徐孟軍

摘 要：文章從從光電感煙探測器的原理出發(fā)，描述了光電感煙探測器的性能及影響探測器性能的一些關(guān)鍵要素，同時(shí)對探測器檢驗(yàn)的標(biāo)定方法給出了基本設(shè)計(jì)參考。為點(diǎn)型光電感煙探測器的大批量生產(chǎn)，提供了有效的技術(shù)保障。

關(guān)鍵詞：光電感煙；探測器；標(biāo)定

1 簡介

點(diǎn)型光電感煙火災(zāi)探測器（以下簡稱感煙探測器）是利用紅外線將煙塵濃度轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號，并通過CPU對電信號進(jìn)行分析，計(jì)算出煙塵的濃度、持續(xù)時(shí)間和變化速率。從而判斷是否有火災(zāi)發(fā)生。探測器在檢測到有效的火災(zāi)信號后，會立即將報(bào)警信號傳送至火災(zāi)報(bào)警控制器主機(jī)，使消防值班人員能夠在第一時(shí)間對火災(zāi)或隱患進(jìn)行排除。探測器不僅能響應(yīng)快速升煙的火災(zāi)，還可以響應(yīng)長達(dá)四小時(shí)的極慢速升煙的火災(zāi)。同時(shí)具備信號濾波功能，可以濾除短暫的外界影響，如灰塵、強(qiáng)光、電磁干擾等。

2 原理

光電感煙探測器由特殊設(shè)計(jì)的煙塵迷宮、紅外發(fā)射管、紅外接收管組成。檢測時(shí)，由紅外發(fā)射管發(fā)射紅外光，當(dāng)紅外光照射到煙塵粒子上時(shí)，產(chǎn)生散射光。該散射光被紅外接收二極管捕獲，并轉(zhuǎn)換成電信號。煙塵濃度越大，煙塵粒子散射的紅外光越強(qiáng)，轉(zhuǎn)換成的電信號也越強(qiáng)，當(dāng)煙塵濃度及待續(xù)時(shí)間達(dá)到規(guī)定值時(shí)，探測器將發(fā)出火災(zāi)報(bào)警信號。

3 影響光電感煙探測器靈敏度的因素及原因分析

3.1 探測器結(jié)構(gòu)

探測器結(jié)構(gòu)不僅影響被探測環(huán)境氣體流速，而且影響光電對管對煙塵濃度檢測的靈敏度，如果探測器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不合理，則會使探測器的靈敏度降低，比如，紅外發(fā)射管與接收管的結(jié)構(gòu)角度設(shè)計(jì)不合理，則會使探測器對低濃度的煙塵變化不敏感，造成探測器漏報(bào)。如果探測器的光學(xué)迷宮設(shè)計(jì)的不合理，則探測器容易受到外界光線的影響，也會造成誤報(bào)現(xiàn)象。

3.2 光電檢測對管靈敏度

光電檢測對管的靈敏度對探測器的響應(yīng)閾值影響很大，必須合理選擇對管的靈敏度，如果光電檢測對管的靈敏度過低，則會使探測器對較慢速發(fā)展的火災(zāi)變的不敏感。

因此，在選擇光電檢測對管時(shí)需使其靈敏度處于合理的范圍內(nèi)。

3.3 光電檢測對管一致性

如果探測器對煙濃度的靈敏度是相同的，則探測器可設(shè)置一個(gè)固定的報(bào)警值，當(dāng)探測器檢測到煙濃度達(dá)到此值時(shí)，即可報(bào)出火警。但是，由于光電對管靈敏度的離散性造成探測器對煙濃度的靈敏度不同，因此探測器的響應(yīng)閾值也會出現(xiàn)較大的偏差。有可能會超出標(biāo)準(zhǔn)要求，造成誤報(bào)或漏報(bào)現(xiàn)象。

3.4 環(huán)境污染

探測器在出廠時(shí)均會經(jīng)過標(biāo)定，以達(dá)到合格的靈敏度，但是由于使用環(huán)境的灰塵等影響，探測器受到污染后靈敏度會逐漸提高，造成探測器誤報(bào)現(xiàn)象越來越嚴(yán)重。因此探測器應(yīng)有一定的抗污染能力，包括硬件及軟件等方法的自動修正功能。

4 靈敏度檢驗(yàn)方法

光電感煙探測器的檢驗(yàn)方法是在一封裝的煙箱內(nèi)逐漸增加煙濃度，并連續(xù)測量煙濃度的M值，探測器報(bào)警時(shí)的煙濃度值即為探測器的響應(yīng)閾值，此方法對于測量每一只探測器的閾值比較有效，但批量生產(chǎn)的探測器靈敏度會因?qū)艿牟町愋栽斐刹煌?。因此需對出廠的每一只探測器進(jìn)行單獨(dú)進(jìn)行靈敏度調(diào)整。

5 保證探測器靈敏度一致性的方法

根據(jù)第3節(jié)的分析可知，影響探測器靈敏度的主要因素為光電對管的離散性造成的探測器靈敏度的差異。因此，只要把探測器的靈敏度調(diào)成同一水平，則探測器的響應(yīng)閾值則也應(yīng)處于相同水平。此方法即為靈敏度標(biāo)定法，每只探測器都需進(jìn)行標(biāo)定。

6 探測器靈敏度調(diào)整方法

探測器投入一煙濃度恒定的煙箱中，煙箱內(nèi)煙濃度M值為一設(shè)定值。經(jīng)過一段時(shí)間后，探測器迷宮內(nèi)煙濃度將與煙箱內(nèi)濃度相同，探測器檢測到煙濃度的AD值將會處于穩(wěn)定狀態(tài)。此時(shí)，如果探測器記錄下當(dāng)前的AD值，并作為探測器的報(bào)警值，則每只探測器都會有自己的報(bào)警值，雖每只探測器的報(bào)警值不同，但探測器的靈敏度應(yīng)是相同的，因此，靈敏度也是相同的，因?yàn)槊恐惶綔y器在調(diào)整時(shí)的煙濃度是相同的。所以，經(jīng)過調(diào)整后的探測器的靈敏度一致性可以得到保障。

7 探測器靈敏度的標(biāo)定

7.1 標(biāo)準(zhǔn)探測器的選取及標(biāo)定

取1只探測器用標(biāo)準(zhǔn)煙箱進(jìn)行標(biāo)定，選擇M值為0.5，當(dāng)煙濃度值M達(dá)到0.5時(shí)記錄此時(shí)探測器的AD值。參考AD值，此探測器作為標(biāo)準(zhǔn)探測器使用。

7.2 檢驗(yàn)煙箱控制原理

將標(biāo)準(zhǔn)探測器放入檢驗(yàn)煙箱內(nèi)，通過CPU讀取標(biāo)準(zhǔn)探測器的當(dāng)前AD值，并依據(jù)參考AD值調(diào)節(jié)檢驗(yàn)煙箱內(nèi)的煙濃度，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)探測器AD值恒定，且等于參考AD值時(shí)，說明檢驗(yàn)煙箱內(nèi)煙濃度M值達(dá)到了0.5，且已經(jīng)穩(wěn)定，此時(shí)，檢驗(yàn)煙箱即可對探測器進(jìn)行靈敏度標(biāo)定。

7.3 探測器的標(biāo)定

將感煙探測器投入檢驗(yàn)煙箱，探測器迷宮內(nèi)煙濃度應(yīng)逐漸上升，約10S后，與煙箱內(nèi)煙濃度達(dá)到同一水平。此時(shí)由控制器向探測器發(fā)送標(biāo)定靈敏度命令，探測器收到命令后，取當(dāng)前AD值，并與本底進(jìn)行比較。如果差值處于正常范圍，則將當(dāng)前AD值做為報(bào)警值并寫入EEPROM，待探測器更新報(bào)警值后，將報(bào)出火警。如果差值不在正常范圍，則探測器不進(jìn)行標(biāo)定。檢驗(yàn)煙箱每次可同時(shí)放入多只探測器進(jìn)行標(biāo)定，可大大提高生產(chǎn)效率。

7.4 標(biāo)準(zhǔn)探測器的使用

由于標(biāo)準(zhǔn)探測器一直處于煙箱中，會逐漸污染，因此標(biāo)準(zhǔn)探測器應(yīng)定期用標(biāo)準(zhǔn)煙箱進(jìn)行標(biāo)定，以保證被標(biāo)定探測器的準(zhǔn)確性。

8 結(jié)束語

在快速發(fā)展的當(dāng)今社會，光電感煙探測器作為火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)中的關(guān)鍵元件，其可靠穩(wěn)定的性能必須充分予以保證。大批量生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)品的一致性應(yīng)有充分的保障手段。文章通過描述光電感煙探測器的基本原理，分析影響探測靈敏度的基本要素，提出保證探測器性能的標(biāo)定方法。對提高探測大產(chǎn)效率具有指導(dǎo)意義。

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