傳感器與消防火災報警研究

馬東玲

摘要：科學技術的發展使得工業生產和人們的日常生活中潛藏著越來越多的隱患，火災是其中之一，為了預防和降低火災帶來的危害，保護人身和財產安全，就必須對家庭、工廠等設施進行現場實時檢測，采用先進可靠的安全檢測儀表和傳感器，及早發現火災事故，實現對工業生產和家庭生活的保護。

關鍵詞：傳感器;火災報警;消防設施

在重大的自然及人為災害當中，火災是危害人民財產、生命安全和社會發展的主要災害之一。在工業企業中危害最高的災難就是火災，對工人生命安全和工廠的財產安全有極大的危害性，因此國家出臺了相應的消防法律法規，工業廠房、庫房、任何的建筑物、重要設施等場所都必須通過消防安全考核，傳感器在火災自動報警控制系統的應用變得非常重要。通過傳感器的檢測，將火災消滅在起始狀態，最大限度地減少火災危害，能夠及時探測、鑒別、判定火災并聯動通信系統對外報警。基于先進傳感器的消防火災報警系統就是在此需求下，為了保障人民生命財產安全而設計出來的，并且隨著現代電子電氣技術水平的不斷提高，在實現方式、功能和結構上不斷地完善。

消防火災報警系統并不是傳統意義的簡單報警設備，而是一個集信號檢測、傳輸、處理和控制于一體的控制系統，結合了自動控制技術、傳感器技術、計算機控制技術、電子電路技術的應用等各領域知識，隨著社會科學技術的不斷發展，消防火災報警系統的性能一定會更加優越，可靠性更高，應用更加廣泛。

一? 傳感器發展經歷

（一）結構型傳感器

其原理是結構參量的變化測量和轉化信號。例如：壓電式傳感器，它是利用某些介質材料（石英晶體和壓電陶瓷）的壓電效應時電荷的變化轉化為電信號的。

（二）固體傳感器

這種傳感器由半導體、電介質、磁性材料等固體元件構成，是利用材料某些特性制成的。70年代后期，隨著半導體技術、分子合成技術、微電子技術及計算機技術的發展，出現集成傳感器。它是將傳感器集成在一個芯片上、可完成測量及模擬信號輸出功能的專用IC。集成傳感器優勢明顯，價格低、功能多和系列化發展，現已占傳感器市場的2/3左右。

（三）智能傳感器

80年代出現的智能傳感器系統內有微處理器，能夠執行信息處理和存儲，還能對外界信息具有一定檢測、自診斷、數據處理以及自適應能力。現在的傳感器更加智能化，除檢測功能外還有自診斷功能、記憶功能、多參量測量功能以及聯網通信功能等。

二? 消防火災報警發展趨勢

（一）多線型報警系統

傳感器檢測到相應的火警情況，將其轉為電信號，此電信號傳送給系統，系統會點亮相關的示警燈來提示人們有火災發生。早期的消防火災報警系統的主要作用僅僅就是報警，或者再附加一些簡單的聯動裝置，如蜂鳴器等。多線型報警系統不能排查外圍傳感器設備的故障情況，這個系統的缺點明顯，安裝繁瑣，日常的檢驗工作量大，并且容易出現誤報現象。

（二）總線型報警系統

這種報警系統核心器件是火災報警控制器，如微型處理器（單片機）。報警監控點和傳感器采用編碼方式形成地址，傳感器將報警信號轉換為數字量，再通過總線的方式傳送給控制器。此系統的各個模塊能現場編制實現控制聯動控制，并能對自身的故障進行自動檢測，也可以實現對外圍裝置故障的排查，但無法自動判別故障類型。總線形報警系統靈敏度高、誤報率低，設備可靠性強，目前國內大多數的消防火災報警系統都是此類產品。

（三）智能型報警系統

將先進的計算機技術應用到火災報警系統形成智能型報警系統，傳感器檢測到的信號傳送給控制器，控制器不再是單純地根據報警信號進行報警，而是對獲得數據信號進行處理、分析和判讀，避免誤報、漏報現象。這種信號處理方式使得火災檢測設備適用于任何的測量環境，可以根據不同的應用環境設置不同的傳感器靈敏度。智能型火災報警系統很大程度上解決了火災誤報和漏報的問題，極大地提高火災報警的準確度，此類報警系統是火災報警設備發展的必然趨勢。

三? 消防火災報警發展現狀

中國消防火災報警行業從上世紀90年代后期發展起來，雖然整體起步較晚，但由于國家重視現在的消防火災報警行業發展迅速，消防報警技術以及跟上國際水平。從整個消防報警市場來看有近6000家消防企業，目前國內消防設施研發企業知名度較高的有北大青鳥環宇消防設備股份有限公司、海灣安全技術有限公司、北京利達華信電子有限公司、上海松江飛繁電子有限公司、深圳市泰和安科技有限公司等企業，有50%以上的企業收入規模在500萬以下，行業內缺乏市場競爭的主導者和市場秩序的引領者。智慧型消防報警系統目前是國內各大企業的研究對象，國內研發的消防系統的靈敏度和環境的適應能力有限，但毋庸置疑的是大數據、云計算、物聯網、人工智能等新興技術手段將會是未來消防火災報警系統發展的動力。

四? 新型消防監控系統

智慧型消防物聯網監測系統最基礎的就是通過傳感器監測消防自動報警主機及火災探測器、手動報警裝置、消防聯動裝置等設備實時狀態，對高危重點區域及周邊環境各種參數進行實時監測、收集與存儲，包括壓力、液位、溫度、濕度等數據，形成監測預警歷史數據庫，同時為進一步數據分析提供數據支撐。在消防人員定位設備中，目前多采用加速度傳感器、陀螺儀、磁傳感器和氣壓傳感器等感應元器件，以慣性運動測量的原理方式達到跟蹤和定位的目的，可提前有效預知安全隱患，跟蹤定位快速處理意外事故。

消防定位設備的運用，使得現場指揮中心能夠非常方便地了解消防隊員在火災現在的相對位置，從而能夠快速引導救援人員以最佳路線趕赴事發點，為滅火和救援贏得寶貴的時間。其次，詳盡明確的全員位置信息還利于現場指揮中心根據火情的發展進行合理人員調配，并向相關位置人員發送預警和疏導撤離信息。以上功能的實現統統都離不開定位設備中各測量元件的通力協作，其中，加速度傳感器和陀螺儀主要組成起到位置和速度測量的作用，磁傳感器相互構成一個電子羅盤用于進行方位識別，而氣壓傳感器則通過測量值變化來確定佩戴者的位置高度。

五? 結語

科學技術在不斷地進步，火災報警系統所需的軟、硬件的技術條件日益完善、火災報警產業規模每年也在快速增長中。作為保護智慧城市、保護人民生命財產安全的重要支持行業，在政府的大力支持下，智慧型消防將會成為成為各地政府為民服務工作的一項實事工程，也必將迎來更大的發展。

參考文獻：

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