2.1火灾探测器分类,2.2感烟探测器

火灾探测与工程

火灾探测与控制工程

中国科学技术大学 火灾科学国家重点实验室 2005.7.28

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第二章 火灾探测器及其应用注意参考赵英然书P166

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主要内容 2.1火灾探测器分类 2.2感烟探测器 2.3感温探测器 2.4火焰探测器 2.5气体传感器 2.6探测器的性能指标及工程应用 (参考陈南书P24)3

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2.1 火灾探测器分类

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火灾探测器分类 火灾探测器的工作实质是将火灾中出现的质量 流(可燃气体、燃烧气体、烟颗粒、气溶胶) 和能量流(火焰光、燃烧音)等物理现象的特 征信号，利用传感元件进行响应，并将其转换 为另一种易于处理的物理量； 根据对火灾不同的响应信号特征，可以将这些 火灾探测器分为：气敏型、感温型、感烟型、 感光型和感声型五大类型； 根据保护面积和范围分为点型和线型两类； 根据智能程度分为开关量,模拟量(类比式)和智 能化探测器.5

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火灾探测器分类

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火灾探测器分类离子感烟 双源式离子感烟火灾探测器 火灾探测器 单源式离子感烟火灾探测器 感烟 式火 灾探 测器 点型 光电感烟 减光式光电感烟火灾探测器 火灾探测器 散射式光电感烟火灾探测器 激光感烟火灾探测器 分离式红外光束感烟火灾探测器

线型

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火灾探测器分类感 光 式 火 紫外火灾探测器 灾探测器 红外火灾探测器

气敏半导体可燃气体探测器 可燃气体 火灾探测器 催化燃烧型可燃气体探测器 (有分铂丝催化型和载体催化型两种) 光电式可燃气体探测器 固定电介质可燃气体探测器 复合式感温感烟火灾探测器 复合式火 灾探测器 复合式感温感光火灾探测器 复合式感温感烟感光火灾探测器 分离式红外光束感温感光火灾探测器 图象型火灾探测系统8

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火灾探测器分类感温式火灾探测器点型 线性 (分布式) 差定温式 差定温式

定温式

差温式

定温式

差温式

热 敏 电 阻 定 温 火 灾 探 测 器

半 导 体 定 温 火 灾 探 测 器

金 属 薄 片 式 定 温 火 灾 探 测 器

热 电 偶 式 定 温 火 灾 探 测 器

水 银 接 点 定 温 火 灾 探 测 器

双 金 属 定 温 火 灾 探 测 器

玻 璃 球 膨 胀 型 定 温 火 灾 探 测 器

易 熔 合 金 定 温 火 灾 探 测 器

热 敏 电 阻 差 温 火 灾 探 测 器

半 导 体 差 温 火 灾 探 测 器

金 属 模 盒 式 差 温 火 灾 探 测 器

双 金 属 差 温 火 灾 探 测 器

热 敏 电 阻 差 定 温 火 灾 探 测 器

半 导 体 差 定 温 火 灾 探 测 器

双 金 属 动 圈 式 差 定 温 火 灾 探 测 器

金 属 模 盒 式 差 定 温 火 灾 探 测 器

可 熔 绝 缘 物 线 性 定 温 火 灾 探 测 器

半 导 体 线 性 定 温 火 灾 探 测 器

空 气 管 线 性 差 温 火 灾 探 测 器

热

敏 电 阻 差 定 温 火 灾 探 测 器

膜 盒 式 差 定 温 火 灾 探 测 器

双 金 属 差 定 温 火 灾 探 测 器

热 电 偶 线 性 差 温 火 灾 探 测 器

半 导 体 差 定 温 火 灾 探 测 器

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2.2 感烟探测器 火灾烟雾属性特征 感烟探测的基本原理 离子感烟探测器 光电感烟探测器 感烟探测器性能及选用原则

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感烟探测器 火灾烟雾的属性特征 烟雾(烟气)定义 烟雾颗粒的分形凝并现象 烟雾颗粒平均尺寸 烟雾颗粒尺度分布

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感烟探测器 火灾烟雾的属性特征火灾烟雾(烟气)定义 燃烧产生的由多相物质组成的气溶胶(aerosol), 通常包括可燃物热解或燃烧产生的气相燃烧产物、 卷吸进去的大量空气、未完全燃烧的液、固相分 解物和微小颗粒。《热灾害实验诊断方法》 Smoke. The airborne solid and liquid particulates and gases evolved when a material undergoes pyrolysis or combustion, together with the quantity of air that is entrained otherwise mixed into the mass.(NFPA 92B 2000Edition)12

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感烟探测器 火灾烟雾的属性特征 烟颗粒是指人的肉眼可见的燃烧生成物，其粒 子直径为0.01~10 m液体或固体微粒。烟雾 具有很大的流动性，它能潜入建筑物的任何空 间。烟雾具有毒性，它对人的生命具有特别大 的威胁。火灾中约有70%的死者是由于燃烧气 体或烟雾窒息造成的。 绝大多数物质在燃烧的开始阶段，首先产生烟 雾，因此要实现早期发现火灾，减少火灾损失， 在通常情况下利用感烟式火灾探测器会有良好 效果。这种探测器可探测70%以上的火灾。感 烟火灾探测器是目前世界上应用最普遍、数量 最多的探测器。13

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感烟探测器 火灾烟雾的属性特征

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感烟探测器 火灾烟雾的属性特征 烟雾颗粒的分形凝并现象(Fractal coagulation)

N k f ( Rg / d p )

Df

主粒子个数

分形维数,1~2 回转半径 主粒子直径,10~50nm

前臵系数Rg

1 N 2 距离 ri , ri为每个粒子到凝团中心 N i 1

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感烟探测器 火灾烟雾的属性特征 烟雾颗粒的分形凝并现象

ln N ln k f Df ln(Rg / d p )5.0 4.5 4.0

lnN

3.5

3.0

2.5

Df=1.17 kf=8.89

2.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2

ln(Rg/dp)

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感烟探测器 火灾烟雾的属性特征 烟雾颗粒的分形凝并现象 利用扫描电镜或透射电镜或原子力学显微镜等显微 装臵观察了燃烧烟雾中碳黑凝并产生的分形外貌， 通过对烟雾图像进行分析处理，得到不同燃料燃烧 时烟雾碳黑的分形维数。研究发现，大多不同燃料 燃烧烟雾碳黑分形维数与燃料类型无关,趋于一致， 一般取1.8-2。 火灾烟雾颗粒均由粒径大约为30nm的均匀微小颗 粒聚合而成，呈链状结

构，具有明显的分形特征， 聚合体平均直径为1μm; 粉尘颗粒没有规则的颗粒组成及粒径分布特征，不 存在链状分形结构，颗粒明显较大，一般在10μm 以上。17

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感烟探测器 火灾烟雾的属性特征 烟雾颗粒平均尺寸 平均直径即用一个假想的尺寸均一的粒子群来代替 原来的实际的粒子群，而保持原来粒子群的某个特 征量不变。 最常用的有索太尔平均直径、体积平均直径和质量 中间直径索太尔平均直径D32:保持总体积和 总表面积的比值不变 体积平均直径D30:总体积和粒子总 数不变 质量中间直径D43:在该直径以上或 以下，粒子的累积质量百分数相等 (即各占50%)D32 d max d0

di3d /

d max

d0

di2 d

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感烟探测器 火灾烟雾的属性特征 烟雾颗粒平均尺寸

部分燃烧物不同燃烧状况索太尔直径

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