VESDA主动式空气采样早期报警系统方案介绍

VESDA主动式空气采样早期报警系统方案介绍

一、系统设计方案符合中华人民共和国之条例及规范包括：

《建筑设计防火规范》GBJ16-98

《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-98

《火灾自动报警系统施工及验收规范》GB50117-98

《VESDA空气采样烟雾探测系统设计、施工验收技术条件》Q/HYC001-1999 建筑平面图

二、VESDA通过的论证

VESDA产品已通过ISO9002质量体系标准认证，产品的设计均满足国际消防和安全标准，该公司与国际认可组织合作，正根据下列标准进行生产。

NTC：中国

SSL：澳大利亚和新西兰（AS1603.8-1996）

UL：美国（UL268-1996.12）

ULC：加拿大（UL268-1996.12）

FM：美国（FM3230-3250，FM3280）

LPC：英国（CEA GEI 1-048）

AFNOR：法国（NFS61-950）

由于VESDA早期烟雾探测系统已得到上述机构的认可，因此我们可在世界各地安装和使用该系统。

三、VESDA设备技术指标：

1.系统规格供电电压：18-30V DC 电源功耗：5.7-11W（静态，报警状态时加1.3W）电流消耗：

240VmA（报警状态时加50Ma）

环境温度：00C-390 C（探测器环境温度）

-200C -600C（采样区温度）

相对湿度：10-95%（无露点）

探测器灵敏度：（0.005-20%obs/m）

探测器保护面积：200m2 （最大）

采样管网：200M （四报管组合长度，若使用单管时，其长度可达100M）信号输出：30VDC，2A（C型，7个继电器输出）

体积：350mmX225mmX125mm（探测器主机）

140mmX150mmX90mm（远程显示部件）

19“ X3UX4”（ 19”集中显示机架）

重量：4kg（带显示和编程模块的主机）

1kg（带显示模块的远程显示部件）

4kg（不带电池的智能电源）

一个VESDA网容纳的最大部件数：250

2.VESDA设备主要特点：

（1）灵敏度高，探测范围宽

VESDA 系列产品，按灵敏度分为三个等级，即：0.01%obs/m/、 0.02%obs/m、0.005%obs/m

传统的烟感报警器灵敏度为： 20%obs/m

因此，该系列产品比目前国内外普通使用的传统烟感报警器的灵敏度高几百倍到千倍。该系统探测范围宽，可达0.005%obs/m~20%obs/m；分为四级报警，且各报警的阈值可根据应用环境进行调节。

（2）主动、连接采样，应用范围广阔

传统烟感探头为被动淹没型，安装位置受到限制。必须安装到吊顶下或烟雾易聚集之外，才能正常发挥作用。而VESDA系统采用了高效抽气机，经由采样管网连续不断地抽取空气样本，对其进行烟雾含量测定，由于是主动采样，采样点的设置非常灵活，可将采样点置于重点保护部位。如采用机械通风和空调机组的机房，可将采样点置于回风管内。上述情况若使用传统烟感探头就不适合。

（3）具有智能调整和组网通讯功能：

该系统实现了功能模块化，结构积木化。VESDA系统内各主机和功能模块间用RS485电缆连接组成一个VESDA环行网，便于集中监控。从网上的任一点都可与外界进行连网通讯，每个主机都有自学习功能。自动记录和分析现场的各种参数，自动校准和调整自身的运行参数。

（4）抗干扰能力强

传统的烟雾探测器，其工作原理虽有不同，但都是由现场的探头将烟雾信息转变为电信号后，经导线传送到主机进行处理。电信号在传输过程中很容易受到干扰而产生漏报和误报现象。而VESDA系统不同：它在现场的探测点是经管道将含有烟雾信息的空气样本传送到主机进行处理。这种方式不受电气干扰，消除了令人头疼的误报警现象。

（5）安装调试简便、维护量小

该系统的采样管网PVC管材，与主机无电气联系，维护量小。主机及功能模块间连网后，采用编程器对其进行编程。可对各种参数进行读取或调整，非常方便。

四、VESDA设备的工作原理

1.火灾发展过程

起火必有烟，尽管在火灾的早期阶段烟雾量非常少（见下图）。由于激光型VESDA系统，

图一火灾发展趋势图

采用主动抽气采样和高灵敏度探测技术，成功地实现了在火灾早期发出三级报警。由图可见，一场火灾的发生，从酝酿到产生高热大火，经历了四个阶段。从一级预警到三级一报警还都处于火灾发生的第一阶段。此时VESDA系统已发出了程度不同的三次报警，而目前普通使用的传统烟感报警器此时尚无反应。火情继续发展进入三级二报警区域后，传统的烟感报警器开始起作用。这时，火情也进入了临界状态，将顺序出现浓烟、闪燃、大火和强热、火灾形成。图中第一阶段为火灾萌发期，时间较长约为数小时。

2.早期报警思路据统计，约有50%的火灾，是由现场工作人员，凭他们的感觉发现，并用现场的简单工具将其扑灭。为什么可以轻易灭火呢？关键是火源发现的早，使其没有进一步发展成火灾。从上节火灾发展趋势图可知，传统探测器的报警阈值都偏高，当其报警时火灾已进入临界状态。现场烟雾弥漫，留给人们查找火源的机会并不多，即便将火灾扑灭，也已造成一定程度的损失。VESDA 系统的设计思路，正是建立在上述分析的基础上，对火灾早期产生的微量烟雾进行高灵敏度探测，视烟雾的多少，发出三种不同程度的早期报警，提醒人们有时

间从容地查找火源并扑灭它。

3.采用全新探测原理

此产品的核心技术有两点：激光散射测量和粒子计数。当激光束照射到烟雾样本上时，由于烟雾粒子是球型的，于是就发了三维空间全方向的散射，而光接收器定位于接收球面的最有利位置，接收烟雾粒子的散射信号。此过程与人的视觉相仿，人有两个分离的光接收器—一双眼，接收到略有不同的图象，经大脑处理形成三维视觉。同样，VESDA系统也有两个分离的光接收器，其信号在微处理器中形成立体视觉。探测器中还有第三个光接收器，用以指示激光束的强度，以调节其辉度。

4.采用主动抽气，适应各种环境

VESDA系统借助于高效抽气机，通过防护区的管网，连续不断地抽取空气样本，经过滤器滤去灰尘，进入激光分析室，进行分析和测量，完成光电转换。其工作原理见下图：

图二 VESDA工作原理图

5.VESDA系统的工作示意

火灾早期产生的微量烟雾，单凭人的感官是不易发现的。故VESDA系统必须有很高的灵敏度，才能实现早期报警。VESDA系统采用主动抽气方式，利用高效抽气机把空气样本抽至探测腔进行测量，VESDA系统与传统探测方法相比，具探测结果和响应时间不受环境气流的影响。象计算机信息中心、电信部门的交换机房，都有大型空调机组。机房内空气流动强烈，传统的烟感探测器这时不易达到它的报警阈值,而VESDA系统却非常适合这种场合.(见下图)

图三VESDA空气采样系统采样示意图

美国IR资料报告IM.17.10“电子数据处理系统”中提出:“对任何极易引起巨大损失的机构，推荐采用空气采样型超灵敏检测系统。该系统能够远在可见的人信号出现前检测和警告火情”为了与光电式和电离式典型烟尘测试相对比, 进行了VESDA烟尘检测系统的响应测试:

结果表明:VESDA检测发烟火,情的响应时间和提早检测能力均显著提高。

6.工作流程

保护区内空气样本经过采样入口,总成进入高效抽气机,拍气机把空气样本送进两级过滤器,经过一级过滤后,粒子自径达于20微米的粉尘粒子被滤掉,空气一部分进入二级过滤后,一部分送入激光探测腔,有探测腔内的三元散射光分析元件,将激光探测腔内的粒子进行三维成像分析,在进行光电转换将光信号户转换成电信号,此时若发现空气样本中有烟雾成份,探测器会先将所有进气孔关闭,再逐个打开,分别提取孔样本,以判断烟雾式从那个管采杆进米的。例如若发现是从采样管进来的烟雾粒子,则探测器会自动延长空气采样时间,以确定是不是火灾信息,若是火灾信息,则由光信号转换成电信号送给显示单元,显示单元通过光柱和数码管方式很直观地指示场前的烟雾量,当烟雾量不断增加,则会继续二级、三级、四级报警,四级报警时相应的继电器动作,启动灭火装置、排烟装置等受控设备。另一部分空气样品经过二级过滤, 将直径大于0.3微米的粒子过滤拌,成为洁净空气,洁净空气被送入激光腔,高速冲刺探测腔内部件,使其保