传感器在火灾监测方面的应用

2011年第20
期
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0.引言
古语有言：安身立命，安身就是在某出安下身来，在现代通俗一点，就是有房子住，所以在中国人的文化中，房子占有一个很特殊的地位。

房子是一个家庭的基础，是人们进行自我放松、自我安慰的地方，而现在我们经常会在电视上看到某某处发生火灾，经不完全统计，每年因为失火而死伤的人数不下于几千人，这是一个令人揪心的数字。

有鉴于此，对于住房的火灾监控是非常有必要的，而利用传感器技术进行监测是近些年来比较流行的一种做法。

1.传感器的定义
广义的说，传感器是指能感知某一物理量、化学量或生物量等信息，并能将之转化为可以加以利用的信息装置。

人的五官就可以广义地看做传感器，如测量仪器就是将被测量转化为人们可感知获定量认识的信号的传感器。

传感器的狭义的定义是：感受被测量，并按一定规律将其转化为同种或别种性质的输出信号的装置。

2.不同传感器的应用原理
2.1烟雾传感器
烟雾传感器就是通过监测烟雾的浓度来实现火灾防范的，烟雾报警器内部采用离子式烟雾传感，离子式烟雾传感器是一种技术先进，工作稳定可靠的传感器，被广泛运用到各种消防报警系统中，性能远优于气敏电阻类的火灾报警器。

它在内外电离室里面有放射源镅241，电离产生的正、负离子，在电场的作用下各自向正负电极移动。

在正常的情况下，内外电离室的电流、电压都是稳定的。

一旦有烟雾窜逃外电离室。

干扰了带电粒子的正常运动，电流，电压就会有所改变，破坏了内外电离室之间的平衡，于是无线发射器发出无线报警信号，通知远方的接收主机，将报警信息传递出去。

烟雾传感器广泛应用在城市安防、小区、工厂、公司、学校、家庭、别墅、仓库、资源、石油、化工、燃气输配等众多领域。

2.2温度传感器
温度传感器就是通过监测温度的变化来实现火灾方法的，根据其作用原理分为定温式火灾探测器、差温式火灾探测器和差定温火灾探测器三种。

本文选择空气管线型差温火灾探测器进行原理讲解。

它由空气管和膜盒以及电路部分组成，当环境温度缓慢变化时，空气管内空气受热膨胀后，能从膜盒的漏气孔泄出，因此不会推动波纹片，电接点不会闭合；当环境温度上升很快，空气管内的空气受热膨胀迅速，来不及从膜盒的漏气孔泄出，膜盒内压力增加，推动波纹片位移，使接点闭合，从而产生火灾报警信号。

2.3气体传感器
燃烧产生的可用作火灾报警的燃烧释放气体主要有CO，CO2、CH4、H2、H2O、胺(一NH2)等，目前可以用作探测可燃性气体或火灾燃烧释放气体的气体传感器主要有：半导体气体探测器，红外吸收式气体传感器，电化学传感器以及正在发展的智能气体传感器或电子鼻。

本文选用红外吸收式气体传感器进行原理讲解。

在正常情况下，发射器发送检测气体对应特定吸收波长的红外光束，经过气体探测室照射到接收器的光敏元件上．探测室可做成吸收以提高传感器的灵敏度并缩短相应时问。

当检测气体进入探测室，接收器接收经由检测室气体吸收衰减的红外辐射能量，从而由红外特微波长得知气体的种类，由气体吸收红外光束能量的强弱得知气体的浓度。

该类传感器只有高抗振能力和抗亏染能力，与计算机相结合，能连续测试分析气体，能够实现自动校正，自动运行的功能。

红外吸收式气体传感器可以检测多种气体，且具有灵敏毒高、气体选择性好、可靠性好、响应速度快等优点。

3.传感器所存在的缺点
虽然传感器可以很方便的进行房屋的监测，但是我们仍然要看到传感器不好的一面，例如感温探测器，感烟探测器，他们的原理是基于火灾中温度变化或者利用火灾烟雾，火焰的电学，光学等物理特性来进行火灾识别。

所以这种监测方式必须是在火灾达到一定程度后才能进行报警，无法对于早期火灾进行报警，这无形中造成了更大的损失，而且对于部分特殊火焰的燃烧，这些传感器是无法识别的，也就是说这种监测方式是不全面的。

还有在现代高大空间建筑中，当存在遮挡和环境干扰的时候，常规的感烟、感温探测器由于火灾燃烧产物在空间传播受空间高度和面积的影响，很难对火灾发生快速响应。

据美国80年代中期Coper的研究报告发现，33％的烟雾探测器不能正常工作，进一步研究发现95％的烟雾探测器由于噪声干扰而产生误报。

而对于气体传感器，因为它的工作原理是对空气中个别化学气体的浓度进行监测，所以说需要进行精确的浓度监测并进行比对，这必然会增加探测器的成本，限制气体传感器的普及和应用。

4.传感器的发展趋势
4.1高精确度
为了提高测控精度，必须使传感器的精度竟可能的提高，只有这样，才能适应越来越严格的监测环境。

4.2图像化趋向
相比于数据，图像是更直观的信息，图像信息的发展从一维、二维到目前的三维空间，使之更生动、更靠的反映测量对象
4.3集成化和多功能化趋向
以后随着监测对象的不断增加，必然需要将不同传感器集成在一个具有不同维面型的传感器上，只有这样，才能在空间不增加的前提下，进行功能的扩展。

4.4智能化趋向
所谓智能化传感器就是将传感器获取信息的基本功能与专用的微处理器的信息分析、处理功能紧密结合在一起，并具有诊断、数字双
向通信等新功能的传感器。

科
【参考文献】
［1］童敏明，唐守峰.检测与转换技术．徐州：中国矿业大学出版社，2008．
［2］方俊，袁宏永，赵建华.气体传感器及其在火灾探测中的应用.火灾科学，2002，(3)．
［3］胡皓，王兴.基于烟雾检测火灾自动报警系统.传感器世界，2004,(12).
传感器在火灾监测方面的应用
何俊池张婷婷裴文龙
（中国矿业大学信息与电气工程学院江苏徐州221116)
【摘要】住房对于每一个人来说都是非常重要的，随着技术发展，利用传感器来实施对房子的监测是越来越普遍了。

本文介绍了传感器对于火灾方面检测的原理应用，存在的缺点以及传感器的发展趋势。

【关键词】传感器；温度传感器；监测
（上接第27页）发性事件，维持农村社会的和谐稳定是乡镇政府应履行的社会管理职能。

【参考文献】
［1］李军鹏.公共服务型政府建设指南[M].北京：中国党史出版社.2005.11［2］田根.后税费时代乡镇政权合法性分析及其职能重塑[J].福州党校学报.2005（5）.
［3］韩磊,伍家旺.云南省乡镇政府公共服务能力建设研究—以昆明市富民县赤鹫乡为例[J].重庆科技学院学报（社会科学版）.2010（18）．
［4］赵园园，戚小倩.强化乡镇公共服务和社会管理职能的探讨[J]中国行政管理. 2011（2）.
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◇高教论述◇42。