火灾自动报警系统的构成及工作原理

火灾自动报警系统的构成及工作原理

1系统构成

火灾自动报警控制系统一般采用总线制，二进制编码（也有三进制编码和十进制编码）方式进行信息传送，一个完整的火灾自动报警控制系统能够完成从火灾探测既早期火灾报警到自动灭火的一系列过程。现今的火灾自动报警控制系统主要组成如图一所示：

火灾报警控

制器（联动

型）

Y W 控制模块楼显CRT

设备

图一

火灾报警控制器是火灾自动报警系统中能够为火灾探测器供电，接收处理及传递探测点的故障、火警信号并发出声、光报警信号，同时显示及记录火灾发生部位和时间的报警控制装置。是整个火灾自动报警控制系统的核心，其具有的基本功能主要有：

①能为火灾探测器和自身供电。

②能接收来自火灾探测器的火灾报警信号，发出声、光报警信号。

③能发出系统本身的故障信号和各种探测器的故障。

④能检查火灾探测器的报警功能。

⑤能准确提供火灾现场的位置和发生时间。

火灾报警控制器（联动型）一般采用全总线结构，每路总线由两根探测总线和两根控制电源线组成，可跨接各种探头和控制模块。火灾报警控制器根据相关标准可从不同角度进行以下分类：

⑴按用途可分为：

①区域火灾报警控制器：控制器直接连火灾探测点并处理报警信息。

②集中火灾报警控制器：一般不与火灾探测器相连，而与区域火灾报警控制器相连，处理区域火灾报警控制器送来的报警信号，主要用于容量较大的火灾报警系统中。

③通用火灾报警器：通过硬件或软件的配置，即可做区域机使用，直接连接火灾探测器，又可做集中机使用，连接区域报警控制器。

⑵按信号处理方式可分为:

①有阀值开关量火灾报警控制器。其连接使用有阀值的开关量火灾探测器、处理的探测信号为阶跃开关量信号，火灾报警取决于火灾探测器。

②无阀值模拟量火灾报警控制器。其连接使用无阀值模拟量火灾探测器，处理的探测信号为连续的模拟量信号，对火灾的判断和发送有控制器决定，具有一定的智能判断能力。

③具有分布智能的高级火灾报警控制器。其所连接的探测器内置CPU芯片，可以完成一系列的智能算法，并把经过处理后的信号发送给报警控制器。

（3）按机械结构形式可分为：

①壁挂式火灾报警控制器

②立柜式火灾报警控制器

③琴台式火灾报警控制器

2：火灾发生过程的规律

要快速准确的实现火灾探测，必须对火灾燃烧过程的规律进行细致的研究。火灾本质上是一种特定的物质燃烧过程，它遵循物质燃烧的基本规律。燃烧过程是一种物质和能量转换的化学、物理过程，随着这个转换过程，会产生各种现象：如燃烧气体、烟雾、热和火焰等，它们分别具有以下特点。

（1）燃烧气体：

物质燃烧的初始阶段，由于预热和气化作用，首先产生的就是燃烧气体，如CO、CO2、H2、氰化物、烃类或其他特殊燃烧材料产生的各种化合物等。

（2）烟雾：

由于燃烧和热的作用而产生的可见和不可见的液体或固体微小颗粒，统称为烟雾。其主要包括：各种焦油粒子和碳黑固体粒子等，大量的烟雾和燃烧气体的产生会使人窒息。（3）热量（温度升高）：

在物质燃烧过程中，由于物质能量的转换，伴随有热量的释放，促使环境温度升高。但在燃烧速度非常缓慢的情况下，温升不显著，当物质着火燃烧至快速阶段，由于火焰的辐射热量和燃烧气流的作用，温升将明显的加快并产生大量的热量。

（4）火焰：

火焰是物质着火时产生的灼热发光的气体部分。它除了可见的火光之外，还有大量不可见的红外辐射光和紫外辐射光，人们利用此原理也研制出了各种火焰探测器。

火灾发生过程中除伴随着以上一些现象，同时一般经历以下四个阶段：早期阶段，阴燃阶段，火焰放热阶段和衰减阶段（如图二所示）

卡车111

图二

⑴早期阶段：

由于物质燃烧初始阶段的预热和气化作用，产生大量燃烧气体和不可见的气溶胶，无可见烟和火焰，热量也比较少，环境温升也不明显。而这些燃烧气体和气溶胶粒子通过扩散运动和周围的空气运动，形成对流。在此阶段，火情局限与一个小范围内，探测火情早期报警此时是最佳的时期。目前

市场上推出的吸气式极早期火灾报警控制系统主要探测该阶段的火情。

⑵阴燃阶段：

次阶段以阴燃为起始标志，此时热的作用充分发展，产生大量的可见和不可见的烟雾，烟雾粒子通过程度逐渐增大的对流运动和背景的空气运动向四周扩散，充满建筑物的内部空间。次阶段还没有产生火焰，热量也比较少，环境温度不高，火情尚未达到蔓延发展的程度。此阶段仍是实现早期探测火情的重要阶段。探测的主要对象是烟雾粒子。当前大量的感烟探测器主要是针对阴燃阶段，如能有效探测报警，联动灭火。可将火灾危害降到最低程度。

⑶火焰放热阶段

此阶段是物质燃烧的快速反应阶段，从着火开始到燃烧充分发展成全燃烧阶段，由于物质内能的快速释放和转化，以火焰热辐射的形式呈现球形波的向外传播热量，再加上猛烈的气流运动，温度迅速上升，火势得到迅速蔓延扩散，此时危害最大，一般将造成重大的损失和伤亡。

⑷衰减阶段

这是物质经全面着火燃烧后逐渐衰弱至熄灭阶段。一般情况下，火灾发生过程中前二个阶段的时间比较长，也是探测火情的最有利时期，在此过程中，如能实现早期报警，就能把火灾的损失控制在最低的程度，并避免人身伤亡。

有些火灾过程早期阶段和阴燃阶段不明显，骤然产生大量的热，在此情况下，及时报警的探测对象主要是热（温度），又有些火灾过程一开始就着火爆燃，无早期阶段和阴燃阶段，在此情况下，及时报警的探测对象主要是光（火焰）。

3. 火灾探测技术

火灾的探测主要是通过探测物质燃烧过程中所产生的各种物理、化学现象来实现，目的是早期发现火情，有利于减少火灾的损失，保护人们生命财产的安全。物质燃烧过程中产生的各种气、烟、热、光（火焰）是表征火灾信号的物理、化学参量。因此各种火灾探测器的基本功能是：对火灾参量——气、烟、热、光等作出有效响应，并转化为计算机可接收的电信号，供计算机分析处理。

国际标准ISO7240--1《火灾探测和报警系统》中对火灾探测器作如下定义：火灾探测器是火灾自动探测报警系统的组成部分，它至少含有一个能连续或以一定频率周期监视与火灾有关的至少一个适合的物理和化学现象的传感器，并且至少能向控制和指示设备提供一个适合的信号，是否报火警或操作自动消防设备，可由探测器或控制和指示设备作出判断。

因此，火灾探测器一般由敏感元件/传感器、处理单元和判断及指示电路组成，其中敏感元件/传感器可以对一个或几个火灾参量起监视作用，作出有效响应，然后经过电子或