新型烟雾报警控制器在消防系统中的应用

【摘 要】本文浅析了离子类和光电类烟雾报警器的主要工作原理，并根据此原理得到了其属性，为烟雾报警器合理的应用提供了思路。

【关键词】烟雾报警器；工作原理；应用

0.引言

随着经济社会的飞速发展和科学技术不断地进步，城市化的脚步不断地加速，给人们生活带来了便利的同时，也带来了很多的困扰和隐患。火灾作为一种高发的，破坏性大的灾害，一直伴随着发展。高楼大厦的拔地而起，人口密度不断增加，使得火灾的防控难度不断地增加；各种新型材料的问世导致了建筑材料中易燃物逐渐的增多；各种高新技术的应用导致了火灾产生的因素更为复杂。虽然火灾科学以及消防技术发展较为迅速，但有时仍然很难适应高速发展所带来的新的，更复杂的，更难防控的火险隐患。火灾报警控制器作为识别火灾发生的仪器，在消防联动系统以及消防工作中起着至关重要的作用。及时的准确的检测到火险无疑可以为火灾的防控工作提供有力的保障，减少人民的生命财产损失。目前主要应用的火灾报警器分为烟雾感应型、温度感应型、气敏感应型和光辐射感应型等几大类。而烟雾报警器有着反应灵敏、成本较低、性能稳定等特点，是目前应用最广泛的火灾报警器。接下来，笔者将用通俗的语言简述其工作原理及应用。

1.烟雾报警器的工作原理

目前烟雾报警器应用广泛，品种繁多，但是其主要工作原理都是将烟雾的产生转化为信号，并通过传导系统将信号传递给输出系统，如蜂鸣器等。根据感烟方式的不同，目前的烟雾报警器主要可以分为以下几种类别：

1.1离子烟雾报警器

离子烟雾报警器主要组成部分是电离室，它是由两片放射性物质构成的电极板以及场效应晶体管（EFT）等电子元件构成。其工作原理为：利用一对相对的电极（P1和P2），在电极之间通过α放射源镅241（Am241），持续不断地放射出强度约0.8微局里左右的α射线，产生的α粒子高速的运动，不断地撞击空气分子，将两个电极之间的空气分子电离为正离子和负离子，电离室之间的空气就具有了导电性。

在没有发生火灾的状况下，电离室内的电场处于平衡状况。一旦发生火灾，就会有烟尘产生，当烟尘进入电离室就会破坏其中的电场平衡系统。有烟尘的状况下，两个极板之间的电压就会增加，这就使原本在电离室中保持常态，做着杂乱无章运动的正电子向负极，负电子向正极有规律的运动，因为就产生了电流。烟雾浓度不断地增加，所产生的电流也就不断地增强，当这个电流达到设定的阈值时，报警电路就会将其检测出来。综上所述，烟探测器就是将火险发生时所产生的烟雾信号转化为电压的变化，通过电离室转化为支流的电压信号，并通过转化器传递给报警器，发出报警信号的装置。

1.2光电烟雾报警器

光电烟雾报警器的核心就是光学传感器，其工作原理是基于光电元件的光电特性，其光通量是随被测量而变，光电流就成为被测量的函数，故称为光电传感器的函数运用状态。光电烟雾报警的原理是：烟雾是由无数微粒组成的， 当一束强度为Io的平行单色光入射到这些微粒场时， 会受到颗粒团散射和吸收的影响， 光强将衰减为I（I

光电烟雾报警器以其对光的作用性质不同可分为遮光式烟雾报警器以及光散射式烟雾报警器。遮光式烟感火灾报警器是由发光元件，受光元件所组成的检测室进行工作的。发光元件与受光元件同轴对象放置，当火灾发生时，烟雾进入检测室，遮挡住了发光元件发射出来的光，使受光元件接收到的光量减少。检测室所产生的电流强度也就随之降低，当光电流强度降低到一定的阈值，信号将被传导到报警装置从而达到预警的目的。

光散射式烟雾报警器是通过安装有红外对管的光学迷宫工作的。在光学迷宫中，红外光的接收器和发射器不同轴对象放置。当没发生火灾时，受光元件也就无法接收到发光元件所发出的光源，光学迷宫的电压也就维持恒定。当发生火灾时，烟雾进入光学迷宫，使发光元件所发出的红外光在烟雾的作用下发生了漫散射，受光元件也就接收到了这个作用产生的光，由此就会造成其中电压的变化。当这个变化达到或超过阈值时，只能报警系统就会将其检测出来，发出警报。

在上述两种烟感装置的基础之上，红外线感烟式报警器应运而生。其基本原理是将红外线发射器和红外线接收器同轴对象放置，发射器向接收器发射周期性的辐射脉冲。这个辐射经过一系列的光学作用形成近似为平行的光束在接收器处形成弥散区。当发生火灾时，烟雾就会出现在光的传播路径上，因而产生对红外光的吸收，遮挡和散射作用。因此，接受器上接受到的红外辐射就会发生变化，这个变化会被相应的检测器检出，从而发出警报。激光感烟报警器是高灵敏度的报警器，其工作原理与红外线感烟报警器类似，发射器发出激光束，经光学系统后由接收器转化为光电信号，当激光束被火灾产生的烟雾所遮挡时，其强度就会有所减弱，接收器得到的电信号发生变化，通过转换器发出报警信号。

2.烟雾报警器的应用

不同类型的烟雾报警器的工作原理不同，因此，它们的性质也有所不同。如何更好的去应用烟雾报警器，就要根据其特性将其应用到更适合的火灾检测中。

离子感烟探测器是通过放射性元素对空气的电离形成电流而工作的，因此，它对低温燃烧阶段的大颗粒烟雾，和开放性火灾的小颗粒烟雾的响应灵敏度都比较高。因此，这类烟雾火灾报警器灵敏度高，安全，可靠。但是这类报警器对环境的要求较高，一些特定的场所中不适合应用。由于它对小颗粒烟雾的高灵敏度，对烹饪，吸烟产生的烟雾也会有很高的灵敏度。因此，安装这类报警器必须考虑这些因素，并且这类灭火器的成本较高，会产生放射性的射线，对人的健康可能造成一定的影响。

新型的光电烟感报警系统性质稳定，反应灵敏，误报率低，现在已得到了广泛的应用。但是，由于各类光源所发出光的本身属性，决定了该类报警器对稍大的烟雾离子的敏感性比较高，而对较小的粒子的敏感度有限。因此光电烟感报警器更适合会产生大颗粒烟雾的火灾预警。

3.结语

综上所述，不同的感烟火灾探测器的工作机理是不同的，因此其工作条件跟环境也是有区别的。如何能够更好的去应用烟雾火灾报警器，就需要对火灾科学有一个更加深入的理解，通过对不同类型火灾性质和所产生烟雾的颗粒进行研究，从而在不同的场合选择不同的烟雾报警器。与此同时时，如何克服烟雾报警器易受外界条件，如风速、灰尘以及电路噪声的影响的缺陷，将是今后烟雾报警器研发的主要课题。

【参考文献】

[1]徐晓明，叶盛，胡洁.新型光电式烟雾传感器及其应用[J].仪器仪表学报，2002（23）：118.