传感器在火灾检测中应用

传感器在火灾检测中的应用

[摘要]首先对火灾自动报警系统具有的主要特征进行了分析，接着对目前几种常用的火灾传感器检测技术作了详细剖析。离子式探测器适宜于小颗粒的烟气；红外光束式探测器，基于光纤传感的火灾检测技术以及基于图像的实时烟雾检测都是非常实用的火灾检

测技术。最后总结了各种火灾检测器的优缺点。

[关键词]火灾检测传感器烟雾光束光纤传感图像

一、火灾自动报警系统主要具有的特征

1.火灾探测智能化、多样化、智能化。当前火灾探测领域广泛使用的是智能型探测器探测方式。它是将火灾探测及信号处理都集中在探测器内部，在探测器内设有微处理器，电路结构更加简单，增加了电路的可靠性。随着火灾探测方面新技术的出现与应用，我们可以在电路结构不用做大的调整的前提下，随时更新探测器软件，加入最新的火灾探测的算法，对探测器进行升级，使之报警更准确，性能更可靠。随着电子技术和传感技术的发展，新的火灾探测技术也得到快速的发展。

2.火灾报警联动一体化。我国根据实际工程联动需求和当前技术现状制定了火灾报警控制器联动的标准，标准实施以来，具备联动功能的联动型火灾报警控制器已为产品的主流。由于控制器采用内部并行总线设计、模块化设计、采用报警联动共线式布线，容量扩充、施工安装灵活方便，实现了火灾报警及联动控制一体化。

3.火灾探测报警的网络化。火灾报警控制器可构成火灾报警网络

系统。火灾报警控制器可提供rs485、b5232、can、lonworks等多种通信接口，支持双绞线、光纤多种通信传输媒介。可以实现控制器之间、火灾报警控制系统与其他系统之间的通信。

二、目前四种常见的火灾传感器检测

1.离子式探测器

离子式探测器－适宜于小颗粒的烟气。工作原理：

（1）镅-241(射线使电离室内空气产生电离，电离室在电子电路中呈现电阻特性；

（2）当烟雾进入电离室后，改变了空气电离的离子数量，即改变了电离电流，也就相当于阻值发生了变化；

根据电阻变化大小就可以识别烟雾浓度大小，采用一定算法，判断火灾发生。

2.红外光束式探测器

发射器发送脉冲红外光束，发生火灾时，由于受保护空间的烟雾气溶胶扩散到红外光束内，使到达接收器的红外光束衰减.当辐射通量减弱到预定的感烟动作阈值,探测器即动作，发出火灾报警信号。

光束式探测器优点：

（1）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应速度快等优点。

（2）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。

3.基于光纤传感的火灾检测技术

传感器的探头采用砷化镓晶体，将它制作成三角形棱镜，粘在2根光纤的末端。光信号最终转换成模拟信号输出，通过快速a/ d 转换器转变为数字信号，最后通过微处理器将此信号转变为相应的温度值，根据此温度来判断火灾发生的可能性。也可以采用光纤——记忆合金火灭传感技术，此技术的原理是:由记忆合金热敏元件与光纤一起构成的温度传感器是一种无源火灭传感器。记忆合金热敏元件的原理是在某一特定的温度条件下，将记忆合金加工成某一特定的形状，然后在室温条件下使该元件产生机械变形后定形，当环境温度升高到原特定的温度点时，该记忆合金热敏元件将恢复成原来的特定形状。记忆合金热敏元件感温动作时，将压迫光纤，使其产生微弯曲，而据光纤的微弯曲效应原理，在弯曲处将有光的漏泄，即光功率损耗。从光时域反射仪的扫描曲线上可以看到漏泄点产生突降，据此可以检测火灭的发生和进行火源的定位。

4.基于图像的实时烟雾检测

基于图像的实时烟雾检测可分为两个阶段：第一个阶段是提取背景，对背景进行更新，同时确定运动像素和运动区域。第二个阶段是确定被监测区域是否有火灾烟雾的发生，主要分析烟雾的特征。当烟雾越来越浓时，当前帧和背景的相似之处在减少，从而在当前帧中的运动区域的色度值比对应于背景图像的值降低。当降低到预先设定的阀值时，就可以认为有烟雾产生。当视频序列同时满足烟雾的特征后，我们就确定该区域有烟雾发生。

三、结束语

为了防止火灾发生和减少火灾危害，保护人民生命和财产安全，人们对自动火灾检测系统的需求日益增长。这些系统的成功，取决于烟雾、气体、温度等物理量的适当检测，因为这些物理量可提供火灾初期的快速、可靠的报警信号。而烟雾检测器在检测烟雾时各有优缺点。传统的离子式、吸气式、光电式等烟雾检测器在大空间中检测烟雾时，会受到发射信号与接收信号之间的距离、平面角度、精确对准等限制，无法对整个空间的烟雾状况进行描述。而基于图像的火灾检测不受空间高度、热障、易爆、有毒等环境的限制，并且有灵敏度高、杭干扰力强、适用范围广等特点。

参考文献：

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