火灾传感器的选择

感烟探测器做为前期、早期报警是非常有效的。对火灾初期有阴燃阶段，产生大量的烟和少量的热，很少或没有火焰辐射的场所，应选择感烟探测器。

对于有强烈的火焰辐射而仅有少量烟和热产生的火灾，应选用光电探测器，但不宜在火焰出现前有浓烟扩散的场所及探测器的镜头易被污染、遮挡以及受电焊、X射线等影响的场所中使用。

感温型探测器做为火灾形成早期(早期、中期)报警非常有效。因其工作稳定，不受非火灾烟雾气尘等干扰。凡无法应用感烟探测器、允许产生一定的物质损失、非爆炸性的场合都可采用感温型探测器。特别适用于经常存在大量粉尘、烟雾、水蒸气的场所及相对湿度经常高于95%的房间，但不宜用于有可能产生阴燃火的场所。

对不同高度的房间点型火灾探测器的选择如下：

表 1-1

房间高度

（m）感烟探测器

感温探测器

火焰探测器

I级II级三级

12

感烟探测器﹑感温探测器的保护面积、保护半径与其他参量的相互关系如下表2-1：

表2-1

火灾探测器的种类地面面积

S（m2）

房间高度

h(m)

探测器的保护面积A和保护半径R

房顶坡度Ø

Ø≤15゜15゜＜Ø≤30゜Ø＞30゜

A(m2) R(m) A(m2) R(m) A(m2) R(m)

感烟探测器S≤80 h≤12 80 6.7 80 7.2 80 8.0 S＞80 6＜h≤12 80 6.7 100 8.0 120 9.9 h≤6 60 5.8 80 7.2 100 9.0

感温探测器

S≤30 h≤8 30 4.4 30 4.9 30 5.5 S＞30 h≤8 20 3.6 30 4.9 40 6.3 注：A——探测器的保护面积（m2）；

a、b——探测器的安装间距(m)；

D 1～D

11

（含D

9

＇）——在不同保护面积A和保护半径R下确定探测器安装间距a、

b的极限曲线；

Y、Z——极限曲线的端点（在Y和Z两点的曲线范围内，保护面积

可得到充分利用）。

图2-1 探测器安装间距的极限曲线

根据《火灾自动报警系统设计规范》第8.1.4条规定一个探测区域内所需设置的探测器数量，不应小于下式的计算值：

N≥S/（K*A）

式中：N——探测器数量(只)，N应取整数；

S——该探测区域面积(m2)；

A——探测器的保护面积(m2)；

K——修正系数，该综合楼为一级保护对象，宜取0.8～0.9，在这里取0.9。

烟雾传感器属于气敏传感器，是气-电变换器，它将可燃性气体在空气中的含量(即浓度)转化成电压或者电流信号，通过A/D转换电路将模拟量转换成数字量后送到单片机，

进而由单片机完成数据处理、浓度处理及报警控制等工作。

一般选用接触燃烧式烟雾传感器和半导体烟雾传感器。

使用接触燃烧式传感器，其探头的阻缓及中毒，是不可避免的问题。阻缓是当在烟雾与空气的混合物中含有硫化氢等含硫物质的情况下，则有可能在无焰燃烧的同时，有些固态物质附着在催化元件表面，阻塞载体的微孔，从而引起响应缓慢反应滞缓，灵敏度降低。虽然将阻缓的传感器再放回新鲜空气环境中有得到某种程度的恢复的可能，但是如果长期暴露在这样的环境中，其灵敏度会不断下降，导致传感器最终丧失检测烟雾的能力。中毒是如果环境空气中含有硅烷之类的物质时，则传感器将使催化元件产生不可逆转的中毒，以致灵敏度很快就丧失。当怀疑检测环境中存在这些物质时，经常对探头进行标定，是必须且有效的办法。

因此，经常对传感器进行标定，是保证其准确性的必要的途径。一般连续使用两个月后应对传感器进行量程校准，这种经常性对传感器的维护，无形中加大了工作人员的工作量，同时增加了报警器的维护成本。

半导体烟雾传感器包括用氧化物半导体陶瓷材料作为敏感体制作的烟雾传感器以及用单晶半导体器件制作的烟雾传感器，它具有灵敏度高，响应快、体积小、结构简单，使用方便、价格便宜等优点，因而得到广泛应用。半导体烟雾传感器的性能主要看其灵敏度、选择性(抗干扰性)和稳定性(使用寿命)。

经过对比上述两种烟雾传感器的应用特性，发现半导体烟雾传感器的优点更加突出：灵敏度高、响应快、抗干扰性好、使用方便、价格便宜，且不会发生探头阻缓及中毒现象，维护成本较低等。因此，本设计采用半导体烟雾传感器作为报警器烟雾信息采集部分的核心。而在众多半导体气体传感器中，本设计选用MQ-2型烟雾传感器，这种型号的传感器不但具备一般半导体烟雾传感器灵敏度高、响应快、抗干扰能力强、寿命长等优点。

2.4 探测器的工作原理

2.4.1紫外火焰探测器

基本原理

通过检测火焰辐射出的紫外线来识别火灾。

紫外光谱

0.18um-0.4um（180nm-400nm）

太阳光中小于300nm的紫外线基本被大气层全部吸收，到达地球表面的紫外线都大于300nm。

紫外探测的优缺点

优点：反应速度快

缺点：易受干扰

紫外火焰探测原理

选用180nm-260nm的紫外传感器，对日光中的紫外线不敏感。

2.4.2双波段红外火焰探测器

基本原理

通过检测火焰辐射出的红外线来识别火灾。

红外光谱

红外线按照波长分为近红外、中红外、远红外。

空气中的气体（如CO、CO2等）对特定波长的红外线具有强烈的吸收作用。

双波段红外火焰探测原理

选用两个波长的热释电红外传感器，来检测火焰辐射的红外线。

一个波长的热释电红外传感器用于检测含碳物质燃烧释放CO2引起的特定波长红外光谱的变化；一个波长的热释电传感器用于检测红外辐射的能量。两个不同波长的传感器向结合，有效区分发热体而非火焰释放的红外线，避免误报警。

2.4.3三波段红外火焰探测器

基本原理

通过检测火焰辐射出的红外线来识别火灾。

红外光谱

红外线按照波长分为近红外、中红外、远红外。

空气中的气体（如CO、CO2等）对特定波长的红外线具有强烈的吸收作用。

三波段红外火焰探测原理

选用三个波长的热释电红外传感器，来检测火焰辐射的红外线。

两个波长的热释电红外传感器用于检测物质燃烧引起的两个特定波长范围的红外光谱的变化；一个热释电传感器用于检测红外辐射的能量。三个不同波长的传感器向结合，有效区分发热体而非火焰释放的红外线，避免误报警。

2.4.4紫红外复合火焰探测器

基本原理

通过检测火焰辐射的紫外线和红外线来识别火灾

紫红外复合火焰探测器探测原理

通过增加判据，提高探测可靠性。

发热物体可以辐射出红外线，一般的低温物体通常不会辐射紫外线。只有火焰既辐射出紫外线，又辐射出红外线，含碳物质燃烧发出的辐射在特定波长（4.3um）与热物体辐射的红外线具有明显区分，根据次区分，双波长可提高红外探测的可靠性。增加紫外探测判据，更大幅度提高探测可靠性