用于早期火災探測的紅外一氧化碳傳感系統

馬卓，李亞飛，盧洋，宋芳，鄭傳濤，王一丁

（1 吉林大學電子科學與工程學院集成光電子學國家重點聯合實驗室吉林大學實驗區，長春 130012）

（2 吉林省紅外氣體傳感技術工程研究中心，長春 130012）

0 引言

中國是一個農業大國，也是世界上受農業災害最嚴重的國家之一，在眾多農業災害中，火災對人類和環境的威脅最為突出。在農業生產中，雖然火災事故出現的概率較低，但是一旦發生，不僅會使國家財產和人民利益受到巨大損失，更有可能威脅到農業生產者的生命安全［1-3］，及早發現火災有助于避免更大的損失，挽救人民的生命財產安全。碳（C）是農作物的基本組成元素之一，當農作物燃燒出現明火時，會產生大量的二氧化碳（CO2）。而在明火產生前會存在一段時間的陰燃，可燃物在陰燃階段由于氧氣不足，燃燒極其不充分，會產生少量的一氧化碳（CO），且在一段時間內濃度相對穩定，因此可以通過檢測CO 氣體來判斷早期火災的發生［4-5］。

目前常用的火災檢測方法有光散射煙霧檢測法、視頻圖像識別法、感溫檢測法等。市場上大多數的火災探測器都是基于光散射技術來探測煙霧氣溶膠，這種傳感器易受到灰塵和水汽等因素的影響，存在誤報率高和無煙火失效的缺點，并且這種探測器一般都會集成一個溫度傳感器，只有在燃燒所釋放的熱量達到溫度報警閾值時才會觸發報警［6］，顯然，這種報警器的響應時間過長。2018 年楊松等研發了基于4G 網絡的多傳感器農業火災報警系統，將煙霧傳感器和圖像傳感器等搭載到無人機上，通過4G 網絡實時將信息傳輸到服務器進行運算并判斷是否出現火情，實現了農田火災的實時監測［7］。……