光电型感烟火灾报警器响应阈值分析

隗俊锋

（大兴区消防救援支队，北京 102600）

社会经济水平明显提升，建筑以及公共场所逐渐增加，人们更加关注人身安全，消防安全认知与日递增，火灾的报警系统得到了广泛应用。当前，在人员相对比较密集的区域安装报警系统，为了高效获得火灾情况，光电感烟报警设备得到应用，展开响应阈值的分析工作，有利于提升报警设备的工作效率，充分发挥消防产品的作用。

1 光电型感烟火灾报警器概述

1.1 感烟报警器的基本组成、工作原理

在居住场所，若是出现火灾，初级阶段可以看到大量的烟雾，应用光电型感烟装置，可以第一时间将火灾情况探测到，对于悬浮存在的固体或者液体颗粒，它是由大气燃烧产生，或者是在热解作用下形成，光电型感烟装置可以在较短时间里对此种现象进行响应，在各地得到了推广应用，其作用优势明显，基本可以探测到超过70%的火灾情况。在感烟报警器中，主要包含传感器组件，可以检测烟雾粒子，还有线路板、蜂鸣器，前者用于执行信号处理，后者可以提供声响指示，还包括指示灯，可以提供光指示，为了能够保证设备正常运行，还需要可以供应电量的电池装置。此种装置可以探测小范围的火灾情况，广泛应用于宿舍、住宅等位置。关于感烟报警器，分析其工作原理，其装置的内部，为了防止受到光干扰，设置了光电迷宫，形成可以处理烟雾粒子的检测室，其中含有IR LED，具有光元件，属于受光元件的光电二极管，在发光、受光元件中，需要在同一平面中呈现锐角、钝角形式，而对于受光元件，在平时的时间段里要与发光元件隔离，不能接收其光线。红外LED 属于间歇工作模式，每当间隔几秒钟，就可以工作上百微秒，这样的模式节省了大量电池能量。

当未出现火灾情况时，观察红外LED，其依旧在工作，它能够不断产生脉冲光束，在受光元件中，对于光电二极管来讲，不能接收到这样的发射光，所以就不会变成光电流，同时从检测电路角度来看，输出信号也不会出现。如果火灾情况出现，产生了浓郁的烟雾粒子，它们会逐渐移动，从而进入光电迷宫中，而受到烟雾粒子的作用，红外LED 受到了带动，其发射光不能集中，发生散射现象，光电二极管不能接收全部光信号，会接收一部分散射光，此时，光电二极管会第一时间做出反应，形成了比较低的光电流，在转换、放大电路的处理作用下，将其送入MCU，或者到达专用芯片，实现分析处理，烟雾浓度逐渐增加，当达到预先设计的报警阈值，就会出现明显的报警声音，同时可以看到光指示，为人们提供提醒作用，以便于快速从现场逃离。

1.2 响应阈值分析

关于响应阈值，它是火灾探测装置主要的参数，火灾参数逐渐变化，逐渐达到响应阈值时，火灾报警装置便会开始动作。基于火灾探测装置，考虑响应阈值，一般需要在设备出厂之间开展测试工作。响应阈值很重要，其检测装置相对比较复杂，涉及光源、减光片以及其他相关的测试记录设备。基于探测器，考虑到与随机响应有关的诸多特性，响应阈值的测量要格外注意，要多次重复进行，保证次数要超过6 次，一直等到下一次的响应阈值可以出现稳定效果，结合前几次测量出来的响应阈值，取前几次的平均值，两者进行比较，前者需要少于后者的10%。基于探测器的应用特征，考虑频段特性，需要紧密联系厂方所给定的内容，调节调制器，调在此闪烁频率上。探测器的应用期间，可以与设备商沟通，根据他们建议的方式，制定时间计划，执行响应阈值的验证工作。一般情况下，为了顺利开展响应测试，借助现场的测试灯设备，发挥测试灯的作用，可以将特定的光谱输出，优化探测器的验证过程，判断其响应功能的正常性。近几年的发展中，开发出了不同种类的智能设备，诸多火灾探测器出现，同时具有自校准功能，在此种探测器的内部，安排了标准光源，可以每分钟完成一次自动检测工作，方便验证整体探测器的运行水平。

2 结合不同气流温度探究报警器响应阈值的影响试验

2.1 试验原理

关于光电型感烟形式的火灾报警器，当前应用比较广泛，在其产品中，主要借助光学迷宫，从而精准获得烟雾浓度。开展具体的检测工作时，正常我们需要的光信号不是阳光，也不是灯光类，这些属于干扰光，我们需要的是烟雾颗粒经过反射而产生的光，对此，在光学迷宫中，设计遮光叶片，可以很好地阻止外界产生的干扰光，避免影响数据的准确性。关于光学检测元器件，主要应用光敏二极管，实现对光信号的接收，然后将其转换，形成直流电信号，在传输作用下，有分析仪来分析。遇到火灾时，烟雾会移动，从而进入光学迷宫，此时，光也会出现吸收等现象，接收器接收效率变低，不能接收足够的光信号强度，光信号强度随之降低，当到达预先设定的阈值后，火灾的报警器做出反应，发挥报警作用，有利于提升报警设备的工作效率，发挥消防产品的作用。

2.2 试验使用设备及试验条件

在不同气流温度的状态下开展的报警器响应阈值影响试验前，要明确试验条件与使用设备。具体来看，在当前开展的响应阈值影响试验中，选择了AWT2800 烟箱，而烟箱内部的报警器为感烟火灾报警器，其试验方位都为该报警器灵敏度最低的位置，进行试验测试前，要及时清理烟道并利用洁净空气来吹扫烟道，使烟道内部的样品不含有任何的气溶胶。试验检测的过程中，要对试样附近气流速度进行科学设置，使其速度尽量保持在0.02 ～0.06m/s。依照当前试验的标准要求，当烟雾进入到烟箱中时，要适时考量烟雾速率，当前光电感烟形态下的火灾警报器，其速率在0.015 ～0.1dB-1min-1；而离子感烟状态下的火灾警报器，其速率为005 ～0.3min-1。当前试验选择了光电类独立感烟火灾警报器，内部烟箱升烟速率在0.050dB-1min-1左右，该样品在连通对应的电源以后，其运行状态需保持15min。

2.3 响应阈值的影响试验分析

在获取试验结论前，试验人员挑选了3 种品牌不同的光电感烟火灾报警器，并作用在相同的烟箱中。正式开展试验时，为确保试验结论的准确性，要对试验环境中的湿度温度进行合理控制，使该类数值变得更为稳定。当前试验中的数据变化多为烟箱内部的气流温度，借助对该项数值的持续性比对，适时了解不同类型报警器的实际应用状态。在当前试验中，烟箱内部的气流温度从0 覆盖到了55℃，且每隔5℃开展一次样品测试。试验环境中的温度在24℃左右，湿度在45%R.H 上下。若想缩减试验中形成的数据误差，要在烟箱内部气流温度出现变化以后，且气流温度30min 内保持不变，才能开展样品检测。

在观察品牌1 中的报警器烟箱气流温度变化时，可以发现气流温度误差在0.4℃左右，环境误差也在0.4℃上下，适时明确了不同气流温度下，报警器的响应阈值。比如，当烟箱气流温度分别为0.1、5.2、10.0 ℃时，报警器响应阈值分别为0.102、0.109、0.115dBm-1。观察品牌2 中警报器烟箱气流温度误差值时，可发现其与品牌1 的误差值保持一致，环境温度误差也处在0.4℃以内。若该类报警器烟箱中的气流温度在-0.2℃时，则该类报警器内的响应阈值在0.079dBm-1，在气流温度逐步升高的过程中，影响阈值也有所增加。观察品牌3 报警器的试验背景时，可发现其气流温度误差、环境温度误差都与品牌1 保持一致，若烟箱内部气流温度为0.1℃，报警器响应阈值在0.138dBm-1左右，而在气流温度逐步升高时，响应阈值也有所增高。在分析完成了3 种品牌报警器响应阈值的数值变化后，可以发现，在试验环境温度不变的情况下，试验样品的气流温度与响应阈值呈现正比关系，明确报警器装置的应用状态，利用该规律提升该类器械的整体使用水平。

2.4 试验效果

根据上述分析可知，可以从3 种品牌不同的光电感烟火灾报警器中得到结论，在烟箱内，气流温度具有差异的情况下，影响着阈值的变化，结合试验结果可以容易地看出，应用同样的设备，维持环境温湿度达到基本稳定，控制烟箱内部的气流温度，介于0 ～55℃，在气流温度直线增加的情况下，分析品牌不同的3 种光电感烟的火灾报警器，其响应阈值变化较为明显，在气流温度增加的带动下，阈值逐渐上升，从中可见，对烟箱内气流温度的分析具有必要性，对于光电感烟形式的火灾报警器来讲，在响应阈值中产生了较大影响。

3 光电型感烟火灾报警器的分析

3.1 感烟火灾报警器响应阈值的测量方式

关于感烟火灾的报警器，检验过程中，要保证环境适应，属于常温性能，电气趋于安全水平，在试压前后分别去测量报警器的阈值，所以，要想规范测试报警器的响应阈值，需要考虑气流温度等因素。感烟火灾报警器在诸多重要场所发挥着良好的作用，这和它的高灵敏度密切相关。要想盘点探测器的高灵敏度特性，需要结合探测器标准来看，基于探测器，深入分析响应阈值。在试验开展时，要进行正常的监视状态测试，这样便于掌握探测器的工作状态，根据厂家提供的控制指示设备，结合试样，进行连接处理，从而测试响应阈值，此时要合理控制探测器的工作电压，不仅要达到额定状态，还要趋于稳定水平，防止电压出现波动情况，记录错误的数值。另外，可以依据探测器的安装来完成测量工作，也就是说，依据厂家产品规定，在单个管中，最大的探测长度为100m，进行正常安装处理后，若是可以运用多样化的安装方式，应该选择对探测器运作最不利的安装方式，与此同时，找到最不利点的采样孔，进行探测器响应阈值的测量工作，从最不利点总结测量结果，如果此点与高标准型要求相符合，就可以得出火灾探测器属于高度灵敏型。当前，部分探测器可以调整灵敏度，可以围绕现场的安装环境，将灵敏度调高或者是调低，对于此类探测器，为了测量响应阈值，需要依据厂家给予的可调数值，分别展开测量工作，然后再比照阈值要求，检查是否符合要求。

3.2 感烟报警器的检查安装要点

对于感烟报警器，要想促使其展现出实际效能，需要在特定时间进行检查工作，同时应加强维护工作。通常来讲，应用人员要严格执行维护标准，每个月至少需要展开1 次测试工作，可以找到烟感报警器上面标出的测试，按下按键，执行检测工作，或者应用专业的发烟装置，从而实现检测工作。在感烟报警器中，包含防虫网，它可以阻挡一些体积比较大的颗粒，或者体积较小的动物，为光电迷宫带来防护屏障，但是，对于过于微小的灰尘，要想阻止其进入迷宫中，这是无法避免的，若是累积了很多灰尘，会影响发射光线，出现严重的散射现象，容易产生误报风险问题；若灰尘累积，影响防虫网，空气的流动效果将会明显下降，烟雾不能顺利进入，很容易发生漏报风险，所以每年都要进行全面清洁工作。若测试或者报警的频率较高，将会损伤电池，使用时间将会明显缩短，低电压的报警情况出现时，需要第一时间将电池替换掉。安装完成感烟报警器后，其比较忙碌，属于365×24 小时的工作情况，随时监控着空气情况，监视着烟雾粒子的浓度波动情况。所以，在时间增加的情况下，元器件性能也会大不如前，致使响应阈值出现变化，火灾报警灵敏度偏低，此时，要第一时间换掉感烟报警器。

关于感烟报警器，通过技术指标，可以看到都标有保护面积，通常来讲，数值大约为40 ～60m2，应该注意安装位置，其规范程度对应用效果具有明显影响，一般需要考虑建筑内部的几何形状，比如，占据面积大小、设施高度，还要了解房间内气体的实际流动走向，将其安装在房间的顶部，尽量放在居中位置；若处于墙壁等位置，关于水平距离，需要超过0.5m，在此范围里，不能放置遮挡物。在一部分环境中不适合安装感烟报警器，比如，容易形成蒸汽等物质的地点，如厨房；在水雾容易停留的地点也不适合，如浴室。

4 结语

通过上述分析可知，火灾报警器是当前重要的安全监测设备，光电型感烟形式在诸多领域得到了应用，为了更好地掌握火灾情况，需要检验响应阈值，发挥报警器的自动、及时功能，准确掌握火灾情况，保证达到消防安全水平，有关人员应注重阈值，积极推广光电型感烟形式的报警器，为消防监督检查提供有效的设备支持，维护群众的安全。