火灾探测器分类

 公司新闻     |      2019-12-26 10:08

  火警探测器分类,_天然科学_专业材料。火警探测与限定工程 中国科学本领大学 火警科学国度中心尝试室 2005.7.28 1 第二章 火警探测器及其使用 预防参考赵英然书P166 2 厉重实质 2.1火警探测器分类 2.2感烟

  火警探测与限定工程 中国科学本领大学 火警科学国度中心尝试室 2005.7.28 1 第二章 火警探测器及其使用 预防参考赵英然书P166 2 厉重实质 2.1火警探测器分类 2.2感烟探测器 2.3感温探测器 2.4火焰探测器 2.5气体传感器 2.6探测器的职能目标及工程使用 (参考陈南书P24) 3 2.1 火警探测器分类 4 火警探测器分类 火警探测器的任务本质是将火警中显示的质地 流(可燃气体、燃烧气体、烟颗粒、气溶胶) 和能量流(火焰光、燃烧音)等物理征象的特 征信号,使用传感元件举办反响,并将其转换 为另一种易于措置的物理量; 遵循对火警差异的反响信号特色,能够将这些 火警探测器分为:气敏型、感温型、感烟型、 感光型和感声型五大类型; 遵循珍爱面积和边界分为点型和线型两类; 遵循智能水平分为开合量,模仿量(类比式)和智 能化探测器. 5 火警探测器分类 6 火警探测器分类 离子感烟 双源式离子感烟火警探测器 火警探测器 单源式离子感烟火警探测器 感烟 式火 灾探 测器 点型 光电感烟 减光式光电感烟火警探测器 火警探测器 散射式光电感烟火警探测器 激光感烟火警探测器 判袂式红表光束感烟火警探测器 线 火警探测器分类 感光式火 紫表火警探测器 灾探测器 红表火警探测器 气敏半导体可燃气体探测器 可燃气体 火警探测器 催化燃烧型可燃气体探测器 (有分铂丝催化型和载体催化型两种) 光电式可燃气体探测器 固定电介质可燃气体探测器 复合式感温感烟火警探测器 复合式感温感光火警探测器 复合式火 灾探测器 复合式感温感烟感光火警探测器 判袂式红表光束感温感光火警探测器 图象型火警探测体例 8 火警探测器分类 感温式火警探测器 点型 线性 (漫衍式) 定温式 差温式 差定温式 定温式 差温式 差定温式 热 敏 电 阻 定 温 火 灾 探 测 器 器 测 探 灾 火 温 定 体 导 半 属 薄 片 式 定 温 火 灾 探 测 器 金 电 偶 式 定 温 火 灾 探 测 器 热 银 接 点 定 温 火 灾 探 测 器 水 金 属 定 温 火 灾 探 测 器 双 璃 球 膨 胀 型 定 温 火 灾 探 测 器 玻 熔 合 易 热 敏 电 金 阻 定 差 温 温 火 火 灾 灾 探 探 测 测 器 器 半 导 体 差 温 火 灾 探 测 器 测 器 探 灾 火 温 差 式 盒 模 属 金 金 属 双 热 敏 电 差 阻 温 差 火 定 灾 温 探 火 测 灾 器 探 测 器 半 导 体 差 定 温 火 灾 探 测 器 探 测 器 灾 火 温 定 差 式 圈 动 属 金 双 属 模 金 可 熔 绝 半 导 体 缘 线 物 性 线 定 性 温 定 火 温 灾 火 探 灾 测 探 器 测 器 器 测 探 灾 火 温 差 性 线 管 气 空 敏 电 阻 差 定 温 火 灾 探 测 器 热 盒 式 膜 双 金 属 差 热 半 电 导 偶 体 线 差 性 定 定 差 温 温 温 火 火 火 灾 灾 灾 探 探 探 测 测 测 器 器 器 盒 式 差 定 温 火 灾 探 测 器 差 定 温 火 灾 探 测 器 9 2.2 感烟探测器 火警烟雾属性特色 感烟探测的根本道理 离子感烟探测器 光电感烟探测器 感烟探测器职能及选用准绳 10 感烟探测器 火警烟雾的属性特色 烟雾(烟气)界说 烟雾颗粒的分形凝并征象 烟雾颗粒均匀尺寸 烟雾颗粒标准漫衍 11 感烟探测器 火警烟雾的属性特色 火警烟雾(烟气)界说 燃烧爆发的由多相物质构成的气溶胶(aerosol), 大凡囊括可燃物热解或燃烧爆发的气相燃烧产品、 卷吸进去的多量气氛、未一律燃烧的液、固相分 解物和轻细颗粒。《热患难尝试诊断门径》 Smoke. The airborne solid and liquid particulates and gases evolved when a material undergoes pyrolysis or combustion, together with the quantity of air that is entrained otherwise mixed into the mass.(NFPA 92B 2000Edition) 12 感烟探测器 火警烟雾的属性特色 烟颗粒是指人的肉眼可见的燃烧天生物,其粒 子直径为0.01~10?m液体或固体微粒。烟雾 拥有很大的滚动性,它能潜入造造物的任何空 间。烟雾拥有毒性,它对人的人命拥有希罕大 的胁造。火警中约有70%的死者是因为燃烧气 体或烟雾湮塞酿成的。 绝大大都物质正在燃烧的起初阶段,开始爆发烟 雾,所以要杀青早期呈现火警,裁减火警耗损, 正在大凡情形下使用感烟式火警探测器会有优良 功效。这种探测器可探测70%以上的火警。感 烟火警探测器是目前天下上使用最普通、数目 最多的探测器。 13 感烟探测器 火警烟雾的属性特色 14 感烟探测器 火警烟雾的属性特色 烟雾颗粒的分形凝并征象(Fractal coagulation) N = k f ( Rg / d p ) Df 分形维数,1~2 主粒子个数 反转半径 主粒子直径,10~50nm 前置系数 Rg = 1 N ∑ ri , ri为每个粒子到凝团中央间隔 2 i =1 N 15 感烟探测器 火警烟雾的属性特色 烟雾颗粒的分形凝并征象 ln N = ln k f + D f ln( Rg / d p ) 5.0 4.5 4.0 lnN 3.5 3.0 2.5 Df=1.17 kf=8.89 2.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 ln(R g/d p) 16 感烟探测器 火警烟雾的属性特色 烟雾颗粒的分形凝并征象 使用扫描电镜或透射电镜或原子力学显微镜等显微 装配侦查了燃烧烟雾中碳黑凝并爆发的分形轮廓, 通过对烟雾图像举办剖析措置,取得差异燃料燃烧 时烟雾碳黑的分形维数。咨询呈现,群多差异燃料 燃烧烟雾碳黑分形维数与燃料类型无合,趋于相似, 日常取1.8-2。 火警烟雾颗粒均由粒径约莫为30nm的匀称轻细颗 粒会集而成,呈链状布局,拥有彰着的分形特色, 会集体均匀直径为1?m; 粉尘颗粒没有法则的颗粒构成及粒径漫衍特色,不 存正在链状分形布局,颗粒彰着较大,日常正在10?m 以上。 17 感烟探测器 火警烟雾的属性特色 烟雾颗粒均匀尺寸 均匀直径即用一个假念的尺寸均一的粒子群来替代 正本的本质的粒子群,而依旧正本粒子群的某个特 征量褂讪。 最常用的有索太尔均匀直径、体积均匀直径和质地 中心直径 索太尔均匀直径D 索太尔均匀直径D32:依旧总体积和 总表貌积的比值褂讪 体积均匀直径D 体积均匀直径D30:总体积和粒子总 数褂讪 质地中心直径D43:正在该直径以上或 质地中心直径D 以下,粒子的累积质地百分数相称 (即各占50%) D32 = ∫ d max d0 d i3dυ / ∫ d max d0 d i2 dυ 18 感烟探测器 火警烟雾的属性特色 烟雾颗粒均匀尺寸 个别燃烧物差异燃烧景况索太尔直径 19 感烟探测器 火警烟雾的属性特色 烟雾颗粒标准漫衍 烟雾颗粒的尺寸漫衍是烟雾的根本性子参数 之一,火警烟雾的绝大个别粒子漫衍正在0.01~ 1um,吐露尺寸漫衍的最根本的门径,是求出某 一尺寸带中粒子所占的质地(或体积、表貌积、 粒子数量)百分数。如许的数称为颗粒标准分 布、或频率漫衍或频谱漫衍; 目前使用渊博的粒子尺寸漫衍有罗辛-拉姆 勒(Rosin-Rammler)漫衍和上限对数正态漫衍, 其他又有正态漫衍和对数正态漫衍等。 20 感烟探测器 火警烟雾的属性特色 烟雾颗粒标准漫衍(R-R漫衍) 21 感烟探测器 火警烟雾的属性特色 烟雾颗粒标准漫衍(R-R漫衍) 相仿差异k的R-R漫衍函数体积频度漫衍弧线 感烟探测器 火警烟雾的属性特色 烟雾颗粒标准漫衍(正态漫衍) 23 感烟探测器 火警烟雾的属性特色 烟雾颗粒标准漫衍(对数正态漫衍) 24 感烟探测器 火警烟雾的属性特色 烟雾颗粒标准漫衍(上限对数正态漫衍) 25 感烟探测器 感烟探测的根本道理 对离子有俘获和劝止效用(离子型) 对光后拥有散射和罗致效应(光电散 射型、光电罗致型) 微粒自身拥有必定热容量,使其正在流 动进程中可依旧相当的温度 正在高温效用下,微粒自身带有静电荷 26 感烟探测器 离子感烟探测器(王殊书) 离子感烟探测器根本道理 离子感烟探测器布局 离子感烟探测器电道 27 感烟探测器 离子感烟探测器(王殊书) 离子感烟探测器根本道理 I IS III II I称欧姆定律区,II称中心 I 0 区,III称饱和电流区 U 任务道理图(双极电离室) 任务弧线图(任务正在I区) 正在离子感烟火警探测器中,使用同位素放射源,使电离室内的气氛 爆发电离,使电离室正在电子电道中吐露电阻性子; 当烟雾进入电离室后,改良了气氛电离的离子数目,离子被烟雾粒 子俘获,电离电流减幼,极间阻值增大; 28 感烟探测器 离子感烟探测器 离子感烟探测器根本道理 单极电离室 双源双室离子探测器 单极电离室:比拟双极电离室,空间初始离子少,阻抗大,烟雾进入后, 惹起电流变更大,探测特别聪敏; 本质探测器由两个单极电离室串联而成,抵偿室劝止烟雾进入,检测 室容许烟雾进入,从而抵偿因境况要素惹起的变更. 29 感烟探测器 离子感烟探测器 离子感烟探测器根本道理 当无烟雾进入,仅境况变更时,全豹电道电流值降低,但两个电离室电阻特 性弧线同时变更, 两个电离室电压变更差为?V=0; 当有烟雾进入检测室后,全豹电道电离电流从寻常的I1裁减到I’1,抵偿 室电阻褂讪,而检测室阻抗扩张,此时,检测室两头电压从V2扩张到V’2。 扩张电压值:?V= V’2-V’10; 当?V扩张到必定值时,发出报警信号. 30 感烟探测器 离子感烟探测器 离子感烟探测器根本道理 由霍泽曼方程有 Z ? d ?I ?R y= = + η I 0 R0 y为电流相对强度,z为烟浓度,d为烟颗 粒均匀直径η为电离室常数; 同时,电流强度等于电离电流相对变更 值和电离室阻抗相对变更值之和。 31 感烟探测器 离子感烟探测器 离子感烟探测器布局 32 感烟探测器 离子感烟探测器 离子感烟探测器电道 由检测电离室和抵偿电离室、信号放大回道、开合 转换电道、火警模仿反省回道、妨碍主动检测回 道、确认灯回道等构成。 33 感烟探测器 离子感烟探测器 离子感烟探测器电道 信号放大回道是正在检测电离室进入烟雾今后,电压信号抵达规矩值以上时开 始行动,通过高输入阻抗的MOS型场效应型晶体管(FET)举动阻抗耦合晚生 行放大; 开合转换电道是用进程放大后的信号触发正反应开合电道,将火警信号传输 给报警限定器。正反应开合电道曾经触发导通,就能自依旧,起到追念的作 用; 为了防范探测器至报警器间发作电道断线,或者探测器安设接触不良,探测 器被取走等题目发作,妨碍主动检测回道也许实时发出妨碍报警信号,以便 实时举办反省维修; 为了反省电子元器件是否损坏,能够通偏激警模仿反省回道参与火警模仿信 号,若有题目能够实时维修。确认灯点亮注解探测器行动,以便正在现场决断 已报警的探测器。为了正在确认灯损坏时不影响探测器的寻常任务,正在确认灯 的二端并联一电阻。 34 感烟探测器 光电感烟探测器 打定常识(电磁波谱) 光电感烟探测器道理 点型光电感烟探测器 线 感烟探测器 光电感烟探测器 电磁波谱 36 感烟探测器 光电感烟探测器 光电感烟探测器道理 烟雾颗粒是多谱的,粒径变更边界0.01-1um; 烟雾与光彼此效用,发作两种衰减进程:散射和 罗致. 散射:粒子以同样的波长再辐射已采纳的光能, 再辐射可正在扫数的宗旨上发作,但大凡正在差异方 向上强度差异; 罗致:将采纳的光能更动成其它阵势的能,如化 学能,热能或差异波长的光能. 正在可见光和近红表光(0.35-1um)边界,黑烟光衰 减以罗致为主;关于日常固体火警白烟或灰烟, 罗致和散射对光衰减均有影响. 37 感烟探测器 光电感烟探测器 光电感烟探测器道理(单粒子散射) Iw 散射光强 Iw = I p λ2 4π r 2 2 F (θ , ? , λ ) 散射结果因子 Ks ∫ F (θ ,? , λ ) sin θdθd? = ( 2π / λ2 ) S g 减光结果因子 Ip K J = K s (散射) + K x (罗致) 38 感烟探测器 光电感烟探测器 光电感烟探测器道理(单粒子散射) 遵循烟颗粒与入射波长相对巨细 ? ? 中等粒径,0.1λ d p 4λ : Mie散射区? ? 大粒径, d p 4λ : 布里卡尔散射区 ? 幼粒径, d p 0.1λ : 瑞利散射区 烟雾颗粒粒径为0.01-1um,入射波长如 为红表0.75um,为幼粒径或中等粒径, 遵从瑞利散射或米氏散射. 39 感烟探测器 光电感烟探测器 光电感烟探测器道理(单粒子散射) 40 感烟探测器 光电感烟探测器 光电感烟探测器道理(单粒子Rayleigh散射) 忽视折射率随波长变更情形下,散射强度 正比与dp6/λ4; 散射图正在前向和后向是对称的,并且拥有 最大值。 复折射率mr = mR + imI mr2 ? 1 2 8 4 散射结果K s = ? d r Re( 2 ) 3 mr + 2 mr2 ? 1 2 罗致结果K x = ?4d r Im( 2 ) mr + 2 πd p dr = λ 41 感烟探测器 光电感烟探测器 光电感烟探测器道理(单粒子Mie散射) 当入射光是平面偏振光时,散射光强为: λ 2 2 I s = 2 2 (i1 sin φ + i2 cos φ ) I 0 4π r 2 42 感烟探测器 光电感烟探测器 光电感烟探测器道理(单粒子Mie散射) 散射结果和减光结果是粒径尺寸参数α和折射率mr的函 数; 粒子散射强度显示错误称性,随粒径增大,前向散射加强, 许多散射道理探测器即采用较幼的θ散射角. 43 感烟探测器 光电感烟探测器 光电感烟探测器道理(单粒子几何光学散射) 前向散射强度极强,且正在更多角度上呈极大极幼值; 正在间隔一个孤独的大粒子很远方观测该粒子酿成的散 射,散射结果近似等于2,而正在间隔大粒子很近处该 粒子的散射结果因子为1。 正在大粒子几何横截面确定的面积内通过的光,一个别 被粒子表貌所反射,一个别被折射。入射粒子的光后 进程若干次内反射和折射后,一个别从头射出,一部 分被罗致。散射能量和罗致能量等于被粒子横截面所 截获的能量,所以粒子的散射结果因子为1(近间隔观 察)。 正在间隔粒子远方侦查结果就差异。因为衍射,光正在粒 子的暗影区显示,此能量等于粒子横截面截获的光束 能量,于是粒子的散射结果因子为2 44 感烟探测器 光电感烟探测器 点型 减 光 型 散 射 型 45 感烟探测器 光电感烟探测器 点型 散射角:出射光后与散射光后 之间的夹角 θ 90 0 θ =90 垂向散射型 0 θ 900 后向散射型 前向散射型 散射角及其类型 46 感烟探测器 光电感烟探测器 点型 散射型 前向散射型 后向散射型 47 感烟探测器 光电感烟探测器(点型) 发射元件日常为砷化镓GaAs,砷铝化镓GaAlAs等原料造 成,采纳元件厉重是硅光敏二极管. 48 感烟探测器 光电感烟探测器(点型) 卧式探测室 (a)发射与采纳单位相对地点 (b)集体布局情形 49 感烟探测器 光电感烟探测器(点型) 立式探测室 (a)发射与采纳单位相对地点 (b)集体布局情形 50 感烟探测器 光电感烟探测器(点型) 散射角抉择准绳 (1)对给定粒谱的气溶胶有尽量大的散射强度; (2)散射强度正在给定粒谱边界内要尽量平衡; (3)探测布局同意。 计划体会: (1)为45度时,可取得对粒谱性子敏锐度较低且散射 强度较高;当角渡过幼时,正在布局上难以阻隔入射方 向光进入采纳元件; (2)为83度或更大时,对黑烟有较高的散射强度; (3)大于90度时,采纳元件容易收到光学暗室内壁反 射回来的光,计划上能够使用光学陷坑。 51 感烟探测器 光电感烟探测器(线型) 光电感烟探测器道理(多谱气溶胶粒子群散射) 52 感烟探测器 光电感烟探测器(线型) 光电感烟探测器道理(多谱气溶胶粒子群散射) Qex (λ , m, d 32 ) 减光结果因子是个无量纲量, 按Mie 散射表面盘算 Km为比消光系数,取决于入射光波 长,粒子粒径及密度,折射率 Ms为烟雾质地浓度,g/m3 日常原料和塑料明火 Km=7.6m2/g 热解时烟雾 Km=4.4m2/g 53 感烟探测器 光电感烟探测器 线θ 采纳 珍爱面积大,大凡用于大厅、堆栈等园地; 采纳单位与发射单位间隔正在1-200m,减光率抵达10%-70% 时,采纳单位发出火警信号; 正在利用红表光束时,视场角为0.005rad,而利用激光光束 时,视场角能够减幼。 54 感烟探测器 光电感烟探测器 线 感烟探测器 光电感烟探测器(线型) 发射单位为红表发光二极管,光源电道为脉冲 形态,频率正在1-50Hz,正在此边界内,可造止低 频滋扰信号,也可下降电源功耗.光后经透镜 集聚成平行光束; 采纳单位光敏器件多为硅光敏二极管,采纳单 元透镜将平行光束聚焦正在光敏器件的光敏面 上. 56 感烟探测器 火警探测器职能目标参数 反响阈值:火警探测器行动的最幼参数值. 感烟聪敏度:感烟探测器反响烟粒子数浓 度(1/cm3)的相对敏锐水平 牢靠性:得当条目下,火警探测器持久不间 : , 断运转时刻随时奉行其预订性能的技能 坚固性:一个预订的周期时候内,以褂讪的 聪敏度反复感触火警的技能 维修性:对能够维修的探测器产物举办修 复难易水平或本质. 57 感烟探测器 火警探测器职能目标参数 点型光电感烟探测器反响阈值 减光系数m(dB/m), m= I 10 log 0 d I 点型离子感烟探测器反响阈值 烟粒子对电离室电离效用参数, y = Zη? d = ?I + ?R I R 0 0 聪敏度确定 采用4种规范火和光学烟密度计和离子 烟浓度计举办衡量标定,确定 58 感烟探测器 感烟探测器反响烟的职能 反响值为探测器的输出电 压减去后台噪声电压再除 以粒子数浓度,?v.cm3 0.05~0.15?m粒径边界烟 粒足以惹起离子感烟探测 器反响,但光电感烟探测 器不反响或反响幼。 粒径幼于0.3?m,离子感烟 探测器有较大反响值,粒 径大于0.3?m条目下光电 探测器有较大反响 离子、光电探测器反响值与粒径之间相合 59 感烟探测器 感烟探测器反响烟的职能 对差异类型烟的反响聪敏度 三品种型探测器正在相仿质地浓度条目下,相对灵 敏度与粒径的相合(弧线?m处交友) A、散射光型探测器 B、减光型探测器 C、离子感烟探测器 60 感烟探测器 散射光型和离子感烟探测器正在质地浓度相仿 条目下,反响聪敏度与烟类型的定性相合 61 感烟探测器 两种探测器优弱点对比 离子探测器 (1)离子感烟探测器对幼粒子反响聪敏度高,光电感烟探 测器对大粒子反响聪敏度高; (2)离子感烟探测器,跟着烟的色带由可见烟到不成见 烟的变更,相对反响聪敏度扩张得很幼,即离子感烟探 测器反响聪敏度与烟的色彩近似无合; (3)离子探测器所长是聪敏度高,弱点是易受境况滋扰, 且存正在放射性污染; 光电探测器 (1)散射光型探测器对灰色的可见烟拥有较高的反响灵 敏度,因为黑烟对光的罗致效用而对其反响较迟笨; (2)光电探测器所长是不存正在污染,弱点是对幼粒子反响 幼. 62 感烟探测器 感烟探测器职能查验 感烟探测器的职能查验要依照无误、合理的国 家规范举办。探测器产物本领职能央浼和试验 门径的国度规范是保障探测器职能相似、持久 任务牢靠、坚固、裁减误报的紧要症结之一。 国度规范GB4715《点型感烟火警探测器本领 央浼及试验门径》已践诺多年,其厉重本领指 标与国际通行规范的规矩根本相似,是查验探 测器职能的厉重本领依照。北京pk赛车历史走势图新计划定型的感烟 探测器都要按此规范举办型式试验。 63 感烟探测器 感烟探测器职能查验 查验实质 反响阈值的查验;通电试验;反复性试验;方 位试验;相似性试验;电压振动试验;气流试 验;高温试验;境况光后试验;振动试验;湿 热试验;打击试验;碰撞试验;侵蚀试验;绝 缘电阻试验;耐压试验;低温试验;静电放电 试验;辐射电磁场试验;电瞬变试验;火警灵 敏度试验 64 感烟探测器 感烟探测器职能查验 反响阈值查验门径 65 感烟探测器 感烟探测器职能查验 测试段 加湿器 加热器 限定台 轴流风机 集烟罩 点型感烟探测器归纳模仿尝试平台(SKLFS) 66 感烟探测器 排气 测试段 均流孔板 均流孔板 探测器、 探测器、衡量 仪器等 模仿段 集烟罩 规范气体 阀门 加湿器 轴流风机 加热器 加尘器 进气 火警探测归纳模仿尝试平台(阀门位于实线:闭 式任务;阀门位于虚线 感烟探测器 感烟探测器职能查验 火警探测归纳模仿尝试平台:模仿段 性能: 模仿天生各早期火警参数及滋扰源,对各样火 灾探测器的相应聪敏度以及抗滋扰技能等进 行归纳评测 ; 构成: 风机、加热器、加尘器、加湿器、规范气体 注入、集烟罩。 特色: 可反复性、各样信号独自天生或羼杂天生。 68 感烟探测器 感烟探测器职能查验 火警探测归纳模仿尝试平台:测试段 性能: 传感器评测、算法咨询。 构成: 探测器及各相应衡量仪器,如右图。 采样点 湿度计 风速计 热电阻 气流 40cm 探测器 69 感烟火警探测器 感烟探测器职能查验 火警探测归纳模仿尝试平台尝试方法 开启全豹尝试平台 抉择开式或闭式 调治轴流风机转速 焚烧举办尝试 开启相应收罗软件 70 本讲竣事 感谢群多! 71