[科普中国]-线型感温探测器

简介

线型感温探测器主要有两种：即光纤式和电缆式。目前世界范围内应用较广且很成熟的线型感温探测器主要有两种：模拟量式线型感温探测器和开关量式线型感温探测器。1

线型光纤感温火灾预警监测系统是90年代末发展起来的一种用于实时监测空间温度场分布的新型技术，它利用光学传播技术，实现了实时连续测量光缆沿线温度的目的，以达到火灾预警的功效。感温光纤这一新兴的线型分布式火灾探测手段正逐渐为用户广为接受。近几年来在线型感温探测领域引起了一场空前的革命，现在一些重要的线型感温探测场合大多数都采用了线型光纤感温火灾预警监测系统。其安装简便，性能卓越。2

优点线型感温火灾探测器与点式感温火灾探测器相比, 它具有良好的环境适应性、能够近距离或贴近保护, 在各种潮湿、污染、粉尘等消防探测场所中能够高可靠地工作。这些优点都是点式探测器无法比拟的, 所以自从线型感温火灾探测器推出以来, 它一直被广泛地应用在仓库、货场、电缆隧道、车辆隧道、油气输送管道、油罐、变压器、皮带输送机及机车、配电盘等消防探测场所。线型感温火灾探测器的功用已经在发电厂、钢铁公司等领域的电缆火灾实战中得到成功的确认。3

分类及比较线型感温火灾探测器有很多种。从动作性能来分类, 可分为定温型、差温型、差定温型探测器;从工作原理来分类, 可分为线型、空气管式感温探测器;从工作方式来分类, 可分为不可恢复式(开关量)、可恢复式(模拟量)感温探测器。3

开关量和模拟量线型感温火灾探测器开关量线型感温探测器开关量线型感温探测器的结构为2 根用热敏材料绝缘的钢丝(也称热敏电缆), 其探测原理是热敏电缆受热后电阻率降低从而触发开关量的温度报警, 根据不同的场合选用不同额定动作温度的探测器。

上世纪90 年代, 国内用得最多的是开关量线型感温探测器, 这种探测器工艺要求较为简单, 价格比较便宜, 当周围的环境达到一定的温度时, 热敏电缆就会熔断, 而连接热敏电缆的信号模块将这个断路信号作为火灾报警信号传输至火灾报警系统, 从而便完成了它的报警使命;热敏电缆虽然断后还可以连接起来继续使用, 但如果多次断线报警后, 它的性能会逐渐降低而增加它的误报率, 它的不足之处还在于只能在一个特定的温度报警。3

模拟量线型感温探测器模拟量线型感温探测器由线型感温电缆(也称热敏电缆)和微电脑处理器两部分组成, 以4 芯热敏电缆为例, 其结构为4根外层采用特殊的负温度系数热敏材料绝缘的导体两两短接成两个回路, 微电脑处理器用来监控其前端热敏电缆的工作状态。当热敏电缆所保护场所的现场温度发生变化时, 监测回路的电阻值会发生明显的变化, 当微电脑处理器检测到前端热敏电缆探测回路的电阻值变化达到预定的报警值时, 就会产生一个报警信号发送给其后端的火灾报警控制屏,从而触发火灾报警信号。微电脑处理器前端的输入信号是由热敏电缆产生的连续变化的电阻值(模拟量/类比量), 后端的输出信号是开关量信号。3

两种探测器各具特点，但相比较而言模拟量式线型感温探测器具有以下优点：

（1）当发生过热或火灾后，由于传感电缆的绝缘电阻可以恢复到常温数值，因此探测器可以重复使用。

（2）探测器的报警设定温度可以根据被保护对象的特点，在60℃-140℃之间调整；并且通过必要的处理，一个回路可以设置多个报警点，实现多级报警。

（3）可以实现传感电缆的短路报警。

（4）探测器的相对灵敏度可随传感电缆受热长度增加而提高。

（5）加工工艺容易控制，品质易于保证。

（6）可使用于大空间、高举架场所。

（7）由于采用同轴编织屏蔽结构，包装运输、安装方便，抗机械损伤，抗电磁干扰能力强。1

线型光束感烟火灾探测器原理线型光束感烟探测器具有监视范围广、保护面积大、使用环境条件要求低等特点， 通常用于初始火灾有烟雾形成的大空间火灾探测。

线型光束感烟探测器是利用烟雾粒子对光线传播发生遮挡的原理制成的。当一束一定强度的单色平行光通过火灾烟雾粒子时， 由于烟雾粒子的散射和吸收效应， 使入射光产生衰减， 接收器接收到的光信号降低， 转换成的电信号也降低， 当信号降低至阈值以下时， 发出报警信号。平行光通过烟雾粒子的消光示意如图2 所示。

发射器根据发光原理， 可以发出红外光、紫外光或激光， 发射光无遮挡地照射到接收器上， 接收器将其接收后转换成电信号。为了降低功耗， 提高探测器抗干扰能力， 发射器采用脉冲方式工作， 脉冲周期为ms 级， 脉宽为100 μs， 接收器同样装有抗干扰电路。当光束被动物或人为遮挡时， 报警器能发出故障信号； 同样如因发射器损坏， 或安装位置变动， 而接收器不能接收到光束时， 报警器同样发出故障信号， 而不发出报警信号。

红外光感烟探测器技术成熟， 性能稳定， 灵敏度高， 目前使用的线型光束感烟探测器通常为红外光感烟探测器。常见的红外光束感烟探测器， 发射器的光源为近红外波段， 也有用可见红光波段的激光光源作为探测光源。红外光束感烟探测器按光束数量可分为单光束和多光束感烟探测器， 按光路形式可分为对射式和反射式光束感烟探测器。由于半导体激光感烟探测器的激光器具有激发电压低、脉冲功率大、效率高、体积小、寿命长、方向性强、亮度高、单色性佳等优越性能， 尽管问世不久， 已在各领域得到了广泛应用。4

布设方式采用红外对射光线探测器时， 它们在大空间的布设通常采取垂直布设和水平布设方式。关于探测器安装距离的确定， 有两种方法： ① 按照《火灾自动报警系统设计规范》8.2.1、8.2.2 条规定确定； ② 通过性能化防火设计分析， 经大空间火灾烟气运动模拟计算确定。

红外对射光线探测器水平布设时， 必须克服烟气的层化现象， 如果大空间中烟气不能上升到红外线的探测高度， 则该方法将无用。因此水平布设时探测器的安装高度应处于热障层下方。

对于火灾发展迅速， 火灾功率上升快的场所， 光束间距应适当减小， 因为这时的火灾烟雾上升速度快， 烟气羽流直径小。对于高度远远大于12 m 的建筑空间， 可在被保护空间采取多层布设的方式， 加大探测红外光线的密度。