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智能建筑电气消防工程-探测器的原理与用途

时间:2023-08-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:光电式感烟探测器根据结构和原理分为减光型和散射型两种。图2.15JTYB-GM-TS1001点型光电感烟火灾探测器图2.16点型感烟探测器工程符号①工作原理。e.通过控制器可快速查询探测器的污染程度及报警烟浓度曲线。表2.1感烟探测器技术特点④结构特征及安装。2)JTY-HS-TS1006线型光束感烟火灾探测器图2.23线型光束感烟探测器图2.24线型火灾探测器实物图①设备特点。

智能建筑电气消防工程-探测器的原理与用途

(1)感烟探测器

1)点型光电感烟探测器(图2.15、图2.16)。

光电式感烟探测器是对红外光、可见光和紫外光电磁波频谱区辐射的吸收或散射的燃烧物质敏感的探测器。光电式感烟探测器根据结构和原理分为减光型和散射型两种。

图2.15 JTYB-GM-TS1001点型光电感烟火灾探测器

图2.16 点型感烟探测器工程符号

①工作原理。减光式光电感烟火灾探测器的检测室内装有发光器件及受光器件。在正常情况下,受光器件接收到发光器件发出的一定光量;但在火灾时,探测器的检测室进入大量烟雾,发光器件的发射光受到烟雾的遮挡,使受光器件接收的光量减少,光电流降低,探测器发出报警信号

在敏感空间无烟雾粒子存在时,探测器外壳之外的环境光线被迷宫阻挡,基本上不能进入敏感空间,红外光敏二极管只能接收到红外光束经多次反射在敏感空间形成的背景光。当烟雾颗粒进入由迷宫所包围的敏感空间时,烟雾颗粒吸收入射光并以同样的波长向周围发射光线,部分散射光线被红外光敏二极管接收后,形成光电流,当光电流大到一定程度时,探测器即发出报警信号。

②设备特点。

a.强电保护电路,防止现场总线错接AC 220×(1+20%)V造成产品损坏。

b.超低功耗设计,低监视及报警电流。

c.一体化单片机,内含放大电路,报警上传时间小于1 s采用后向红外散射技术,黑烟响应性能优良。

d.对灰尘积累采用多级数字调制的漂移补偿技术,清洗周期比普通补偿技术延长3~5倍。

e.通过控制器可快速查询探测器的污染程度及报警烟浓度曲线。

f.超薄外形设计,指示灯360°可见,可通过控制器设置为巡检指示灯关闭状态。

g.底座采用专利免剥线技术,可满足现场复杂线路快速接线。

③技术特点(表2.1)。

表2.1 感烟探测器技术特点

④结构特征及安装。外形结构示意图如图2.17所示。

图2.17 感烟探测器结构示意图

点型感烟探测器安装示意图如图2.18所示。

预埋盒可采用86H50标准预埋盒,其外形结构示意图,如图2.19所示。

TS-DZ-1401探测器通用底座外形结构示意图,如图2.20所示。

图2.18 点型感烟探测器安装示意图

图2.19 预埋盒结构示意图

图2.20 TS-DZ-1401探测器通用底座结构示意图

底座上有2个免剥线接线端子,安装时先将总线分别接在免剥线接线端子上,不分极性。

注意:接线时不需剥开线缆,只需将线缆放在免剥线端子的刀口上,用螺丝刀拧紧免剥线端子,线缆与端子即可导通。

接线步骤示意图如图2.21、图2.22所示。

图2.21 步骤1:抬起免剥线端子

图2.22 步骤2:将线缆放入免剥线刀口,用螺丝刀拧紧

接线完毕后,将底座固定在86盒上。(备注:也可先将螺钉固定在86盒上,再将底座旋入固定位置,最后再将螺钉拧紧。)

探测器与底座上均有定位凹槽,使探测器具有唯一的安装位置。待底座安装牢固后,将探测器底部的凹槽C对准底座凹槽A处,顺时针旋转至凹槽B处,即可将探测器安装在底座上,如图2.18所示。

⑤布线要求。无极性二总线宜选用RVS-2×1.0 mm2或1.5 mm2阻燃或耐火双绞线;穿金属管或阻燃管敷设。

2)JTY-HS-TS1006线型光束感烟火灾探测器(图2.23、图2.24)

图2.23 线型光束感烟探测器(发射端、接收端)

图2.24 线型火灾探测器实物图

①设备特点。

a.布线方便:无极性,两线制。

b.强电保护:防止现场总线错接AC 220 V造成产品损坏。

c.超低功耗:超低监视电流及报警电流。

d.调试方便:激光辅助定位安装,电机自动校准探测器角度。

e.灵敏度可设:三级可设。

f.维护方便:对灰尘积累采用多级漂移补偿算法

②工作原理。将发射器与接收器相对安装在保护空间的两端且在同一水平直线上。在正常情况下,红外光束探测器的发射器发送一个不可见的脉冲红外光束,经过保护空间不受阻挡地射到接收器的光敏元件上。当发生火灾时,由于受保护空间的烟雾气溶胶扩散到红外光束内,使到达接收器的红外光束衰减,接收器接收的红外光束辐射通量减弱,当辐射通量减弱到预定的感烟动作阈值(响应阈值)[例如,有的厂家设定在光束减弱超过40%且小于93%时,如果保持衰减5 s(或10 s)时间],探测器立即发出火灾报警信号。

③结构特征。JTY-HS-TS1006线型光束感烟火灾探测器外形结构示意图,如图2.25所示。

④安装与接线。探测器底座外形结构示意图如图2.26所示,单块反射器安装尺寸如图2.27所示,外接端子示意图如图2.28所示。

图2.25 JTY-HS-TS1006线型光束感烟火灾探测器结构示意图(单位:mm)

图2.26 探测器底座外形结构示意图

图2.27 单块反射器安装尺寸图

图2.28 外接端子示意图

安装时,先用M3螺丝刀将探测器固定在探测器底座上,再根据图2.26探测器底座外形结构示意图,将产品固定在安装位置。如果能确保探测器固定在安装面上,也可不使用探测器底座进行安装。

使用螺丝刀将探测器端子盖打开,从探测器背面将线穿过穿线孔,根据接线标识对探测器进行接线。

通过编码器或控制器开启探测器激光作为反射器安装辅助定位,将反射器安装在与探测器相对、处于同一水平面的位置上,单块反射器安装尺寸如图2.27所示。当探测器与反射器安装距离为10~40 m时,安装一块反射器即可;当安装距离为40~100 m时,需安装四块反射器。

⑤适用场所。点型光电感烟探测器能使用的场所;火灾发生时产生烟的场所;各类仓库、大型纪念馆、车间、图书馆、展览馆、体育馆、变电所等。

不适用场所:有日光照射,或有强烈红外光辐射的地方;有剧烈振动的地方;有一定浓度的灰尘、水气粒子且粒子的浓度变化较快的场所;天顶高度超过30 m的场所;空间高度小于1.5 m的场所。

3)感烟探测器的灵敏度

感烟探测器的灵敏度(或称响应灵敏度)是探测器响应烟参数的敏感程度。感烟探测器分为高、中、低(或Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)级灵敏度。在烟雾相同的情况下,高灵敏度意味着可对较低的烟粒子数浓度响应。灵敏度等级上用标准烟(试验气溶胶)在烟箱中标定感烟探测器几个不同的响应阈值的范围。

一般来讲,高灵敏度用于禁烟场所,中级灵敏度用于卧室等少烟场所,低级灵敏度用于多烟场所。高、中、低级灵敏度的探测器的感烟动作率分别为10%、20%、30%。

(2)火焰探测器

1)火焰探测器的分类

根据火焰的光特性,目前使用的火焰探测器有三种:第一种是对火焰中波长较短的紫外光辐射敏感的紫外探测器;第二种是对火焰中波长较长的红外光辐射敏感的红外探测器;第三种是同时探测火焰中波长较短的紫外线和波长较长的红外线的紫外/红外混合探测器。

具体根据探测波段可分为单紫外、单红外、双红外、三重红外、红外/紫外、附加视频等火焰探测器。其实物如图2.29所示,工程符号如图2.30所示。

图2.29 JTG-ZM-TS1005点型紫外火焰探测器

图2.30 感光探测器(火焰探测器)工程符号

2)火焰探测器的工作原理

火焰探测器(flame detector)是探测在物质燃烧时,产生烟雾和放出热量的同时,也产生可见的或不可见的光辐射。火焰探测器又称感光式火灾探测器,它是用于响应火灾的光特性,即探测火焰燃烧的光照强度和火焰的闪烁频率的一种火灾探测器。

对于火焰燃烧中产生的0.185~0.260μm波长的紫外线,可采用一种固态物质作为敏感元件,如碳化硅或硝酸铝。

对于火焰中产生的2.5~3μm波长的红外线,可采用硫化铝材料的传感器;对于火焰产生的4.4~4.6μm波长的红外线,可采用硒化铅材料或钽酸铝材料的传感器。根据不同燃料燃烧发射的光谱可选择不同的传感器,三重红外(IR3)应用较广。

当光敏管接收到185~245 nm的紫外线时,产生电离作用而放电,使其内阻变小,导电电流增加,使电子开关导通,光敏管工作电压降低,当电压降到U熄灭电压时,光敏管停止放电,导电电流减小,电子开关断开,此时电源电压通过RC电路充电,使光敏管的工作电压重新升高到U导通电压,重复上述过程,这样便产生一串脉冲,脉冲的频率与紫外线强度成正比,同时与电路参数有关。

3)火焰探测器的应用场合

石油和天然气的勘探、生产、储存与卸料;海上钻井固定平台、浮动生产储存与装卸;陆地钻井精炼厂、天然气重装站、管道;石化产品生产、储存和运输设施;油库;化学品;易燃材料储存仓库;汽车制造;飞机工业和军事,炸药和军需品;医药业;废品焚烧。

4)设备特点

①强电保护电路,防止现场总线错接AC 220×(1+20%)V造成产品损坏。

②超低功耗设计,低监视及报警电流。

③自主知识产权通信芯片及总线协议,报警上传时间小于1 s。

④采用进口紫外传感器,实现高灵敏度火灾探测。

⑤灵敏度可设置,适用于不同干扰程度的场所。

⑥采用智能火灾识别算法,报警及时、可靠。

5)技术特性(表2.2)

表2.2 火焰探测器技术特性表

6)注意事项

①不宜安装在可能发生无焰火灾的场所;

②不宜安装在火焰出现前有浓烟扩散的场所;

③不宜安装在探测器的镜头易被污染的场所;

④不宜安装在探测器的“视线”易被遮挡的场所;

⑤不宜安装在探测器易受阳光或其他光源直接或间接照射的场所;

⑥不宜安装在正常情况下有明火作业以及X射线、弧光等影响的场所;

⑦根据现场环境设置合适的灵敏度级别;

⑧现场有较强紫外线光源的场所不宜使用本探测器。

(3)感温探测器

感温探测器其外形如图2.31所示,感温探测器的工程符号如图2.32所示。

图2.31 JTWB-ZOM-TS1002点型感温火灾探测器

(www.xing528.com)

图2.32 感温探测器工程符号

火灾时可燃物的燃烧产生大量的热量,使周围温度发生变化。感温探测器是对警戒范围中某一点或某一线路周围温度变化时响应的火灾探测器,是将温度的变化转换为电信号以达到报警目的。

感温探测器是响应异常温度、温升速率和温差等参数的探测器。

1)感温探测器的分类

感温式火灾探测器按其结构可分为电子式和机械式两种。按原理又分为定温、差温、差定温组合式三种。

2)感温探测器的工作原理

定温式探测器是在规定时间内,火灾引起的温度上升超过某个定值时启动报警的火灾探测器。它有线型和点型两种结构,其中线型定温式探测器是当局部环境温度上升达到规定值时,可熔绝缘物熔化使两导线短路,从而产生火灾报警信号。点型定温式探测器利用双金属片、易熔金属、热电偶、热敏半导体电阻等元件在规定的温度值上产生火灾报警信号。

差温式探测器是在规定时间内,火灾引起的温度上升速率超过某个规定值时启动报警的火灾探测器。它也有线型和点型两种结构。线型差温式探测器是根据广泛的热效应而动作的,而点型差温式探测器是根据局部的热效应而动作的,主要感湿器件是空气膜盒、热敏半导体电阻元件等。

差定温式探测器结合了定温和差温两种作用原理并将两种探测器结构组合在一起。差定温式探测器一般多是膜盒式或热敏半导体电阻式等点型组合式探测器。

3)感温探测器的灵敏度

火灾探测器在火灾条件下响应温度参数的敏感程度称为感温探测器的灵敏度。

感温探测器分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级灵敏度。定温、差定温探测器灵敏度级别标志如下:

Ⅰ级灵敏度(62℃):绿色;

Ⅱ级灵敏度(70℃):黄色;

Ⅲ级灵敏度(78℃):红色。

4)感温探测器的适用范围

感温探测器主要用于产烟、多尘、湿度大于95%以上的场所,如厨房锅炉房开水间、吸烟室等。

5)JTW-ZOM-TS1002点型感温火灾探测器

①设备特点。

a.强电保护电路,防止现场总线错接AC 220×(1+20%)V造成产品损坏。

b.超低功耗设计,低监视及报警电流。

c.自主知识产权通信芯片及总线协议,报警上传时间小于1 s。

d.灵敏度类别可设定为A1R或BS。

e.高可靠传感器设计,可适应高湿度地下室等环境。

f.通过控制器可快速查询探测器的实际温度。

g.超薄外形设计,指示灯360°可见,可通过控制器设置为巡检关闭状态。

h.底座采用专利免剥线技术,可满足现场复杂线路快速接线。

②技术特性(表2.3)。

表2.3 感温探测器技术特性表

③注意事项。

a.随探测器附带的塑料防尘罩,在现场安装后及未检测验收前,请勿摘除,以免探测器受到污染。

b.根据现场应用环境设定合适的产品类别。

6)缆式线型感温火灾探测器

缆式线型感温火灾探测器,其外形如图2.33所示,其工程符号如图2.34所示。

图2.33 JTW-LD-TS1008F缆式线型感温火灾探测器

图2.34 线型感温火灾探测器工程符号

①设备特点。

a.布线方便:无极性,二总线,无须单独供电。

b.强电保护:总线错接AC 220×(1+20%)V防护设计。

c.通信可靠:自主设计专用通信芯片。

d.低功耗:电源算法智能调控电路模块工作。

e.可重复使用:在安全温度范围内探测器报警后不损坏线型温度传感器。

f.高防护等级。

②技术特性(表2.4)。

表2.4 缆式线型感温火灾探测器技术特性

续表

③结构特征。信号处理单元外形示意图如图2.35所示,终端处理器外形示意图如图2.36所示。

图2.35 信号处理单元外形示意图

图2.36 终端处理器外形示意图

④接线方法及布线要求。信号处理单元接线端子示意图和终端处理器接线端子示意图如图2.37所示。

信号处理单元接线端子:

B1、B2:总线输入,无极性。

图2.37 接线端子示意图

红线L1、黑线L2:接线型温度传感器,其中L1接线型温度传感器红色线,L2接线型温度传感器黑色线。

终端处理器接线端子:

L1、L2:接线型温度传感器,无极性。

布线:B1、B2宜采用带护套双绞线,截面积不小于1.0 mm2。为保证防水性能达到要求,电缆应采用外径为6~8 mm的护套电缆,并拧紧电缆接头。

⑤注意事项。

a.探测器安装前建议进行绝缘电阻测试,线型温度传感器线芯间绝缘电阻应大于200 MΩ。

b.安装时严禁硬性折弯和扭转线型温度传感器。线型温度传感器的弯曲半径要大于150 mm,并防止护套破损,运输时应妥善包装,避免积压冲击。

c.信号处理单元必须与同型号的线型温度传感器配套使用。

(4)可燃气体探测器

点型可燃气体探测器外观如图2.38所示,其工程符号如图2.39所示。

图2.38 JT-ZI-TS1102点型可燃气体探测器

图2.39 可燃气体探测器工程符号

对探测区域内某一点周国的特殊气体敏感响应的探测器称为气体火灾探测器,又称可燃气体探测器。其探测的主要气体有天然气、液化气、酒精、一氧化碳等。其实物如图2.40所示。

1)可燃气体探测器的工作原理

催化燃烧式可燃气体探测器探头由一对偿化燃烧式检测元件组成,其中一个元件对可燃气体非常敏感(该元件上涂有多层催化剂),另一个元件不敏感,用于补偿环境温度变化。这一对检测元件与另外一对高精度电阻构成惠斯登电桥。在催化剂的作用下敏感元件上发生催化燃烧(这种燃烧是阴燃,不会引爆外界可燃气体),使其温度升高(可高达500℃),从而改变电阻造成电桥失衡。其缺点是当检测气体中含有硫化氢氯化物时,不宜选用。选用该检测元件易发生中毒。

图2.40 可燃气体探测器检查范围图示

2)可燃气体探测器安装场所、数量和高度

可燃气体探测器宜安装在非敞开式天然气、液化气压缩机房;原油、液化气泵房,液化石油气罐在充装车间。输油站计量间;油泵房;污油、污水泵房;阀组区;管汇间地沟内。油气管道密集、油气泄漏不易发现而且泄漏后容易积聚或经常污染的场所。

可燃气体探头的保护半径一般为6~7.5 m。安装数量需要根据场所面积来定。

可燃气体的相对密度大于0.75时,探头宜安装在低处,距离地面0.2~0.5 m为宜。

可燃气体的相对密度小于或等于0.75时,探头宜安装在高处,距离屋顶0.5~1 m为宜。

(5)复合火灾探测器

复合火灾探测器分为三种,分别为感烟感温复合探测器、感光感温复合探测器和感烟感光复合探测器,其工程符号如图2.41—图2.43所示。

图2.41 感烟感温复合探测器

图2.42 感光感温复合探测器

图2.43 感烟感光复合探测器

1)复合火灾探测器认知

复合火灾探测器是一种可以响应两种或两种以上火灾参数的探测器,是两种或两种以上火灾探测器性能的优化组合。集成在每个探测器内的微处理机芯片,对相互关联的每个探测器的测值进行计算,从而降低误报率。通常有感烟感温型、感温感光型、感烟感光型、红外光束感烟感光型、感烟感温感光型复合探测器。其中以烟温复合探测器使用最为频繁,其工作原理为无论是温度信号还是烟气信号,只要有一种火灾信号达到相应的阈值时探测器即可报警。其接线方式同光电感烟探测器相同,其外形如图2.44所示。

图2.44 JTF-GOM-TS1004点型复合式感烟感温火灾探测器

2)复合火灾探测器的特点

复合探测技术是目前国际上流行的新型多功能高可靠性的火灾探测技术,其特点如下:

a.强电保护电路,防止现场总线错接AC 220×(1+20%)V造成产品损坏。

b.超低功耗设计,低监视及报警电流。

c.自主知识产权通信芯片及总线协议,一体化单片机,内含放大电路,报警上传时间小于1 s。

d.数字调制补偿技术,清洗周期比普通补偿技术延长3~5倍。

e.通过控制器可快速查询探测器的污染程度及报警烟浓度曲线。

f.超薄外形设计,指示灯360°可见,可通过控制器设置为巡检关闭状态。

g.底座采用专利免剥线技术,可满足现场复杂线路快速接线。

3)主要技术指标(表2.5)

表2.5 复合火灾探测器主要技术指标

续表

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