点型红外火焰探测器.doc

中华人民共和国国家标准 点型红外火焰探测器 GB156311995 性能要求及试验方法 Performance requirements and test m methods for point infrared flame detectors 1主题内容与适用范围 1.1 主题内容 本标准规定了波长大于850 nm的点型红外火焰探测器(以下简称探测器)的性能要求、试验方法和标志。 1.2适用范围 本标准适用于一般工业与民用建筑中安装的点型红外火焰探测器。对于在特殊环境中安装的具有特殊性能的探测器，除特殊性能要求由有关标准另行规定外，亦应执行本标准。 2 引用标准 GB12791 点型紫外火焰探测器性能要求及试验方法 GB12978 火灾报警设备检验规则 GB2423.1 电工电子产品基本环境试验规程 试验 A：低温试验方法 GB2423.1 电工电子产品基本环境试验规程 试验 A：低温试验方法 GB2423.2 电工电子产品基本环境试验规程 试验 B：高温试验方法 GB2423.3 电工电子产品基本环境试验规程 试验 Ca：恒定湿热试验方法 GB2423.10 电工电子产品基本环境试验规程 试验 Fc：振动(正弦)试验方法 GB2423.19 电工电子产品基本环境试验规程 试验 Kc：接触点和连接件的二氧化硫试验方法 3 性能要求 3.1当被监视区域发生火灾且火灾参数达到规定值时，其探测器应输出火灾报警信号，同时启动探测器的摄警确认灯或起同等作用的其它显示器。 3.2探测器应耐受住本标准第4章所规定的各项试验，并应满足本标准的全部要求。 4 试验方法 4.1试验的一般要求 4.11按附录 A规定对探测器进行试验.每次试验需八只探测器。 4.1.2试验时需提交的申请文件应符合 GB 12978第4.1.4条规定。 4.1.3 探测器在试验前须进行外观检查，符合下述要求时，方可进行试验： a表面无腐蚀、涂覆层剥落、起泡现象，无明显划痕、毛刺等机械损伤； b.文字符号和标志清晰，结构无松动。4.1.4 如在有关条中没有说明时，则各项试验均应在下述正常大气条件下进行：温 度：1535；相对温度：45%75%；气 压：86106kPa.4.1.5 如在有关条中没有说明时，则各项试验数据的容差均为5%。4.1.6 如果试验中要求探测器接通电源，则应按制造厂提出的要求对探测器供电。4.1.7 如果探测器的灵敏度取决于火灾报警控制器的判断，则通过火灾报警控制器将探测器的灵敏度分别设置最大、最小极限值进行试验，试验结果应满足4.21条要求。4.1.8 本标准规定的以下试验为型式检验。4.2 响应阈值测试4.2.1 目的检验探测器的响应阈值。4.2.2 设备探测器响应阈值检测装置是一台专用设备（如图1 所示）。它由光学轨道、红外光源、红外减光片、调制器、光阑、探测器安装支架和其它有关测试记录设备组成。该装置应满足4.2、4.4、4.5、4.6、4.7、4.8条的试验要求。图1 红外火焰探测器检测装置1光学轨道；2光电倍增管；3载止减光片；4冷却腔；5光源；6快门；7IR滤光片；8光阑；9探测器；10阈制器 4.2.2.1 光学轨道主要技术参数长 度：2000mm平直度：小于0.04mm4.2.2.2 红外光源红外光源采用汽油气化气体燃烧产生的火焰。在整个试验过程中，在距光源1500mm处用辐射计测量其辐射能变化量不应大于20%。试验期间，光源应始终保持稳定，为避免周围空气波动引起火焰本身的闪烁，采用一种专用汽油气化燃烧器，其燃腔不受外面气流影响。在燃腔外部采用水循环方式进行冷却避免燃烧过程中燃腔产生热辐射影响。4.2.2.3 红外减光片红外减光片起衰减戏外辐射作用，本检测装置中采用中性红外减光片，可通过波长为大于850mm的红外辐射、其透过度视具体试验情况而定。4.2.2.4 调制器调制器由斩光器和一部直流电机组成，直流电机驱动的斩光器在光阑和减光片前以12.5Hz的基本频率旋转，对燃烧产生的红外辐射进行调制（如图2所示）。4.2.2.5 光阑光阑起衰减标准火焰辐射的作用，其孔径范围为410mm。光阑本身应进行黑化处理，表面不应发生光反射。图2 调制器原理图4.2.2.6 安装支架安装支架可以安装不同型号底座的探测器并能沿光学轨道滑动。其本身高度可调，同时能以光学轨道轴心的垂线为轴心做1800的转动，支架本身应进行黑化处理，表面不应发生光反射。4.2.3 试验方法试验前将探测器安装在试验装置的安装支架上，使其与标准光源处于同一水平轴上，能最大限度地接受红外光源的辐射，接通与控制或指示设备，使其处于正常监视状态并保持稳定。用辐射计在距光源1500mm处测量光源的辐射能量并观察其变化情况。将探测器的安装支架移到距光源1500mm处。4.2.3.1 试找探测器响应点沿着光学轨道反复移动探测器的安装支架，确定探测器在30s 内可靠响应撮大距离D，该距离在光学轨道上对应的点就是探测器的响应点。根据光学原理，探测器响应点与光源之间的距离D的平方与光源对探测器传感面辐射的有效功率S成反比关系，即：其中K为变换常数。 对于随机响应特性的探测器，必须先反复测量其响应阈值至少6次，直至下一次的响应阈值的变化不超出前几次测量的响应阈值平均值的10。 对于频段特性的探测器，必须将调制器调在厂方给定的闪烁频率上(包括0)。 4.2.3.2响应阈值比的计算 在测得的光源辐射能变化大干5X，但小于20的情况下，计算探测器的响应阈值比Smax：Smin时应乘或除以较正因数尸l尸z。 P1：第一次试验时测得的辐射能， P2：第二次试验时测得的辐射能。 4.3通电试验 4.3.1 目的 检验探测器在正常大气条件下工作的稳定性。 4.3.2 方法 按4.2.3条规定测试探测器响应点 D值。使其在正常监视状态下连续运行7 d。运行结束后，再按4.2.3条规定，在与运行前相同的测量方位上，测量探测器响应点D值，并与该探测器一致性试验中的D值相比较，确定 Dmax和 Dmin，计算响应阔值比Smax：Smin。 4.2.3试验设备 红外火焰探测器检测装置。 4.3.4要求 a. 试验期间，探测器不应发出故障或火灾报警信号； b. 响应阈值比 Smax：Smin 应不大于1.3。 4.4重复性试验 4.4.1 目的 检验探测器响应阈值的重复性。 4.4.2方法 按4.2.3条规定，在探测器正常工作位置的任意一个方位上连续测量6次响应阂值。6次响应阀值中的最大值用 Dmax表示，最小值用 Dmin表示。最后计算响应阔值比Smax：Smin。 4.4.3要求 响应阔值比 Smax：Smin 应不大于1.3。 4.4.4试验设备 红外火焰探测器检测装置。 4.5方位试验 4.5.1 目的 检验探测器在不同视角范围内的响应性能，从而确定探测器的“视锥角”范围。 4.5.2方法 按4.2.3条规定方法测试探测器响应点 D值，每测一次，将探测器转动一个角度，使探测器视锥角的轴线与光轴的夹角分别为00、150、300、450(如果厂家技术标准规定的视角范围大干450(转动角度按厂家规定进行)。 4.5.3要求 响应阈值比Smax：Smin 应不大干2.0。4.5.4 试验设备红外火焰探测器检测装置。4.6 一致性试验4.6.1 目的检验探测器响应阈值的一致性。4.6.2 方法将8只探测器按附录中表A1规定，依次按4.2.3条规定的方法分别测试探测器响应点D值，并从中确定Dmax和 Dmin，计算响应阈值比Smax：Smin。4.6.3 要求响应阈值比Smax：Smin应不大于2.0。4.6.4 试验设备红外火焰探测器检验装置。4.7 电压波动试验4.7.1 目的检验探测器在额定工作电压波动条件下工作的适应性。4.7.2 方法按4.2.3条规定，分别使额定工作电压降低15%和升高10%测量响应阈值。与该探测器在一致性试验中的响应阈值牙比较，从三者中确定Dmax和 Dmin，计算响应阈值比Smax：Smin。4.7.3 要求响应阈值比Smax：Smin应不大于1.64.7.4 试验设备红外火焰探测器检测装置。4.8 环境光线试验4.8.1 目的检验探测器的环境光线作用下性能的稳定性。4.8.2 方法将探测器按正常工作位置固定在安装支架的固定面上，并接通控制和指示设备，使其处于正常监视状态。在试验前将环境光干扰模拟装置（简称光干扰装置，如图3所示）安设在红外标准光源与探测器之间，且使其与探测器的距离为200mm。图3 环境光干扰试验装置1白炽灯；2环形日光灯；3探测器试验步骤：a 用两只25W的白炽灯（色温为2850100K）照射1h；b 用一只直径308mm、30W环形荧光灯（色温约为4900K）照射1h；c 用两只25W的白炽灯及一只直径308mm、30W环形荧光灯照射1h；d 使上述三个光干扰装置的干扰光源同时通电1s、断电1s 的时间周期重复十次。上述试验后，按4.2.3条规定方法测试探测器响应点D值，并与该探测器在一致性试验中的D值相比较，确定Dmax和 Dmin，计算响应阈值比Smax：Smin。4.8.3 要求a 探测器在试验期间不应发出故障或火灾报警信号；b 响应阈值比Smax：Smin应不大于1.3。4.8.4 试验设备红外火焰探测器检测装置。4.9高温试验4.9.1 目的检验探测器在高温条件下使用的适应性。4.9.2 试验方法将探测器及其底座放在高温试验箱中，并接通控制和指示设备，使其处于正常监视状态。在温度235的条件下，以不大于0.5/min的升温速率，使温度升至552，在此条件下持续2h，取出探测器，在正常大气条件下放置1h。然后按4.2.3条规定方法测试响应点D值，并与该探测器一致性试验中的D值相比较确定Dmax和Dmin，并计算阀值比Sma：Smin。4.9.3 要求a 探测器在试验期间不应发出故障谨火灾报警信号；b 响应阈值比Sma：Smin不应大于1.3。4.9.4 试验设备试验设备(高温试验箱)应符合国家标准GB2423.2第4章规定。4.10 低温试验4.10.1 目的检验探测器在低温环境条件下性能的适应性。4.10.2 试验方法将探测器及其底座放在低温试验箱中，并接通控制和指示设备，使其处于正常监视状态。在温度为1525、相对湿度不大70%的条件下保持1h，然后 以不大于0.5/min的降温速度降到-10，在此条件下稳定2h（探测器在箱中不应有结冰现象。）低温稳定期结束后，关断控制和指示设备。取出探测器，在温度为1525、相对湿度不大70%的环境中恢复12h，然后按4.2.3条规定方法测试其响应点的D值，并与该探测器在一致性试验中的响应点的D值比较，确定Dma和Dmin，并计算响应阀值比Sma：Smin。4.10.3 要求a 探测器在试验期间不应发出故障或火灾报警信号；b 探测器在试验后应无破坏涂覆和腐蚀现象；c 响应阈值比Sma：Smin应不大于1.3。4.10.4 试验设备试验设备（低温试验箱）应符合国家标准GB2423.1第4章规定。4.11 冲击试验4.11.1 目的检验探测器经受非多次重复性机械冲击的适应性及其结构的完好性。4.11.2 试验方法将探测器及底座按其正常工作位置安装在冲击试验设备（见图4）的木梁底面的中心位置上，接通控制和指示设备，使其处于正常监视状态。调整试验设备，将一个位置为1kg的圆柱形钢块从700mm高处沿导向装置垂直的跌落到木梁顶面中心部位，冲击面积为18cm210%，跌落一次。试验后，按4.2.3条规定方法测试其响应点的D值比较，并与探测器在一致性试验中的D值相比较，确定Dma和Dmin，并计算响应阀值比。4.11.3 要求a 探测器在试验期间不应发出故障或火灾报警信号；b 探测器在试验后应无机械损伤和紧固部位松动现象；c 响应阈值比Sma：Smin应不大于 1.3。4.11.4 试验设备试验设备（见图4）主体是一个木梁支架装置。木梁材质可为柞木（或色木），截面尺寸为100mm50mm，木梁窄面固定在两根宽度为50mm的柞木支脚上，支脚放在平的水泥地面上，并有足够的高度，不使探测器触及地面，支脚与木梁的纵轴成直角，两支脚的中心距离为900mm。图4 冲击试验设备图a1kg钢块；b导杆；c柞木梁；d螺母和垫片；e柞木支架；f探测器4.12 碰撞试验4.12.1 目的检测探测器承受机械碰撞的适应性。4.12.2 方法将探测器及底座按其正常工作位置安装在碰撞设备的刚性水平安装板上（见图5附本标准后）。接通控制和指示设备，使其处于正常监视状态。调整碰撞试验设备，使锤头碰撞面中心能够从水平方向碰撞探测器上功能最易遭受破坏的部位（但不能碰撞探测器的正面）。然后，以1.5000.125m/s的锤头速率、1.90.1J的碰撞动能碰撞探测器。试验后，按4.2.3条规定方法测试其响应点的D值 并与该探测器在一致性试验中的响应点的D值相比较，确定Dma和Dmin，并计算响应阀值比Sma：Smin。4.12.3 要求a探测器在试验期间不应发出故障或火灾报警信号；b试验后探测器应无机械损伤和紧固部位松动现象；c响应阈值比Sma：Smin应不大于 1.3。 4.12.4 试验设备试验设备（见图5）主体是一个摆锤机构，摆锤的锤头由硬质合金AlCu4SiMg制成，外型为具有一个斜的碰撞面的六面体，锤头摆杆固定在带球轴承的钢轮毂上，球轴承在硬钢架的固定钢轴上，硬钢架的结构应保证在未安装探测器时能够使摆锤自由旋转。锤头的外型尺寸为长94mm、宽76mm、高50mm，锤头斜切面与锤头纵轴之间的夹角为6010，锤头的摆杆外径为25.0mm0.1mm，壁厚1.60.1mm。锤头的纵轴距旋转轴线的径向距离为305mm，锤头的摆杆轴线要保证与放置轴线垂直。外径为102min，长为200mm的钢轮毂同心组装在直径为25mm的钢轴上。钢轴直径的精度取决于所有的轴承尺寸公差。在钢轮毂与摆杆相对的方向上装有两个外径为20mm，长为185mm钢质重臂，其伸出长度为150mm，在两个配重臂上装一个位置可调的配重块，以使锤头与配重臂平衡。在钢轮毂的一端上装一个宽为12mm，直径为150mm的铝合金滑轮。在滑轮上缠绕一条缆绳，缆绳的一端固定在滑轮上，另一端系上工作重锤。图5 碰撞试验设备图a安装板；b探测器；c锤头；d摆杆；e钢轮毂；f球轴承；g转动270； h工作重心；j配重块；k配重臂；l滑轮 安装探测器的水平安装板由钢架支撑，安装板可以上下调整，以便锤头的碰撞面中心从水平方向碰撞探测器。在使用碰撞设备时，首先要按图5所示调整探测器和安装板位置，调好后，把安装板固定在钢架上，然后摘下工作重锤，通过调整重块平衡摆锤机构，调整平衡后，把摆锤拉到水平位置上，系上工作重锤，当摆锤机构释放时，工作重锤将使锤头旋转（3/2）rad碰撞探测器。 工作重锤的质量为：0.388/(3r)kg 式中：r滑轮的有效半径m。当r 为75mm时，工作重锤质量约为0.55kg，锤头质量约为0.79kg。4.13振动试验4.13.1 目的检验探测器经受振动适应性及其结构的完好性。4.13.2方法将探测器和底座按其正常工作位置安装在振动台上，并接通控制和指示设备，使其处于正常监视状态。依次在三个互相垂直的轴线上，在1015010Hz 的频率循环范围内，以9.81m/s2的加速度幅值、1倍频程/min的扫频速率，进行一次扫频循环，检查有无危险频率。如有危险频率，则探测器分别在三个互相垂直的轴线的每个危险频率上进行加速度幅值为9.81m/s2、持续时间为901min的定频振动试验。如有危险频率，则探测器分别在三个互相垂直的轴线的每个危险频率上进行加速度幅值为9.81m/s2、持续时间为901min的定频振动试验。然后，卸下探测器，按4.2.3条规定方法测试响应步的D值比较，并与该探测器在一致性试验中的D值相比较，确定Dmax和Dmin，并计算响应阀值比Sma：Smin。4.13.3 要求a 探测器在试验期间不应发出故障或火灾报警信号；b 试验后探测器应无机械损伤和紧固部位松动现象；c 响应阈值比Sma：Smin应不大于1.3。4.13.4 试验设备试验设备（振动台和夹具）应符合GB2423.10第3.1条的规定。4.14 静电放电试验4.14.1 目的检验探测器对带电人员、物体接触造成静电放电的抵抗性。4.13.2 方法将探测器放置到试验用接地板上，其距接地板边捉孙小于100mm。接通控制和指示设备，使之处于正常监视状态。调节静电放电发生器的输出电压为8000V，将连接150pF贮能电容器和150电阻器的静电放电探头充电到8000V，经该150电阻器对探测器进行放电。每次充电后应立即将静电放电探头触及到探测器外壳的一个试验点上，无论是否发生电弧放电，务必使探头尖端与试验点切实接触。静电放电应在探测器外壳（底表面和侧面）的不同试验点共进行10次。依次放电间隔时间至少1s。试验后，按4.2.3条规定方法测试响应点D值，并与该探测器在一致性试验中的D值相比较，确定Dma和Dmin，并计算响应阀值比Sma：Smin。4.14.3 要求a 试验期间，探测器不应发出故障或火灾报警信号；b 响应阈值比Sma：Smin应不大于1.3。4.14.4 试验设备4.14.4.1 静电放电发生器输出电压：8000V10%，其电原理图如图6所示，特性校验用输出电流的典型波形如图7所示。4.14.4.2 静电放电探头放电端为一8的球体，连接体与后半球外带绝缘材料。4.14.4.3 接地线静电放电试验用的高压电源和静电放电探头的接地线必须和接地板一起接到电源插头的安全接地线上。图7 静电发生器输出电流波形4.15 辐射电磁场试验4.15.1 目的检验探测器在辐射电磁场环境中工作的适应性。4.15.2 方法将探测器和底座置于绝缘试验台上，接通控制和指示设备，使之处于正常监视状态。按图11布置试验设备。将发射天线置于中间，探测器与电磁干扰测量仪天线分别置于发射天线两边1m处。调节1500MHz功率信号发生器的输出，使电磁干扰测量仪的读数为10V/m，在试验过程中频率应在1500MHz的范围内以不大于是0.005倍频程/s的速率缓慢变化，同时应转动探测器观察并记录探测器工作情况。如使用的天线有方向性，则应得天独厚使发射天线对准电磁干扰测量仪天线，调节功率信号发生器的输出为10V/m，然后将天线的位置反转，对准探测器进行试验。在1500MHz频率范围内，应分别用天线的水平极化和垂直极化进行试验。试验应在屏蔽室内进行，为避免产生较大的测量误差，天线的位置应符合9要求。试验后，按4.2.3条规定测试响应点D值，并与该探测器在一致性试验中的D值相比较，确定Dma和Dmin，并计算响应阀值比Sma：Smin。4.15.3 要求a试验期间，探测器不应发出故障或火灾报警信号；c 响应阀值比Sma：Smin应不大于1.3。图8 试验设备布置图图9 天线位置图 4.15.4 试验设备4.15.4.1 功率信号发生器（或信号发生器与功率放大器）a 频率范围：1500MHz；b 输出功率：应能提供足够的功率，满足离发射天线1 m 远处产生10V/m电磁场的要求，输出功率可调；扫频速率：小于0.005倍频程/s。4.15.4.2 电磁干扰测量仪：应符合GB6113电磁干扰测量仪的技术要求。4.15.4.3 发射天线a130MHz 长线天线；b20200MHz 双锥天线；c200500MHz 螺旋天线；c 也可以使用满足试验要求的其他天线。4.16 电瞬变试验4.16.1 目的检验探测器在电瞬变产生的干扰条件下工作的适应性。4.16.2 方法试验时，将探测器接通控制和指示设备，使之处于正常监视状态。分别对探测器的每根外接连线进行下述试验：a 施加1000V10%、频率5kHz20%的正负极性瞬变电压（波形见图10），b 每300ms施加瞬变脉冲15ms（见图11）， c 试验时间为2min。 试验后，按4.2.3条规定测试响应点D值，并与该探测器在一致性试验中的D值相比较，确定Dma和Dmin，并计算响应阀值比Sma：Smin。图10 50欧负载时单脉冲波形图11 一组瞬变脉冲波形4.16.3 要求a试验期间，探测器不应发出故障或火灾报警信号；b响应阀值比Sma：Smin应不大于1.3。4.16.4 试验设备瞬变发生器：输出瞬变脉冲电压1000V10%、频率5kHz20%，输出阴抗50。每300ms输出15ms瞬变脉冲电压，极性为正、负，其电源理图如图12所示。图12 瞬变发生器电原理图U高压电源；Rc充电电阻；Cc储能电容；Rs脉冲整形电阻；Cd隔直电容；Rm阻抗匹配电阻4.17 湿热试验4.17.1 目的检验探测器在湿热环境下使用的适应性。4.17.2 方法将两只探测器及其底座在温度为405的干燥箱中干燥24h后，立即移到湿热试验箱中，并将探测器与控制和指示设备接通，使之处于正常监视状态。调节湿热试验箱，使探测器在温度为402、相对湿度为90%95%的条件下持续96h后，将本只探测器取出，立即按4.2.3条规定测试响应点D值，并与该探测器在一致性试验中的D值相比较，确定Dma和Dmin，并计算响应阀值比Sma：Smin。4.17.3 要求a试验期间，探测器不应发出故障或火灾报警信号a 试验后，探测器不应有破坏涂覆和腐蚀现象；b 响应阈值比ymax：ymin或mmax：mmin应不大于1.6。4.17.4 试验设备试验设备（湿热试验箱）应符合国家标准GB2423.3中第2章的规定。4.18 绝缘电阻试验4.18.1 目的检验探测器的绝缘性能。4.18.2 方法将探测器及其底座安装在绝缘电组试验设备的一块金属板上（电压地端），将探测器的大气层有接点相互短接，并在该短接处和金属板间施加50050V的直流电压，持续605s，测量绝缘电阻。接着，将探测器放置到温度为405干燥箱中干燥6h 后，再放置到温度为402、相对湿度90%95%的湿热试验箱中，保持96h，接着在正常的试验大气条件下放置1h，立即按上述方法测量绝缘电阻。4.18.3 要求在两种条件下测得的探测器的绝缘电阻值分别不小于100M和1M。4.16.4 试验设备绝缘电阻试验设备要满足下列技术要求：试验电压：直流50050V（地端为金属板）；测量范围：0500 M；最小分度：0.1 M；记时：605s。注：在不具备专用试验设备情况下，也可用兆欧表或摇表测试。4.19 耐压试验4.19.1 目的检验探测器耐压性能。4.19.2 方法将探测器和底座在温度为252、相对湿度不大于70%的湿热试验箱中放置24h，然后取出，再将探测器和底座安装在耐压试验设备的一块金属板上（电压地端），将探测器的所有接点相互短接，并按下述要求在短接处和金属板之间施加试验电压：a 额定工作电压不超过50V时：试验电压以100500 V/s的升压速率从0V升到500V，保持605s；b 额定工作电压超过50V时：试验电压以100500 V/s的升压速率从0V升到500V，保持605s。4.19.3 要求试验期间，探测器不应发生表面飞弧、反掠放电、电晕或击穿现象。4.19.4 试验设备耐压试验设备应满足下列技术要求：试验电源：50Hz，01500V（有效值）连续可调；升压速率：100500V/s；记时： 605s。4.20 腐蚀试验4.20.1 目的检验探测器抗腐蚀的能力。4.20.2 方法试验时，将探测器和底座按其正常的工作位置固定在一个温度402、SO2浓度255ppm(体积比)、相对湿度90%95%的试验箱中经受21d试验。试验期间探测器不通电。装卸探测器时，其上应无凝露现象。试验结束后，使探测器和底座在正常大气条件下恢复7d。在探测器与连接导线连接完好的情况下，按4.2 .3条规定测试响应点D值，并与该探测器在一致性试验中的D值相比较，确定Dma和Dmin，并计算响应阀值比Sma：Smin。4.20.3 要求响应阈值比ymax：ymin或mmax：mmin应不大于1.6。4.20.4 试验设备试验设备应符合GB2423.19中附录规定。4.21 火灾灵敏度试验4.21.1 目的检验探测器在物质实际燃烧情况下的响应性能。4.21.2 方法4.21.2.1 试验的进