1、各类火灾探测器的原理与结构各类火灾探测器的原理与结构12/31/2022一、各类火灾探测器的工作原理及优缺点一、各类火灾探测器的工作原理及优缺点1.感烟式探测器感烟式探测器这是一种能探测物质燃烧所产生的气溶胶或烟雾粒子浓度的探测器，有根据散射光、透射光原理工作的光电感烟探测器和电离原理工作的离子感烟探测器。（一）离子感烟探测器工作原理（一）离子感烟探测器工作原理 主要由电离室、外壳和电路组成 据电离室是全部还是局部被射线照射，可分为双极型和单极型两种结构。平时：放射源（镅-241）不断放出射线照射电离室两极间的空气分子将电离室内部的空气电离成正负离子在电离室的两个极板之间加以电压极板间形成稳定
2、的电场正负离子向负正极板运动形成离子电流火灾发生时产生烟雾：烟雾离子进入电离化区域烟雾粒子的直径超过被电离的空气离子的直径对空气离子产生阻挡作用也因电荷异性相吸原理产生吸附作用离子电流减小低于预定值发出报警信号 烟雾浓度大小可以以离子电流的变化量大小来表示，从而实现对火灾过程中烟雾浓度这个参数的探测。（二）离子感烟探测器的分类：（二）离子感烟探测器的分类：双源式离子感烟探测器原理图双源式离子感烟探测器原理图单源式离子感烟探测器原理图单源式离子感烟探测器原理图双源式离子感烟探测器与单源式离子感烟探测器的比较双源式离子感烟探测器与单源式离子感烟探测器的比较双源式的缺点：两种不同的电离室结构形式，容
3、易造成环境温度、湿度、气压等自然条件的变化对两个电离室分别产生不同的影响，从而降低了这种探测器的抗环境干扰能力。单源式的优点：由于两电离室同处在一个相通的空间，只要两个电离室的比例设计合理，既能保证早火灾时烟雾顺利进行检测室迅速报警，有能保证在环境变化时两室同时变化。因此它工作稳定，环境适应能力强。不仅对环境因素（温度、湿度、气压和气流）的慢变化，也对快变化有更好的适应性，提高了抗潮、抗温性能。增强了抗灰尘、抗污染的能力。当灰尘轻微地层积在放射源的有效源面上，导致放射源发射的粒子的能量和强度明显变化时，会引起工作电流变化，补偿室和检测室的电流均会变化，从而检测室分压的变化不明显。一般双源双室离
4、子感烟探测器是通过改变电阻的方式实现灵敏度调节的，而单源双室离子感烟探测器是通过改变放射源的位置来改变电离室的空间电荷分布，也即源极和中间的距离连续可调，以比较方便地改变检测室的静态分压，实现灵敏度调节。这种灵敏度调节连续且简单，有利于探测器响应阈值一致性的调整。因为单源双室只需一个更弱的放射线，这比双源双室的电离室源强可减少一半，且也克服了双源双室电离室要求两源相互匹配的缺点。总之，单源双室离子感烟探测器具有不可比拟的优点，它灵敏度高且连续可调，环境适应能力强，工作稳定，可靠性高，放射源活度小，特别是抗潮湿能力大大优于双源双室，在缓慢变化的环境中使用是不会发生误报的。(三三)、光电感烟式探测
5、器工作原理、光电感烟式探测器工作原理利用烟雾粒子对光线产生遮挡和散射作用来检测烟雾的存在。(四四)、光电感烟式探测器的分类、光电感烟式探测器的分类 点型遮光感烟探测器 线型遮光感烟探测器 散射型光电感烟探测器脉冲信号输出放大器光学透镜发光二极管光敏二极管烟粒子暗箱遮光型探测器原理图1）点型遮光感烟探测器结构及工作原理：）点型遮光感烟探测器结构及工作原理：其中的烟室为特殊结构的暗室，外部光线进不去，但烟雾粒子可以进入烟室。烟室内有一个发光元件及一个受光元件。发光元件发出的光直射在受光元件上，产生一个固定的光敏电流。当烟雾粒子进入烟室后，光被烟雾粒子遮挡，到达受光元件的光通量减弱，相应的光敏电流减
6、小，当光敏电流减小到某个设定值时，该感烟探测器发出报警信号。2）线型遮光感烟探测器结构及工作原理：）线型遮光感烟探测器结构及工作原理：点型探测器中发光及受光元件同在一暗室内，整个探测器为一体化结构。而线型遮光探测器中的发光元件和受光元件是分为两个部分安装的，两者相距一段距离。光束通过路径上无烟时，受光元件产生一固定光敏电流，无报警输出。而当光束通过路径上有烟时，则光束被烟雾粒子遮挡而减弱，相应的受光元件产生的光敏电流下降，当下降到一定程度则探测器发出报警信号。在此，发射光束可以是激光束，也可以是红外光束。线型遮光感烟探测器原理图线型遮光感烟探测器优点及使用场所：线型遮光感烟探测器优点及使用场所
7、：线型光束探测器在一个长达100m的路径上可代替若干个点型感烟探测器 具有保护面积大，安装位置较高，在相对湿度较高和强电场环境中反映速度快等优点，适宜保护较大的室内、外场所，尤其适宜保护难以使用点型探测器甚至根本不可能使用点型探测器的场所。.平行光束 .3）散射型光电感烟探测器结构及工作原理：）散射型光电感烟探测器结构及工作原理：其中的烟室也为一特殊结构的暗室，进烟不进光。烟室内有一个发光元件，同时有一受光元件，但散射型感烟探测器不同的是，发射光束不是直射在受光元件上，而是与受光元件错开。这样，无烟时受光元件上不受光，没有光敏电流产生。当有烟进入烟室时，光束受到烟雾粒子的反射及散射而达到受光元
8、件，产生光敏电流，当该电流增大到一定程度时则感烟探测器发出报警信号。散射型光电感烟探测器原理图发光元件烟室烟粒子受光元件.散射光.（五）离子感烟探测器与散射型光电感烟探测器的比较（五）离子感烟探测器与散射型光电感烟探测器的比较离子感烟探测器环境适应性稍差散射型光电感烟探测器环境适应性较好离子感烟探测器保护高度较高散射型光电感烟探测器保护高度较低离子感烟探测器对木材阴燃火稍差,其余常见可燃物都能适应。散射型光电感烟探测器除对木材阴燃火稍好于离子感烟探测器外,其余均不如离子感烟探测器适应性强。（六）感烟探测器的灵敏度（响应灵敏度）（六）感烟探测器的灵敏度（响应灵敏度）灵敏度等级用标准烟（试验气溶胶
9、）在烟箱中标定感烟探测器几个不同的响应阀值的范围。标定为三级高灵敏度（级）：在烟雾相同的情况下，可对较低的烟粒子数浓度响应。感烟动作率为10。用于无（禁）烟及重要场所。中灵敏度（级）：感烟动作率为20。用于卧室等少烟场所。低灵敏度（级）：感烟动作率为30。用于多烟场所。回顾一下前面所学知识点：感烟式火灾探测器不适用于以下哪类场所？A、办公楼的厅堂B、书库C、电梯D、锅炉房2.感温式探测器感温式探测器感温式探测器是出现最早、使用面广、品种多、价格低的一种火灾探测器。其结构简单，配用电子线路少，与感烟及其他类型探测器相比，可靠性高但灵敏度略低，反应时间滞后，不太合宜早期火灾的探测。由于热敏元件种类
10、繁多，因而按其感热效果和结构型式分：点型：点型又分成定温、差温、差定温三种，线型：又分为缆式定温、空气管差温和光栅光纤型感温探测器。两种。（一）定温式、差温式和差定温式火灾探测器定义（一）定温式、差温式和差定温式火灾探测器定义定温式火灾探测器：是温度上升到预定值时响应的火灾探测器。双金属型定温探测器、易融金属型定温探测器、水银接点型热敏电阻定温探测器差温式火灾探测器：是环境温度的温升速度超过一定值时响应的火灾探测器。根据感热元件的材料不同可分为：膜盒型、双金属型、半导体型和热敏电阻型等，最常见的是膜盒型差温探测器。差定温式火灾探测器：综合了定温式和差温式两种探测器的原理，并将两种探测器的结构整
11、合再一起。同时具备两种功能（定温、差温），一种功能失效，另一种功能仍能稳定工作。灵敏度灵敏度:火灾探测器在火灾条件下响应温度参数的敏感程度感温探测器分为、级灵敏度。定温、差定温探测器灵敏度级别标志如下：I级灵敏度（62）：绿色；II级灵敏度（70）：黄色；III级灵敏度（78）：红色。（二）感温火灾探测器的灵敏度（二）感温火灾探测器的灵敏度双金属片定温探测器（三）常见的感温探测器（三）常见的感温探测器1）双金属片定温探测器工作原理：）双金属片定温探测器工作原理：很多金属都有热涨冷摍的现象，把两种澎涨系数不一样的金属合成一起，这就是双金属元件，只要受热它就会变形。越热，变性越大，利用这一特殊原理
12、，做成温度控制器，当到达特定温度时，使电路断开或接通。膜盒型差温探测器2）膜盒型差温探测器工作原理：）膜盒型差温探测器工作原理：当气室内的空气受热迅速膨胀，比从漏气孔泄出的气体要快得多，由此产生的压力使触点与波纹片之间的电触点接通报警。这种报警是差温作用所致。缆式线型定温火灾探测器3）不可恢复式缆式线型定温火灾探测器）不可恢复式缆式线型定温火灾探测器工作原理：工作原理：其结构由两根用热敏材料绝缘的钢丝组成,其探测原理是缆式探测器受热后热敏材料电阻率降低从而触发开关量的温度报警,根据不同的场合选用不同额定动作温度的探测器(一般分为68,88,105,138,180五个级别),其敷设方式采用接触性
13、正弦波和围绕式敷设。（三）感温实探测器的应用：（三）感温实探测器的应用：将差温和定温火灾探测器有机组合的差定温探测器是一种常用的复合型火灾探测器，除特殊场所要求单独使用定温的或差温的探测器外，绝大多数场所都使用差定温组合探测器。而采用热敏电阻作温度检测元件的电子式差定温探测器是目前的主流。感温式火灾探测器在探测经常存在大量粉尘、油雾、水蒸汽等场所火灾的作用是感烟探测器无法替代的，并且在某些重要场所，为保证系统的可靠性，通常同时使用感烟式和感温式火灾探测器。回顾一下前面所学知识点：感温式火灾探测器不适用于以下哪类场所？A、吸烟室B、汽车库C、厨房D、可能发生阻燃的场所3.火焰实探测器火焰实探测器
14、火焰探测器又称感光式火灾探测器，它是用于响应火灾的光特性，即探测火焰燃烧的光照强度和火焰的闪烁频率的一种火灾探测器。（一）火焰探测器的分类（一）火焰探测器的分类根据火焰的光特性，使用的火焰探测器有三种：一种是对火焰中波长较短的紫外光辐射敏感的紫外探测器；另一种是对火焰中波长较长的红外光辐射敏感的红外探测器；第三种是同时探测火焰中波长较短的紫外线和波长较长的红外线的紫外/红外混合探测器。具体根据探测波段可分为：单紫外、单红外、双红外、三重红外、红外/紫外、附加视频等火焰探测器。根据防爆类型可分为：隔爆型、本安型。1）红外光式火焰探测器工作原理）红外光式火焰探测器工作原理硫化铅红外光敏感元件能够将
15、接受到的红外光辐射转换成电信号，经电路的放大滤波检测到火焰信号报警。红外感光探测器的结构红外感光探测器原理图2）紫外光式火焰探测器工作原理）紫外光式火焰探测器工作原理利用装在玻璃罩内的紫外光敏管对紫外线的敏感性，当紫外线照射到两根电极（钨、银）上时，电极发射电子，电子电离罩内氢气和氦气，使两极导通产生电流。一般紫外光敏管只对185260nm波长的紫外光起感应。（自然光一般大于300nm）紫外光敏管的结构图紫外式火焰探测器电路原理图（二）两种火焰探测器的特点（二）两种火焰探测器的特点1）红外式火焰探测器特点：）红外式火焰探测器特点：波长较长，不受烟雾干扰；利用火焰闪动频率（330Hz）特性将其它
16、信号滤除，降低误报率。探测器视角窄3 0X 30，为克服缺点可将探头用三个元件并联，形成120度分布状，使视角大大扩展。红外感光探测器响应波长高于700nm2）紫外式火焰探测器的特点）紫外式火焰探测器的特点：由于器件自身对紫外光极其敏感，使得系统能在极短时间内(50ms)对来自外部的变化作出及其可靠的反应。具有极微弱信号检测能力 对无烟燃烧类的蓝色火焰极其敏感，常用来探测易燃易爆气体和液体的早期火源（三）两种火焰探测器的使用注意事项（三）两种火焰探测器的使用注意事项1）红外式火焰探测器注意事项：）红外式火焰探测器注意事项：应避开阳光和强烈灯光的照射及反射，以防止由此引起的误报警。对探头光学部分
17、应定期清洁，当红玻璃片有灰尘或水汽时，可用擦镜纸或绒布擦拭。灵敏度不可调得太高，以免因过于灵敏而出现误报警。2）紫外式火焰探测器注意事项：）紫外式火焰探测器注意事项：应避免阳光直接照射，以防止阳光中的微弱紫外光辐射造成误报警。防止电焊操作、碘钨灯对探测器的影响，以防误动作报警。长期使用紫外光敏管可能发生自激现象，导致紫外感光火灾探测器频繁误报警，这时需更换紫外光敏管。对紫外光敏管应经常清洁，定期维修，以确保透光性良好。回顾一下前面所学知识点：对易燃、易爆物(汽油、酒精、煤油、易燃化工原料等)引发的燃烧，适合使用紫外式火焰探测器。3.可燃气体探测器可燃气体探测器可燃气体探测器的工作原理：可燃气体
18、探测器的工作原理：对存在可燃气体泄露的场所进行可燃气体浓度探测，叫可燃气体探测器。可燃气体探测器的应用场所：可燃气体探测器的应用场所：对可燃性气体可能泄漏的危险场所(如厨房、燃气储藏室、油库、易挥发并易燃的化学品储藏室等)应安装可燃气体探测器，这样可以更好地杜绝一些重大火灾的发生。催化型导入式扩散式（一）（一）.可燃气体探测器的分类可燃气体探测器的分类1）催化型可燃气体探测器工作原理）催化型可燃气体探测器工作原理催化型可燃气体探测器是利用金属铂丝加热后的电阻率变化来测定可燃气体浓度的；报警点一般设在爆炸浓度下限的1/4。手动式2）半导体型可燃气体探测器工作原理）半导体型可燃气体探测器工作原理半
19、导体型可燃气体探测器是利用半导体表面电阻变化来测定可燃气体浓度。半导体可燃气体探测器用灵敏度较高的气敏半导体元件，它在工作状态时，遇到可燃气体，半导体电阻下降，下降值与可燃气体浓度有对应关系。（二）两种可燃气体探测器的比较（二）两种可燃气体探测器的比较4.新型的火灾探测器及发展新型的火灾探测器及发展(一一)复合探测器复合探测器现代火灾探测器发展的一方向是多传感器/多判据技术，多个传感器从火灾不同现象获得信号，并从这些信号寻出多样的报警和诊断判据。例如，将常用的离子感烟探测器改进为用CO传感器组合的复合探测器，由于空气中的CO含量变化早于烟雾和火焰的生成，因此，它灵敏度更高，能提供甚早期火灾探测，应用前景良好。(二二)空气采样感烟探测器空气采样感烟探测器是一种通过管道抽取被保护空间的空气样本到中心检测室，以监视被保护空间内烟雾存在与否的火灾探测器。该技术在探测方式上，突破被动式感知火灾烟气、温度和火焰等参数特性的传统，跳跃到主动进行空气采样，快速、动态地识别和判断可燃物质受热分解或燃烧释放到空气中的各种聚合物分子和烟粒子,具有很高的灵敏度，用于早期火灾智能预警。谢谢观看！谢谢观看！
