火灾报警系统及火灾探测器在船上的应用

火灾报警系统及火灾探测器在船上的应用

摘要：为了避免火灾在船舶上的发生，船舶上都普遍安装了火灾报警监控系统，该系统可以实现火灾的自动检测、报警和线路的自检功能，大大提高了船舶火灾预警监控能力，有效地提高了船舶的安全性。

关键词：火灾；检测；报警；自检

1 火灾报警系统的原理及功能

火灾报警监控就是利用火灾发生前兆所产生的烟雾、不正常的温度、温升速度以及火光等现象，将其物理现象转换为电信号汇集报警指示器，发出火灾报警信号。

一套完整的火灾报警系统应由以下设备组成：火灾探测器、手动报警按钮、报警指示器、声光报警器等组成。火灾探测器被分布于各需要监视的舱室内；报警器安装于船舶驾驶台或消防站内；手掀按钮安装在人员经常出入的通道、走廊、控制站、公共场所等明显之处。

报警指示器应具备以下功能：

1.1 火灾自动报警功能：由手掀按钮或火灾探测器从被监控现场发出火灾警报信号传送的指示器，发出声、光报警，并指示出火警的部位。

1.2 火灾和故障报警的记忆功能：当发生报警时，只有当火灾或故障已排除后才能人工复位。

1.3 设备故障报警功能：能够对输入输出线路的断线故障进行自

检。当故障时，发出故障声光报警，并显示故障部位。同时能实现主、副电源故障后的自动切换。

1.4 火灾优先功能：同时发生线路故障和火灾时，自动切换为火灾报警。

1.5 具有手动测试功能：在控制面板上，可用各报警分路的自检按钮，对系统功能进行检测试验，也可利用该按钮迅速确定线路故障所在回路。

1.6 其它的联动控制功能：可以联动控制，如：将风机、防火门关闭，灭火剂自动释放；当火灾报警发出后，若在2分钟内没有值班人员应答，则向全船发出警铃报警，向船员住所、服务处所、消防监控站和机器处所等发出显著的二次声响报警等，以通知全船人员实施救火。

手动报警按钮，实质上是自动火灾探测器的常开触点，由人工触发，当有人发现火情时可就近按下按钮报警。当用小锤击碎按钮盒的玻璃后按钮灯已亮，这表明报警信号已发到报警指示器。

船舶失火报警系统按安装的区域和探测的介质分有三类，分别为：舱室失火报警系统、干货仓失火报警系统、和可燃气体探测报警系统。

2 火灾探测器的形式和原理

船用火灾探测器有：感温型、感烟型和感光型。

2.1 感温型：利用热效应原理，选用对温度或温升变化敏感度较高的元件，如双金属片、易熔断元件、膨胀器件、热敏电阻和弹性

膜盒机构等。有定温型、差温型和差定温型三类。

定温型常用双金属片、易容金属制作，简单可靠。动作值一般为60℃、70℃和90℃三种。不同材质的双金属片由于膨胀系数不同，受热膨胀弯曲，使报警触点接通。双金属片型可恢复并可以重复使用；易容金属受热熔断后，将弹性动触点释放，接通定触点触发报警，由于其不能重复使用，目前，在船上已逐渐淘汰。

差温型：它是根据温升变化率来检测火灾发生的，一般限制在5.5℃/min。膜盒式差温探测器就是差温型，当环境温度缓慢变化时，膜盒上的泄露孔能调节气室内、外压力保持平衡。一旦火灾发生，气室内空气快速膨胀来不及经泄漏孔排出，金属波纹膜片被压力推动接通报警触点。

差定温探测器：是具有“差温”和“定温”双重特性的敏感元件或由“差温”和“定温”组合的探测器。分为机械和电子的两种。电子型差定温探测器其敏感元件是三只热敏电阻r1、r2和r3。r1和r2阻值与特性相同，构成串联分压式偏置电路作为电子开关电路的差温输入信号电路，进行差温检测；r2与探测器的感温铜外壳紧贴，r1放置在金属罩内，对外界温度反应迟钝。火灾发生时温度急剧上升，则r2的阻值及其分压电位急剧下降，使电子开关电路导通发出温升过快的差温报警信号。r3与一固定电阻串联分压，作为定温输入信号电路，进行定温检测；当温度上升到整定值时（规定不大于78℃）热敏电阻r3的阻值和电位已经下降到了使开关电路导通的状况，发出定温报警信号。

2.2 感烟型：是利用火灾前兆所产生的烟雾浓度来检测火灾。有离子感烟型和光电感烟型两种

离子感烟型探测器：它是由两个离子室串联，组成等效于电阻串联的偏置电路，其中一个是基本不与外界相通的”内电离室”，另一个是与外界相通的”外电离室”，即检测电离室。这两个电离室中均放置有放射元素镅，它不断地放射出α粒子，使离子室内的气体被部分电离。当有烟雾进入外电离室时，一部分离子被烟雾粒子吸附，则外室的离子电流减小，等效电阻值增大，分压电位升高。当烟雾浓度达到检测的限定浓度时，则电位升高到能触发开关电路（高电位触发型）而报警。

光电感烟型：利用火灾烟雾浓度改变光敏元件由光源得到的光的强弱而发出报警信号。

2.3 火焰探测器（又称感光探测器）：它是根据火灾时物质燃烧火焰的光谱特性、光照强度和火焰的闪烁特性来检测火灾的。分为红外火灾探测器和紫外火灾探测器。由于火灾探测器对浓烟或隐燃火灾探测性较差，故在船上作为辅助探测器。紫外火灾探测器的检测元件是紫外充气光敏电子管，它受高温火焰紫外光辐射时发射电子，在两电极电场的作用下产生雪崩式的电离，使二极管由截止变为导通，发出报警信号。低温火焰因没有足够的紫外光辐射不能导通。

红外火焰探测器的检测元件是硫化铅、硅光电元件等。火灾初期，光偏于红外辐射且有3hz～10hz频率的闪烁性。红外探测器就是检

测红外光辐射及其闪烁性的，它利用闪烁频率来鉴别火焰信号。

3 干货仓自动探火和可燃气体探测报警系统

3.1 船用干货仓自动探火报警系统：该系统主要由两台互为备用的采样抽风机及管道、光电烟气探测器、报警指示器组成。采样管按各舱位编号，从中抽吸气体，然后用光电探测烟雾浓度。发生报警时，值班人员可将烟气管道转向驾驶室排气，以嗅检烟气是否真的存在，防止误报。该系统一般采用巡回采样方式工作。

3.2 可燃气体探测器：对于滚装船、液化气船、消防船以及货船上某些舱室等，因燃气集聚，故安装有可燃气体探测器。在远低于爆炸浓度下限值25%时，就发出危险报警信号，以及早采取有效措施。探测器由装于驾驶室的报警指示器和现场检测探头组成。探头有隔爆网，安放在危险处所的下部，较重的可燃气体会扩散进入探头。探头内有涂有催化剂的反应元件铂丝电阻和补偿元件镍丝电阻，它们构成测量电桥的相邻的两臂电阻。可燃气体在铂丝表面发生无烟燃烧的强烈氧化，使铂丝电阻值，因氧化温度升高而增大，电桥失衡，达到设定值时发出报警信号。

4 探测器的线路监控

所有探测器至报警指示器之间的连线，在系统中都有自身监控，即在每一分路终端都要安装一只属于终端监控的探测器，当某分路有断线即发出故障报警，同时显示出该分路。如果一个分路仅装一只探测器，则这个探测器必须是属于终端监控的探测器。

火灾探测器每一分路到报警指示器之间的连线有二线、三线、四