火災(zāi)探測器狀態(tài)信號(hào)傳輸?shù)姆治雠c設(shè)計(jì)

1、<p>　　火災(zāi)探測器狀態(tài)信號(hào)傳輸?shù)姆治雠c設(shè)計(jì)</p><p>　　【摘要】當(dāng)今社會(huì)，火災(zāi)已經(jīng)成為了世界性的災(zāi)難問題，它給人類社會(huì)帶來了生命和財(cái)產(chǎn)的巨大損失。隨著社會(huì)財(cái)富的不斷累積，火災(zāi)所造成的損失和危害的范圍也是呈現(xiàn)出擴(kuò)大化的趨勢。為了有效防止火災(zāi)的發(fā)生，火災(zāi)探測器被研制并投入到火災(zāi)的防控工作中。但是，它也存在著一定的缺陷，為了最大限度發(fā)揮探測器的功能，需要對(duì)其信號(hào)的傳輸做出合理的設(shè)計(jì)。本文將詳細(xì)進(jìn)行

2、闡述說明。 </p><p>　　【關(guān)鍵詞】火災(zāi)探測器，工作原理，缺陷，信號(hào)傳輸設(shè)計(jì) </p><p>　　中圖分類號(hào)：D035.36 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： </p><p><b>　　一、前言 </b></p><p>　　火災(zāi)這個(gè)詞語讓人聞聽色變，它給人類帶來的損失是巨大的?；馂?zāi)探測器是火災(zāi)探測的一種有效工具

3、。它能夠及時(shí)對(duì)火災(zāi)的參數(shù)，比如煙、溫、光等快速做出反應(yīng)，并自動(dòng)發(fā)出信號(hào)報(bào)警的一種消防工具?；馂?zāi)探測器的類型有很多種，根據(jù)對(duì)火災(zāi)參數(shù)的響應(yīng)不同，可以分為感溫、感煙、感光、可燃?xì)怏w和復(fù)合型這五種火災(zāi)探測器。作為最基本的類型，它們在不同的場所進(jìn)行不同的因素，且發(fā)揮著重要的作用，已經(jīng)成為火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)中的必不可少的組成部分。 </p><p>　　二、火災(zāi)探側(cè)器工作原理 </p><p>　　火

4、災(zāi)探測器有很多種類型，其工作原理也存在著差別，下面分析最為常見的兩種火災(zāi)探測器的工作原理。 </p><p>　　1、感溫式火災(zāi)探測器 </p><p>　　感溫式火災(zāi)探測器根據(jù)其名稱就是對(duì)溫度做出反應(yīng)的一種探測器。當(dāng)某處出現(xiàn)火災(zāi)的時(shí)候，由于物質(zhì)的劇烈燃燒會(huì)釋放大量的熱量，使得周圍的溫度快速提高。感溫式火災(zāi)探測器能夠?qū)χ車鷾囟茸兓龀龇磻?yīng)，它把溫度的變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，當(dāng)溫度超出了設(shè)置的監(jiān)測

5、溫度閥值時(shí)，它會(huì)迅速做出反應(yīng)，發(fā)出警示信號(hào)。根據(jù)溫度參數(shù)的設(shè)置不同，應(yīng)用于工業(yè)和民用建筑中的探測器有定溫式、差溫式、差定溫這三種。 </p><p>　　(1)定溫式火災(zāi)探測器:指當(dāng)溫度上升至某個(gè)預(yù)定值的時(shí)候發(fā)出報(bào)警信息的火災(zāi)探測器。 </p><p>　　(2)差溫式火災(zāi)探測器:在某個(gè)環(huán)境溫度范圍之內(nèi)，升溫的速度過快超過一定值的時(shí)候發(fā)出報(bào)警信息的火災(zāi)探測器。 </p>&l

6、t;p>　　(3)差定溫式火災(zāi)探測器:同時(shí)具備了定溫、差溫兩種功能的火災(zāi)探測器。 </p><p>　　感溫式火災(zāi)探測器對(duì)發(fā)生火災(zāi)時(shí)候的溫度變化及其敏感，這是它的核心元件——熱敏元件所發(fā)揮的重大作用。熱敏元件的材質(zhì)非常特殊，是用一些對(duì)溫度變化而迅速發(fā)生反應(yīng)的敏感材料制成。比如，易熔合金或熱敏絕緣材料等材料。定溫、差定溫探頭各級(jí)靈敏度探頭的動(dòng)作溫度分別不大于1級(jí)62℃、2級(jí)70℃、3級(jí)78℃。 </p&

7、gt;<p>　　2、感煙式火災(zāi)探測器 </p><p>　　在火災(zāi)的發(fā)生過程中，經(jīng)常會(huì)伴隨著煙、熱、光這三種燃燒產(chǎn)物。尤其是在火災(zāi)發(fā)生的最初階段，溫度還不是很高，物質(zhì)處在陰燃階段，因此會(huì)產(chǎn)生大量的煙。這也是判斷早期火災(zāi)的重要特征。感煙式火災(zāi)報(bào)警器就是對(duì)可見或者不可見的煙霧粒子迅速做出反應(yīng)的火災(zāi)探測器。它把對(duì)煙霧的變化情況轉(zhuǎn)化成電信號(hào)并發(fā)出警報(bào)。感煙式火災(zāi)探測器又細(xì)分為離子、光電、激光感煙式等三種形

8、式。 </p><p>　　離子感煙式探測器屬于點(diǎn)型的探測器，它先在電離室內(nèi)含少量的放射性的物質(zhì)，使空氣成為導(dǎo)體，并允許規(guī)定的電流在兩個(gè)電極間的空氣通過，射線使空氣處于電離狀態(tài)，保證了電離室的良好導(dǎo)電性。一旦有煙粒子進(jìn)入到了電離區(qū)域，就會(huì)與離子結(jié)合降低空氣的導(dǎo)電性，當(dāng)降低到一定值，探測器就會(huì)進(jìn)行報(bào)警。 </p><p>　　光電感煙探測器也是屬于點(diǎn)型探測器的一種，它是利用燃燒時(shí)產(chǎn)生的煙霧能

9、夠改變光的傳播特性這一基本性質(zhì)而研制的。根據(jù)煙粒子對(duì)光線的吸收和散射作用，光電感煙探測器又分為遮光型和散光型兩種。 </p><p>　　三、火災(zāi)探測器缺陷解決途徑 </p><p>　　通過上述分析，我們能夠了解到，任何一種火災(zāi)探測器，都只能針對(duì)火災(zāi)發(fā)生時(shí)候的很多物理參數(shù)中的一種進(jìn)行探測，由于其多少都會(huì)受到周圍環(huán)境中一些相類似因素的影響而出現(xiàn)失誤。因此，如何加強(qiáng)火災(zāi)探測器的準(zhǔn)確性是需要重

10、點(diǎn)解決的問題?？梢栽谙旅鎺讉€(gè)方面進(jìn)行嘗試。 </p><p>　　1、盡可能避免和減少環(huán)境因素造成的誤報(bào)?？梢愿倪M(jìn)探測器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和規(guī)定使用探測器場所的極限條件來降低誤報(bào)。 </p><p>　　2、通過對(duì)參量的變化和實(shí)際火災(zāi)發(fā)生過程的綜合比較。這種方法注重的是辨識(shí)的過程，可以通過模擬的手段監(jiān)測單一物理量的變化過程，并通過實(shí)驗(yàn)比較與火災(zāi)發(fā)生過程中的相應(yīng)物理參量的變化規(guī)律。并以此作為判斷火災(zāi)

11、是否發(fā)生的依據(jù)。這種方法的使用依據(jù)是，當(dāng)某個(gè)物理量在火災(zāi)過程中的變化程度與其由于環(huán)境影響所發(fā)生的變化時(shí)不相同的。這種方法是需要大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)支撐。 </p><p>　　3、可以改變單一的物理參量監(jiān)測，變成多種參量復(fù)合監(jiān)測的方法，這樣能夠有效降低火災(zāi)誤報(bào)。我們知道，在發(fā)生火災(zāi)的時(shí)候，會(huì)出現(xiàn)多種物理現(xiàn)象，因此，對(duì)多種變化參量進(jìn)行監(jiān)控，并作為火災(zāi)判斷的依據(jù)能夠大幅度提高火災(zāi)預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性。實(shí)現(xiàn)多種參量的復(fù)合監(jiān)測

12、要結(jié)合建筑和火災(zāi)的特點(diǎn)相應(yīng)的取舍物理量，不但能夠降低火災(zāi)的誤報(bào)，又能夠保證在經(jīng)濟(jì)上和技術(shù)上的可行性。 </p><p>　　4、通過適當(dāng)?shù)男盘?hào)處理方法，提高其靈敏度又最大限度地降低誤報(bào)率。在信號(hào)的傳輸上面進(jìn)行深入的研究和分析。下面我們將重點(diǎn)討論這方面的問題。 </p><p>　　四、火災(zāi)探測器模擬信號(hào)傳輸形式的分析 </p><p>　　當(dāng)前在火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)中應(yīng)

13、用最多的是總線制可尋址報(bào)警系統(tǒng)。它將所有探測器接到兩條至四條總線上。每個(gè)探測器有一個(gè)特定的編碼地址, 根據(jù)編碼 </p><p>　　地址和平面配置圖便可確定探測器的位置?？刂破鞑捎么型ㄐ欧绞皆L問每只探測器, 探測器向控制器發(fā)回隨著監(jiān)控現(xiàn)場敏感現(xiàn)象( 如: 煙霧濃度、溫度、火焰等) 變化的真實(shí)模擬信號(hào)或等效的數(shù)字編碼 。采用數(shù)字編碼作為反饋信號(hào)由于需要探測器端具有A/ D 轉(zhuǎn)換電路和串行編碼電路, 還需要具有滿

14、足長距離傳輸以及提高信噪比的足夠功率, 導(dǎo)致探測器電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜。隨著系統(tǒng)中探測器數(shù)量的增加成本迅速提高, 因此較少采用。實(shí)踐中多數(shù)采用模擬量信號(hào)作為探測器火災(zāi)參量的反饋信號(hào)。 </p><p><b>　　1、電壓式傳輸 </b></p><p>　　電壓式傳輸在早期開關(guān)量式報(bào)警系統(tǒng)中使用最多。由于火災(zāi)探測器敏感元件所產(chǎn)生的多為電壓信號(hào), 因此信號(hào)的轉(zhuǎn)換、放大設(shè)計(jì)簡單

15、, 容易進(jìn)行信號(hào)的不失真調(diào)理。但是, 以電壓方式傳輸?shù)目垢蓴_能力很差, 隨著傳輸距離的增加, 信號(hào)在傳輸過程中嚴(yán)重失真。在模擬量火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)中很少直接采用電壓式傳輸。 </p><p><b>　　2、電流式傳輸 </b></p><p>　　電流式傳輸在工業(yè)測控領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。這種方式的最大特點(diǎn)是: 信號(hào)受傳輸距離和噪聲強(qiáng)度的變化影響小, 具有較強(qiáng)的抗干擾能力。但

16、是, 電流傳輸方式的信號(hào)線性轉(zhuǎn)換電路復(fù)雜, 要求電源穩(wěn)定性高, 電壓波動(dòng)小。而火災(zāi)探測器以信號(hào)總線兼作電源線為探測器供電, 這樣實(shí)現(xiàn)起來較困難。 </p><p><b>　　3、脈寬式傳輸 </b></p><p>　　脈寬式傳輸是將表示火災(zāi)參量的狀態(tài)信號(hào)量化成以脈沖寬度表示的信號(hào)進(jìn)行傳輸,脈寬傳輸受傳輸距離和噪聲變化的影響小, 能夠滿足信號(hào)不失真?zhèn)鬏數(shù)囊? 大大

17、提高報(bào)警系統(tǒng)總線傳輸?shù)目煽啃浴?</p><p><b>　　五、結(jié)束語 </b></p><p>　　火災(zāi)探測器報(bào)警準(zhǔn)確性優(yōu)化一直是困擾火災(zāi)預(yù)防工作的重要問題。加強(qiáng)探測器的信號(hào)傳輸?shù)姆治鲈O(shè)計(jì)非常重要。在實(shí)際的應(yīng)用過程中，我們可以適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)控制器中采樣電阻器阻值和參考電位可以保證模擬信號(hào)在傳輸過程中基本不會(huì)受到傳輸距離和噪聲的影響, 保證高質(zhì)量的傳輸。信號(hào)誤差主要來源

18、于信號(hào)采集過程中計(jì)數(shù)器的分辨力, 以及波形過渡區(qū)的變形。在報(bào)警控制器進(jìn)行模擬信號(hào)采集過程中應(yīng)暫停該回路總線上的串行碼發(fā)送。 </p><p>　　未來火災(zāi)探測器的發(fā)展方向會(huì)向著智能化、集成化、無線化的方向發(fā)展，而且必將具有廣闊的發(fā)展空間。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1]李敏，火災(zāi)探測器的原理分析[