吸气式探测器

2024-08-05

吸气式探测器（精选3篇）

吸气式探测器篇1

1烟草行业火灾防护特点

烟草工业是我国经济建设的重要行业,在国民经济中占有重要的位置,因此,对生产提供完善的安全保障要摆在首要位置。在各种保障工作当中,安全生产是一个不容忽视的问题。尤其是生产和仓储场所的消防安全,更是重中之重。区别于普遍意义的火灾防护,烟草行业有着自身的特点:

1)生产及存储场所堆积成品烟、制烟原料等大量易燃物品。

2)烟草行业的仓库和厂房多为高大建筑,常规报警设备无法提供可靠保障。

3)大空间通风设施使气流运动,给火灾探测造成困难。

4)缺少可靠、经济的火灾扑救手段,使火灾风险明显增大。

5)由于烟库杀虫剂强腐蚀作用,一般火灾探测设施无法满足应用。

2目前使用中的烟雾探测设备的局限性

2.1 传统点式感烟探测器

在卷烟生产和存储领域一般火灾防护应用中,传统点式系统可以说是应用最广泛,同时也是问题最多的探测方式。其主要缺点有:

1)被动采集烟雾样品,极易受环境因素影响。

2)不适用于高大空间。

3)传统的烟感探头易受杀虫剂腐蚀而毁坏,并会引起误报。

2.2 红外对射式感烟探测器

针对传统点式设备对高大空间的保护无法符合国家相关法规规定的情况,很多厂家开始考虑应用红外对射探测系统。红外对射系统的运行原理,是当其所属发射器与接受器之间的红外线被烟雾遮挡时,接受器所接收到的光强度会发生衰减,报警器以此判断烟雾的存在,并发出报警信号。但红外对射烟雾报警设备在实际应用中同样存在许多无法克服的弊端:

1)发现火情晚,与点式探测器相比没有改善。红外对射探测系统在实际使用中,为了保证其探测功能的实现,要求在红外发射端与接收端之间无遮挡。这就要求系统在安装过程中,为了避免诱发误报的因素,设备大都安装在车间,仓库等高大空间的天花板上。这将面临与传统点式报警设备相同的问题——烟雾到达路程长、过程中易稀释飘散等造成报警时间晚,探测容易受到各种因素的影响。

2)报警灵敏度低。不具备在火灾阴燃无可见烟或只有少许烟阶段及早发现火情的能力。红外对射探测系统的报警灵敏度一般为30%～50%减光率,甚至远比点式感烟3%～5%减光率灵敏度差,这又进一步加剧因为大空间安装高度高造成的反应慢,发现火情更晚。

2.3 火灾图像报警系统

随着科技的进步,有一些新消防探测技术也被应用在卷烟生产,仓储等企业当中,其中火灾图像报警系统在这些应用中,具备一定的代表性。火灾图像报警系统分为双波段和普通摄像型两种。双波段火灾图像报警系统是将普通彩色摄像机与红外线摄像机结合在一起,对保护区域内的图像,温度进行监视,并将现场情况通过与主机内部的燃烧模型加以比较,判断火灾的发生。此项技术在实际应用中,也存在一定的问题:

1)由于系统以普通摄像机观察可见烟和明火加上利用红外摄像机观测燃烧所产生的高热作为报警依据,来判断火灾的发生。所以,系统在火灾发生的早期,由于既没有可见烟,明火,也没有大量的热量产生的阶段,不能提供可靠的早期报警,从而错过消灭火灾隐患的最佳时机。

2)夜间的可靠报警问题。夜间的自然光线不足,往往需要补充照明,满足摄像头最低照度,并要求配置智能控制的照明系统,自动开关光源(烟库多且平时无人)。往往夜间照度下降后,系统的报警灵敏度也会下降。

3)环境适应性不足。多数摄像报警设备只能使用固定焦距的摄像头并且不能旋转扫描观察,只能监视“死”的固定场景,且场景内的物体变化后(即背景变化后)需要重新设定系统,比较繁琐。

3吸气式烟雾报警系统介绍

随着科技的发展,高灵敏吸气式(又称“空气采样”)烟雾探测技术的出现为烟草场所的火灾探测带来了希望。

3.1 火灾发展趋势与吸气式报警系统探测范围

众所周知,火情的发展一般分为4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展示了火灾的整个演变过程。传统的火灾报警系统通常是在可见烟阶段才能探测到烟雾,发出警报,此时火情所造成巨大的经济和财产损失已不可避免。请注意,在此之前,不可见烟阶段给我们提供了充裕的时间。而吸气式烟雾探测系统在火灾的初始阶段(即不可见烟阶段)就可提供警报信号。

3.2 吸气式烟雾探测系统工作原理

火灾发生的前兆一般是烟的产生,越早探测到烟雾,越能更快地起到报警的效果。为了达到这一目的,吸气式烟雾探测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,而是采用新的理念,即主动对空气进行采样探测,保护区内的空气样品被吸气式烟雾探测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,即发出报警。

吸气式烟雾探测系统的具体工作流程是空气由采样管道进入吸气式烟雾探测系统经过过滤器,吸气泵送入激光探测腔,探测信号送到控制显示单元。这期间还有经过二次过滤的空气保持激光腔内光学部件的清洁。

吸气式烟雾探测系统又是如何做到及早发现火情的,这主要是基于该系统的两个主要特性:

1)主动采样的探测方式,依靠这种探测方式,吸气式烟雾探测系统可以突破气流屏障,最大限度地接近保护对象,甚至可以深入到保护对象内部,确保在最早时间发现火灾隐患。

2)吸气式烟雾探测系统的高精度激光探测器。

我们知道,不同物质燃烧所产生的烟雾粒子,其大小是不一样的。而不同大小的粒子,在被光源照射时,其散射模式是不同的。该系统采用两个散射光接收口,从两个经过科学选择的位置进行探测,除进行计数外,同时还对散射光的量值进行测量,再经过其特有的计算方法计算,可以发现小到0.01 μm,大到20 μm的烟雾粒子。其探测灵敏度高达0.001 5%obs/m,比传统点式探测器灵敏度高1 000倍。一般情况下,火灾发生是经过发热、冒烟、燃烧等过程的。而火灾的酝酿过程相对较长。吸气式烟雾探测系统利用其独特的探测方式,可以在非常早的阶段发现火灾前兆,从火灾发展过程的典型曲线可以看出,吸气式烟雾探测系统的4级报警覆盖了火灾发生的各个阶段,比其他报警方式均提前很多。据国外资料统计,一般火灾吸气式烟雾探测系统可早报警4 h～11 h,从而及早发现火情。

3.3 吸气式烟雾探测系统的突出优点

1)安装位置非常灵活。

2)抗杀虫剂腐蚀。

3)系统维护简便易行。

4)不会发生误报。

3.4 烟草行业普及应用吸气式感烟火灾探测器的条件已经成熟

大空间场所火灾探测器对比选择试验结论:北京消防协会2004年在故宫文华殿(大空间场所)进行的消防报警系统性能化试验中,共有国内外6个知名公司5种类型技术消防产品参加,先后进行了11项火灾报警试验。试验中,烟库常用的对射式线型光束感烟探测器在8种阴燃火及明火试验中均未报警,点式探测器除在木材阴燃试验中报警外,其他试验均未报警。在全部8种试验火测试项目中,除木材明火燃烧试验外,吸气式均为最先报警(仅仅比双波段摄像型稍慢),且报警时间大大早于其他各种探测器。根据此结论,建议故宫的“高大空间宜采用吸气式探测器,取消现有的红外光束型(对射试)感烟探测器”。可见,目前烟叶库房普遍使用防腐蚀加固型的红外光束探测器是不合适的,是特定历史时期的探测技术水平下的无奈选择。考虑到烟叶库目前基本上都没有设置自动灭火设施(无合适产品)的实际,早期报警,“防患于未然”才是最为有效的措施。

4吸气式烟雾探测系统在烟草行业应用中应注意的问题

4.1 系统在烟叶仓库的应用应遵循正确的安装方式

尽管从吸气式烟雾探测系统本身结构和工作原理来看,其完全可以适应杀虫腐蚀环境,但安装时仍应注意:必须将主机安装在磷化铝所能波及的范围之外,只将PVC采样管网系统安置在仓库内部,安装时要注意采样管的长度不超过规定以及保证穿墙部位的密封性。

4.2 认真调校,最大限度地提高灵敏度,减少误报

吸气式烟雾探测系统具有非常高的灵敏度和极宽的灵敏度调节范围,这就使灵敏度的确定十分重要,既要保证足够的灵敏度,又要能够有效地避免误报。吸气式烟雾探测系统特有的Auto Learn功能可以很好地解决这个问题。同时,吸气式烟雾探测系统还可设置参照探测器。若外界对库房环境影响较大(烟、过往车辆等),可把参照探测器安装在厂房或库房的入口处,主探测器通过与参照探测器探测的结果进行比较来确认报警的真实程度,从而避免了这些外界因素引起的误报。

4.3 优化采样管网设置,方便管理维护

吸气式烟雾报警系统需要通过管网长期连续吸气主动采样,日久天长,2 mm～3 mm的采样孔难免会被浮尘、脏物、小虫等阻塞,使烟雾探测的灵敏度下降甚至失效。通过几年来厂家和应用单位的摸索,已经找到较好的解决方案,只需要在探测器的进气管上安装一个直通截止阀和一个三通阀截止阀,方便必要时使用高压空气反吹即可。

参考文献

[1]澳大利亚维信防火及保安有限公司.空气采样烟雾探测系统之高大空间应用[J].消防技术与产品信息,2007(5):37-38.

[2]GB 50116-98,火灾自动报警系统设计规范[S].

[3]GB 50084-2001,自动喷水灭火系统设计规范(2005版)[S].

吸气式探测器篇2

空天飞机/吸气式推进系统一体化性能的模拟

从一体化角度出发,进行了空天飞机/吸气式推进系统一体化性能的数值模拟.给出了涡扇发动机和冲压发动机的参数选择方法和计算结果,采用工程计算的方法,计算了进气道和喷管的`特性.最后给出了性能一体化的合成结果.

作者：王占学唐狄毅 Wang Zhanxue Tang Diyi 作者单位：西北工业大学航空动力与热力工程系,西安,710072 刊名：推进技术 ISTIC EI PKU英文刊名：JOURNAL OF PROPULSION TECHNOLOGY 年，卷(期)： 20(6) 分类号：V235 关键词：航天运输系统涡轮风扇发动机冲压喷气发动机进气道-发动机匹配飞机-发动机匹配数值仿真

吸气式探测器篇3

1 仿真设计

1.1 模拟空间

模拟空间为某地铁站南侧站台层公共区,长27.9 m,宽9.5 m,高4.5 m。站台层采用格栅吊顶,格栅吊顶距站台面3 m,距顶棚1.4 m。安全门高2.7 m,将站台与地铁轨道隔开,其顶部距格栅吊顶0.3 m。模拟空间平面图、火源位置坐标和管网设计如图1所示。

1.2 模型设计

笔者采用FDS仿真软件进行数值分析,根据某地铁站站台层相关CAD图纸进行仿真模型设计。建立的FDS模型如图2和图3所示。

1.3 火源设计

仿真计算中的火源采用GB 4715-2005《点型感烟火灾探测器》标准试验火SH3-聚氨酯塑料火。火源热释放速率设置为30 kW,火源类型采用t2火。此次仿真计算共设置Fire 1～Fire 5五处火源, Fire 1～Fire 5火源位置坐标如图1所示,其中Fire1所在位置是实体实验时的火源坐标位置。

1.4 管网设计

为区分报警区域,仿真计算中贴顶棚安装和贴格栅吊顶安装,各成系统,分别设置采样管路和主机,贴顶棚安装与贴格栅吊顶安装系统的采样孔设置位置对应一致。吸气式烟雾探测火灾报警系统参数设置如表1所示,管网设计如图1所示。

吸气式烟雾探测火灾报警系统设计、施工及验收规范中规定:采样孔的平衡度应大于70%,气流分配率应大于70%。采用ASPIR2软件设计出的管网性能:顶棚处采样孔平衡度为91%,气流分配率为85.8%;格栅处采样孔平衡度为91%,气流分配率为85.7%,均符合规范要求。管网设计等轴视图如图4所示,FDS仿真模型中采样孔位置如图5所示。

2 仿真结果与分析

仿真计算均在夜间停运、无干扰环境下进行。吸气式烟雾探测火灾报警系统的报警阈值设定为烟雾减光度0.16%/m。

2.1 仿真结果

聚氨酯火Fire 1为实体实验时火源的坐标位置,Fire 2～Fire 5为改变后的火源坐标位置。火源位置不同,探测主机内烟雾减光度随时间的变化也不同。Fire 1～Fire 5顶棚处和格栅处吸气式烟雾探测火灾报警系统报警时间如表2和图6所示。

2.2 结果分析

试验和Fire 1均为地铁站内火灾实体试验时的火源坐标,报警时间分别为49.68 s和49 s,结果相差不足1 s,说明FDS软件仿真计算的可行性较好。

Fire 2、Fire 1、Fire 3火源分布在南侧站台中央区域依次远离探测主机的位置,其报警时间对比如图7所示。Fire 1、Fire 4、Fire 5火源分布在南侧站台中央区域平行探测主机的位置,其报警时间对比如图8所示。

由图7可知,火源在南侧站台中央区域依次远离探测主机时,顶棚处均有报警信号,格栅处均无报警信号。

Fire 2、Fire 1、Fire 3之间的距离依次相差9 m,顶棚处报警时间分别为44、49、63 s。在吸气式烟雾探测火灾报警系统的有效探测区域内,火源距探测主机越近,烟雾信号传输到探测主机的时间越短,报警响应时间越快。

由图8可知,火源分布在南侧站台中央区域平行探测主机时,顶棚处均有报警信号,格栅处Fire 1无报警信号,管网正下方的Fire 4和Fire 5有报警信号。

顶棚处Fire 4和Fire 5报警时间均为46 s,比Fire 1超前3 s。格栅处Fire 1无报警信号,Fire 4和Fire 5报警时间分别为90 s和71 s。当火灾发生后,火源位置在采样管网正下方时,烟雾信号更容易被抽吸到采样管网内,采样空气的传输时间更短,报警响应时间也更快。

3 结论