超早期火灾探测报警系统传感器的设计

1、超早期火灾探测报警系统传感器的设计摘要：设计一种带保护功能的可以用于超早期火灾探测系统传感器，介绍了光散射式传感器的工作原理以及相关的光学系统，并对其前置放大电路的工作原理进行了分析。这种新型传感器具有寿命长，体积小，信噪比高，准确度高，功耗低等优点。关键词：超早期；火灾报警；传感器thedesignofsensoraboutultra-earlyfiredetectionandalarmsystemabstract:thispaperintroducestheultra-earlyfiredetectionandalarmsystem.andanalysisthedesignprincipl

2、esandconceptsofitssensor.itexplainsitsadvantagesandprospects.ultra-earlyfiredetectionandalarmsystemworksbydetectingthesmokeintheairusinglightscattering.keywords:ultra-early;firealarm;sensor中图分类号：s611文献标识码：a文章编号：0引言火灾的发展可分为四个阶段：不可见烟（阴燃）阶段、可见烟阶段、可见火光阶段和剧烈燃烧阶段。图1展示了火灾的整个过程。传统的火灾探测报警系统往往是在可见烟阶段才能探测到烟雾而发

3、出警报，此时火灾所带来的巨大经济和财产损失已经不可避免。为了尽早的探测到烟雾，更快的发出报警，超早期火灾探测报警系统一改传统点式探测系统等烟雾飘散到探测器再进行探测的方式，主动对空气进行采样探测，使保护区内的空气样品被超早期火灾探测报警系统内部的吸气泵吸入采样管道，送到探测器进行分析，如果发现烟雾颗粒，立刻发出报警。从而尽早探测到火情以及时采取措施，减少灭火系统不必要的启动而保证工作不中断，充分地争取时间，保证人员安全，并可在传统探测方式不适宜的场合探测。1超早期火灾探测报警系统的工作原理超早期火灾探测报警系统的工作原理是利用光散射技术对空气中的烟粒子进行探测，具体的工作流程是空气样品经由管道

4、被抽气泵抽进探测器中，经过过滤器，灰尘被过滤掉后送入激光探测腔，空气样品被高稳定的激光源所照射后探测信号送到控制显示单元，光信号经过处理器卡转换成表示烟雾含量的光柱图并显示出来。图2超早期火灾探测报警系统的工作原理示意图超早期火灾探测报警系统主要包括：进气口；辅助气泵；进气过滤器；高效过滤器；激光传感器；控制主机等组成。2超早期火灾探测报警系统传感器的工作原理本传感器是利用激光束照射样气通道中经过的烟气流并在粒子上产生散射光，集光反射镜在一个较大的立体角范围内将粒子的散射光收集后成象在共轭象点上，经消杂光光栏滤光后入射到光敏元件的光敏面上，输出的电信号经过前置放大电路的放大以烟气散射光强所转化

5、电脉冲幅值与无烟时的本底基准作比较甄别后再经运算处理得出当前的环境是否存在火灾报警图3是传感器的光路结构示意图我们设计保护气套原理，只用一级过滤首先将烟尘和脏物滤掉，再使用保护气套使空气与光学完全隔离，以保持激光腔内光学部件的清洁。图3传感器的光路结构示意图传感器包括：1进气口，2辅助进气口，3半导体激光器，4聚光透镜，5光陷阱，6辅助出气口，7出气口，8样气通道，9保护气套，10检测区域，11二次曲面成象集光反射镜，12消杂光光栏，13半导体光敏接受管。传感器的样气通道与激光相交，其光敏区和半导体光敏管分别位于集光反射镜的两个共轭物象点处消杂光光栏位于半导体光敏管的前面。如图3所示。光敏元件输出的脉冲信号幅度与烟尘颗粒的等效直径大小成正比。脉冲的数量则反映了颗粒的个数。一般常用的象质评介方法有瑞利判断，中心点亮度，分辨力，点列图和光学传递函数。传感器集光反射镜要求在象面上的光能量越大越好由于点列图中点的密集程度可衡量光能量大小，因此可以用点列图来评介非球面反射镜的象质情况同时也反映了半导体光敏管接收的散射光能量分布情况。设计中采用了told9150型半导体澈光二极管作