吸气式感烟火灾探测器(云雾室技术)

吸气式感烟火灾探测器(云雾室技术)

一、火灾探测设备面对的火灾挑战

随著人类科技的进步，火灾探测器的性能也不断的提升，也解决了许多过去无法解决的问题。但时至今日，仍然有许多的场合，依然挑战著火灾探测设备的能力。在今日复杂的环境里，火灾探测设备被要求具有下列的能力：

1.有极高的灵敏度，以争取更多的反应时间，才不致于酿成巨灾；

2.在极高的灵敏度运行状态下，不会因灰尘而造成误报，产生运行上的困扰；

3.在气流稀释烟雾的状况下，亦能保持高灵敏状态；

4.在开关柜的阻隔下亦能进行火灾探测；

5.在高大空间环境中，能降低烟雾分层现象的冲击。

传统的点式探测器、高灵敏度烟雾探测器、火焰探测器对于上述的问题无法解决是显而易见的。传统的点式探测器不具备有高灵敏度探测能力是众所皆知的，而高灵敏度烟雾探测器因仍旧采用传统光电式的光遮蔽原理(光遮断或散射方式)，若是要设定在高灵敏度状态下运行，势必频繁造成误报的困扰，最终也不得不降低灵敏度以求妥协，其结果就是回到传统的点式探测器一般的灵敏度，如此一来，不仅对火灾探测没有增加多少效益，而投资大量预算设置的空气采样式高灵敏烟雾探测器更形同浪费。而气流稀释烟雾及烟雾分层现象更使得传统的点式探测器或高灵敏度烟雾探测器对火灾无能为力。火焰探测器需要有火苗产生才能探测到火灾，较适合使用在易燃性气体或液体火灾，加上空间许多遮挡物，造成火焰探测器无法及时对火灾做出反应。

因此,探测器要成功的对抗火灾的基本要件是：

1.具有在烟未产生前的过热(overheating)或打火状况下即能反应的极高灵敏度，而在此高

灵敏度状态下运行, 亦不会因环境因素(如灰尘、温湿度的变化)影响而产生误报；2.探测器必须能承受因气流变化造成探测标的物被稀释的影响，而仍能维持在高灵敏反

应的能力, 以达到及早报警的预防效果；

3.能降低烟雾分层现象的冲击，火灾生成物必须能到达探测器，以快速反应火灾情况；

4.能解决开关柜内探测的问题，不因机柜的阻隔而延误救灾；

5.日后的维护工作需要简易，让火灾探测器得以稳定的正常运行。

二、IFD云雾室型极早期探测系统技术特点

上述几项要求对传统点式光电型探测器、红外对射型探测器、图像式火焰报警探测器、或如激光型空气采样式烟雾探测器而言，都是无法满足要求的。只有采用云雾室探测技术(Cloud Chamber Technology)的IFD探测器，它具有最快的火灾反应灵敏度，几乎等于零的误报率，因而避免了复杂的火灾确认程序、避免延迟救灾的时间、避免降低对警报的警觉性、避免以调低灵敏度来降低误报率，能真正反应投资极早期探测器的意义。

IFD 云雾室型极早期火灾探测器具有如下特点：

1.全世界唯一具有能运转在最高灵敏度(火灾极早期阶段)状态下而不误报的能力；

2.不会受粉尘、雾气等影响而造成误报，不需使用内、外置式精密过滤器，没有额外费

用支出的问题；

3. 探测火灾生成物为火灾极早期阶段的不可见热释微粒子(小至0.002μm)，数量庞大(每

立方公分达500,000颗以上)，受气流稀释的影响远小于火灾第二阶段产生的烟雾；

4. 因不可见热释微粒子重量比起烟雾而言是微不足道的，仅需极小的热能便可将其带往

较高的空间，让探测器容易补捉到而不会漏报，因此，适合安装在高大空间的场所(已实际通过45米高的大空间火灾模拟探测测试)；

5. 采用空气采样管主动吸取环境中的火灾生成物，对于难被探测的封闭空间(如机柜内)，

亦容易以毛细管采样的方式，深入机柜内取样，解决封闭空间阻隔的问题；

6. 不会受灰尘影响而造成误报，因此，不需要使用昂贵的高效过滤器；而由于光会自然

衰减的问题，每五年建议更换的光电探测元件价格仅为设备整体成本的5%，因此，具有最低廉的整体使用成本(购置成本+维护成本)；

7. 探测器部件采模块化设计，维修置换容易，可于现场拆卸更换；

8. 4阶火灾分段警报，每阶段警报具10阶可调灵敏度；

9. 监控软件可提供二次开发接口；

10. 满足GB 15631-2008《特种火灾探

测器》要求，并经沈阳国家消防电

子产品质量监督检验中心测试合

格；取得国家CCC 认证；

11. 经国外著名测试机构UL 、FM 等测试认可。

三、IFD 云雾室型空气采样式极早期火灾探测器的工作原理

根据NFPA72的定义：空气采样式探测系统(如

右图)是由探测器及空气采样管道系统组成，管道

烟释放阶段火焰释

放阶段热释放阶段

火灾极早期阶段(热分解不可见粒子)

成网络分布，从探测器延伸至被保护

区域。探测器内的抽气扇通过空气采

样点及管路系统将被保护区内的空气

样本抽送回探测器，探测器会对空气

样本中是否含有火灾产生物进行检测

分析。依据「NFPA, Fire Technology 1974」文献说明，当一物质于受热达过热时(Overheating)，即因化学变化导致材质分解，而会释放出不可见的次微米粒子(直径为约0.002微米,μm,10-6)，当该物质持续受热达到燃点时，即开始转变产生碳粒子(亦即所谓的碳烟)，并开始溶解而燃烧。从材质过热分解到烟雾产生的阶段，我们称之为火灾「极早期」阶段(如左图)。

火灾极早期阶段是指物质从被过度加热超过其材质可承受的临界点(即热分解点；Thermal Particulate Point)，到氧化燃烧并开始产生碳烟的阶段。在火灾发生的极早期阶段(此时尚无烟粒子产生)所出现的情况是热力的适度增加，进而产生大量的不可见次微米粒子(0.002μm；μ=10-6)。

在火灾成长的各个阶段，空气中粒子数的组成及数量为(如右图):

–在正常阶段，空气中只有一般的悬浮粒子，数量约在25,000/cc至60,000/cc之间；

–在极早期阶段，空气中除了一般的悬浮粒子，还有因物质过热达热崩溃点而释放出的不可见次微米粒子。数量约在500,000/cc以上；

–到达烟阶段，空气中有一般的悬浮粒子，不可见次微米粒子，还有烟粒子。粒子持续累积的数量约在1,000,000/cc以上。

一般采用光散射原理(scattered light principle)的激光型或LED型早期烟雾探测器并不

对次微米粒子产生反应；它所能探测到的粒子大小是受探测器所使用的探测光源之波长