[火灾检测装置的传统型与新型比较] 独立式光电感烟火灾探测报警器

　　【摘要】近年来，火灾引发次数和波及范围总体呈现上涨的趋势，由此造成的人员伤亡、经济损失也益发严重。从而对火灾的实时监测和报警预防至关重要。本文将几种典型的传统型与新型火灾检测装置进行分析，并总结出每种传感器的适用场合同时进一步提出改善方向与措施，借此为火灾检测装置的改进提供帮助。
　　【关键词】传统型火灾检测装置;新型火灾检测装置;比较
　　
　　1.传统型火灾检测器
　　1.1感温、感烟式火灾检测器
　　1.1.1适用场合
　　感温、感烟式火灾检测器适用于家庭、办公等小型防火单位。
　　感温式火灾探测器是当环境温度或其温升速度超过一定值时发生响应。感烟式火灾探测器是在火灾初期将探测部位烟雾浓度的变化转换为电信号以实现报警。
　　综合考虑两者的检测原理，可以进一步改进，考虑将感温、感烟式火灾检测器进行结合，同时检测温度与烟雾，从而提高检测的准确度。
　　系统由温度烟雾信号采集模块、报警模块以及单片机模块组成。非电量通过烟雾传感器和温度传感器，将现场温度、烟雾等非电信号转化为电信号；A/D转换电路完成将温度传感器和烟雾传感器输出的模拟信号到数字信号转换。报警模块由单片机和报警电路组成，由单片机控制实现报警功能。
　　进一步具体分析，可以采用AD590作为温度传感器。它在被测温度一定时，相当于一个恒流源，输出电流。采用TGS202气体传感器来检测CO2，CO，甲烷，煤气等多种气体，当TGS202检测到CO2或CO时，传感器的内阻变小，输出端电压值迅速上升。将两个传感器进行电路的合理构建连接从而实现火灾信号到电信号的转换。
　　1.1.2总结
　　这种感温、感烟式火灾检测器是一种典型的传统型火灾检测装置，对于火灾及时有效地监测报警有重要作用。但是，由于火灾发生的不确定性和多变性，它采集的数据或信息容易受到周围环境等不确定因素的影响。例如烟雾的浓度和温度常常受到各种气流的干扰；并且探测器的老化或探头上积累的灰尘会使信号的基准点漂移或者灵敏度发生变化。这些干扰是传统火灾检测系统无法解决的。
　　在这种情况下，新型火灾探测技术开始占据火灾检测的关键地位，它不仅在火灾预警方面有突出的表现，而且在火灾防治方面也有很大的突破，解决了传统型火灾探测技术无法解决的难题。
　　2.新型火灾检测器
　　2.1气味火灾检测器
　　2.1.1适用场合
　　气味检测法适用于检测煤矿、矿井火灾。
　　气味传感器是利用仿生学原理，根据鼻黏膜在接受气味刺激后引起嗅觉细胞电位改变的原理而研制的。气味传感器使用了一种结构与人类嗅觉鼻黏膜极为相似的人工合成双层薄膜。为了定量薄膜吸附气味的总量，气味传感器还使用了一个压电晶振装置，此装置是一种每秒钟振动数百万次的振动器，当薄膜吸附气味后，覆盖在振动器上的薄膜的重量增加，振动器的频率改变，频率变化大小可以用电信号输出，能够测量频率就能够确定吸附气味的总量。
　　目前所用的气味传感器主要有5种不同类型，它们对不同类型的气味物质的敏感性各有不同，其性能如下：
　　2.1.2气味传感器特性
　　151AJ:对所有物质气味均有响应。
　　183AK:受温度变化的影响最小。
　　353AA: 对几乎所有气味的灵敏度都低，但对氨的灵敏度极高。
　　453AA: 对难闻的气味有较高的敏感度。
　　112AJ : 对芬芳气味有较高的敏感度，为CA-LA的改进型。
　　2.1.3总结
　　气味检测法是一种预测预报矿井火灾的新方法，它不但能预测预报煤自然发火，而且能预报矿井外因火灾。气味检测法预测预报煤自然发火时，能捕捉到煤低温氧化初期释放气味的微弱变化，并且能将这一温度提前，比气体分析法一氧化碳指标提前了。
　　2.2图像处理的火灾智能检测装置
　　2.2.1适用场合
　　适用于大面积草原、森林等场合。
　　针对烟雾图像的特点，烟雾图像型火灾检测有两种：基于小波变换和基于帧图像相减。基于小波变换的烟雾图像型火灾检测法首先对烟雾图像进行预处理，提高图像利用率，然后将烟雾图像小波分解，把高频部分的水平分量、垂直分量和对角分量作为特征向量进行模式识别判断火灾是否发生。
　　基于帧图像相减法的烟雾图像型火灾检测法，将正常状况下采集的图像与烟雾图像进行相减，直接消除背景，再提取烟雾图像的异常部分，并把相减后的图像作为特征向量进行模式识别以判断火灾是否发生。这两种方法均采用人工神经网络的方法进行火灾模式识别的分类，将火灾报警的分类简化为二值分类问题。
　　2.2.2总结
　　这两种方法实验结果准确性高、实时性强、鲁棒性好，具有重要的科学理论意义和工程应用价值。并且这种方法不受空间高度、热障、易爆、有毒等环境的限制，灵敏度高、抗干扰力强，值得我们深入研究并尽快广泛推广使用。
　　2.3光纤温度探测器原理
　　2.3.1适用场合
　　适用于超长距离和恶劣环境下的火灾探测。
　　采用光纤作为信号传感和传输媒体，利用Raman散射及光时域反射原理通过AD采集拾取信号并分析，测定沿光纤分布的线性温度场的温度参数，并据此设定报警阈值。
　　将光纤放在探测器中准直透镜的焦点处，经准直透镜出来的光射到衍射光栅上，光栅将反射光的光谱谱线按一定角分布，然后由阵列式硅光电探测器来检测，硅光电探测器将光信号转换为弱电流电信号。
　　当温度升高时，由于传感器中半导体材料吸收的谱线向长波方向移动，因而透射的光强减小，这一变化由光电探测器检测并转换成电信号。根据此原理，微处理机就将测到的温度值与基准温度(阈值)相比较，若此温度高于基准温度，就表明探头所处的环境可能发生火警。微处理机立即发出报警信号。
　　2.3.2总结
　　光纤温度传感器是新型火灾检测装置，它具有很强的抗电磁干扰、抗腐蚀性并且绝缘性好、安全，前景很广阔。
　　综合比较分析可以得出结论：传统探测器和新型探测器间相互补充，都有一定的适用范围。新型探测技术虽然有诸多优点，但造价高、定位困难限制了大量使用。所以,消防工程是一般多种探测技术共同组成，它们相辅相成，共同守护着人民生命财产的安全。■
　　
　　【参考文献】
　　［１］王程强.一种火灾检测系统的设计.现代商业,2008,(23).
　　［２］帅师,查兵,曹辉.一种火灾检测的新方法.九江学院学报,2008(3).
　　［３］杨宏民,罗海珠.利用气味检测法预测预报煤矿火灾.煤炭科学技术.2002 (2).
　　［４］鲁维.基于图像处理的火灾智能监视识别技术的研究.硕士学位论文.长安大学.
　　［５］恽新星,褚新惠,官洪运.基于光纤传感的火灾检测技术.仪表技术与传感器.2006(9).