有8n个探测分路的系统。每个分路有一个开关控制此分路的接通 和关断，有红黄二个指示灯分别指示其处于火警或分路断开的状态。 每个分路单元上有两个开关用于此单

5、元上8个分路火警和故障的模拟试 验功能。主机与探测器的连线为二芯线，探测器工作电压为DC24。 每个探测分路的最末一个探测器内接一个10K的终端电阻。分路单元内 还设有短路保护电路，当探测分路发生短路现象时此电路动作，以避 免电流过大。短路现象消除后，短路保护电路自动复原。 n当系统发生火警或故障时，中央单元上发出相应的声光报警信号。因 为火警系统是一个安全系统，所以必须保证其本身系统处于正常的工 作状态，为此主机内有各种故障自检功能。中央单元右侧有一排指示 灯，分别指示分路开路故障、警铃回路故障、接地故障、电瓶故障、 保险丝故障、电网故障、分路关断和主机门开。分路关断和门开指示 灯提醒操作者

6、在正常的工作状态时应将所有分路接通，并关上主机门 n 2.工作原理 n分路式火警系统的主机面板 二、环路式火灾自动报警系统 操作单元 发生火警时，左上角“火警”灯闪亮，右侧的数码管显 示报警的环路号和探测器号。 LCD液晶屏显示系统信息。 当系统故障时，右下角的“故障”灯闪亮，其上方的发 光二极管显示故障类型。 二、环路式火灾自动报警系统 n该系统采用单片计算机技术，由中央单元，操作单元，探 测环路等部分组成。 n由于计算机技术的发展，在火灾探测器内装上微型智能模 块后，就构成了智能探测器。内有微处理器、A/D转换器及 串行口。地址所探测到的烟雾浓度或温度是一个模拟量， 所以可根据探测器安装场

7、所的不同来设定不同的报警阀值 ，以取得最佳的效果。 n在环路中装上地址单元后，通过地址单元可连接普通开关 量型的火灾探测器，在这条叉路上的火灾探测器具有相同 的地址。中央单元上的串行口可以与PC机通信，利用PC 机上丰富的软件来完成许多功能。当发生火警时，指示出 报警点的位置，向值班人员提示最佳灭火方案，通过打印 机记录各种事件的发生。 二、环路式火灾自动报警系统 n1.中央单元 n中央单元为模块式结构，由几种功能不同的模块所组成，可根据系统 所需选用相应的模板。中央单元由以下几个部分组成： n（1）报警处理板：此板是中央单元的核心部分，板内有一个内部和两 个外部串行通信口。内部串行口用于接收

8、来自探测环路接口板的信息 ，控制其相应动作。外部串行口用于和操作单元等通信。 n（2）探测环路接口板：此板用于与探测环路中的探测器通信，并将探 测器的状况传至报警处理板。每块板可连接2个探测环路，一个中央单 元中最多可插入95块探测环路接口板。 n（3）继电器板：它受报警处理板所控制，驱动外部报警、控制设备。 n（4）通信接口板：此板内有2个RS232和2个RS485串行通信口，它受 报警处理板所控制，用于与外部计算机、打印机通信。 n（5）开关量输入板 n此板可接收24路经光电隔离的开关量信号，受报警处理板所控制。 二、环路式火灾自动报警系统 n（6）开关量输出板：此板可输出24路经光电隔离

9、的开关量 信号，受报警处理板所控制。 n（7）开关量探测器接口板：此板用于连接以非智能型的开 关量探测器所组成的探测分路，每块板可连接4个分路。 n（8）电源单元：电源单元包括整流电源和蓄电瓶，二路电 源可自动切换。 n2探测环路 n在该系统中，一个中央单元最多可连接190个探测环路，每 个环路中可安装99个模拟量探测器或地址单元。一个环路 可覆盖船上几层甲板。 n3操作单元 n操作单元是操作者与系统进行人机对话的装置。 第二节 火灾探测器 n一、火灾探测方法 n火灾探测方法可分为烟探测法、热（温度）探测法和光探测法。 n在滚装船、消防船和油船的货舱或某些舱室可能会聚集较多的易燃气 体。在这些

10、船上一般装有易燃气体探测报警系统，对易燃气体的火灾 探测方法为气体浓度探测法。 n二、火灾探测器 n对普通可燃物按其探测火灾参数的不同，可以划分为感烟式、感温式 和感光式火灾探测器等类型，而船上主要采用感烟式和感温式火灾探 测器。对易燃气体的探测较多的是采用气敏半导体探测器。 第二节 火灾探测器 n1感烟式火灾探测器 n船上常用的感烟式火灾探测器主要有感烟管式（或称光电 式）和离子式两种。感烟管式主要用于大舱内的火灾探测 ，离子式主要用于机舱等处的火灾探测。 n1）感烟管式火灾探测器 n它是利用烟雾浓度不同其透光程度不同的原理来探测的。 抽风机2把所监视大舱内的气体通过集烟管1排出，光源3经

11、透镜变成平行光分别照射在测量光电池4和基准光电池5上 。当气体中的烟雾浓度增大时，使测量光电池4产生的电信 号减小，而基准光电池5产生的电信号不变。把这两个电压 信号送至检测电路6，当两个电压差达到设定值时，发出火 灾探测信号。 第二节 火灾探测器 n感烟管式火灾探测器原理图 第二节 火灾探测器 n2）离子式火灾探测器：它由内外电离室和检测电路组成，内电离室 FSY1是封闭气室，充有标准气体，外电离室FSY2开有小孔与所监视的 舱室相通，每个电离室中放一块同位素镅241和一个电极。它是利用烟 雾颗粒能吸附离子的原理来探测的。 第二节 火灾探测器 n2感温式火灾探测器 n船上常用的感温式火灾探测

12、器有定温式、差温式和差定温式三种。感 温式火灾探测器主要用于住室、走廊、控制室和舱室容积较小场所的 火灾探测。 n1）定温式火灾探测器 n定温式（或称恒温式）火灾探测器是根据监视点温度达到某个设定值 来探测的。常用的定温式火灾探测器有低熔点金属丝和双金属片， n2）差温式火灾探测器 n差温式（或称温升式）火灾探测器是根据监视点温度升高变化率来探 测的。 n3）差定温式火灾探测器 n差定温式火灾探测器是将定温式和差温式组合在一起，兼有两者的功 能，扩大了使用范围，提高了可靠性。差定温式火灾探测器一般多是 膜盒式或热敏电阻式等点型结构的组合式火灾探测器。差定温式火灾 探测器按其工作原理又可分为机械

13、式和电子式两种。 第二节 火灾探测器 n感温式火灾探测器：有低熔点金属丝和双金属片，当监视点温度达到 设定值时，低熔点金属丝被熔断；或利用膨胀系数不同的双金属片， 受热弯曲使触头断开。它们可使一个继电器断电，其常闭触头闭合发 出火灾探测信号。 第二节 火灾探测器 n3智能型火灾探测器 n这种探测器具有一定的智能处理能力，能对火灾特征信号进行直接分 析和处理，从而大大减轻了中央单元的信息处理负担，提高整个火灾 报警系统的响应速度。智能型火灾探测器一般具有以下特点： n（1）火灾探测器的输出信号与火灾状况（烟雾浓度变化、温度变化等 ）成线性变化。探测器能够按预报警、火灾发讯、联动警报三个阶段 传送

14、信号。 n（2）火灾探测器内配置高集成度的微型智能模块（内含CPU、AD 转换器、串行通信接口），并具备通信功能。 n（3）火灾探测器具有地址编码功能。 n（4）具有很高的环境适应能力与稳定性。 n（5）各种工作原理的探测器都有配套的火灾识别软件。 n（6）具有自动故障测试功能。无需加烟或加温测试，只要利用报警控 制器键盘上的按键，即可完成对探测器的功能测试。 第二节 火灾探测器 n4气敏半导体火灾探测器 n目前在易燃气体探测的实际应用中，采用气敏半导体（或 称金属氧化物元件），它是在铂金丝上涂以金属氧化物， 在高温中焙烧而成。气敏半导体品种很多，主要有氧化锡 、氧化锌、氧化钻、氧化铁和氧化镍

15、等，其中氧化锡使用 较广。用这些氧化物制成的气敏半导体，按其性质可分为 N 型和P 型两大类。N 型气敏半导体元件，在遇到敏感气 体时，其电阻值减小；而P 型气敏半导体元件，在遇到敏 感气体时，其电阻值增大。 n气敏半导体的工作原理一般可采用势垒学说解释，其要点 是：由于吸附作用，半导体的外表上吸附了空气中大量的 氧分子，而产生了由外向内的静电场，为了屏蔽这一外电 场，半导体表面内必然形成势垒。 4、气敏半导体火灾探测器 N型气敏半导体：遇到敏感气体，电阻值减小； P型气敏半导体：遇到敏感气体，电阻值增大。 N型气敏半导体： 敏感气体浓度升 高，电阻值减小 第二节 火灾探测器 n三、火灾探测器

16、的故障分析 n在火灾自动报警系统的实际运行过程中，中央单元本身很少出现故障 ，出现故障最多的是火灾探测器以及外围接线。火灾探测器故障主要 有漏报或误报两种情况：漏报指的是火灾已发展到应当报警的规模但 却没有报警；误报指的是没有发生火灾却发出了报警信号。 n1漏报分析：造成探测器误报有结构方面的原因，也有使用方面的原 因。 n2误报分析 n根据实际使用统计，由于使用不当引起火灾误报主要有以下因素： n1）吸烟。 2）电气焊。 3)水蒸气。 n4)小昆虫和蜘蛛网。 5)炊事。 6)缺乏清洁。 n7)当火灾自动报警系统显示某区域报警，但该区域并无火情。则可能 是探测器本身的故障。 第三节 干货舱自动探火及报警系统 货舱比较多的采用了感烟式自动探火及报警系统。 n一、系统的基本组成 n它由抽风机、管道、烟雾探测器和报警指示设 备等部分组成，如货舱发生火情，烟雾通过管 道被抽吸到安装在驾驶室的烟雾探测器，则报 警指示设备发出声、光火警信号。此时，驾驶 台值班人员便可根据控制箱屏上的相应指示， 判断失火货舱，