紅外火焰探測器現場定量檢測裝置研究

趙義文，孫蘇峰

(福建寧德核電有限公司，福建 寧德 352000)

1 火焰探測器檢測技術現狀

火焰探測器又稱為感光火災探測器，是一種能對物質燃燒火焰的光譜特性、光照強度和火焰閃爍頻率敏感響應的火災探測器。它能在火災初期響應火焰輻射出的紅外、紫外和可見光，因而特別適用于工業領域內的油類火災探測及聯動滅火系統。

為確保火焰探測器始終處于有效的工作狀態，日常維護和檢修人員需要定期對火焰探測器的性能進行測試。在目前的消防工程中，火焰探測器靈敏度等性能的現場檢測方法主要有2種:一種是油盤火法，即在一定尺寸的油盤中倒人適量乙醇或汽油燃料引燃，測試火焰探測器的報警情況;另一種是光源檢測法，即采用一定波長的光源模擬火焰，將光源盡量靠近火焰探測器，測試火焰探測器的報警情況。其中，后者是當今消防現場對火焰探測器檢測的主要方式。

但是，因為大多數工業場所嚴禁明火，所以在實際現場測試中，油盤火法已經極少使用;由于光源檢測法中的光源功率有限，火焰探測器又安裝于高處，需使用長桿接觸式檢測火焰探測器的工作性能，這樣就無法測試出火焰探測器的有效保護范圍，且長桿限制只能在近距離應用，無法滿足遠距離檢測的情況。

2 現場檢測需求與解決方案

工作現場火焰探測器安裝位置及角度是否最優，是否覆蓋保護目標，目前難以科學測量，只能憑人員觀察粗略判斷，結果大量火焰探測器安裝位置及角度有很大優化空間，甚至不能覆蓋保護目標，存在安全隱患。另外，GB 50166—2007《火災自動報警系統施工及驗收規范》、GB 29837—2013《火災探測報警產品的維修保養與報廢》和GA503—2004《建筑消防設施檢測技術規程》等規范均要求采用專用檢測儀器使探測器發出火災報警信號來檢測探測器是否工作正常。但在變壓器等高壓帶電場所，用光源檢測法中的傳統長桿接觸式觸發方式，易造成設備短路和人員觸電的風險，很難在不停電環境下對火焰探測器實施檢測;且火焰探測器安裝高度可超20多m，用長桿接觸觸發方式，就顯得無能為力，只能借助檢修平臺或腳手架檢測。

針對上述情況，亟需解決現場不用動火又能檢測火焰探測器探測性能的裝置。為此，特設計出一種紅外火焰探測器的現場檢測裝置，該裝置能快速、準確且安全地對火焰探測器的性能進行現場檢測。

3 檢測裝置組成和工作原理

該紅外火焰探測器現場檢測裝置組成如圖1所示。

圖1 外火焰探測器現場檢測裝置組成示意

該裝置采用可充電的鋰電池供電。在圖1中，外殼內部前端設有紅外和激光燈，紅外燈和激光燈的前側設有濾光片，濾光片的前側設有紅外玻璃。其中，紅外燈用于產生光譜波長在預設范圍內的可見光和紅外光，光線經濾光片和紅外玻璃后發出預設波長范圍的紅外光譜，以模擬火焰發生時的紅外光源;激光燈用于指示光路中心點，使該中心點對準待檢測火焰探測器探測窗口面。通過開關模塊，接通該裝置的電源。通過按鍵模塊來輸入相應的控制指令。控制模塊在接收到指令后，控制提供給紅外燈、激光燈的電壓，光線經濾光片和紅外玻璃后發出閃爍的紅色的組合光，激光燈在照射面上形成紅色光點，以指示該裝置的光路中心點，根據中心點位置，調整該光路中心點對準待檢測的火焰探測器探測窗口面。

為便于查看火焰探測器是否有響應，必須保持該現場檢測裝置與待測火焰探測器在同一測試環境范圍內(與待檢測工作模式相關)，以達到測試及檢驗的目的。

其中，待檢測工作模式是指需要模擬的火焰場景，對應的控制指令要能夠模擬出該火焰場景的相關參數。如控制紅外燈功率大小和間隔時間等，以便最終能夠發出強弱間隔的、具有一定頻率的紅外光譜，以模擬燃燒物質產生的抖動火焰。

4 技術特點

該檢測裝置自備電源，無需再外接電源，且體積小，攜帶使用方便，適合各類復雜多變的現場環境。作為現場檢測火焰探測器性能的裝置，可以高效、快速地對該類探測器的性能進行評估。不僅可用于對火災探測器性能的評估，也可以應用在工程現場的線型感溫火災探測器的安全運行、故障分析等上面。主要技術特點介紹如下。

(1) 發光頻譜范圍廣:目前國內市場上火焰探測器接收光譜一般選取波長在4.35 μm附近的紅外波，而該現場檢測裝置可發出2～5 μm范圍內的紅外光，因此，適用于主流火焰探測器產品檢測要求。

(2) 定量檢測：通過對需要模擬的火焰場景輸入控制指令的，實現該火焰場景相關參數的設定。

(3) 激光精確對準:由于有激光引導，可保證紅外光源準確到達火焰探測器的接收元件。

(4) 遠距離探測:該裝置采用紅外燈光源、大功率廣譜窄脈沖調制發光技術，可發出5 W以上能量;由于避開了大氣主要吸收波譜，該激光束能量在空氣中衰減非常小，可實現超過25 m觸發火焰探測器報警要求。

(5) 非接觸檢測方式:可通過激光引導實現遠距離檢測，無需接觸被測敏感元件，適用于現場復雜場所。

(6) 供電安全:采用可充電鋰電池供電，供電電壓6 V，充電后可滿足現場連續工作4 h以上。

(7) 使用方便:該檢測裝置設計為手持式，重量輕，方便使用。

5 應用說明

(1) 該裝置通過自身設置的紅外光源(即紅外燈和激光燈組合)來模擬火焰信息，能夠在較遠的距離對火焰探測器的敏感部件發送火災信息，以模擬實際應用效果。檢測時，通過調整該裝置與火焰探測器之間的距離、光線發射的角度等，能夠檢測出火焰探測器的有效保護半徑、有效視角保護范圍及響應時間等性能參數，實現定量檢測。因該裝置不引入明火，所以特別適用于易燃易爆場所的火焰探測器的檢測，安全系數高。同時，該裝置的功耗低、操作簡單、攜帶方便，適于推廣應用。

(2) 該火焰探測器檢測裝置適于對紅外火焰探測器、雙波段紅外火焰探測器、紅紫外復合火焰探測器等火焰探測器進行現場檢查，可代替現有火焰探測器檢測儀，且可應用在日常不方便用長桿測試儀測試的場所(如帶電、高空場所)。

(3) 測量火焰探測器覆蓋范圍時，可在保護目標周邊選幾個點位，手持火焰探測器檢測裝置，對準現場安裝的火焰探測器照射，觸發火焰探測器報警，即表示該點處于火焰探測器保護范圍內；若不是，則需要調整安裝位置或角度。

6 結束語

設計的紅外火焰探測器現場檢測裝置使用方便、安全可靠，可應用于禁止動火場所以及其他復雜場所，能現場定量檢測火焰探測器探測范圍，從而調整火焰探測器的位置及角度，消除探測盲區，提升消防安全水平，在一些重要火災風險的場所得到廣泛應用。