火灾报警控制系统讲义教程.doc

火灾自动报警控制技术讲义火灾报警系统教学目的与要求一、 了解火灾形成的基本规律（特性）及基于这一规律所采取的火灾探测方法和技术。二、 了解火灾系统设置的目的和意义。三、 掌握火灾报警系统的基本构成、原理和功能四、 掌握常用几种火灾探测器的工作原理、作用及设置条件五、 了解火灾报警系统其他部件的原理、作用六、 了解火灾报警系统技术标准及质量认定方法七、 了解火灾报警系统的设计规范及图纸识读八、 了解火灾报警系统的施工安装方法及注意事项火灾自动报警控制技术 讲义 主讲： 2006325 寄语 面对这种挑战，科大创新股份有限公司天安消防公司公司科技工作者在致力于开发集成化、智能化的监测和扑救装备的同时，积极研究火灾的机理和规律，把火灾防治建立在对火灾过程的科学认识基础上，实现了火灾防治有效性和经济性的 科学统一。在新的世纪，面对着新的机遇和挑战，天安人决心以自力更生、艰苦创业的拼搏精神，以不断奋斗、推陈出新的进取精神，用高新技术保卫人民的生命和财产的安全！火从何而来?火，究竟是谁发明的，在民间传说很多。据一些记载和传说，是伏羲和燧人把火带给了人类。还有说黄帝和普罗米修斯等，原无定说。 在传说中，说伏羲最大的贡献是把火带给了人类。绎史卷三引河图挺辅佐中载“伏羲禅于伯牛，钻木作火”。因为伏羲又叫“庖羲”或“炮羲”，其含意就是“取牺牲以充庖厨，变茹腥之食”的意思。很显然，庖厨肯定是有火才成。所以，“庖厨”（烧动物肉）的发明，其实也就是火的发明。还有说伏羲是雷神的儿子，是管理春天东方的天帝，因雷的闪电常使一些树木燃烧。那么，伏羲取的火大概就是大雷雨之后山林的天然火了。还因为伏羲曾画过八卦，其中“ ”（离）就代表火。因此，说伏羲把火带给了人类似乎比较恰当。 此外,燧人钻木取火在民间传说也十分广泛和久远,在白虎通号中记有“谓之燧人何，钻木取火，教民熟食，养人利性，避臭去毒，谓之燧人也。”据说是在上古时期，西方荒远的地方有一个遂明国，终年暗无天日，唯一靠一棵大树闪闪发光照明全国。后来一个聪明的人发现，是一些形状象鹗的长脚爪、黑脊背、白肚子的大鸟在啄树干，一啄的顷间便放射出灿烂的火光。这人反复思绪，就用树支试钻，不一会就发热冒烟而后起火，从此，真正的火就产生了，遂明国也变成了光明的国度。人们为了感谢这位钻木取火的发明者，就称他为“燧人”。 总之，火的发明与运用史实久远，文化渊源，内涵丰富，推进人类文明进步的业绩辉煌，但也给人类造成无数灾难，教训尤深。因此，火得克星-消防，它是随着火得诞生而伴随发展的，消防历史文化源远流长。 目录一、 概述二、 火灾自动报警控制系统的历史及发展趋势三、 火灾自动报警控制系统的构成及工作原理1 系统构成2 火灾发生过程的规律3 火灾探测技术4 火灾探测器的分类及工作原理5 火灾报警控制器和联动控制器的特点及工作原理6 手报按钮和编码中继器7 楼层显示器8 总线隔离器9 新技术在火灾自动报警控制系统中的应用四、 火灾自动报警控制系统的安装及调试1 安装调试前的准备工作2 火灾报警系统的安装3 火灾报警系统的调试火灾自动报警控制系统一、 概述 使用火是人类文明的象征，人类使用火已有200多万年的历史。火可以造福人类，也可以给人类带来灾难。火的发明，对人类的文明和社会的进步起到了巨大的推动作用，而在使用火的过程中，若失去对火的控制将会给人类造成巨大的损失。因此防火、灭火是人们时刻不能掉以轻心的大事，要防患于未然。要达到防火、灭火的目的，一方面要严格遵守各项消防防火规范，建立健全完善的防火安全规章制度，杜绝各种可能引起火灾的隐患。同时，应该采用各种先进的防火灭火措施以确保一旦发生火情，能及时得到控制，所以在建筑物中设置火灾自动报警控制系统就是一个重要的手段，这也促使了人们不断研制各种性能先进的火灾自动报警控制系统。那么火灾报警控制系统究竟是如何工作，如何运行的，如何起到探测火情，自动报警和联动控制作用的呢？安装调试过程中应该注意那些问题呢？下面我就结合市场中常见的火灾报警控制系统的性能，特点和工作原理，给大家作一详细的讲解。二、火灾自动报警控制系统的历史及发展趋势火灾向来都是在人们不注意的情况下发生的。人类在使用火，总结使用管理经验的同时，逐步开始总结火灾的危害及如何防止发生火灾的经验。随着人类社会的发展，人们居住、生活、工作的地方越来越集中，火灾的隐患也越来越大。人类社会不断发展前进，人们的聪明才智使机器制造业、电子工业等相继诞生和发展。城市建筑规模也随着扩大，但随之而来的是如何将火灾对人民生命财产的损失降低到最地限度，其中最有效的方法之一就是早期发现，并在蔓延前将其扑灭。 在我国随着社会经济的飞速发展，高层建筑的不断涌现，社会上对火灾自动报警控制系列产品的需求不断增多，对其功能的要求也越来越高，计算机技术和控制检测技术的高速发展，也促进了火灾自动报警控制系统的更新发展，特别是近年来兴起的许多新技术、新方法，诸如液晶显示技术、高灵敏度吸气式探测技术、分布智能技术等使消防自动报警技术跃上了一个新台阶。纵观一百多年来，火灾自动报警技术主要经历了以下一些发展阶段：初期阶段是用一些简单的分立元件构成的火灾自动报警系统，从十九世纪四十年代一直延续到本世纪四十年代，这期间感温探测器占主导地位，火灾自动报警系统的发展处于初级阶段。1847年美国缅因大学教授farmer等研究出世界上第一台用于城镇的火灾报警发送装置，1852年成功安装在波士顿。1874年英国安装了世界上第一套水喷淋装置，1890年英国科学家研制成功感温式火灾探测器，到1896年几种不同类型的定温火灾探测装置相继研制成功了，并得到实际应用。20世纪初，定温探测器逐步得到改进和发展，同时采用低熔金属的新型探测器也被研制出来，而到了二十年代，为了满足迅速探测火灾的需要，人们利用升温速率原理，又发明了一种新型探测器，即差定温火灾探测器，其在升温速率超过预定值时，发出报警信号，响应速度快。随后人们相继研制出了双金属差温火灾探测器、热熔电阻差温探测器，膜盒差温火灾探测器、半导体差温火灾探测器和兼有差温、定温两种功能的差定温火灾探测器等。第二阶段从二十世纪五十年代至七十年代，在这期间感烟探测器得到了大力发展，感温火灾探测器处于次要位置。“先见烟后见火”，用感烟的方法来探测火灾使人类在实现火灾早期报警方面向前迈了一大步，此时的系统一般为多线制（n+1 线或更多线），其特点是稳定性、可靠性差、布线复杂，调试难度大。从二十世纪四十年代末期开始，瑞士物理学家meili博士开始研究离子式感烟探测器，主要用于探测矿井里的燃烧气体，并获得成功。由于离子式探测器探测火灾比感温探测器快得多。它的出现很快达到了广泛应用。随着电子工业的发展，场效应晶体管代替了阴极射线管，探测器的供电电压也从220伏降到了24伏，甚至9伏，用9伏叠层电池可以为离子感烟探测器供电，为进入家用市场创造了条件。离子感烟探测器自问世以来便一直统治着火灾探测器的市场。到七十年代末期，利用光散射原理探测烟雾的光电感烟探测器在技术上也趋于成熟，得到了很好的发展。第三阶段从八十年代开始至今。总线制火灾自动报警系统蓬勃兴起，它同以前的产品相比有了很大的飞跃，布线工作显著减少，安装调试变的容易，降低了安装和维修费用，其最大优点是施工简单并能精确确定报警部位，因而得到了较普遍的应用。就如同设置房间号一样，人们为每个探测点设置单独的地址编码。火灾报警控制器通过巡检方式，分别采集各探测点的数据，并报出火警及故障等具体信息。中科院合肥智能机械研究所在85年就研制成功了我国第一套总线制火灾报警控制系统（船用）。第四阶段：从八十年代开始至今。总线制火灾自动报警系统蓬勃兴起，它同以前的产品相比有了很大的飞跃，布线工作显著减少，安装调试变的容易，降低了安装和维修费用，其最大优点是施工简单并能精确确定报警部位，因而得到了较普遍的应用。随着技术的不断进步，智能系统已突破传统的火灾探测报警范畴，它与建筑物内的防盗报警系统，电视监控系统，信息交换系统，公共安全系统等组成楼宇自动系统而成智能大厦。误报的严重程度，用误报率大小来衡量，误报率越小越好。误报率是指火灾自动报警控制系统和系统中各装置在规定条件下，规定的期限内发生误报的次数，通常以百万小时的误报次数表示。既：误报率=误报次数/百万小时。国外的误报率一般为10次/百万小时，国内的误报率一般为50次/百万小时。如在美国的调查中，感烟探测器的误报率一般为17%/只*年，约为19.4/百万小时。火灾自动报警系统具备的智能可分别体现在探测器内和控制器内，即分布智能。模拟量智能火灾报警控制系统不仅可以查询每个火灾传感器的地址，而且能报出传感器的模拟输出量。并逐一监视和分级报警。系统组件的故障也可以迅速的被探测出来。模拟量探测器实质上是火灾信号传感器，它本身不判定火警，不直接触发报警器件动作，而是输出一个代表敏感现象的真实模拟信号或等效的数字编码信号。在计算机控制下通过软件运用某种“专家算法”比较和判别火灾信号的真假以及火灾发生程度，并判别探测器是否老化及受污染程度。其中科大创新股份有限公司天安消防公司成功研制了ta2000系列智能型模拟量火灾报警监控系统并批量投入市场。具有“较高级智能”的火灾报警系统使用“模式识别法”，该方法的过程如下：存储各种火灾和正常状态下火的特征值数据，提取火灾特性，既提取作成图形的火灾特征的时间变量和空间分布值，火灾特征值的图形和测得量之间比较，判别直实火灾和虚假火灾。 近年来无线火灾自动报警控制系统和高灵敏度吸气式火灾报警控制系统也已投入市场，由于使用范围受到限制，市场上还比较少。 火灾自动报警控制系统是随着各种新工艺，新技术的涌现而不断得到发展，其趋势将是复合智能型探测器，分布智能型报警系统，遥控软地址编码技术及适用于一些特殊场合的专用报警系统。其发展趋势还在于网络型火灾报警控制系统将得到大力发展，并成为智能大厦的必备子系统之一，为建立城市自动消防通讯指挥系统创造条件。三 火灾自动报警系统的构成及工作原理1 系统构成 火灾自动报警控制系统一般采用总线制，二进制编码（也有三进制编码和十进制编码）方式进行信息传送，一个完整的火灾自动报警控制系统能够完成从火灾探测既早期火灾报警到自动灭火的一系列过程。现今的火灾自动报警控制系统主要组成如图一所示：火灾报警控制器（联动型）yw控制模块楼显设备crt 图一 火灾报警控制器是火灾自动报警系统中能够为火灾探测器供电，接收处理及传递探测点的故障、火警信号并发出声、光报警信号，同时显示及记录火灾发生部位和时间的报警控制装置。是整个火灾自动报警控制系统的核心，其具有的基本功能主要有：能为火灾探测器和自身供电。能接收来自火灾探测器的火灾报警信号，发出声、光报警信号。能发出系统本身的故障信号和各种探测器的故障。能检查火灾探测器的报警功能。能准确提供火灾现场的位置和发生时间。火灾报警控制器（联动型）一般采用全总线结构，每路总线由两根探测总线和两根控制电源线组成，可跨接各种探头和控制模块。火灾报警控制器根据相关标准可从不同角度进行以下分类：按用途可分为： 区域火灾报警控制器：控制器直接连火灾探测点并处理报警信息。 集中火灾报警控制器：一般不与火灾探测器相连，而与区域火灾报警控制器相连，处理区域火灾报警控制器送来的报警信号，主要用于容量较大的火灾报警系统中。通用火灾报警器：通过硬件或软件的配置，即可做区域机使用，直接连接火灾探测器，又可做集中机使用，连接区域报警控制器。按信号处理方式可分为:有阀值开关量火灾报警控制器。其连接使用有阀值的开关量火灾探测器、处理的探测信号为阶跃开关量信号，火灾报警取决于火灾探测器。无阀值模拟量火灾报警控制器。其连接使用无阀值模拟量火灾探测器，处理的探测信号为连续的模拟量信号，对火灾的判断和发送有控制器决定，具有一定的智能判断能力。 具有分布智能的高级火灾报警控制器。其所连接的探测器内置cpu芯片，可以完成一系列的智能算法，并把经过处理后的信号发送给报警控制器。（3）按机械结构形式可分为： 壁挂式火灾报警控制器 立柜式火灾报警控制器 琴台式火灾报警控制器2：火灾发生过程的规律 要快速准确的实现火灾探测，必须对火灾燃烧过程的规律进行细致的研究。火灾本质上是一种特定的物质燃烧过程，它遵循物质燃烧的基本规律。燃烧过程是一种物质和能量转换的化学、物理过程，随着这个转换过程，会产生各种现象：如燃烧气体、烟雾、热和火焰等，它们分别具有以下特点。（1） 燃烧气体： 物质燃烧的初始阶段，由于预热和气化作用，首先产生的就是燃烧气体，如co、co2、h2、氰化物、烃类或其他特殊燃烧材料产生的各种化合物等。（2） 烟雾： 由于燃烧和热的作用而产生的可见和不可见的液体或固体微小颗粒，统称为烟雾。其主要包括：各种焦油粒子和碳黑固体粒子等，大量的烟雾和燃烧气体的产生会使人窒息。（3） 热量（温度升高）： 在物质燃烧过程中，由于物质能量的转换，伴随有热量的释放，促使环境温度升高。但在燃烧速度非常缓慢的情况下，温升不显著，当物质着火燃烧至快速阶段，由于火焰的辐射热量和燃烧气流的作用，温升将明显的加快并产生大量的热量。（4） 火焰： 火焰是物质着火时产生的灼热发光的气体部分。它除了可见的火光之外，还有大量不可见的红外辐射光和紫外辐射光，人们利用此原理也研制出了各种火焰探测器。 火灾发生过程中除伴随着以上一些现象，同时一般经历以下四个阶段：早期阶段，阴燃阶段，火焰放热阶段和衰减阶段（如图二所示） 图二卡车111 早期阶段：由于物质燃烧初始阶段的预热和气化作用，产生大量燃烧气体和不可见的气溶胶，无可见烟和火焰，热量也比较少，环境温升也不明显。而这些燃烧气体和气溶胶粒子通过扩散运动和周围的空气运动，形成对流。在此阶段，火情局限与一个小范围内，探测火情早期报警此时是最佳的时期。目前市场上推出的吸气式极早期火灾报警控制系统主要探测该阶段的火情。 阴燃阶段：次阶段以阴燃为起始标志，此时热的作用充分发展，产生大量的可见和不可见的烟雾，烟雾粒子通过程度逐渐增大的对流运动和背景的空气运动向四周扩散，充满建筑物的内部空间。次阶段还没有产生火焰，热量也比较少，环境温度不高，火情尚未达到蔓延发展的程度。此阶段仍是实现早期探测火情的重要阶段。探测的主要对象是烟雾粒子。当前大量的感烟探测器主要是针对阴燃阶段，如能有效探测报警，联动灭火。可将火灾危害降到最低程度。 火焰放热阶段此阶段是物质燃烧的快速反应阶段，从着火开始到燃烧充分发展成全燃烧阶段，由于物质内能的快速释放和转化，以火焰热辐射的形式呈现球形波的向外传播热量，再加上猛烈的气流运动，温度迅速上升，火势得到迅速蔓延扩散，此时危害最大，一般将造成重大的损失和伤亡。 衰减阶段 这是物质经全面着火燃烧后逐渐衰弱至熄灭阶段。一般情况下，火灾发生过程中前二个阶段的时间比较长，也是探测火情的最有利时期，在此过程中，如能实现早期报警，就能把火灾的损失控制在最低的程度，并避免人身伤亡。 有些火灾过程早期阶段和阴燃阶段不明显，骤然产生大量的热，在此情况下，及时报警的探测对象主要是热（温度），又有些火灾过程一开始就着火爆燃，无早期阶段和阴燃阶段，在此情况下，及时报警的探测对象主要是光（火焰）。3. 火灾探测技术火灾的探测主要是通过探测物质燃烧过程中所产生的各种物理、化学现象来实现，目的是早期发现火情，有利于减少火灾的损失，保护人们生命财产的安全。物质燃烧过程中产生的各种气、烟、热、光（火焰）是表征火灾信号的物理、化学参量。因此各种火灾探测器的基本功能是：对火灾参量气、烟、热、光等作出有效响应，并转化为计算机可接收的电信号，供计算机分析处理。国际标准iso7240-1火灾探测和报警系统中对火灾探测器作如下定义：火灾探测器是火灾自动探测报警系统的组成部分，它至少含有一个能连续或以一定频率周期监视与火灾有关的至少一个适合的物理和化学现象的传感器，并且至少能向控制和指示设备提供一个适合的信号，是否报火警或操作自动消防设备，可由探测器或控制和指示设备作出判断。因此，火灾探测器一般由敏感元件/传感器、处理单元和判断及指示电路组成，其中敏感元件/传感器可以对一个或几个火灾参量起监视作用，作出有效响应，然后经过电子或机械方式进行处理，并转化为电信号，由火灾探测器对处理后的信号直接作判断报警后再传输给火灾报警控制器的为开关量报警信号，此类探测器为开关量探测器。处理后的信号以模拟值形式传输给火灾报警控制器的为模拟量信号，此类探测器为模拟量探测器。而内置cpu的探测器自己本身即可作出火灾判定，其内置有火灾试验数据，并同报警控制器完成信息交换，此类探测器为分布智能型探测器。 衡量火灾探测器产品质量好坏的技术指标主要有：火灾探测器的灵敏度既响应火灾参量的敏感程度，火灾探测器的可靠性，火灾探测器的稳定性和抗干扰能力，因为使用现场的环境千差万别，各种各样的干扰源都可能存在，如振动，电压波动，辐射电磁场，雷击，温湿度的变化，腐蚀等。所有的技术指标国家技术监督局都颁布了相应的国家标准：如gb4715-93点型感烟火灾探测器技术要求及试验方法，gb4716-93点型感温火灾探测器技术要求及试验方法等。其中科大创新股份有限公司天安消防分公司的各种探测器和报警控制器全部都通过了国家消防电子产品质量监督检验中心的检验。（一） 火灾探测器的分类根据监测的火灾特性不同，火灾探测器可分为感烟、感温、感光、复合和可燃气体等五种类型，每个类型又可根据其工作原理的不同而分为若干种，具体分类见图三所示：同时根据感应元件的结构不同，可划分为： 点型火灾探测器：警戒范围为空间某一点周围，其对探测器所在位置周围附近火灾参数作出响应。 线型火灾探测器：警戒范围为空间某一连续线路周围，其对空间某一连续线路周围的火灾参数作出响应。根据操作后是否复位，可分为： 可复位火灾探测器：在产生火灾报警信号的条件不再存在的情况下，不需要更换组件即能从报警状态恢复到监视状态。根据其复位的方式不同，又可分为以下三种：自动复位火灾探测器、遥控复位火灾探测器、手动复位火灾探测器。 不可复位火灾探测器：在产生火灾报警信号的条件不再存在的情况下，需调换组件才能从报警状态恢复到监视状态或动作后不能恢复到监视状态。图三：火灾探测器的分类 图三：火灾探测器的分类（二） 火灾探测器的选用在设计火灾自动报警控制系统时，对于不同的场合应选择不同的探测器，一般应符合下列要求： 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。 对火灾发展迅速，可产生大量热、烟和火灾辐射的场所，可选择感烟探测器、感温探测器、火焰探测器或其组合。 对火灾发展迅速，有强烈的火焰辐射和少量的烟、热的场所，应选择火焰探测器。 对火灾形成特征不可预料的场所，可根据模拟试验的结果选择探测器。 对使用、生产或聚集可燃气体或可燃气体蒸气的场所，应选择可燃气体探测器。 装有联动装置、自动灭火系统以及用单一探测器不能有效确认火灾的场合，宜采用感烟探测器、感温探测器、火焰探测器的组合即复合探测器。 电缆隧道、竖井、夹层、桥梁和各种皮带传送装置、配电开关、变压器等场所，宜选择缆式线型定温探测器。对相对湿度大于95%的场合，在正常情况下有烟和水蒸汽的场合，如厨房，锅炉房，洗衣房等宜选用感温探测器。火灾探测器的安装 火灾自动报警控制系统的良好运行，除了与产品质量有关外，还与安装的质量有很大的关系，点型火灾探测器的安装应符合下列规定： 探测器至墙、梁的水平距离应大于0.5米，其周围0.5米内不应有遮挡物。 探测器至空调送风口的水平距离应大于1.5米，至多孔送风顶棚孔口的水平距离应大于0.5米。 在宽度小于3米的内走道顶棚上设置探测器时，应居中安装。感温探测器的安装间距不应超过10米，感烟探测器的安装间距不应超过15米，探测器距端墙的距离不大于探测器安装间距的一半。 探测器应水平安装，当必须倾斜安装时，倾斜角不大于45度。 探测器的底座应固定牢固，其导线必须可靠压接或焊接，探测器的外接导线，应留有不小于15cm的余量，入端处应有明显标志。 探测器的确认灯应面向容易观察的主要入口方向。导线在管内或线槽内，不应有接头或扭结。导线的接头应在接线盒内焊接或用接线端子连接。 4:火灾探测器的工作原理 探测器种类较多, 每种不同的探测器适合不同的场所, 下面就几种常用探测器的工作原理做一简要介绍:(一)感烟探测器 该种探测器主要响应燃烧或热解产生的固体液体微粒即烟雾粒子的探测器, 主要用来探测可见或不可见的燃烧产物及起火速度缓慢的初期火灾。可分为离子 型,光电型,激光型和红外线束型四种。离子感烟探测器:它主要是利用烟雾粒子改变电离室电流原理而设计的火灾探测器。探测器内部装有放射源的电离室为传感器件,现今使用大多为单源双室结构(补偿室,测量室),再配上相应的电子电路或cpu芯片所构成。探测器内部的放射源是由镅-241(am241)发出。 物质的放射性来自原子核 的自发衰变过程如下:am241-237np+42he 由于粒子比电子重得多,且带两个单位正电量,其穿透能力很弱。能量为5mev的粒子在空气中的射程为3.5cm, 而金属中射程为2.06*10cm, 所以屏蔽遮挡很容易, 同时粒子的电离能力很强,当它穿过物质时,每次与物质分子或原子碰撞而打出一个电子,约失33ev能量,一个能量为5mev的粒子,在它完全静止前,大约可以电离15万个左右的分子或原子。采用放射源am241的优点,除了电离能力强,射程短以外,其半衰期长,成本也较低。 图四所示是单源双室结构的离子感烟探测器原理框图:滤波整形稳压电路无极性转换电路编码信号变换电路地址码预置及信号解码处理电路报警灯回路信号拾取放大整形总线 图四 离子感烟探测器原理框图 在单源双室结构的电离室正极板上放置有放射源am241,其放射源可以在上百年的时间里不断地放射出粒子, 粒子不断地撞击空气分子,引起电离,产生大量带正,负电荷的离子,从而使极间空气具有导电性,两个电离室分别称为补偿室和检测室。当在电离室的正负极间加上12v的工作电压时(实险测得：12v 工作电压时电离室线性度最佳),可使原来做无序运动的正负离子在电场作用下做有规则的定向运动,正离子向负极运动,负离子向正极运动,从而形成电离电流。电离电流的大小与电离室的结构尺寸,放射源的特性,施加电压的大小,以及空气的密度,温度,湿度和气流等多种因素有关, 施加的电压越高,电离电流越大,但当电压达到一定值时, 施加电压再高, 电离电流也不会再增加，此时达到饱和工作区。 设计时保证离子室工作于线性区。 当火灾发生时,烟雾粒子进入测量室,部分正负离子会被吸附到比离子重许多倍的烟雾粒子上。一方面将使离子在电场中的速度降低了,另一方面增加了正负离子互相复合的几率,其结果是电离电流减小，相当于测量室的空气等效阻抗增加了。补偿室结构上几乎是封闭的, 烟雾粒子很难进入,空气可以缓慢进入。测量室结构上是敞开的,烟雾粒子很容易进入,这样补偿室的阻抗几乎未变,其结果是测量电极上的电压因分压比而发生变化,经高阻抗的场效应管取样后放大整形。 单源双室结构同双源双室结构完全不同,双源双室结构利用两个放射源形成两个电离室。单源双室结构简单,节省上了一块放射源,环境的变化对电离室的影响基本相同,提高了探测器对环境的适应性,增加了抗潮湿能力。 信号放大拾取整形电路将电离室里的微弱电流信号转变成较大的电压信号，通过高输入阻抗的场效应管进行耦合放大,地址码预置及信号解码处理电路如是开关量探测器直接将其电压变化与阈值电压进行比较, 判别是否报警，如是模拟量探测器, 则将电压变化传到报警控制器,如探测器内置有cpu芯片,则其自身可以进行智能处理,利用内置的智能算法进行判断, 同时探测器至报警器间发生电路断线, 探测器安装接触不良或探测器内部电路元件损坏等都能够发出故障报警信号。滤波整形稳压电路是给离子源、集成电路和cpu等芯片提供直流工作电压,总线上发送的各种编码信息需经编码信号变换电路处理后发送给解码电路,并将解码电路发送的状态信息和值(烟雾浓度)传至总线上供报警器接收处理。光感烟探测器 它是应用烟雾粒子对光线产生散射,吸收或遮挡的原理而制成的一种探测器。其工作原理主要有两种:减光型光电感烟火灾探测器和散射型光电感烟探测器。散射型探测器利用红外线光束在烟雾中产生散射光的原理探测火灾初期阴燃阶段产生的烟雾。它由光学系统,信号处理电路等部分所组成，当烟雾进入光学暗室后,由红外线光源发出的光束,在烟粒子表面散射,受光器的光敏二极管接收到散射光,产生光电信号电流,其电流大小与烟雾的变化成比例,经信号处理电路处理后完成报警功能。 (3)激光型感烟探测器主要是应用烟雾粒子吸收激光光束原理制成的线型感烟火灾探测器,激光器在脉冲电源的激发下发出同一束脉冲激光, 在正常情况下控制报警器不发出报警, 但如在激光束经过的途中被大量的烟雾遮挡而减弱到一定程度时,光电接收信号减弱,便会发出报警信号。(4)红外光束型感烟探测器 该种探测器主要包括一个光源，一套光线照准装置和一个接收装置，它是应用烟雾粒子吸收或散射红外光束的原理进行工作。一般用于保护大面积大空间。感温探测器 该种探测器主要是利用热敏元件来探测火灾的。在火灾初始阶段,一方面有大量烟雾产生,另一方面物质在燃烧过程中释放出大量的热量,周围环境温度急剧上升。探测器中的热敏元件发生物理变化,从而将温度信号转变成电信号，并进行报警处理。感温火灾探测器种类较多,根据其感热效果和结构型式可分为定温式,差温式及差定温式三种。电子差定温探测器在设计中一般取两个性能相同的热敏电阻进行搭配，一个放置在金属屏蔽罩内,另一个放在外部,外部的热敏电阻感应速度快,内部的由于隔热作用感应速度慢。利用它们的变化差异来达到差温报警,同时外部热敏电阻设置在某一固定温度(62为一级灵敏度,70为二级灵敏度,78为三级灵敏度)，达到定温报警的目的。除信号拾取放大整形外,其它的电路组成基本和离子感烟探测器相同。 另一种广泛使用的缆式线型感温电缆。它主要用于变电站、发电厂、厂矿企业的电缆隧道、夹层、传送带、配电盘、变压器油路系统等场所。 缆式线型感温电缆的敏感元件是一种特殊电缆（简称热敏电缆），它由二根弹性钢丝分别包上热敏绝缘材料，然后绞对、包带及塑料外扩套而构成（如图五所示）。在正常监视状态下，二根钢丝间为绝缘状态，当周围或所接触物质的某一部位温度上升达到热敏电缆的额定动作温度时，其钢丝间绝缘状态发生变化，阻值发生跃变，其变化由报警控制器检出，发出火灾报警信号，当热敏电缆发生断线时，报警控制器可发出故障报警信号。 缆式线型感温电缆可在粉尘、水蒸汽、油烟、腐蚀性气体等较恶劣环境中使用，也可在低频电磁场干扰、振动等条件下使用，可直接与被保护物接触，保护范围大、距离长，也可和其它类型的探测器配套使用。12341、导体2、绝缘材料3、包带4、外护套 图五 热敏电缆结构图5.火灾报警控制器和联动控制器的特点及工作原理(一)特点 火灾自动报警控制器是火灾自动报警控制系统中, 能够为火灾探测器供电, 接收、处理及传递探测点的故障、火警信号, 发出声、光报警信号, 同时显示及记录火灾的部位和时间,并向联动控制器发出联动通讯信号的报警控制装置,是整个系统的核心和信息交换,处理中心。一个完整的火灾报警控制系统应包括 :火灾探测器,火灾自动报警控制器,联动控制器( 这三部分国家技术监督局均颁布了相应的国家标准),从而实现从火灾探测,报警至控制现场消防设备,实施防烟、排烟, 防火、灭火和组织人员蔬散、避难等完整的系统报警控制功能。 联动控制器和火灾报警控制器配合,通过数据通讯,接收并处理来自火灾报警控制器的报警点数据,然后对其配套执行器件发出控制信号,实现对各类消防设备的控制。联动控制器及其配套执行器件相当于整个火灾自动报警控制系统“躯于和四肢”。联动控制器的主机部分主要完成接收来自火灾报警控制器的火灾报警数据。根椐所编辑的控制逻辑关系发出控制驱动信号,并显示消防外控制设备的状态反馈信号,以及系统自检和发出声光故障信号等。其数据通讯部分与火灾报警控制器相连,驱动电路,发送电路与有关的配套执行件连接。具有人机操作键盘, 声光指示等功能。 现今市场上销售的火灾报警控制系统即有火灾报警控制器和联动控制器分离的,也有合为一体的,合为一体的一般称为火灾报警控制器(联动型),它必须符合国家标准gb4717-93和gb16806-1997的双重要求,其总线为混合总线,可接各种探测器、 各种控制模块和楼层显示器等,在同一回路上混合编址( 也有的厂家规定其占用不同的地址范围)。如科大创新股份有限公司天安消防分公司生产的ta2701火灾报警控制器(联动型)就具有上述特点,现场安装调试非常方便。 通常衡量火灾自动报警控制器和联动控制器产品质量优劣的技术指标主要有: (1)火灾自动报警控制器的最大容量(所带探测器和控制模块的总数) (2)火灾自动报警控制器的功耗(监控功耗, 额定功耗) (3)火灾自动报警控制器的结构, 工艺水平 (4)火灾自动报警控制器的可靠性和稳定性 (5)火灾自动报警控制器的抗于扰能力 (6)火灾自动报警控制器的人机对话界面等 火灾报警控制器的早期产品显示上主要用数码管实现,现大部分采用大屏幕液晶,或触摸屏实现，全中文菜单操作。液晶平时工作在休闲模式,即在没有按键操作和报警信号需要显示时,关闭液晶显示屏的背光部分,可极大地提高其使用寿命,并减少功耗。液晶显示屏显示的信号量非常丰富,可同时显示报警的探测器号码和它所在的位置名称，如某某层办公室,某层计算机房,会议室等.(二)工作原理火灾自动报警控制器(联动型)的系统组成原理框图如图六所示：主要有cpu板,总线板,系统集成控制板，开关电源等部分组成。cpu板为控制器的核心,控制着各种功能板的工作时序。cpu板中的rs-232接口用于连接计算机图形监控系统,将报警信息传给pc计算机进行处理，rs-485接口用于集中机-区域机连接，控制器一般通过硬件配置即可做为集中机,又可做为区域机 。cpu 板中的存储器存有程序,各种编程信息和报警数据以及用于显示的汉字库等。液晶和状态显示显示驱动板系统集成控制板cpu板（含单片机，程序和数据存储器）总线板（含发码驱动，取样识别，a/d转换。可扩展至8路）蓄电池开关电源键盘打印机16点中央外控板ac220v消防电源rs232rs485s1s224vg图六：报警控制器原理框图 总线板是二总线传输技术的核心,其主要作用是将并行数据转变成串行数据,再加到总线上(即完成编码的过程)，同时接收总线上的各种状态信息。一般控制器最多可扩展到8路总线,每路混合总线可带127个各种输入模块,探测器和控制模块。有的系统楼层显示器也可通过四总线挂接到混合总线上(二根信号总线外加二根24v电源线)。总线板上的信号取样采集部分主要是采集总线上各种探测器和模块的传感信号，并经a/d变换后送到cpu板,由cpu板中内置的智能算法,火灾试验数据进行处理。 系统集成控制板的作用是确定控制器的功能和容量,如集中/区域机设置, 打印机状态设置,区域机机号设置,输入总线回路数设置等。同时功能板上还有键盘和打印机,液晶显示驱动部分的接口等。 液晶显示和各种状态指示灯主要是反映控制器的各种部件运行状态,如打印机,交流电源,备用电池运行状态，各种人、机对话信息和报警、编程信息等。 报警控制器的开关电源部分相对独立,平时可以对蓄电池进行浮充,开关电源的作用是将交流220v变换成直流24v、5v，供系统使用。开关电源本身具有过流,过压保护措施,开关电源设计成很宽的交流电源输入范围以适应各种不同场合的需要。 火灾报警控制器软件设计采用模块化程序结构,其特点是结构清晰,易于理解, 修改,其中包括主程序,各种中断程序和完成各种特定功能的子程序, 限于篇幅, 在此不一一详述.(三)安装 火灾报警控制器的安装质量对系统的运行至关重要,在安装中要注意心下几点: (1)火灾报警控制器(联动型)在墙上安装时,其底边距地面高度不小于1.5m,落地安装时,其底宜高出地坪0.1-0.2m。 (2)控制器应安装牢固,不得倾斜,其接地应牢固并有明显标志。 (3)控制器的交流220v主电源引入线,应直接与消防电源连接,严禁使用电源插头,主电源应有明显标志。 (4)引入控制器的导线应符合下列要求: a:配线应整齐, 避免交叉, 并应固定牢固。 b:电缆芯线和所配导线的端部,均应标明编号,并与图纸一致,便于维修、调试。 c:端子板的每个接线端子,接线一般不得超过2根。 d:电缆芯线和导线,应留有不少于20cm的余量。 e:导线应绑扎成束。 f:导线引入线穿管后,在进线管处应封堵。6. 手动报警按钮和编码中继器 手动报警按钮是设置在每个楼层人员出入比较频繁的地方，由现场人工确认火灾后，手动输入报警信号的装置，其操作方式各个厂家生产的不尽相同，主要有手动按碎、手动击打或手动拉下等。 手动报警按钮主要有两种:不带电话插孔和带电话插孔，手动报警按钮内装有手报输入模块板，其主要是完成与火灾报警控制器之间的各种状态信息传递功能。手报按钮拔码开关编码地址的设置与编码底座方法相同，均为二进制编码。 编码中继器(输入模块)主要用于连接类似水流指示器等的无源常开报警触点，作为总线回路上的一个报警点，向报警控制器传送报警信号。其具有监视电流小，安装连接方便等特点。 安装时只需将其输入端总线(s)和总线(g)分别并接到总线正、负极上，而将无源报警触点并接到无源开关输入端即可。7楼层显示器 楼层显示器又称重复显示屏，是火灾报警控制系统的辅助显示设备。结构型式主要有:汉显式和数显式及模拟图式。它主要设置在每个防火分区内，用于显示本楼层或分区内各探测点的报警情况，模拟图式还可形象地呈现建筑平面图和探测点的分布位置。现在的模拟量火灾报警控制系统中楼显也可直接挂接于探测总线上，并由24v电源线单独供电。楼层显示器一般分为32点和64点式。当其接收到信号总线上的串行数据时，经计算机cpu分析处理，自动识别地址范围，地址范围由楼层显示器上的拔码开关设置，其具备的主要功能有： 火灾报警 发生火灾时，控制器传来火警信息，楼显相应的部位显示灯亮，指示楼层的报警探头号，同时喇叭发出变调报警声。 消音 按消音键，声报警解除 火警/故障复位 楼显具有火警、故障声光报警保持功能，按复位键可使之复位 起、始地址设定 主机板上设有四只8位拔码开关swl,sw2,sw3,sw4。swl,sw2设置首地址，sw3,sw4设置末地址。 8总线隔离器 为了保证系统工作的稳定可靠，避免部分线路短路影响整个系统工作，将总线隔离器设置在探测总线树形布线的交叉处，以隔开部分瘫痪的线路。其主要技术指标为: 供电：dc24v由探测器总线提供 监视电流:20ma 动作电流：30ma 自动恢复时间:不大于100ms 隔离器本身不带地址，正常监视状态下，隔离器可以给所有并接的探测器提供工作电流，指示灯不亮。一旦后面发生过流或短路等异常情况，隔离器切断供电，其指示灯点亮。 故障排除后，自动恢复供电。隔离器动作保护时，其后面的探测点全部报故障。9新技术在火灾自动报警控制系统中的应用 随着火灾自动报警技术的发展,传统的火灾自动报警控制系统已发生了较大变化,生产技术和制造工艺也得到不断更新和完善,新技术,新方法得到了广泛的应用,在突飞猛进的技术进步中,有很多人注目的成就。(一)复合探测器、智能探测器和各种新型探测技术不断涌现、探测器性能越来越完善 单一参数火灾探测器(开关量)或传感器(模拟量)组成的火灾自动报警系统把早期阶段的火灾现象探测出来,存在着一定的误报率。实际上人是具有最高智能 的“火灾探测系统”,人的肉眼可以看见火灾产生的光和烟雾,人的鼻子可以嗅到气味，人的皮肤可以感受到温度，人的耳朵可以听到火焰燃烧或爆炸的声音等。同时探测烟、温、气、气味、光、声音等火灾参数中的两个或两个以上,将被探测参数直接或经过一定运算后传送给控制设备,使火灾自动报警系统具有人的感官等多方面探测功能和大脑综合判断能力,这就是人们研制智能型复合探测器的目的。 复合探测器常见的有烟温,离子/光电感烟智能复合探测器,探测器可以自动检测和跟踪由灰尘积累而引起的工作状态的漂移,并跟踪环境参数的变化,自动调节探测器的工作参数,并用一定的算法对这些因素进行补偿。分布智能式探测器将一部分智能从中央控制器中分离出来降低了总线的信息负荷，提高了系统的响应速度和智能判断能力。 新型探测技术中,发展较快的是气体采样探测器,气味探测器和光纤探测器, 它们具有响应速度快,准确率高,系统造价较高等特点。(二)现场总线技术 现场总线（fieldbus）技术发展很快,如can 总线、lonworks总线和profibus总线等。它不是简单的二根线、三根线或四根线的连接方式,而是一种为公众接受并共享的通信体制。国际电工委员会iec在2000年投票通过了现场总线iec61158国际标准，iec61158包括了7种现场总线标准。现场总线是连接探测器/传感器和受控设备与控制中心的全数字化、双向、多站点的串行通信网络，现场总线技术可以应用于自动控制和工业自动化等多个领域，被称为21世纪工业过程控制网络标准。它能以多主方式工作，网络上任意一个节点均可以在任意时刻主动地向网络上的其它节点发送信息，而不分主从关系，通信方式灵活，可以点对点，点对多点及全局广播方式传送接收数据，其直接通信距离可达10公里。其中任意一个节点出现故障不影响其它节点的运行。由于其高性能、高可靠性、实时性好及其独特的设计，在火灾自动报警系统及楼宇系统中也得到较广泛的应用,其特点是各个不同的系统很容易做到互联互通,便于以后整个系统的升级改造和联网运行。(三)无线报警技术 一般的火灾自动报警系统是用金属线缆来实现通信与控制的，而无线系统以无线电波为信号传输媒体,光纤系统的光缆为信号媒体,它们的出现都显示出各自的优越性。 无线式火灾自动报警系统一般由传感/发射部分,中继器以及控制中心三大部分组成。探测传感部分与发射机合成一体由高能电池供电,发射距离可达50m，每个中继器只接收自已组内的传感发射机信号。当中继器接收到组内某传感器的故障或火警信号时,马上保持其接收状态,进行地址对照,当地址码一致时,便判断接收数据，然后由中继器将信息转发给控制中心,在显示屏上进行故障/火警以及部位号显示。 无线式火灾自动报警系统的优点是节省布线费用,安装开通容易,适合不宜布线的楼宇,工厂及仓库等场合使用,特别是对原有的建筑火灾报警系统的改造提供了极大的方便。(四)高灵敏度吸气式火灾报警技术 近几年国外几家大公司相继开发了高灵敏度吸入式感烟探测器(简称hssd)，它一改传统的被动等烟工作方式为主动吸气工作方式,可主动抽取空气样本进行烟粒子探测,它采用了特殊设计的检测室,高强度的光源和高灵敏度的接收器件,使感烟灵敏度提高了几百至一千倍。其核心是空气采样系统,它不停地对火情监测区的空气进行采样,然后输送到探测器上。空气采样系统始终保持工作状态,不断地通过吸气泵吸入空气样本。它不仅吸入探测器附近区域的气体颗粒,而且对监测区所有的气体-从高速气流到静止的空气都能有效地予以探测。空气采样系统的基本组成部分是采样管,采样管一般采用低成本的pvc管,安装较简单。hssd应用范围较广泛,属于极早期火灾报警系统,特别适合保护一些重要或危险的场所。(五)光纤感温火灾探测技术 该技术是近年国外发展起来的一种新型分布式光纤传感器,它以光纤作为温度传感与信号传输媒体,利用光纤喇曼效应的温度敏感性和光时域反射原理,能够实时测量沿光纤的温度分布,该系统具有防爆抗电磁于扰、耐腐蚀和运行安全可靠、实时在线测试、测量距离长达几个公里等一系列优点。 分布式光纤温度传感器是以高分辨率光时域反射测量感温光纤以及数字信号处理技术为基础,通过测量喇曼散射光斯托克斯谱线(在散射光中存在着两种与入射光频率不同的谱线,一种频率vs=v0-v称为斯托克斯谱线,另一种频率为vs=v0+v称为反斯托克斯谱线,两种谱线强度之比只与温度有关，v0为入射光子的频率，v为纤芯中声子的频率,它们会发生非弹性碰撞,形成喇曼散射。)与反斯托克斯谱线强度比