常用火災探測器的工作原理及選擇分析

摘 要：火災探測器作為自動報警系統的探測傳感部分，其工作的靈敏度、穩定性及可靠性直接影響到整個自動報警系統的好壞。由于探測環境場合的不同，火災探測器的選擇也不同，如選擇不得當，可能會引起系統誤報、延報、甚至不報的結果，嚴重影響火災探測警報、人員安全疏散、火災撲救。本文通過分析幾種常用火災探測器的工作原理，探討幾種火災探測器的適用場合。

關鍵詞：火災探測器；工作原理；選擇

火災自動報警系統作為早期火災探測的有效措施，在建筑防火中起著巨大的作用。而火災探測器作為自動報警系統的探測傳感部分，其工作的靈敏度、穩定性及可靠性直接影響到整個自動報警系統的好壞。由于探測環境場合的不同，火災探測器的選擇也不同，如選擇不得當，可能會引起系統誤報、延報、甚至不報的結果，嚴重影響火災探測警報、人員安全疏散、火災撲救。所以清楚了解每種探測器的特點特性，在自動報警設計時選擇正確的探測器是非常重要的。

一 火災探測器的分類及應用場所

火災探測器按照其探測的火災參數不同，可分感煙火災探測器、感溫火災探測器、感光火災探測器、可燃氣體探測器以及復合式火災探測器。而根據結構造型、探測原理又可細分成很多種。下面我們通過分析幾種常用的火災探測器的工作原理，歸納出不同火災探測器的適用場合。

1 紅外散射型光電感煙探測器

感煙探測器的種類有很多，其中紅外散射型光電感煙探測器由于其可靠性高、誤報率小，成為現代自動報警系統最常用的探測器之一。其工作原理如圖1所示，E為紅外發射、R為紅外接收管，共同安裝在黑箱中，并用黑色物質遮擋在其中，在無煙環境下，紅外接收管幾乎接收不到信號，當火災發生時，會有煙霧進入黑箱，由于煙霧對光線的散射作用，使紅外接收管接收到一個較弱的信號，放大電路對該信號進行200—400倍的放大，觸發電路對放大后的信號進行閾值判別，若達到報警閾值，則通過電路將報警信息傳給控制器，實現報警。

根據感煙探測器的探測參數和特點，對于火災初期有陰燃階段，產生大量煙和少量熱，很少或沒有火焰輻射的場合應選用感煙探測器。而正常情況下有煙的場所，經常有粉塵及水蒸氣等固體、液體微粒的場所，發火迅速，產生極少煙的爆炸性場合均不適合選用感煙探測器。

2 差定溫感溫探測器

差定溫探測器是將差溫式和定溫式兩種探測元件組合在一起的組合式感溫探測器，同時具備兩種火災報警功能。其內部一般采用兩只相同型號的熱敏元件，其中一只熱敏元件位于探測區域的空氣環境中，使其能直接探測周圍環境的溫度；另一只熱敏元件則密封在探測器內部，以防止與氣流直接接觸，當外界溫度緩慢上升時，兩只熱敏元件均有響應，此時表現為定溫式特性，當外界溫度急劇上升時，位于探測區域的熱敏元件迅速變化，而密封在內部的熱敏元件阻值變化緩慢，此時表現為差溫式特性，由于其同時具備差溫、定溫探測功能，可靠性較高，目前是自動報警系統中為常用的感溫探測器之一。

感溫探測器由于其僅受溫度影響，不受灰塵、水蒸氣等因素影響，固適用于經常存在大量灰塵、煙霧、水蒸氣、相對濕度大于95%等感煙探測器無法使用的場所。

3 紫外感光探測器

火焰探測器是一種對火焰中不同波長光線做出不同響應的探測器，又稱為感光探測器。可分為紅外感光探測器和紫外感光探測器。兩種探測器除了探測的波段不同，其工作原理比較相似。下面通過紫外感光火災探測器的工作原理來了解火焰探測器。

紫外感光探測器的敏感元件是紫外光敏管，它是在玻璃外殼內裝置兩根高純度的鎢或銀絲制成的電極。火焰產生的紫外光輻射，從反光環和石英玻璃窗進入，被紫外光敏管接收，當電極接收到紫外光輻射時立即發射出電子，并在兩極間的電場作用下被加速。由于管內充有一定量氫氣和氦氣，所以，當這些被加速而具有較大動能的電子同氣體分子碰撞時，將使氣體分子電離，電離后產生的正負離子又被加速，它們又會使更多的氣體分子電離。于是在極短的時間內，造成雪崩式的放電過程，從而使紫外光敏管由截止狀態變成導通狀態，驅動電路發生報警信號。圖2為紫外感光探測器的結構示意圖及紫外光敏管結構示意圖。

火焰探測器作為感煙、感溫探測器的重要補充，其適用于有前列的火焰輻射和少量煙與熱的場所。

二 探測器安裝高度的選型

通過前面的分析得出不同場合的探測器選擇，探測器不僅要考慮探測場所，且要從探測場所的高度來選擇合適的探測器。根據不同探測器的特點，GB 50116-98《火災自動報警系統設計規范》對不同高度房間的火災探測器進行了規定。如表1所示。

三 結語

探測器應該根據實際情況作出正確的選擇搭配，必要時可采用幾種探測器配合使用，例如一些大中型機房、潔凈廠房及防火卷簾設施處，可采用感煙與感溫探測器的組合；對于蔓延迅速、有大量煙和熱產生、有火焰輻射的火災現場，如石化煉油企業場所，可采用感煙、感溫與感光探測器三種組合。火災探測器的選擇是否合理關系到自動報警系統能否正常運行，在自動報警系統設計是應充分考慮探測現場的環境條件、火災特點、探測器靈敏度級別、安裝高度、安裝場所的氣流狀況等，避免由于這些客觀原因而造成漏報或誤報。■

參考文獻

[1]GB 50116-98 火災自動報警系統設計規范 [S].北京：中國計劃出版社，1999.

[2]GB 50166-2007 火災自動報警系統施工及驗收規范 [S].北京：中國計劃出版社，2007.

[3]徐鶴生，周廣連.消防系統工程[M].北京：高等教育出版社，2010.

[4]何濱.速學消防系統施工 [M].北京：中國電力出版社，2012.

作者簡介

萬泉，男，高級工程師，廣州市質量監督檢測研究院，機電消防檢驗部部長。