高灵敏度极早期火灾预警系统来源：上海君领电子科技有限公司 一、概述摘要：现代消防要求自动报警系统要能尽早地对火情作出判断，才能有更多的时间进行灭火，特别是对处于萌芽期，还没有造成损失的早期火灾进行及时有效的扑救，尤其显得重要。 随着计算机技术及微电子技术的发展，通信设备系统集成要求越来越高，高度的系统集成使过去多间机房容纳的设备被浓缩到一个机柜中，这样，机内通风及机房环境的恒温恒湿是必不可少的，而机内通风和空调设备的采用，能起到降低温度避免温度过高而且发生火灾的作用，从而对火灾烟雾起到了稀释作用，这样，初始火灾产生的烟热浮力变小，难以达到天花板，这就大大地推迟了普通被动式点型感烟探测器的响应报警时间，甚至因烟雾严重稀释或难以扩散至探测器使它无用武之地.通信机房是信息网络的心脏，由于通信设备价格昂贵，一旦发生火灾，不仅造成严重的经济损失，而且造成设备瘫痪，将使政府、公司、银行、商业、工厂及个人的通信联络中断和数据丢失，其损失是无法估计的，更重要的是社会效益难以挽回。 机房设备的电线、电缆的塑料绝缘层，为增加阻燃性，均加入了卤化物和磷酸盐之类的添加剂。这些添加剂减缓了火势蔓延，但产生过量的烟雾，这些烟雾导电的随机性可能引起电路的误操作，元件上的烟尘还可能导致运动部件的磨损。烟尘沉积在存储介质如磁盘、磁带上时，可能会产生错误信息。直径>0.5微米（相当于一根头发粗细的的烟尘颗粒会损伤硬盘驱动器。另外，起火时除产生热和烟外，也释放出腐蚀性气体和有毒气体，大多数塑料燃烧时产生的是酚性气体，聚氯乙烯绝缘燃烧时释放出大量氯化氢气体，它与水分子结合形成盐酸，盐酸是一种侵蚀电子元件接线端子和电路板的强腐蚀性试剂，必将危及设备的正常运行。那么在形成烟雾之前，早期报警就会避免这种损失。要提高报警，就需要高的探测灵敏度，也就要求比较微弱的烟时就能报警。而普通点型感烟探测器必须被动地等待烟雾聚集到足够浓度才报警，这就限制了它在此环境中的使用。 而所有灭火系统都要靠烟雾探测器来启动，启动越早，损失越小，要能够提高发现火情，将火灾扑灭在萌芽中，避免形成浓烟和不必要的灭火剂喷洒，对机房来说采用早期烟雾报警系统非常必要。因为通信设备终年运行，不可停顿，而烟雾控测器要求应使维护、检修量变得最小，应避免爬至吊顶去检修。一旦有金属物品掉入机柜，后果将不堪设想。另外，机房内有各种设备如交换机、发射机、高压电源、电脑等，探测器不能受电磁干扰，否则易引起误报或引起误喷洒。通信机房的火灾隐患主要产生于电缆、电线的过电压或过电流，实践表明普通感烟探测器报警时，电线、电缆已烧毁，无法再使用。这样，即使是普通的感烟探测系统报了警时也无济于事，必须早报警，要求电缆、电线刚刚出现过热，发出焦糊味但还没有生成可见烟，电线、电缆还没有变形时就报警，那么早期报警就能避免设备和线缆不受损伤。另外，机房的数据保存、人员的疏散也需要有足够的时间来处理，这样，早期报警就成为机房环境的火灾防范必不可少的要求。 二、极早期预警系统在机房火灾探测中的应用优势 现代消防要求自动报警系统要能尽早地对火情作出判断，才能有更多的时间进行灭火，特别是对处于萌芽期，还没有造成损失的早期火灾进行及时有效的扑救，尤其显得重要。另一方面，在满足安全有效地实施灭火工作的前提下，还要合理地控制消防系统的造价，这样才能更好地发挥消防系统的作用，推动消防工作的实施。 极早期火灾预警系统在机房场所火灾探测中具备如下应用优势： 1.为及早发现火情，有足够的时间进行人工处理和扑救，系统在火情初期提早报警。 2.为防止误报，系统适合工作在有电磁干扰的环境中，而且不会因灰尘、潮湿产生误报。该系统与其它普通型吸气式感烟探测系统对环境进行15分钟简短识别后确定一个绝对灵敏度有着本质的区别。它的最大优点在于报警响应阈值是以预先设定的最低误报率为基本参数自动完成的。即人工智能专利系统24小时不间断监测被保护区域内空气环境的变化，并实时自动调整探测灵敏度，以达到最佳的探测效果。可看出即使使用了相同的报警参数，对于不同的监测环境其报警响应阈值的设定值仍然是不同的，从而说明了人工智能技术在该系统中的重要性，更加说明传统火灾探测系统与其智能化程度是无法比较的。 3.机房设备运行不可中断，其系统应使维护次数降到最低，检修麻烦是不可取的。系统维护简单容易，探测设备外围为吸气管网，几乎无需维护。而探测器主机一般安装在易于操作的部位，并可在联网的系统管理软件进行日常检查、参数设置等。日常维护仅需间隔一段时间根据信息更换或清洗过滤器，既安全又方便。上海君领公司拥有丰富的应用经验，设计了各种类型的独特的过滤器，可以极大的提高探测器的使用寿命。
4.要尽量避免灭火剂喷洒，系统要早报警，以便有足够的时间处理火情，避免形成火灾。系统可在火灾发展过程中，随着烟雾浓度的增加而提供不同阶段的警报。它可以在火灾的萌芽阶段发出预警，让管理人员有充足的时间执行适当的处置动作。它也可以在火灾已然造成，浓烟密布的时候提供警报输出，联动自动灭火系统，扑灭火灾。 5.机房中火灾生成的烟雾和气体，具有很强的腐蚀性，系统在火灾初期就要报警，不让烟雾污染设备，这就要求具有很高的灵敏度，并且对各种材料燃烧产生的烟雾均有一致且灵敏的反应。烟粒子直径在十微米以下，该系统的灵敏度为0.002～10%obs/m（传统探测器一般为5%obs/m），比传统的高近1000倍。 6.系统必须是高可靠性、高稳定性、高灵敏度及便于维护，以降低其运行成本。 7.特别是对无人值守或相距分散的机房应具备联网功能，要做到远距离集中监控，统一管理，而且扩容升级方便。 8、安装由于空气取样管路可沿着墙壁、顶棚或地板下作弹性配置，且不需额外的电气线路，因此安装及施工极其简单及便利。 9 .不会发生误报：吸气式感烟火灾探测器自身采用独有的技术，有效的抑制灰尘可以对探测器的污染。再外加过滤装置的情形下，可以更好的消除灰尘对探测器的影响。同时，用户可以根据环境条件，对报警阀值进行设置，通过自学习使探测器的设置最贴近实际环境的以要求。此外，用户还可以设置白天、黑夜工作模式，各自的模式可以设置独立的报警阀值。 10.专门为机房设计的火源快速定位单元模块 REK是一个内置高灵敏探测器的装置，它可以直接安装在采用管上。在供电DC24V以后，探测器就会工作，当探测器烟雾浓度达到报警阀值，其继电器就会触发（断开或闭合），发出报警信号，如果有故障，通过继电器蒋故障信息发出。用于设备监控时，我们可以对每排机柜或者每台机柜进行监控定位。具体设计可以利用我们设计软件进行计算模拟。采用此方案特点： *主动探测，准确定位-既可以定位到机柜，也可以定位到整排机柜（按需设计） *探测、报警最迅速 *准确监测，多重火警确认，避免误报 *冗余备份功能 三、系统技术特征 极早期火灾智能侦测系统是高技术含量，高灵敏度主动式的火灾侦测系统，内置的抽气泵通过取样管路不停地从保护区域抽取空气样品并送到光学侦测室内进行侦测。
1、系统工作原理与工作过程 (1)、空气采样式感烟火灾探测器的工作原理 为了便于理解早期火灾预警系统的设计、安装，首先必须对该系统的工作原理有一个直观的了解。 (2)、早期预警系统的组成 气体采样管网的作用是采集被保护区域内的空气样本，采样管上设置采样孔，探测主机由于吸气泵的作用，管网内产生负压，形成一个稳定的气流，被保护区域内的空气样本被抽入采样孔。通过采样管网进入探测主机。探测主机对采集到的空气样本中的烟雾颗粒的浓度进行分析比较，当达到响应阈值时分级报警，同时发出联动控制信号。 (3)、光学同向散射技术的运用 在探测主机内，采集到的空气样本通过过滤器进入测量室，在测量室内特定的空间位置安装有测量光源及光接收器。测量光源发出的光束照射到空气样本上，如果空气样本中有烟雾粒子存在。光束将产生散射，通过反光镜的折射，光接收器接收散射的光信号，根据光信号的强弱测量出空气样本中的烟雾粒子浓度，从而实现火灾监控的目的。激光同向散射技术目前是灵敏度最高的一项火灾探测实用的技术。其灵敏度可达到0.002%OBS/M，而点式感烟探测的一般为10%OBS/M。即可以将探测到物质阴燃阶段用微小烟雾粒子。
2、系统的可靠性 2.1“零”误报率保证 灵敏度和误报率是一对矛盾，灵敏度越高，误报率也会越高。但极早期火灾预警系统却能彻底解决这一矛盾，达到零误报的目的，这主要基于它采用了以下的技术：环境自动学习功能可以对环境进行学习，然后，根据所积累的信息自动设置灵敏度，以达到在任何环境中都能精确探测的目的；自动比较功能可以设置警报的延时输出，经过一段时间的比较，系统确信烟雾的稳定变化后再发出警报，从而避免由于环境的异常变化造成的误报；采用三层滤网装置，将非烟雾的灰尘等污染物在进气口就滤除掉。可调式分级报警功能；针对不同用户的环境要求实施不同的报警级别，以达到准确预报的目的而又避免误报；与传统探测器先人工设定灵敏度的方式恰恰相反，它是先人工设定自己可以接受的误报率，然后由机器根据实际环境自动设定灵敏度。因此误报率会极低。 2．2超强的抗干扰能力： 系统由于采用PVC管直接从被保护区域或被保护对象直接采取空气样本，属无源的探测和传输方式且机壳为全金属。所以在强电磁辐射环境及防爆场所中使用系统也可稳定运行。 3、系统的实用性 3.1特设的黑匣子功能 能记录通断电等各种操作、火灾时间和烟雾浓度、主备电故障、PVC管网破裂或堵塞、通讯故障等历史记录，可以随时读取、打印，为火灾事故责任的判定提供有力的原始证据。 3.2简单的管路安装方式 与传统探测器的布线不同，空气采样式火灾探测器采用PVC管网布置，这样做的优点在于：安装极其简便，避免了繁琐的连线、安装调试工作。 3.3具备多级告警及联动输出功能，最多可达四级输出：当报警产生，系统可以通过触发本地的声光报警装置发出报警，同时在消防控制中心的电脑和传统消防主机上显示。 系统应具备报警多点显示功能，即可以在保护区现场显示系统的报警及故障状态，也可以根据需要在其它的位置设置系统显示单元。为了便于日常管理、维护、调试、编程，所有信息既能在单台机器上显示，又能在控制中心的电脑上能对所有的机器编程，并能看到详细的参数和图表及自学习过程。 3.4故障自检功能：系统定时自动检查整个系统的运行状况以及线路情况，发现有故障时，能实时发出故障告警。 3.5历史查询功能：系统详细记录所有的告警事件、控制操作及其发生时间和其他信息，可供以后查询。 4、系统的先进性 系统的极早期预警功能 系统具备火灾发生时对微小烟雾的探测能力，灵敏度要大于0.002%obs/m,能够在火灾产生初期发出报警，但又要保证在高灵敏度的同时不产生误报，其前3级警报的灵敏度由机器每天24小时根据环境的变化情况自动调整设定，整个设定过程应该在电脑上能够显示，第4级警报的灵敏度，应能自动启动灭火设备。系统应能够利用软件人工设定，着明火时才起动灭火设备，以免误起动灭火设备，造成不必要的损失。单套设备应可配接不少于四根的独立采样管路。 一般的火灾产生都分为四个阶段：预燃过程，可见烟雾燃烧过程，火焰燃烧过程和剧烈燃烧过程（见下图）。传统侦测器一般都在火灾发展到后三个阶段发出警报，而这三个阶段时间都相对较短，约为几分钟到十几分钟，所以即使发现火警也往往为时已晚。而火灾早期预警系统它采用具有高感应光子搜寻能力的光子分析侦测仪，它能侦测到物质高热分解出的微粒子，能在火灾的预燃阶段（30分钟-120分钟）发出警报，从而可以尽早地避免火灾的发生。空气采样式火灾探测器的灵敏度为0.002～10%obs/m（传统探测器一般为5%obs/m），比传统的高近1000倍。
火灾发展的四个过程 系统应能够与点式火灾报警控制器连接，通过继电器接口提供的开关量信号由传统报警控制器的监视模块进行监视，实现系统与点式火灾报警控制器的连接。 5、系统应用范围 5.1火灾造成的业务中断会带来不可估量损失的场所，电信机房、计算机数据机房、无菌室、电视台，广播电台等； 5.2不能启动自动灭火装置的场所，计算机设备，交换机设备，变电柜、模拟飞行器、医疗设备等； 5.3必须保证建筑物整体美观的场所，博物馆、教堂、古建筑物等； 5.4需要保证有足够时间撤离的场所，医院、剧场、教堂、车站、学校、监狱以及育婴房等； 5.5高眺空间，库房、中厅，室内广场及冷藏室等。
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