火灾探测技术的研究现状及发展趋势

曾金龙

（昆明消防指挥学校，云南 昆明 650208）

火灾探测技术的研究现状及发展趋势

曾金龙

（昆明消防指挥学校，云南 昆明 650208）

文章介绍了目前火灾探测领域的几项热门研究，阐述了该领域的研究现状，并结合当今社会火灾探测技术所面临的新形势、新情况和新问题，提出了多传感器复合探测和智能化、网络化探测是今后火灾探测领域的发展趋势。

火灾探测技术；研究现状；发展趋势

火灾是违反人类意愿，失控于所限定的时空范围之外的燃烧过程而引发的一种灾害。由于导致火灾发生的原因多，隐蔽性强且易受环境、人为等不确定因素影响的特点，它对人类生命财产安全和社会稳定所造成的威胁是极大的。随着科学技术的更新，社会生产力的不断发展，人们的物质文化生活水平日益提高，人员密集场所和仓库厂房越来越多，以及各种新能源、新材料和新设备的广泛开发和利用使火灾风险越来越大，面对新形势、新情况、新问题所带来的新挑战，要最大程度地减少火灾造成的损失，必须在火灾发生初期发现并处理，由此产生了对火灾自动探测的必要性。

一、火灾探测技术研究现状

火灾的产生和发展是一个复杂且不稳定的过程，这个过程伴随着一系列复杂的物理变化和化学反应，除了有物质和能量的变化外，同时火灾过程还受众多外界因素的干扰。在火灾过程中会产生一些火灾特征参量，如烟雾、燃烧气体、燃烧音、火焰及周围环境温度变化等。火灾探测技术探测火灾的过程就是通过火灾探测器对燃烧过程中产生的特征参量进行检测，并将检测到的信号传递给控制器，控制器经过分析和判断并做出响应来确定是否有火情存在。随着人们对火灾防控的重视程度越来越强，火灾探测技术有了前所未有的发展。

（一）复合探测技术

由于火灾表现出的特征参量是复杂多变的，且易受外界因素的干扰，所以只采集其中一个火灾特征参量进行分析是不能准确、及时地探测出各种火情。单一参数的火灾探测器受环境影响程度大，应用范围小，容易出现误报和漏报而逐渐被淘汰，因此如何提高火灾探测技术的可靠性，降低误报和漏报率是该领域急需解决的难题，由此复合式火灾探测器便成了该领域的热门研究之一。复合式火灾探测器是一种能够识别两种及以上火灾特征参数的火灾探测器，它的探测过程是根据多个火灾参数之间逻辑关系，运用复杂算法来探测火灾。此技术大大降低了漏报、误报率，提高了可靠性。而我国在这方面的研究主要是以光电感烟感温探测构成的二参量探测技术和光电感烟、离子感烟和感温探测构成的三参量复合探测技术。目前已有多家企业研制的复合式火灾探测器通过认证。

（二）空气采样火灾探测技术

空气采样火灾探测器也叫吸气式火灾探测器。该技术采用主动吸取空气进行采样，可以快速识别和判断出因火灾释放到空气中的燃烧气体和烟粒子。当空气中燃烧气体或烟粒子浓度达到报警阀值时，即可实现立即报警。与普通感烟探测器相比，空气采样火灾探测器将被动探测变为主动探测，报警时间大大缩短。目前一些比较先进的空气采样火灾探测产品已经具备探测能力灵敏度高，系统稳定性好，不受粉尘、雾气等环境因素影响而造成误报和维护成本低等诸多优点而被应用到更多的环境中进行火灾探测。

（三）光纤感温火灾探测技术

在一些特殊环境下的火灾探测需要实时、多点测量温度才能有效地探测出现场火情，而光纤感温火灾探测技术就能满足要求并适用于这样的环境。该技术的温度探测器是光纤或光栅，它能够检测多点实时温度值，若温度异常就能及时做出响应。目前该技术的研究运用已经很成熟，某些光纤探测温度的点数能到到数千个，测温距离能达到数千米，不同类型的光纤测温范围不尽相同，一些特殊光纤测温范围能达到-200℃到+700℃，甚至更广。由于此技术能够实时多点测量温度，所以人们可以根据温度的分布情况来确定火灾的规模、火势蔓延的方向和制定合理的灭火方案。这种探测技术可实时监控温度变化，抗干扰能力强，特别适用于电缆桥架、夹层、隧道等不易接近的地方。

（四）图像火灾探测技术

火灾发生的过程中会伴随着火焰从无到有，火焰面积、形状和辐射强度无时不刻都在发生着变化，这些特征是火焰区别于其它现象的重要依据，为火灾的识别打下了基础，而图像火灾探测器正是利用火焰的这些特征来探测火情的。该技术融合了图像处理技术、计算机控制技术和模式识别等高新技术，它是利用摄像头对现场进行实时监控，将采集到的图像转换为数字信号传输到计算机进行处理、分析，并结合先进的探测算法来识别火灾。该技术具有非接触式探测，灵敏度强，受环境因素限制小等优点，特别适合于大空间场所以及环境相对恶劣的场所进行监测。

（五）城市消防远程监控系统

城市是人类财富和物质的集聚点，城市消防安全就显得尤为重要。伴随着城市消防安全的日益重要和通信、计算机等现代技术的发展应用，城市消防远程监控系统因此而发展起来了。该系统通过采取监控中心与社会单位联网来接收、处理和管理联网用户的火灾报警信息、消防设施运行状态、消防安全管理等情况，可以有效地提高消防部队的反应速度和成功处置早期火灾的成功率，同时也是提高城市消防安全管理水平和防控火灾能力的有效措施。目前，我国已出台了《城市消防远程监控系统技术规范》GB50440-2007，为该技术的研究和发展提供了技术规范。

二、火灾探测技术的发展趋势

科学技术和社会生产力的发展，给人类带来更多的物质文化财富的同时，也带来了社会消防安全管理的严峻考验，火灾防控工作的重要性显得尤为突出。从火灾探测技术研究现状可以发现，如何提高火灾探测可靠性、实现早期报警和使系统更加智能化、网络化成了今后火灾探测技术发展的必然趋势。

（一）多参量复合火灾探测技术

火灾的发生是一个复杂的物理和化学反应过程。在这个过程中会产生很多火灾特征参量，比如燃烧物、烟、温度和火焰等。这些火灾参量往往会受环境的干扰，并且不同环境和不同类型火灾的特征参数不尽相同，所以单独检测火灾的某一个参数是不能有效地探测火灾，而多参量复合火灾探测技术可以探测多个火灾参数，并应用信号处理技术和先进的火灾探测算法，就可以避免因使用单火灾参量造成的漏报、误报，同时还可以实现早期报警。因此，可以探测多个火灾参量的复合探测技术的研究成了今后火灾探测领域的主要方向。

（二）智能化火灾探测技术

火灾探测技术的智能化是多技术的融合，自动化程度高，能主动采集现场环境参数，比如温度、光波、烟雾等模拟信号，再转换成数字信号传送给计算

103机，结合智能算法，将现场数据和火灾特征参数进行对比判断，从而实现早期准确报警，避免误报、晚报和漏报。随着火灾探测技术愈加智能化，我们还可以依据探测出的火灾信号对火场范围、火势大小、烟雾浓度及火灾的蔓延方向和速度给出具体的描述，甚至可以结合电子地图进行形象提示、对出动力量和灭火战术提出合理的建议，实现快速启动联动机制，最大程度地降低人员伤亡和财产损失，并且可以查询火灾相关参数，用以日后可调查起火原因、判定责任事故的科学依据。

（三）网络化火灾自动报警技术

网络化火灾报警系统，是由很多功能不同的模块组成。它是利用计算机和通信等高新技术将控制器之间、火灾探测器之间、系统内部之间、系统外部之间通过一定的网络协议进行相互连接，实现远程控制和数据共享。火灾自动报警技术的网络化能让控制人员及时掌控各个单位的有关信息和系统的运行状态，并可以完成状态修正、火灾报警、故障判定及联动控制等功能。随着全社会消防安全管理要求的不断提高，火灾自动报警系统的网络化将成为人们关注的热点之一。

火灾探测技术的研究，在火灾防控和最大程度地减小人员伤亡和财产损失等方面起着非常重要的作用。由于近年来各类火灾频发，防火形势愈加严峻，所以对火灾探测技术提出了更高的要求，在今后将会有更多的研究课题。

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（责任编辑：王 莉）

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1671-802X（2015）06-0102-03

2015-10-23

曾金龙（1988-）男，四川三台人，助理讲师，研究方向：电气防火、火灾探测技术。E-mail：772458896@qq.com.