独立式光电感烟火灾探测报警器的研制

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1、word完美格式独立式光电感烟火灾探测报警器的研制　　摘要：独立式光电感烟火灾探测报警器（下面简称报警器）是一款家用型光电感烟火灾探测报警器，采用了后向散射迷宫以及红外发射接收技术，能够探测火灾时产生的烟雾，并及时发出报警信号。它主要实现了新国标中对于四种烟的探测，并成为首批通过新国标的独立式感烟火灾探测报警器之一。　　关键词：独立式；光电感烟；后向散射；迷宫；红外发射接收　　1前言　　1.1家用消防器材备置现状　　由于我国《消防法》对于家庭配备消防器材没有专门的规定，虽在相关技术规范中对此进行了倡导，但不具强制性。这导致目前

2、我国家庭配备消防器材现状令人担忧。　　1.2家用消防器材市场前景　　中国民用消防市场，特别是家用消防器材市场，基本属于未开发的处女地。随着人们生活水平的提高，私人财富的增加，家庭内电器、油锅、液化气等引起的火灾隐患时刻威胁着人们的生命财产安全。对于普通家庭来说，配备家用消防器材，防患于未然是非常必要的。精心整理学习帮手word完美格式　　1.3国内外发展现状　　在光电感烟探测器出现以前，主要使用离子感烟探测器。离子感烟报警探测器，对各种明火烟雾探测效果较好，对阴燃火烟雾也能探测，但由于它容易受环境影响，误报警率较高，特别是由于

3、使用了放射源，报警器退役后使得后期处理比较困难，容易对环境造成污染，一种环保型火灾探测器的出现是必然趋势。由于半导体发光管的出现和脉冲技术的发展，使光电感烟探测器迅速发展。由于光电感烟探测器具有抗气流干扰，工作稳定，环境温度和湿度变化对它影响小，对灰白色、颗粒较大的阴燃烟的相应比离子探测器灵敏等特点，应用非常广泛。　　1.4国家相关标准及规范　　2006年7月国家标准化管理委员会颁布了GB20517-2006《独立式感烟火灾探测报警器》的国家标准，并于2007年4月1日起正式实施。2006年8月，公安部消防局向各省、自治区、直

4、辖市公安消防总队发出《关于推广应用独立式火灾探测报警器等消防技术的通知》。《通知》中明确规定，在全国范围内推广独立式感烟探测报警器。　　2报警器的主要特点　　2.1电池：采用9V层叠电池供电。　　2.2工作电流：静态电流≤20μA；报警电流≤10mA。　　2.3报警响度：≥80dB（距离3米处）。精心整理学习帮手word完美格式　　2.4确认灯：每32s闪亮一次，完成一次报警器电平检测。当电源电压低于5.8V±0.3时，约每32s发出报警声一次，同时报警灯闪亮，表示需要更换电池。　　2.5自检确认：按下报警器盒盖上的检测按扭，

5、直到蜂鸣器发出声响，确认灯闪亮，表明报警器正常工作。　　2.6I/O线：报警器之间通过此线连接在一起使用，可实现多点联报功能，报警器数量≤32。　　2.7使用环境：环境温度：-10℃～55℃；相对湿度≤93%（40±2℃无凝结）。　　2.8保护面积：当空间高度为6-12m时，一个探测器的保护面积对一般场所为80m2；当空间高度为6m以下时，保护面积为60m2。　　2.9外型尺寸：Φ143*42（mm）。　　2.10重量：135g（不含电池）。　　2.11安装孔距：89mm。　　2.12执行标准：GB20517-2006。　　3

6、报警器设计方案精心整理学习帮手word完美格式　　报警器采用的是一款包含复杂的低功率模拟和数字电路，带I/O和瞬时图形扬声器驱动器的光电烟雾探测芯片。选择这个芯片的主要原因是它的功耗很低，这是为了满足国标中用电池作为电源时，保证报警器能够连续工作一年的要求。此芯片用一个红外光电盒感测来自微小烟雾粒子的散射光实现探测，当探测到烟雾并达到报警阈值时，启动外部电路发出声光报警。具体方案如图1：　　4设计中的关键技术及解决方案　　4.1四种烟简介　　新国标中明确规定，独立式感烟探测报警器必须通过四种烟的实验，四种烟包括白烟（木材阴燃火

7、SH1、棉绳阴燃火SH2）和黑烟（聚氨脂泡沫塑料火SH3、正庚烷火SH4）。　　4.2迷宫的选择　　散射光式烟传感器，它是通过一定的角度安装红外发射管和接收管来工作的。没有烟进入时，接收管收不到从发射管发出的光。当有烟进入时，光在烟粒子表面产生漫反射，散射光被接收管接收到后产生电动势，即可将烟雾信号转换为电信号，该电信号随着烟浓度而上升，直至产生报警。依照这个原理发展出两种方式，即：前向散射和后向散射光电工作方式。　　其中发射管和接受管间夹角为钝角的被称为前向散射工作方式，目前市场上感烟探测器主要是这种。普通的前向散射光电探测

8、器作为离子探测器的替代方案出现，它具有良好的抗潮和环保性能，但它对黑白烟的相应灵敏度明显不同，不能满足国标中四种火的实验要求。精心整理学习帮手word完美格式　　近年来出现的后向散射型光电感烟探测器能彻底解决这个问题，这是一种代表当代国际最高水平的感烟探测技术，目前国内、国外