光電型感煙火災報警器響應閾值分析

隗俊鋒

（大興區消防救援支隊，北京 102600）

社會經濟水平明顯提升，建筑以及公共場所逐漸增加，人們更加關注人身安全，消防安全認知與日遞增，火災的報警系統得到了廣泛應用。當前，在人員相對比較密集的區域安裝報警系統，為了高效獲得火災情況，光電感煙報警設備得到應用，展開響應閾值的分析工作，有利于提升報警設備的工作效率，充分發揮消防產品的作用。

1 光電型感煙火災報警器概述

1.1 感煙報警器的基本組成、工作原理

在居住場所，若是出現火災，初級階段可以看到大量的煙霧，應用光電型感煙裝置，可以第一時間將火災情況探測到，對于懸浮存在的固體或者液體顆粒，它是由大氣燃燒產生，或者是在熱解作用下形成，光電型感煙裝置可以在較短時間里對此種現象進行響應，在各地得到了推廣應用，其作用優勢明顯，基本可以探測到超過70%的火災情況。在感煙報警器中，主要包含傳感器組件，可以檢測煙霧粒子，還有線路板、蜂鳴器，前者用于執行信號處理，后者可以提供聲響指示，還包括指示燈，可以提供光指示，為了能夠保證設備正常運行，還需要可以供應電量的電池裝置。此種裝置可以探測小范圍的火災情況，廣泛應用于宿舍、住宅等位置。關于感煙報警器，分析其工作原理，其裝置的內部，為了防止受到光干擾，設置了光電迷宮，形成可以處理煙霧粒子的檢測室，其中含有IR LED，具有光元件，屬于受光元件的光電二極管，在發光、受光元件中，需要在同一平面中呈現銳角、鈍角形式，而對于受光元件，在平時的時間段里要與發光元件隔離，不能接收其光線。紅外LED 屬于間歇工作模式，每當間隔幾秒鐘，就可以工作上百微秒，這樣的模式節省了大量電池能量。

當未出現火災情況時，觀察紅外LED，其依舊在工作，它能夠不斷產生脈沖光束，在受光元件中，對于光電二極管來講，不能接收到這樣的發射光，所以就不會變成光電流，同時從檢測電路角度來看，輸出信號也不會出現。如果火災情況出現，產生了濃郁的煙霧粒子，它們會逐漸移動，從而進入光電迷宮中，而受到煙霧粒子的作用，紅外LED 受到了帶動，其發射光不能集中，發生散射現象，光電二極管不能接收全部光信號，會接收一部分散射光，此時，光電二極管會第一時間做出反應，形成了比較低的光電流，在轉換、放大電路的處理作用下，將其送入MCU，或者到達專用芯片，實現分析處理，煙霧濃度逐漸增加，當達到預先設計的報警閾值，就會出現明顯的報警聲音，同時可以看到光指示，為人們提供提醒作用，以便于快速從現場逃離。

1.2 響應閾值分析

關于響應閾值，它是火災探測裝置主要的參數，火災參數逐漸變化，逐漸達到響應閾值時，火災報警裝置便會開始動作。基于火災探測裝置，考慮響應閾值，一般需要在設備出廠之間開展測試工作。響應閾值很重要，其檢測裝置相對比較復雜，涉及光源、減光片以及其他相關的測試記錄設備。基于探測器，考慮到與隨機響應有關的諸多特性，響應閾值的測量要格外注意，要多次重復進行，保證次數要超過6 次，一直等到下一次的響應閾值可以出現穩定效果，結合前幾次測量出來的響應閾值，取前幾次的平均值，兩者進行比較，前者需要少于后者的10%。基于探測器的應用特征，考慮頻段特性，需要緊密聯系廠方所給定的內容，調節調制器，調在此閃爍頻率上。探測器的應用期間，可以與設備商溝通，根據他們建議的方式，制定時間計劃，執行響應閾值的驗證工作。一般情況下，為了順利開展響應測試，借助現場的測試燈設備，發揮測試燈的作用，可以將特定的光譜輸出，優化探測器的驗證過程，判斷其響應功能的正常性。近幾年的發展中，開發出了不同種類的智能設備，諸多火災探測器出現，同時具有自校準功能，在此種探測器的內部，安排了標準光源，可以每分鐘完成一次自動檢測工作，方便驗證整體探測器的運行水平。

2 結合不同氣流溫度探究報警器響應閾值的影響試驗

2.1 試驗原理

關于光電型感煙形式的火災報警器，當前應用比較廣泛，在其產品中，主要借助光學迷宮，從而精準獲得煙霧濃度。開展具體的檢測工作時，正常我們需要的光信號不是陽光，也不是燈光類，這些屬于干擾光，我們需要的是煙霧顆粒經過反射而產生的光，對此，在光學迷宮中，設計遮光葉片，可以很好地阻止外界產生的干擾光，避免影響數據的準確性。關于光學檢測元器件，主要應用光敏二極管，實現對光信號的接收，然后將其轉換，形成直流電信號，在傳輸作用下，有分析儀來分析。遇到火災時，煙霧會移動，從而進入光學迷宮，此時，光也會出現吸收等現象，接收器接收效率變低，不能接收足夠的光信號強度，光信號強度隨之降低，當到達預先設定的閾值后，火災的報警器做出反應，發揮報警作用，有利于提升報警設備的工作效率，發揮消防產品的作用。

2.2 試驗使用設備及試驗條件

在不同氣流溫度的狀態下開展的報警器響應閾值影響試驗前，要明確試驗條件與使用設備。具體來看，在當前開展的響應閾值影響試驗中，選擇了AWT2800 煙箱，而煙箱內部的報警器為感煙火災報警器，其試驗方位都為該報警器靈敏度最低的位置，進行試驗測試前，要及時清理煙道并利用潔凈空氣來吹掃煙道，使煙道內部的樣品不含有任何的氣溶膠。試驗檢測的過程中，要對試樣附近氣流速度進行科學設置，使其速度盡量保持在0.02 ～0.06m/s。依照當前試驗的標準要求，當煙霧進入到煙箱中時，要適時考量煙霧速率，當前光電感煙形態下的火災警報器，其速率在0.015 ～0.1dB-1min-1；而離子感煙狀態下的火災警報器，其速率為005 ～0.3min-1。當前試驗選擇了光電類獨立感煙火災警報器，內部煙箱升煙速率在0.050dB-1min-1左右，該樣品在連通對應的電源以后，其運行狀態需保持15min。

2.3 響應閾值的影響試驗分析

在獲取試驗結論前，試驗人員挑選了3 種品牌不同的光電感煙火災報警器，并作用在相同的煙箱中。正式開展試驗時，為確保試驗結論的準確性，要對試驗環境中的濕度溫度進行合理控制，使該類數值變得更為穩定。當前試驗中的數據變化多為煙箱內部的氣流溫度，借助對該項數值的持續性比對，適時了解不同類型報警器的實際應用狀態。在當前試驗中，煙箱內部的氣流溫度從0 覆蓋到了55℃，且每隔5℃開展一次樣品測試。試驗環境中的溫度在24℃左右，濕度在45%R.H 上下。若想縮減試驗中形成的數據誤差，要在煙箱內部氣流溫度出現變化以后，且氣流溫度30min 內保持不變，才能開展樣品檢測。

在觀察品牌1 中的報警器煙箱氣流溫度變化時，可以發現氣流溫度誤差在0.4℃左右，環境誤差也在0.4℃上下，適時明確了不同氣流溫度下，報警器的響應閾值。比如，當煙箱氣流溫度分別為0.1、5.2、10.0 ℃時，報警器響應閾值分別為0.102、0.109、0.115dBm-1。觀察品牌2 中警報器煙箱氣流溫度誤差值時，可發現其與品牌1 的誤差值保持一致，環境溫度誤差也處在0.4℃以內。若該類報警器煙箱中的氣流溫度在-0.2℃時，則該類報警器內的響應閾值在0.079dBm-1，在氣流溫度逐步升高的過程中，影響閾值也有所增加。觀察品牌3 報警器的試驗背景時，可發現其氣流溫度誤差、環境溫度誤差都與品牌1 保持一致，若煙箱內部氣流溫度為0.1℃，報警器響應閾值在0.138dBm-1左右，而在氣流溫度逐步升高時，響應閾值也有所增高。在分析完成了3 種品牌報警器響應閾值的數值變化后，可以發現，在試驗環境溫度不變的情況下，試驗樣品的氣流溫度與響應閾值呈現正比關系，明確報警器裝置的應用狀態，利用該規律提升該類器械的整體使用水平。

2.4 試驗效果

根據上述分析可知，可以從3 種品牌不同的光電感煙火災報警器中得到結論，在煙箱內，氣流溫度具有差異的情況下，影響著閾值的變化，結合試驗結果可以容易地看出，應用同樣的設備，維持環境溫濕度達到基本穩定，控制煙箱內部的氣流溫度，介于0 ～55℃，在氣流溫度直線增加的情況下，分析品牌不同的3 種光電感煙的火災報警器，其響應閾值變化較為明顯，在氣流溫度增加的帶動下，閾值逐漸上升，從中可見，對煙箱內氣流溫度的分析具有必要性，對于光電感煙形式的火災報警器來講，在響應閾值中產生了較大影響。

3 光電型感煙火災報警器的分析

3.1 感煙火災報警器響應閾值的測量方式

關于感煙火災的報警器，檢驗過程中，要保證環境適應，屬于常溫性能，電氣趨于安全水平，在試壓前后分別去測量報警器的閾值，所以，要想規范測試報警器的響應閾值，需要考慮氣流溫度等因素。感煙火災報警器在諸多重要場所發揮著良好的作用，這和它的高靈敏度密切相關。要想盤點探測器的高靈敏度特性，需要結合探測器標準來看，基于探測器，深入分析響應閾值。在試驗開展時，要進行正常的監視狀態測試，這樣便于掌握探測器的工作狀態，根據廠家提供的控制指示設備，結合試樣，進行連接處理，從而測試響應閾值，此時要合理控制探測器的工作電壓，不僅要達到額定狀態，還要趨于穩定水平，防止電壓出現波動情況，記錄錯誤的數值。另外，可以依據探測器的安裝來完成測量工作，也就是說，依據廠家產品規定，在單個管中，最大的探測長度為100m，進行正常安裝處理后，若是可以運用多樣化的安裝方式，應該選擇對探測器運作最不利的安裝方式，與此同時，找到最不利點的采樣孔，進行探測器響應閾值的測量工作，從最不利點總結測量結果，如果此點與高標準型要求相符合，就可以得出火災探測器屬于高度靈敏型。當前，部分探測器可以調整靈敏度，可以圍繞現場的安裝環境，將靈敏度調高或者是調低，對于此類探測器，為了測量響應閾值，需要依據廠家給予的可調數值，分別展開測量工作，然后再比照閾值要求，檢查是否符合要求。

3.2 感煙報警器的檢查安裝要點

對于感煙報警器，要想促使其展現出實際效能，需要在特定時間進行檢查工作，同時應加強維護工作。通常來講，應用人員要嚴格執行維護標準，每個月至少需要展開1 次測試工作，可以找到煙感報警器上面標出的測試，按下按鍵，執行檢測工作，或者應用專業的發煙裝置，從而實現檢測工作。在感煙報警器中，包含防蟲網，它可以阻擋一些體積比較大的顆粒，或者體積較小的動物，為光電迷宮帶來防護屏障，但是，對于過于微小的灰塵，要想阻止其進入迷宮中，這是無法避免的，若是累積了很多灰塵，會影響發射光線，出現嚴重的散射現象，容易產生誤報風險問題；若灰塵累積，影響防蟲網，空氣的流動效果將會明顯下降，煙霧不能順利進入，很容易發生漏報風險，所以每年都要進行全面清潔工作。若測試或者報警的頻率較高，將會損傷電池，使用時間將會明顯縮短，低電壓的報警情況出現時，需要第一時間將電池替換掉。安裝完成感煙報警器后，其比較忙碌，屬于365×24 小時的工作情況，隨時監控著空氣情況，監視著煙霧粒子的濃度波動情況。所以，在時間增加的情況下，元器件性能也會大不如前，致使響應閾值出現變化，火災報警靈敏度偏低，此時，要第一時間換掉感煙報警器。

關于感煙報警器，通過技術指標，可以看到都標有保護面積，通常來講，數值大約為40 ～60m2，應該注意安裝位置，其規范程度對應用效果具有明顯影響，一般需要考慮建筑內部的幾何形狀，比如，占據面積大小、設施高度，還要了解房間內氣體的實際流動走向，將其安裝在房間的頂部，盡量放在居中位置；若處于墻壁等位置，關于水平距離，需要超過0.5m，在此范圍里，不能放置遮擋物。在一部分環境中不適合安裝感煙報警器，比如，容易形成蒸汽等物質的地點，如廚房；在水霧容易停留的地點也不適合，如浴室。

4 結語

通過上述分析可知，火災報警器是當前重要的安全監測設備，光電型感煙形式在諸多領域得到了應用，為了更好地掌握火災情況，需要檢驗響應閾值，發揮報警器的自動、及時功能，準確掌握火災情況，保證達到消防安全水平，有關人員應注重閾值，積極推廣光電型感煙形式的報警器，為消防監督檢查提供有效的設備支持，維護群眾的安全。