淺析火災自動探測技術的進展

文/楊俊科

一、概說

據有關資料統計，火災所造成的損失約為地震的5倍，僅次于干旱和洪澇災害，對我們的生活構成了巨大的影響和危害。當前，隨著經濟建設的快速發展，城市規模不斷擴大，人民物質文化水平不斷提高，物質財富和人口相對集中，新能源、新材料、新設備得到廣泛開發利用，一旦發生火災損失大大增加。所以，防治火災已經成為我們一項極其重要的任務。而要減少火災危害，必須在火災發生早期甚至極早期發現并撲滅，由此便產生了對火災自動探測的需求。本文就當前火災探測與控制技術研究的熱點和未來的發展趨勢來展開論述。

二、火災自動探測技術的發展趨勢

火災探測技術的任務就是針對燃燒中表現出來的物理特征作出反應，并根據這些反應作出是否發生火災的準確判斷。從研究熱點可以發現，早期準確預報是火災自動報警的關鍵問題，也是今后的發展趨勢。

1.多參量多判據火災探測技術

火災過程是一個極其復雜的物理化學過程，會產生氣(燃燒氣體)、煙(煙霧粒子)、熱(溫度)、光(火焰)等火災參量，因此很難用一種火災參量探測變化莫測的各類火災。此外，灰塵、水氣、香煙煙霧等非火災信號，也能引起單一參量火災探測器誤報——雖然不具備真實火災的多個火災參量。因此，多參量復合探測技術結合相關的信號處理方法，不僅可以克服因使用單火災參量造成的漏報，還可以從根本上識別由于非火災信號導致的誤報，使得火災的誤報率大大降低。此外，多參量多判據火災探測技術還可使火災探測的時問縮短，達到早期預報的目的。因此各種火災參量敏感元件組成的各種復合探測器仍將是今后火災探測領域中主要研究方向。

2.網絡型火災自動報警技術

目前，網絡型火災報警控制技術已成為一個重要發展方向。網絡型火災報警控制技術采用多個區域報警控制器組成一個基于某種網絡通訊方式的局域網絡，網絡中的每個區域控制器與其所控設備組成一個相對獨立的報警區域。控制器之間通過局域網絡進行數據交換，完成交互的顯示和控制功能。這種技術使整個系統處于多臺控制器的監控之中，可以有效避免由于操作人員的疏忽可能造成的損失。這種技術可以將一個單位甚至一個城市的消防系統納入到一個大系統中，可結合城市通信指揮系統、住宅小區安全防范系統和現代火災信息處理技術。這樣不僅提高了系統的安全性，而且還可以做到及早發現、快速反應，將火災損失降低到最低限度。

3.早期火災探測技術——CO氣體探測技術

在早期火災探測技術方面，分析空氣中氣體也是一個重要方法。眾所周知，通常火災是一種不充分燃燒，在發生火災之前或過程中，CO的含量會遠高于正常情況，因此通過測量空氣中的CO的含量，便可準確判斷是否發生了火災，并且可以早期發現火災。由于人們認識不足及早期CO傳感器探測靈敏度低、功耗高、成本高等缺點限制了它的應用，近年來，CO傳感技術有了一定突破，功耗顯著降低，靈敏度及壽命都有所提高，出現了較為成熟的CO氣體探測技術。采用CO作為火災探測參數，具有下列優點：

(1)CO含量變化早于煙霧和火焰輸出，響應速度快。

(2)無放射性污染。

(3)CO分子可通過煙不能通過的極小縫隙。

(4)CO比空氣輕，擴散能力比煙霧強，能更有效到達探測器。

(5)對感煙探測方法產生誤報的誤報源不產生CO，故對CO探測器不產生影響。

(6)CO分子通過擴散方式由火源傳到探測器，故不會像煙霧探測器那樣因空氣對流不利而不報警，它是煙流受熱分層效應阻礙的區域里和有限區域里發生火災的有效探測方法。

為盡早報警及適應特殊環境要求，應盡量采用CO作為火災探測參數；同時CO與其它參數的綜合會進一步增加報警的可靠性及靈敏性。它的引用對火災探測的可靠性提高具有深遠意義。

三、小結

由于火災探測問題屬于非結構性問題，很難用精確的數學語言描述；且其發生、發展過程中，始終存有與火災信號變化規律相似的非火災信號。故為盡量降低誤、漏報還有很多需解決的課題：如低功耗、高靈敏度CO傳感器的應用及與其他傳感元件復合，以及在降低成本同時與自動化、通訊及其他領域新技術的融合等問題。而作為火災科學的一個關鍵技術環節，火災探測在保護自然資源和人民生命財產安全中起著重要的作用。為了滿足社會和發展的需要，火災探測技術將面臨越來越多的挑戰，火災探測技術的研究也將會有越來越多的研究課題。總的來說，“更快、更準”將是火災探測技術未來發展的一個方向。

1.郭鍵，王汝琳，李明.火災探測技術的現狀及發展方向.遼寧工程技術大學學報第23卷第2期.2004年4月.

2.秦科稚.第五代火災自動報警技術革命.技術與產品信息P10～l8.2006年6月.

3.劉衛華.火災探測報警系統現狀分析.消防技術與產品信息P10～l8.2006年10月.