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早期烟雾探测警报面临的挑战

放大字体  缩小字体 发布日期:2015-08-22  来源:《电气&智能建筑》  作者:艾克利斯产品线管理和竞争战略部副总裁 Dr Peter Meikle
  任何火灾探测系统的主要目标都是提供早期且准确的报警,而如何实现这个目标正是该行业所面临的首要挑战。
 
  尽早发现潜在的火灾威胁,可以给人员赢得更多的时间,让他们及时采取必要的措施进行应对。这样就能最大程度地降低火灾对生命、财产和业务连续性的危害。
 
  不仅如此,尽早探测到潜在威胁,还能带来其它一些不太显而易见的好处。
 
  快速、准确地评估潜在的火灾威胁可以确保发送给消防急救人员真实可靠的警报。自动报警系统发出误报或干扰性报警非常普遍,有时候甚至达到90%,这对整个社区来说,花费巨大。对企业来说,这也是一笔巨大的开支,因为有些城市会对发出误报的企业进行罚款。
 
  更重要的是,误报警意味着在并不需要的情况下,占用消防急救人员的宝贵资源,而此时,很可能其它地方正急需救援。
 
  总之,提高火灾探测系统性能不仅是一项发展前景良好的业务,也是企业具有社会责任的表现。选择最有效的火灾探测系统,就意味着要在一系列并不百分百完美的技术中做出取舍。
 
  1 误报警:巨大的成本
 
  对企业来说,一次误报警就花费不菲。在澳大利亚新南威尔士,每年都有21000多起干扰性警报。一旦发生,企业将被罚款750澳元,而且这一数字还会持续增加。
 
  一旦发生警报,员工要被撤离,系统可能需要关闭。客户也不会因为紧急情况而体谅企业,所以企业的业务必定会有所损失。
 
  除此之外,还会带来一些负面影响。例如误报警过多可能让企业屏蔽探测器,员工可能对警报越来越不重视,结果就是,一旦真的发生火灾,可能酿成大祸。
 
  在选择合适的烟雾探测系统时,探测器的使用寿命和可靠性至关重要。探测器的性能表现会受环境因素的影响,包括灰尘、烟雾、空气中的颗粒等。如果探测器的性能受到上述因素的影响,那么生命、财产和业务连续性就会面临风险。
 
  除了能早期、准确地进行探测,最好还能兼顾其它方面,包括安装和维护的简易性,降低更换零部件的成本等。对设备在一段时间内的性能表现以及在不同环境中的表现都要进行深入全面的了解。
 
  2 目前的吸气式烟雾探测技术的优势和局限
 
  吸气式烟雾探测器的工作原理是通过采样管道上的采样孔将空气吸入探测腔进行分析。吸气式烟雾探测器一般灵敏度较高,能在早期发出潜在火灾报警。而且,系统还能监控气流方面的变化,一旦发生阻塞或管道有破损,就会发出警报。
 
  大多数吸气式烟雾探测系统可以通过设置灵敏度,提供不同级别的报警。尽早发现火灾可以帮助人们在火灾初始阶段及时进行调查和干预,并在必要时激活灭火系统。可以为撤离赢得更多时间,将潜在的火灾威胁降到最低。
 
  2.1 探测
 
  用于光电或光学探测器的光散射常见于点型和吸气式烟雾探测器。这种技术利用一个光源,一个将光集中成光束的透镜,和一个光电二极管(或其它传感器),用来在有烟雾的情况下探测散射光。一般来说,感光探测器运用的光源是LED或激光。激光能发出整齐连贯的光,从而能更准确地聚焦光源,减少因温度或时间导致的漂移,消除漂移补偿方面的需求,可针对缓慢发展的火势提供更可靠的探测。而且,聚焦激光光源的能力越强,探测腔的强度以及探测器的敏感度也会越高。
 
  有些探测器采用双波长光学探测技术,以便区分烟雾和灰尘。在早期的发烟燃烧阶段,灰尘和烟雾颗粒比较相似,可能导致较大的烟雾颗粒被当作灰尘。在那些对光程较长,灵敏度要求不高的场所,如使用光束对射式探测器,可以达到比较满意的效果。
 
  2.2 维持吸气式烟雾探测系统性能水平
 
  有些工业环境(如生产车间、发电厂、矿场),甚至一些大城市,其本身的烟雾和灰尘背景浓度就比较高。这会对吸气式烟雾探测系统带来挑战,该系统必须确保在任何时候都能保证性能可靠稳定,避免误报警。
 
  不同的吸气式烟雾探测技术运用不同的方法来应对这些环境条件,包括软件算法或机械措施,如用过滤来保护光学元件免受污染,减少漂移补偿,降低误报警发生的几率。
 
  2.3 光学保护
 
  吸气式烟雾探测系统能使用外部过滤系统在空气被吸入探测器之前去除其中的污染物,并可利用洁净空气屏障保护光学元件免受污染或灵敏度遭受损害。如果没有洁净空气屏障,有些吸气式烟雾探测系统则会采用漂移补偿、相对灵敏度算法或者两者兼备的方法来实现。
 
  2.4 漂移补偿
 
  没有适当光学保护的烟雾探测器很容易因为污染而发生漂移。电子元件也可能受到老化或温度(如果是LED光源的话)的影响。为了补偿漂移,让误报警发生的几率最小化,这些探测器会使用相应的算法,最终使探测器不那么灵敏,还可能延长探测烟雾所需要的时间。
 
  在污染水平持续较高的环境中,漂移补偿可能让一个几乎全新的探测器看上去像受到了污染或者已经老化(如图1所示)。漂移补偿可能会严重影响烟雾探测器的灵敏度以及探测的可靠性。
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  2.5 相对灵敏度
 
  相对灵敏度或自动报警阀值算法可以根据环境中的烟雾情况调节报警阀值以便降低误报警的发生几率。不过,在火势发展缓慢的情况下,探测器可能会自动将报警阀值调节到不太灵敏的水平,因为缓慢增加的烟雾很难和环境中的污染物区别开来。相关测试结果显示,可能会延迟将近两个小时(如图2所示),并可能因此无法及时探测到火灾的发生,酿成严重后果。
 
  3 一台性能卓越的探测器的优势
 
  一台性能卓越的探测器需具备在可能存在高背景浓度的误报警源的情况下提供准确的火灾报警。
 
  绝对校准和探测器稳定性都优于漂移补偿或相对报警灵敏度。用来保护探测器光学元件的固定报警阀值和洁净的空气屏障,使绝对校准能在产品生命周期内,在报警阀值很低的情况下,保持稳定性。
 
  带可寻址性能的极早期火灾报警探测系统是未来烟雾探测器的另一个极富吸引力的特点。带有具备15个探测点的可寻址能力的吸气式烟雾探测系统可以确认事故的发生地,例如在高层建筑、校园和医院提供极早期预警,协助人员撤离并减少损失和相关机构关闭的时间。
 
  4 结论:继续寻找最佳选择
 
  目前,没有哪一款烟雾探测器可以解决所有问题,虽然吸气式烟雾探测器相对来说,整体性能最好。在有些方面,已经达到了相关要求,但在某些方面还需要进一步探索。此外,部署和运作极早期火灾报警探测系统需要遵守一系列规范和标准,因此系统必须达到一系列要求。
 
  随着参数规格、大量数据的不断整合和连接性的不断改善,智能探测系统可被集成到楼宇管理系统和其它系统中去,包括远程监控和确认,从而利用不同来源的数据获得真实可靠、可付诸实施的信息,以应对火灾威胁。
 
  最近在早期报警系统方面的一些技术进步的确催生了革命性的产品。最新一代VESDA产品- VESDA-E,结合了极早期火灾警报和其它数据源的灵活的探测系统,提高了探测系统在挑战性环境中的性能表现,能有效消除误警报。新一代VESDA除了比上一代产品灵敏15倍,具有彩色触摸屏、以太网和WiFi连接,更利用超过33万组接收器矩阵,可提供侦测目标的特性信息,从而分辨灰尘、柴油燃烧、电缆燃烧等并可提供各项趋势图分析。通过更多的采样孔,使其在高气流环境应用中的覆盖面积增加40%.长距离的直线管道和可扩展的分支管网设置的完美结合,使其能应用于更高的天花板处,在增加80%覆盖面积的同时,大大提高了灵活性,并可降低总成本。
 
关键词: 烟雾探测警报
 
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