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1、火灾监控技术,_火灾探测器,一、火灾基本现象,物质燃烧过程是一种伴随有烟、光、热的化学反应过程。在物质燃烧过程中，一般有下列现象产生： 热（温度）：凡是物质燃烧，必有热量释放，使得环境温度升高，这是物质燃烧的基本特征之一。 燃烧气体与烟雾：普通可燃物质在燃烧开始时，往往首先释放出燃烧气体和烟雾。其具有流动性和毒害性，能潜入建筑物的任何空间，因此构成物质燃烧过程的又一特征 火焰（光）：火焰是物质燃烧产生的灼热发光的气体部分。火焰光作为燃烧的鉴别特征之一，也是重要的火灾探测参数。,三、火灾探测方法,以物质燃烧过程中产生的各种火灾现象为依据，以物质燃烧过程中发生的能量转换和物质转换为基础，可形成不同
2、的火灾探测方法： 空气离化法 光电感烟探测法 温度（热）探测法 火焰光探测法 可燃气体探测法 复合探测法,三、火灾探测方法,1、空气离化探测法,利用放射性同位素释放的射线将空气电离产生正、负离子，使得带电腔室(称为电离室)内空气具有一定的导电性，在电场作用下形成离子电流 当烟雾气溶胶进入电离室内，烟雾粒子利用其吸附特性吸附其中的带电离子，产生离子电流变化 这种离子电流变化与烟浓度有直接线性关系，并可用电子线路加以检测，从而获得与烟浓度有直接关系的电信号，用于火灾确认和报警,2、光电探测法,根据烟雾颗粒对光线的作用原理，光电感烟探测法分为： 减光式：减光式光电感烟探测是根据烟雾颗粒对光线（一般采
3、用红外光）的阻挡作用所形成的光通量的减少量来实现对烟雾浓度的有效探测。如砷化镓红外发光管。 散射光式：散射光式感烟探测是根据光散射定律，在点状结构的火灾探测器通气暗箱内用发光元件产生一定波长的探测光，当烟雾气溶胶进入检测暗箱时，其中粒径大于探测光波长的着色烟雾颗粒产生散射光，通过与发光元件成一定夹角的光电接收元件收到的散射光强度，可以得到与烟浓度成比例的信号电流或电压，用于判定火灾。,3、温度(热)探测法,根据物质燃烧释放出的热量所引起的环境温度升高或其变化率大小 通过热敏元件与电子线路来探测火灾,4、火焰光探测法,根据物质燃烧所产生的火焰光辐射的大小，其中主要是红外辐射和紫外辐射的大小。 通
4、过光敏元件与电子线路来探测火灾现象。 这类探测方法一般采用被动式光辐射探测原理，通常还要考虑可燃物燃烧时火焰光的闪烁频率330Hz。,5、可燃气体探测法,对物质燃烧初期产生的烟气体或易燃易爆场所泄漏的可燃气体,可利用热催化元件、气敏半导体元件或三端电化学元件的特性变化来探测易燃可燃气体浓度或成分，预防火灾和爆炸危险。,6、复合探测,根据普通可燃物火灾模型，在同一时间段同时对火灾过程中的烟雾、温度等多个参数进行探测和综合数据处理。 兼顾火灾探测可靠性和及时性为目的，分析判断火灾现象，确认火灾。,三、火灾探测过程,火灾探测器的敏感元件与物质燃烧过程中产生的火灾特征参数作用，发生物理量或化学量的转换
5、，经过电子或机械方式处理，将结果判断后用开关量报警信号传输给火灾报警控制器，或者不经过判断直接将数据处理获得的模拟量信号传输给火灾报警控制器。求工作过程如下图：,三、火灾探测过程,四、探测器工作原理,探测器一般由火灾参数传感器（测量元件）、探测信号处理单元和火灾判断电路组成。,五、信号处理（火灾判断）,火灾判据,六、火灾探测器的分类,火灾报警探测器的分类方法多种： 按结构形式：点型、线性 按特征参数：感烟、感温、火焰、可燃气体和复合探测器 按探测方法：离子、光电、化学等 按结构原理：管式、金属、半导体、图像等,六、火灾探测器的分类,六、火灾探测器实例,传统点型感烟探测器,六、火灾探测器实例,传
6、统点型感温探测器,六、火灾探测器实例,双波段光电探测器：,六、火灾探测器实例,红外光束火灾探测器,六、火灾探测器实例,空气管采样探测器,采样管设在钢梁上,六、火灾探测器实例,新型火灾探测器：图像探测器,六、火灾探测器实例,感温探测器是光纤光栅温度监测报警系统的核心部分，由测量光栅、导热感温元件(无电元件)等部分组成，使用不锈钢管进行保护。实际使用时，检测现场可以安装多个感温探头(具体数量根据使用需要确定)，它们之间相互串接起来，采用特殊结构与光缆连接。图1为单个感温探头结构简图。 1 2 3 4 5 1 感温探头结构简图 其中，1为连接光缆，2为探头保护管，3为测量光栅，4为导热感温元件，5为
7、单模光纤。探头环境温度发生变化时，由探头保护管经导热感温元件传导到测量光栅，导致布喇格波长发生变化。通过探测此波长的变化，获得环境温度，达到温度传感的目的。,六、火灾探测器实例,新型火灾探测器：光纤光栅探测器,六、火灾探测器实例,光纤光栅探测原理,七、型号编制,一个是国家标准ZBC810011984火灾探测器产品型号编制方法，另一个是公安行业标准GA/T2281999火灾探测器产品型号标准方法。在GA/T2281999标准中，明确规定该标准自实施之日起代替标准ZBC810011984。 火灾探测器产品型号编制方法.pdf,七、型号编制,ZBC810011984,J,T,Y感烟火灾探测器，W感温
8、火灾探测器，G感光火灾探测器，Q可燃气体探测器，F复合式火灾探测器 B防爆型，C船用型,七、型号编制,GA/T2281999,J,Y感烟火灾探测器；W感温火灾探测器；G感光火灾探测器；Q气体敏感火灾探测器；T图像摄像方式火灾探测器；S感声火灾探测器；F复合式火灾探测器； 防爆型用B（在前），普通型省略；船用型用C（在后），普通型省略；,八、性能指标,探测器的性能从四个方面衡量： 灵敏度：包含火灾灵敏度及其级别，感烟灵敏度及其级别； 可靠性：在适当环境下，探测器长期不间断运行时正常执行功能的能力； 稳定性：在预定的周期时间内，以不变的灵敏度重复感受火灾的能力； 维修性：可维修的探测器进行修复的难
9、易程度或性质。,八、性能指标,从以下标示反映性能指标： （1）工作电压和允差 火灾探测器的工作电压统一规定为DC 24V。 允差为额定工作电压的-15%-+10%。 （2）响应阈值和灵敏度 响应阈值是指火灾探测器动作的最小参数值，不同类型火灾探测器的响应阈值单位量纲也不相同 灵敏度一般分为三级（高、中、低）。,八、性能指标,从以下标示反映性能指标： （3）监视电流 监视电流是指火灾探测器处于监视状态下的工作电流。监视电流表示了火灾探测器在监视状态下的功耗，因此要求火灾探测器的监视电流越小越好。 （4）允许的最大报警电流 最大报警电流是指火灾探测器处于报警状态时允许的最大工作电流。若超过此电流值
10、，火灾探测器就可能损坏。允许最大报警电流越大，表明火灾探测器的负载能力越强。,八、性能指标,从以下标示反映性能指标： （5）报警电流 报警电流是指处于报警状态时的工作电流。此值小于最大报警电流。 （6）工作环境条件 工作环境条件是指环境温度、相对湿度、气流速度和清洁程度等，通常要求火灾探测器对工作环境的适应性越强越好。,九、探测器的选择,火灾探测器的选择，应符合下列要求： 对火灾初期有阻燃阶段，产生大量的烟和少量的热，很少或没有火焰辐射的场所，应选择感烟探测器。 对火灾发展迅速，可产生大量热、烟和火焰辐射的场所，可选择感温探测器、感烟探测器、火焰探测器或其组合。,九、探测器的选择,火灾探测器的
11、选择，应符合下列要求： 对火灾发展迅速，有强烈的火焰辐射和少量的烟、热的场所，应选择火焰探测器。 对火灾形成特征不可预料的场所，可根据模拟试验的结果选择探测器。 对使用、生产或聚集可燃气体或可燃液体蒸气的场所，应选择可燃气体探测器。,九、探测器的选择,不同高度的房间点型火灾探测器的选择,九、探测器的选择,下列场所宜选择点型感烟探测器: 饭店、旅馆、教学楼、办公楼的厅堂、卧室、办公室等； 电子计算机房、通讯机房、电影或电视放映室等； 楼梯、走道、电梯机房等； 书库、档案库等； 有电气火灾危险的场所。,九、探测器的选择,符合下列条件之一的场所，不宜选择离子感烟探测器： 相对湿度经常大于95%； 气
12、流速度大于5m/s； 有大量粉尘、水雾滞留； 可能产生腐蚀性气体； 在正常情况下有烟滞留； 产生醇类、醚类、酮类等有机物质。,九、探测器的选择,符合下列条件之一的场所，不宜选择光电感烟探测器： 可能产生黑烟； 有大量粉尘、水雾滞留； 可能产生蒸气和油雾； 在正常情况下有烟滞留。,九、探测器的选择,符合下列条件之一的场所，宜选择感温探测器： 相对湿度经常大于95%； 无烟火灾； 有大量粉尘； 在正常情况下有烟和蒸气滞留； 厨房、锅炉房、发电机房、烘干车间等； 吸烟室等； 其他不宜安装感烟探测器的厅堂和公共场所。,九、探测器的选择,可能产生阴燃火或发生火灾不及时报警将造成重大损失的场所，不宜选择感
13、温探测器；温度在0以下的场所，不宜选择定温探测器；温度变化较大的场所，不宜选择差温探测器。,九、探测器的选择,符合下列条件之一的场所，宜选择火焰探测器： 火灾时有强烈的火焰辐射； 液体燃烧火灾等无阴燃阶段的火灾； 需要对火焰做出快速反应。,九、探测器的选择,符合下列条件之一的场所，不宜选择火焰探测器： 可能发生无焰火灾； 在火焰出现前有浓烟扩散； 探测器的镜头易被污染； 探测器的“视线”易被遮挡； 探测器易受阳光或其他光源直接或间接照射； 在正常情况下有明火作业以及X射线、弧光等影响。,九、探测器的选择,下列场所宜选择可燃气体探测器： 使用管道煤气或天然气的场所； 煤气站和煤气表房以及存储液化
14、石油气罐的场所； 其他散发可燃气体和可燃蒸气的场所； 有可能产生一氧化碳气体的场所，宜选择一氧化碳气体探测器。,九、探测器的选择,装有联动装置、自动灭火系统以及用单一探测器不能有效确认火灾的场合，宜采用感烟探测感温探测器、火焰探测器（同类型或不同类型）的组合。,九、探测器的选择（线性）,无遮挡大空间或有特殊要求的场所，宜选择红外光束感烟探测器。,九、探测器的选择,下列场所或部位，宜选择缆式线型定温探测器： 电缆隧道、电缆竖井、电缆夹层、电缆桥架等； 配电装置、开关设备、变压器等； 各种皮带输送装置； 控制室、计算机室的闷顶内、地板下及重要设施隐蔽处等； 其他环境恶劣不适合点型探测器安装的危险场
15、所。,九、探测器的选择（线性）,下列场所宜选择空气管式线型差温探测器： 可能产生油类火灾且环境恶劣的场所； 不易安装点型探测器的夹层、闷顶。,九、探测器的选择,民用建筑中火灾探测器类型选择及安装的位置参见相关附录。,十、探测器的布置,探测器的接线（涉及探测器的结构、线制等问题）： （1）外形结构：为方便用户确认探测器是否动作，探测器有带确认灯和不带确认灯的。 （2）探测器的线制：二线、三线、四线 （3）探测器的运用方式：串联和并联,十、探测器的布置,接线要求： 探测器的底座应固定牢靠，其导线连接必须可靠压接或焊接。 探测器的“十”线应为红色，“一”线应为兰色。 探测器底座的外接导线,应留有不小
16、于15cm的余量，入端处应有明显标志。 探测器底座的穿线孔宜封堵，安装完毕后的探测器底座应采取保护措施。 探测器的确认灯，应面向便于人员观察的主要入口方向。,十、探测器的布置,点型探测器的布置 线性探测器的布置 手动报警按钮的布置 新型探测器的布置,点型探测器的布置,探测区域内的每个房间至少应设置一只火灾探测器。 感烟探测器、感温探测器的保护面积和保护半径，应按下表确定。 保护面积A：有效探测火灾的地面面积 保护半径R：有效探测的单向最大水平距离,点型探测器的布置,点型探测器的布置,安装间距： 感烟探测器、感温探测器的安装间距，应根据探测器的保护面积A和保护半径R确定，并不应探测器安装间距的极
17、限曲线D1D11（含D9）所规定的范围。,点型探测器的布置,点型探测器的布置,一个探测区域内所需设置的探测器数量，不应小于下式的计算值 ：,N-应设置的探测器的数量； S-探测区域面积； A-探测器的保护面积； K-安全修正系数；重点建筑物K=0.7-0.9，非重点保护建筑取K=1,点型探测器的布置,计算举例： 已知一个地面面积为m40m的生产车间，其屋顶坡度为，房间高度为m，使用感烟探测器保护，求需要多少只火灾探测器？ 查表：当时，房间高度h=6m-12m，屋顶屋顶坡度为，感烟探测器的保护面积为 m，保护半径为6m，选，则只。,点型探测器的布置,有梁的顶棚上设置感烟探测器、感温探测器时 当梁
18、突出顶棚的高度小于200mm时，可不计梁对探测器保护面积的影响。 当梁突出顶棚的高度超过600mm时，被梁隔断的每个梁间区域至少应设置一只探测器。 当被梁隔断的区域面积超过一只探测器的保护面积时，被隔断的区域应按上述方法计算探测器的设置数量。 当梁间净距小于1m时，可不计梁对探测器保护面积的影响。,点型探测器的布置,当梁突出顶棚的高度为200600mm时，应考虑不同高度的房间梁对探测器设置的影响梁对探测器保护面积的影响和一只探测器能够保护的梁间区域的个数。,点型探测器的布置,在宽度小于3m的内走道顶棚上设置探测器时，宜居中布置。感温探测器的安装间距不应超过10m；感烟探测器的安装间距不应超过1
19、5m；探测器至端墙的距离，不应大于探测器安装间距的一半。,点型探测器的布置,探测器至墙壁、梁边的水平距离，不应小于0.5m。 探测器周围0.5m内，不应有遮挡物。 房间被书架、设备或隔断等分隔，其顶部至顶棚或梁的距离小于房间净高的5%时，每个被隔开的部分至少应安装一只探测器。 探测器至空调送风口边的水平距离不应小于1.5m，并宜接近回风口安装。探测器至多孔送风顶棚孔口的水平距离不应小于0.5m。,点型探测器的布置,当屋顶有热屏障时，感烟探测器下表面至顶棚或屋顶的距离，应符合下表规定。,点型探测器的布置,锯齿型屋顶和坡度大于15的人字型屋顶，应在每个屋脊处设置一排探测器，探测器下表面至屋顶最高处
20、的距离，应符合上表的规定。,点型探测器的布置,探测器宜水平安装。当倾斜安装时，倾斜角不应大于45。 在电梯井、升降机井设置探测器时，其位置宜在井道上方的机房顶棚上,红外光束探测器的布置,红外光束感烟探测器的光束轴线至顶棚的垂直距离宜为0.31.0m，距地高度不宜超过20m。 相邻两组红外光束感烟探测器的水平距离不应大于14m。探测器至侧墙水平距离不应大于7m，且不应小于0.5m。探测器的发射器和接收器之间的距离不宜超过100m。,缆式线型感温的布置,缆式线型感温探测器的电缆桥架或支架上设置时，宜采用接触式布置；在各种皮带输送装置上设置时，宜设置在装置的过热点附近。,空气管探测器的布置,设置在顶棚下方的空气管式线型感温探测器，至顶棚的距离宜为0.1m。相邻管路之间的水平距离不宜大于5m；管路至墙壁的距离宜为11.5m。,手动报警按钮的布置,每个防火分区应至少设置一个手动火灾报警按钮。从一个防火分区内的任何位置到最邻近的一个手动火灾报警按钮的距离不应大于30m。手动火灾报警按钮宜设置在公共活动场所的出入口处。 手动火灾报警按钮应设置在明显的和便于操作的部位。当安装在墙上时，其底边距地高度宜为1.31.5m，且应有明显的标志。,