[科普中国]-光电感烟探测器

工作原理

光电感烟探测器是利用火灾烟雾对光产生吸收和散射作用来探测火灾的一种装置。烟粒子和光相互作用时，有两种不同的过程：粒子可以以同样波长再辐射已接收的能量，再辐射可在所有方向上发生，但不同方向上的辐射强度不同，称为散射；另一方面，辐射能可以转变成其他形式的能，如热能、化学能或不同波长的二次辐射，称为吸收。为了探测烟雾的存在，可以将发射器发出的一束光打到烟雾上：如果在其光路上，通过测量烟雾对光的衰减作用来确定烟雾的方法，称为减光型探测法；如果在光路以外的地方，通过测量烟雾对光的散射作用产生的光能量来确定烟雾的方法，称为散射型探测法。光电感烟探测器主要有发光元件和受光元件两部分组成。为了消除环境光对受光元件的干扰，收、发元件安装在一个小的暗室里，这个暗室烟雾能进去，光线却不能进去，这就是点型光电感烟探测器。当收、发元件安装在大范围的开放空间里，对收发之间光路上的烟雾进行检测，便构成了光束对射感烟探测器。在可见光和近红外光谱范围内，对于黑烟，光衰减以吸收为主，而对于灰、白烟，则散射为主。2

分类根据烟雾粒子对光的吸收和散射作用，光电感烟式火灾探测器可分为减光式和散射光式两种类型。

减光式进入光电检测暗室内的烟雾粒子对光源发出的光产生吸收和散射作用，使得通过光路上的光通量减少，从而使受光元件上产生的光电流降低。光电流相对于初始标定值的变化量大小，反映了烟雾的浓度大小，据此可通过电子线路对火灾信息进行阈值放大比较、类比判断处理或火灾参数运算，最后通过传输电路产生相应的火灾信号，构成开关量火灾探测器、类比式模拟量火灾探测器或分布智能式智能化火灾探测器。

减光式光电感烟火灾探测原理可用于构成点型结构的火灾探测器，用微小的暗箱式烟雾检测室探测火灾产生的烟雾浓度大小，实现有效的火灾探测。减光式光电感烟探测原理更适于构成线型结构的火灾探测器，实现大面积火灾探测，如收、发光装置分离式主动红外光束感烟火灾探测器。3

散射光式进入遮光暗室的烟雾粒子对发光元件(光源)发出的一定波长的光产生散射作用(按照光散射定律，烟粒子需轻度着色，且当其粒径大于光的波长时将产生散射作用)，使得处于一定夹角位置的收光元件(光敏元件)的阻抗发生变化，产生光电流。此光电流的大小与散射光强弱有关，并且由烟粒子的浓度和粒径大小及着色与否来决定。根据收光元件的光电流大小(无烟雾粒子时光电流大小约为暗电流)，即当烟粒子浓度达到一定值时，散射光的能量就足以产生一定大小的激励用光电流，可以用于激励遮光暗室外部的信号处理电路发出火灾信号。显然，遮光暗室外部的信号处理电路采用的结构和数据处理方式不同，可以构成不同类型的火灾探测器，如阈值报警开关量火灾探测器、类比判断模拟量火灾探测器和参数运算智能化火灾探测器。3

适用范围光电感烟探测器适用于火势蔓延前产生可见烟雾的场合。对建筑物内部一般都适用，特别适用于电气火灾危险性较大的场所，例如电缆沟、电子设备机房的机箱内部等，因电子原件过热时，往往会产生较多的可见烟雾。

不宜选择光电感烟探测器的场所包括可能产生黑烟场所、有大量粉尘场所、水雾滞留场所、可能产生蒸气场所、油雾场所、在正常情况下有烟滞留场所等。

典型产品JTY-GD-G3型智能光电感烟探测器

探测器内设置了带A/D转换的8位单片计算机，具备强大的分析、判断能力，通过在探测器内部固化的运算程序，可自动完成对外界环境参数变化的补偿及火警、故障的判断，存储环境参数变化的特征曲线，极大提高了整个系统探测火灾的实时性、准确性。4