CO气体传感器在火灾探测中的应用

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1、2006年仪表技术与传感器2006第6期InstrumentTechniqueandSensorNo.6CO气体传感器在火灾探测中的应用黄湘莹，张认成（华侨大学机电及自动化学院，福建泉州362011）摘要：阐述了火灾燃烧过程CO的释放特性，证明利用CO传感器在火灾早期探测中可以实现比传统探测器提早报警，并降低误报率。同时介绍了现在常见的CO传感器的原理，应用和研究现状，以及目前CO传感器的研究方向：基于光声原理和基于红外光谱法的CO探测方法。关键词：一氧化碳；传感器；火灾中图分类号：X924.2；TP212.9文献标识码：B文章编号：1002-1841

2、（2006）06-0006-03UseofCOSensorsinFireDetectionHUANGXiang-ying，ZHANGRen-cheng（CollegeofMechanicalEngineeringandAutomationofHuaqiaoUnivesity，Quanzhou362011，China）Abstract：ThereleasingcharacteristicofCOintheprocessofcombustionisexpounded.ItisprovedthattheuseofCOsensorinthedetectioni

3、stoprovidefasterresponsetorealfirewhileprovidingbetternuisancealarmimmunitycomparedtoanyotherdetectors.AstoCOsensor，thepaperintroducestheprinciple，theapplication，theinvestigationstatusaswellasthestudytrends：thedecectionmethodbasedonphotoacoustictheoryorspectroscopy.Keywords：CO；s

4、ensor；fire0前言是极早期火灾的特有标志，由于一般情况下，CO在空气中的含传统火灾探测器的探测原理是基于火灾过程中的物理参量极低，即使在CO含量较高的厨房等环境里，CO的含量也均量，如粒子密度，温度，火焰的电学、光学特性变化［1］来进行火在20×10-6以下。但是，在火灾过程中，几乎每种物质均要产灾识别，这种识别模式很难可靠地发现早期火灾，如感烟探测生不充分燃烧的CO，特别是阴燃阶段的火灾更是如此，由火灾器不能探测到酒精火焰，感温探测器不易探测到阴燃火。在现孕育到剧烈燃烧，CO经历由无到有，由小到大，然后逐渐减小代高大空间建筑中，当存在遮挡和环

5、境干扰的时候，常规的感的规律性变化过程，而且CO比空气密度小，更容易漂浮到天花烟、感温探测器由于火灾燃烧产物在空间传播受空间高度和面板上的火灾探测器，实现早期预警。假火灾源一般不产生CO，［2］积的影响，很难对火灾发生快速响应。据80年代中期美国或其量值极小。因此CO适合于火灾早期探测。这对于火灾探Cooper的研究报告发现，33%的烟雾探测器不能正常工作，进一测器的布置和在较早的时间捕捉到火灾发生信息非常重［3］步研究发现95%的烟雾探测器由于噪声干扰而产生误报。要。因此，若干年前就产生了检测燃烧过程中化学生成物，以期改对于火灾中CO的生成情况，国内

6、外相关研究人员进行了善探测性能，实现早期火灾探测的想法。但是和其他气体传感［5］很多试验，如Jackson和Kobins在1994年给出了实验测得的欧器的应用场所不同，火灾探测使用的传感器数量一般都比较洲6种标准火：木材明火、木材热解、棉花阴燃火、聚氨酯塑料大，因此传感器的价格和功耗对传感器的选择使用起着很重要泡沫明火、正庚烷明火、酒精明火等，单位面积内最大的CO生的作用，由于对特定气体的可靠探测技术比对温升和烟尘的检成量，见表1所示。测技术复杂，价格昂贵，因此火灾气体探测技术一直处于可望表1欧洲6种标准火CO最大生成量而不可及的境地。近年来，由于气体

7、传感技术有了长足的进CO气体最大体积步，气体传感器和传统火灾探测器结合形成多元参数复合探测标准火-6分数（×10/V）技术，以及开发研究新型火灾气体传感器，已成为火灾探测领TF1：木材明火（t=720s）46［4］域的趋势。TF2：木材热解火（t=720s）1051火灾燃烧过程中CO的释放特性TF3：棉绳阴火（t=540s）35TF4：聚氨酯塑料明火（t=140s）45火灾发生时气体燃烧产物主要为CO，CO2，H2O，其产生比TF5：正庚烷火（t=180s）30燃烧烟要早得多（几十min至几个h），而且不同于火灾烟气中TF6：酒精明火（t=360s）1

8、6的烟雾颗粒，气体需要更少的热量驱动就可以快速上升，由于Pfister也于1997年在实验过程