火灾自动报警系统和火灾探测器简介

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1、1 火灾自动报警系统和火灾探测器简介 2 一 火灾自动报警系统 火灾 火灾是一种在时间和空间上失去人为控制的燃烧现象 室内火灾的发展过程用烟气温度 时间变化曲线 A 固体可燃物 B 液体可燃物 气体 烟雾 火焰 温度 火灾参量 3 4 自动消防系统 自动消防系统包括自动报警和自动灭火二部分 控制中心报警系统 报警 联动控制 火灾自动报警系统 灭火控制装置 辅助灭火控制装置 信号指示控制装置控制一个系统 消防安全设备 消防安全实施 设备 灭火系统 辅助灭火系统 信号指示系统我国的消防产品现划分为21大类105个品种 5 消防电子产品 中国消防电子产品是中国消防产品的一部分 又是技术含金量较高的一

2、部分 并且还是发展最快的一部分 也是最活跃一部分 国防工业部门 262厂 首先引进国外技术 国产占10 2000年前后快速发展2010年前后刮起国外公司收购风 国产消防电子产品90 应该兴办 支持民族产业 走自主创新之路 6 火灾自动报警系统分类 技术层面 传统火灾自动报警系统 现代火灾自动报警系统信号处理 开关量 模拟量 智能型应用层面 系统规模 区域 集中 控制中心使用场所 国外分为常规响应和快速响应火灾报警系统 我国将调整为公共火灾自动报警系统和住宅 家庭火灾自动报警系统线制 多线制 总线制 6 4 2新产品 个例 如第五代为无线火灾自动报警系统以及吸气式感烟探测系统 7 火灾探测技术的

3、发展概要 感温 1890 感烟 1950离子 1978光电 吸气式 新世纪激光光源 感 火 焰 1984红外 紫外 1997图像型 新世纪红外组合 气体 复合 1990前后 开关量 模拟量 1995 智能型 CPU 温度 湿度和灰尘漂移补偿功能 灵敏度灵活设置 自我诊断功能 抗干扰能力强 传统火灾自动报警系统 现代火灾自动报警系统 模拟量 智能型 8 应用层面 区域火灾报警系统 9 应用层面 集中火灾报警系统 10 应用层面 控制中心报警系统 11 应用层面 1 区域报警系统 一般适用于二级保护对象 报警控制器 区域显示器 楼层显示器 2 集中报警系统 一般适用于一 二级保护对象 3 控制中心

4、系统 一般适用于特级 一级保护对象 报警控制器中火灾报警和联动控制混合设置 完全融合 单体建筑宜集中控制 大型建筑群宜采用分散与集中控制相结合 采用总线制集散系统 环形总线技术及模块化结构并具有网络功能 12 控制中心报警系统自动消防系统 13 消防控制室的两大部分 火灾报警控制器 打印机 显示器 备用电源联动控制器 手动控制盘 消防广播 消防电话 最活跃的是 火灾探测设备 灭火设备 14 按报警时间划分 预警 火灾还没有发生 如电气火灾安全监控系统 气体火灾探测器 吸气式火灾探测器 火警 火灾已经发生 各类火灾探测器 包括气体火灾探测器 吸气式火灾探测器 15 几种标准火CO浓度的测量 Ja

5、cksonandKobins1994 Pfister 木材明火EN54 9 TF1木材热解阴燃火GB4715 93 TF2棉绳热解阴燃火GB4715 93 TF3聚氨酯泡沫明火GB4715 93 TF4正庚烷明火GB4715 93 TF5酒精明火EN54 9 TF6慢速木材热解阴燃火十氢化萘火ISO7240 15 16 我国的标准火 17 我国的标准火 18 19 二 感烟火灾探测器 离子感烟火灾探测器 单源单室 双源双室 单源双室 20 电离室单源单室 离子感烟火灾探测器单源单室 双源双室 单源双室双源双室单源双室 90年代末 21 光电感烟火灾探测器 减光型散射型 22 光电感烟火灾探测器

6、光源 双光源 红外光改为激光 灵敏度高于目前光电感烟探测器50倍 粒径 23 线性光束感烟探测技术 减光型红外发射器烟雾粒子红外接收器散射光反射减光型 24 发射器 接收器烟雾粒子散射光反射器 散射光 25 光截面感烟火灾探测器 吸气式感烟火灾探测器 VESDA VeryEartySmokeDetectionApparatus 26 拓宽烟雾粒子响应范围 光源 双光源澳大利亚科达士公司马丁博士光接收器 聚光镜 光敏管 1 2 线阵接收器 面阵接收器增大烟粒子粒径 台湾Protec公司 27 吸气式感烟探测技术的特点 主动式火灾探测器 扩大保护范围 采用面阵接收 图像处理识别烟雾 高灵敏度和超高

7、灵敏度 洁净 保护面积大 被保护区域无电源 防爆 确定火源部位困难 保护面积大 灵敏度高 阴燃火源不易发现 28 29 三 感温火灾探测器 点型感温火灾探测器 定温火灾探测器 差温火灾探测器和差定温火灾探测器报警报警 30 线型感温火灾探测器 开关量当二根直径为0 035 的镀锌弹簧钢导体构成 其电气值 R 0 656 m C 98 4pf m L 22 96 h m 31 感温电缆火灾探测器 优点 采用开关信号 所以基本不受电磁干扰影响 缺点 1 反应迟钝 2 当采用定温探测器时 故环境温度改变时易引起误报或漏报 3 定位误差大 4 一旦发生火灾 探测器报警 就必须更换探测器 增加了使用成本

8、 32 可恢复线性感温电缆火灾探测器 33 可恢复线性感温火灾探测器 设探测器长1000米 环境温度50 状态 报警 则探测器长10米 环境温度 108 状态才报警 则探测器长1 5米 环境温度 150 状态才报警 34 线性感温电缆火灾探测器的特点 优点 非破坏性 除非工作现场的温度过高 同时感温电缆暴露在高温下的时间过久 否则它在报警过后仍能恢复正常的工作状态 缺点 1 抗电磁干扰能力差 这类探测器由于采用较为精确的阻抗变化比较方式 隧道在行车过程中产生强大的电磁干扰 故容易受电磁干扰影响 引起误报 2 反应迟钝 3 定位误差大 4 火灾报警与感温电缆长度 温度场大小有关 35 线型光纤感

9、温探测器 分布式光纤感温火灾探测器 测温 拉曼散射 感温元件与传输线合一 布里渊散射 感温 形变元件与传输线合一 定位 光时域反射OTDR 光纤光栅感温火灾探测器 测温 准分布式感温火灾探测器 布拉格原理 敏感元件与传输线分离 定位 频分 36 分布式光纤感温探测器 光脉冲在光纤中传输 光纤中微小不均匀性导致光产生后向或前向散射 瑞利散射仅改变传播方向 而频率与入射光频率相同 与温度无关 拉曼散射是介质的分子振动对入射光的调制 布里渊散射是光子与光纤中的声子相互作用 37 38 光纤光栅感温探测器 采用波段1310或1550nm 如1284 1308nm相邻中心波长0 4nm时 解调器就很难分

10、辨 通常1nm间隔 或1520 1570 光栅的间隔为6米 保护半径为4 2米 光纤光栅感温探测器 39 当光纤光栅周围的温度发生变化时 将导致光栅周期或者纤芯折射率产生变化 从而产生反射光波长位移 通过监测反射光波长的变化情况 即可获得测点上光纤光栅周围的温度值 布拉格波长 图1光纤光栅示意图图2光纤光栅波长与温度的示意图 40 分布式光纤与光纤光栅测温的比较 41 光纤测温火灾探测器的特点 温度测量精度高 定位准 抗电磁干扰和各种振动 冲击 本征无源 防雷 防爆 环境恶劣又不适合点型探测器安装场所 测量距离远 适于线性长距离监测和远程监控 能指明火灾蔓延方向和速率 使用寿命长 成本低 42

11、 四 感 火焰 火灾 探测器 43 火焰探测器 能量法能量 图像法红外光敏管红外摄像机火焰 火焰探测器 能量型火焰探测器1 双红外火焰探测器 2 三红外火焰探测器 3 紫外 红外火焰探测器图像型火灾探测器 1 图像型火焰探测器 2 图像型感烟探测器 3 图像型感温探测器 4 图像型复合探测器 44 能量型火焰探测器 360nm的光 叫紫外光 760 m的光 称红外光 中间区域称为可见光 45 例子1三波段红外火焰探测器 46 47 双波段图像感焰探测器工作原理 能量 图像处理运用火灾信号的趋势特征 闪烁特征 纹理特征 图像特征 结合信号处理技术和图像处理技术 运用相应的火灾判据 对火灾信号进行

12、识别 判断和报警 47 48 火焰探测器的设计与安装调试 系统设计规定了火灾探测器的选型和设置 h2 0 5m 探测器距离侧墙 0 3m 视频电缆SYV 或光纤 48 49 五 气体火灾探测器 气体探测器 燃烧 产生 气体 探测火灾 泄漏 可燃气体 防止火灾 有毒有害气体 保护生命 防止灾害 探测方式 半导体式 接触燃烧式 电化学式 关键是敏感元件 AEGISIndustrialSafetyCorporation 上海翼捷工业安防技术有限公司 日本费加罗公司 上海松江电子设备厂 BWTechnologiesLtd 此外西安博康等等 2005年 气体探测器全世界年产量约1500万只 其中1000

13、万只是半导体气体探测器 50 半导体气体探测器电阻式 氧化锡 氧化锌 和非电阻式 二极管 场效应管 51 接触燃烧式可燃气体探测器 接触燃烧式可燃气体探测器 52 电化学气体探测器 原理图 结构图 53 54 六 大空间火灾探测技术 早期报警 杜绝漏报 减少误报 随着高度H或距离R的增大会导致感温探测器 温度 对流 幅射 传导 温度降低感烟探测器 烟气 热量 扩散 浓度降低气体探测器 气味 扩散 浓度减低火焰探测器 火焰 辐射 减弱为了防止迟报 漏报 不报 探测高度受到限制火灾自动报警系统设计规范 GB50116 98 点型感温探测器 h 8米 点型感烟探测器 h 12米 55 大空间早期火灾

14、探测解决方案 感温火灾探测器 8米 感烟火灾探测器 12米h非接触式火灾探测 y烟 红外光束感烟探测器 光截面感烟探测器 火焰 能量型火焰探测器 0X图像型火焰探测器 高灵敏度火灾探测器 吸气式感烟探测器 洁净环境 56 57 线性光束感烟火灾探测器的工作原理 接收器 57 线性光束图象感烟探测器 58 线性光束感烟火灾探测器设计参数 图中探测器连线为光束轴线 58 线性光束图象感烟探测器 线性光束感烟火灾探测器设计参数 h2 h h1 50cm 红外光束0 3 1 0m h 14 30m 红外光束 20m 分二层安装 59 60 线性光束感烟火灾探测器主要特点 硬件设计抗震 稳定 可靠 采用

15、面阵接收器与多管发射器构成线性光束图像感烟火灾探测器 软件实现了自动检测和跟踪由灰尘积累而引起的工作状态的漂移 自动调节探测器的工作参数 软件采用模式识别 持续趋势模型 相关计算等多种火灾识别软件 实现火灾早期自动报警 贯穿了人性化设计思想 可视化火灾探测技术 施工简单 维护方便 采用非接触式火灾探测技术 适用于大空间 腐蚀性强 粉尘大的场所 光截面感烟火灾探测器的可视功能 四个发射器 一个接收器 接收器报警图像为火警偏离 61 62 线性光束感烟火灾探测器获中国 美国 日本 欧洲专利 火焰探测器 能量型火焰探测器1 双红外火焰探测器 2 三红外火焰探测器 3 紫外 红外火焰探测器图像型火灾探

16、测器 1 图像型火焰探测器 2 图像型感烟探测器 3 图像型感温探测器 4 图像型复合探测器 63 例子1三波段红外火焰探测器 64 65 双波段图像感焰探测器工作原理 能量 图像处理运用火灾信号的趋势特征 闪烁特征 纹理特征 图像特征 结合信号处理技术和图像处理技术 运用相应的火灾判据 对火灾信号进行识别 判断和报警 65 66 双波段图像火焰探测器设计参数 系统设计规定了火灾探测器的选型和设置 h2 0 5m 探测器距离侧墙 0 3m 视频电缆SYV 或光纤 66 67 双波段图像感焰探测器主要特点 保护面积大 1200平方米 探测距离远 100米 响应时间快 20秒 有一套潜心研究的专用火灾识别软件 准确 可靠 贯穿了人性化设计思想 可视化火灾探测技术 兼有防盗监控功能 施工简单 维护方便 非接触式火灾探测技术 适用于大空间 腐蚀性强 粉尘大的场所 68 获得国家科技进步二等奖 69 七 隧道火灾探测技术 中国按使用分类及规范 地铁隧道 设计 GB50157 2003 施工 GB50299 2003 规范铁路隧道 设计 TB10003 2005 施工 TB10204 2002 规