超早期火災(zāi)探測報(bào)警系統(tǒng)傳感器的設(shè)計(jì)

1、超早期火災(zāi)探測報(bào)警系統(tǒng)傳感器的設(shè)計(jì)摘要：設(shè)計(jì)一種帶保護(hù)功能的可以用于超早期火災(zāi)探測系統(tǒng)傳感器，介紹了光散射式傳感器的工作原理以及相關(guān)的光學(xué)系統(tǒng)，并對其前置放大電路的工作原理進(jìn)行了分析。這種新型傳感器具有壽命長，體積小，信噪比高，準(zhǔn)確度高，功耗低等優(yōu)點(diǎn)。關(guān)鍵詞：超早期；火災(zāi)報(bào)警；傳感器thedesignofsensoraboutultra-earlyfiredetectionandalarmsystemabstract:thispaperintroducestheultra-earlyfiredetectionandalarmsystem.andanalysisthedesignprincipl

2、esandconceptsofitssensor.itexplainsitsadvantagesandprospects.ultra-earlyfiredetectionandalarmsystemworksbydetectingthesmokeintheairusinglightscattering.keywords:ultra-early;firealarm;sensor中圖分類號：s611文獻(xiàn)標(biāo)識碼：a文章編號：0引言火災(zāi)的發(fā)展可分為四個(gè)階段：不可見煙（陰燃）階段、可見煙階段、可見火光階段和劇烈燃燒階段。圖1展示了火災(zāi)的整個(gè)過程。傳統(tǒng)的火災(zāi)探測報(bào)警系統(tǒng)往往是在可見煙階段才能探測到煙霧而發(fā)

3、出警報(bào)，此時(shí)火災(zāi)所帶來的巨大經(jīng)濟(jì)和財(cái)產(chǎn)損失已經(jīng)不可避免。為了盡早的探測到煙霧，更快的發(fā)出報(bào)警，超早期火災(zāi)探測報(bào)警系統(tǒng)一改傳統(tǒng)點(diǎn)式探測系統(tǒng)等煙霧飄散到探測器再進(jìn)行探測的方式，主動(dòng)對空氣進(jìn)行采樣探測，使保護(hù)區(qū)內(nèi)的空氣樣品被超早期火災(zāi)探測報(bào)警系統(tǒng)內(nèi)部的吸氣泵吸入采樣管道，送到探測器進(jìn)行分析，如果發(fā)現(xiàn)煙霧顆粒，立刻發(fā)出報(bào)警。從而盡早探測到火情以及時(shí)采取措施，減少滅火系統(tǒng)不必要的啟動(dòng)而保證工作不中斷，充分地爭取時(shí)間，保證人員安全，并可在傳統(tǒng)探測方式不適宜的場合探測。1超早期火災(zāi)探測報(bào)警系統(tǒng)的工作原理超早期火災(zāi)探測報(bào)警系統(tǒng)的工作原理是利用光散射技術(shù)對空氣中的煙粒子進(jìn)行探測，具體的工作流程是空氣樣品經(jīng)由管道

4、被抽氣泵抽進(jìn)探測器中，經(jīng)過過濾器，灰塵被過濾掉后送入激光探測腔，空氣樣品被高穩(wěn)定的激光源所照射后探測信號送到控制顯示單元，光信號經(jīng)過處理器卡轉(zhuǎn)換成表示煙霧含量的光柱圖并顯示出來。圖2超早期火災(zāi)探測報(bào)警系統(tǒng)的工作原理示意圖超早期火災(zāi)探測報(bào)警系統(tǒng)主要包括：進(jìn)氣口；輔助氣泵；進(jìn)氣過濾器；高效過濾器；激光傳感器；控制主機(jī)等組成。2超早期火災(zāi)探測報(bào)警系統(tǒng)傳感器的工作原理本傳感器是利用激光束照射樣氣通道中經(jīng)過的煙氣流并在粒子上產(chǎn)生散射光，集光反射鏡在一個(gè)較大的立體角范圍內(nèi)將粒子的散射光收集后成象在共軛象點(diǎn)上，經(jīng)消雜光光欄濾光后入射到光敏元件的光敏面上，輸出的電信號經(jīng)過前置放大電路的放大以煙氣散射光強(qiáng)所轉(zhuǎn)化

5、電脈沖幅值與無煙時(shí)的本底基準(zhǔn)作比較甄別后再經(jīng)運(yùn)算處理得出當(dāng)前的環(huán)境是否存在火災(zāi)報(bào)警圖3是傳感器的光路結(jié)構(gòu)示意圖我們設(shè)計(jì)保護(hù)氣套原理，只用一級過濾首先將煙塵和臟物濾掉，再使用保護(hù)氣套使空氣與光學(xué)完全隔離，以保持激光腔內(nèi)光學(xué)部件的清潔。圖3傳感器的光路結(jié)構(gòu)示意圖傳感器包括：1進(jìn)氣口，2輔助進(jìn)氣口，3半導(dǎo)體激光器，4聚光透鏡，5光陷阱，6輔助出氣口，7出氣口，8樣氣通道，9保護(hù)氣套，10檢測區(qū)域，11二次曲面成象集光反射鏡，12消雜光光欄，13半導(dǎo)體光敏接受管。傳感器的樣氣通道與激光相交，其光敏區(qū)和半導(dǎo)體光敏管分別位于集光反射鏡的兩個(gè)共軛物象點(diǎn)處消雜光光欄位于半導(dǎo)體光敏管的前面。如圖3所示。光敏元件輸出的脈沖信號幅度與煙塵顆粒的等效直徑大小成正比。脈沖的數(shù)量則反映了顆粒的個(gè)數(shù)。一般常用的象質(zhì)評介方法有瑞利判斷，中心點(diǎn)亮度，分辨力，點(diǎn)列圖和光學(xué)傳遞函數(shù)。傳感器集光反射鏡要求在象面上的光能量越大越好由于點(diǎn)列圖中點(diǎn)的密集程度可衡量光能量大小，因此可以用點(diǎn)列圖來評介非球面反射鏡的象質(zhì)情況同時(shí)也反映了半導(dǎo)體光敏管接收的散射光能量分布情況。設(shè)計(jì)中采用了told9150型半導(dǎo)體澈光二極管作