一种吸气式感烟火灾探测装置及方法与流程

1.本发明涉及烟感探测技术领域，具体是一种吸气式感烟火灾探测装置及方法。


背景技术：

2.火灾是指在时间或空间上失去控制的燃烧所造成的灾害。在各种灾害中，火灾是最经常、最普遍地威胁公众安全和社会发展的主要灾害之一。
3.为了尽可能预防火灾并在火灾发生时及时发出通知，可以极大降低火灾带来的危害，因此需要进行相应的火灾探测。传统的火灾探测装置有离子感烟装置、红外光电感烟装置、紫外或红外火焰探测装置。
4.目前的火灾探测装置仍有一定的缺陷，它们共同的缺点是灵敏度低，点型红外光电感烟的灵敏度一般采用遮光率为2％obs/m
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25％obs/m，一般是火灾现场烟雾较大时，甚至将发生爆燃之前才能发出报警，要火灾发生一段时间，产生大量烟雾和火焰才能探测到，影响人员疏散和财产保护。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种吸气式感烟火灾探测装置及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
7.一种吸气式感烟火灾探测装置，包括：
8.壳体件，内部设有探测腔；
9.设置在所述壳体件内的循环检测件，所述循环检测件一端延伸至壳体件外部，用于将壳体件外部防火空间中的空气吸入探测腔内，并对吸入的空气进行循环检测。
10.作为本发明的进一步技术方案，所述壳体件包括：
11.腔体；
12.腔盖，所述腔盖设置在腔体的一侧并与其相配合。
13.作为本发明的更进一步技术方案，所述循环检测件包括：
14.进出气管座，一端设置在所述腔体内，另一端设置在腔体外，所述进出气管座上安装有进气腔道和出气腔道；用于将腔体外部的空气通过进气腔道送入腔体内，并将腔体内的空气通过出气腔道送入腔体外部；
15.固定安装在所述腔体内的颗粒物传感器，所述颗粒物传感器的进气口与出气口通过腔盖密封分隔，所述颗粒物传感器的出气口与进气腔道相连，用于对探测腔内的空气进行检测，并将检测后的空气送入进气腔道；
16.固定安装在所述腔体内的吸气泵，所述吸气泵的进气端与进气腔道相连，当吸气泵通过进气腔道将腔体外的空气吸入腔体后，吸入腔体的空气一部分从出气腔道排出腔体，另一部分进入颗粒物传感器。
17.作为本发明的再进一步技术方案，所述循环检测件还包括：
18.过滤网，固定安装在所述腔体内，所述过滤网设置在颗粒物传感器的进气口，用于对进入颗粒物传感器的空气进行过滤。
19.作为本发明的再进一步技术方案，所述颗粒物传感器进入的空气为抽气机抽入空气的10％。
20.作为本发明的再进一步技术方案，所述颗粒物传感器采用光电散射探测原理制成。
21.作为本发明的再进一步技术方案，所述壳体件还包括：
22.过滤网盖，固定安装在所述腔盖上，所述过滤网盖与过滤网相配合。
23.一种吸气式感烟火灾探测方法，所述方法应用于吸气式感烟火灾探测装置，所述吸气式感烟火灾探测装置包括：腔体、腔盖、进出气管座、吸气泵、过滤网和颗粒物传感器，所述方法包括以下步骤：
24.所述吸气泵通过进出气管座上的进气腔道将腔体外的空气抽入腔体内；
25.所述进出气管座上的出气腔道将进入腔体内的一部分空气排出腔体；
26.所述过滤网对进入颗粒物传感器的一部分空气进行过滤；
27.所述颗粒物传感器对进入的空气进行检测，生成火灾探测信息，并将检测后的空气送入进出气管座上的进气腔道。
28.与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过颗粒物传感器进行循环检测，检测极为灵敏，比传统火灾探测灵敏1000倍以上，能探测极早期的火灾；同时探测性价比高，安装调试方便，可最大可能的保护人民生命财产安全。
附图说明
29.图1为吸气式感烟火灾探测装置的结构示意图；
30.图2为吸气式感烟火灾探测装置腔盖打开时的结构示意图；
31.图3为吸气式感烟火灾探测装置的爆炸图。
32.图中：1
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壳体件、11
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腔体、12
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腔盖、13
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过滤网盖、2
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循环检测件、21
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进出气管座、22
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吸气泵、23
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过滤网、24
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颗粒物传感器、25
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进气腔道、26
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出气腔道。
具体实施方式
33.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
34.本发明实施例是这样实现的，如图1所示的吸气式感烟火灾探测装置，包括：
35.壳体件1，内部设有探测腔；
36.设置在所述壳体件1内的循环检测件2，所述循环检测件2一端延伸至壳体件1外部，用于将壳体件1外部防火空间中的空气吸入探测腔内，并对吸入的空气进行循环检测。
37.本实施例在实际应用时，将壳体件1安装在需要探测火灾的空间中：如机房、图书馆、冷库、配电箱等地方，检测时，循环检测件2将壳体外的空气吸入壳体件1内的探测腔内，然后对探测腔内的空气进行循环检测，从而提高了检测的灵敏性和准确性，进而降低火灾危害。
38.如图2、3所示，作为本发明一个优选的实施例，所述壳体件1包括：
39.腔体11；
40.腔盖12，所述腔盖12设置在腔体11的一侧并与其相配合。
41.在本实施例的一种情况中，腔体11与腔盖12配合形成中间的探测腔，为方便拆装，腔盖12与腔体11可以为卡接或螺栓连接，优选的，探测腔被腔体11与腔盖12分隔成三部分，分别为探测上腔、探测中腔和探测下腔，便于循环检测件2的设置。
42.如图2、3所示，作为本发明另一个优选的实施例，所述循环检测件2包括：
43.进出气管座21，一端设置在所述腔体11内，另一端设置在腔体11外，所述进出气管座21上安装有进气腔道25和出气腔道26；用于将腔体11外部的空气通过进气腔道25送入腔体11内，并将腔体11内的空气通过出气腔道26送入腔体11外部；
44.固定安装在所述腔体11内的颗粒物传感器24，所述颗粒物传感器24的进气口与出气口通过腔盖12密封分隔，所述颗粒物传感器24的出气口与进气腔道25相连，用于对探测腔内的空气进行检测，并将检测后的空气送入进气腔道25；
45.固定安装在所述腔体11内的吸气泵22，所述吸气泵22的进气端与进气腔道25相连，当吸气泵22通过进气腔道25将腔体11外的空气吸入腔体11后，吸入腔体11的空气一部分从出气腔道26排出腔体11，另一部分进入颗粒物传感器24。
46.在本实施例的一种情况中，即在检测时，吸气泵22通过进气腔道25将腔体11外的空气吸入探测上腔，其中约90％的气体会直接通过出气腔道26排出，另外10％通过颗粒物传感器24的进气口进入并进行检测，优选的，颗粒物传感器24采用光电散射探测原理制成，光通过除了真空以外的任何介质时都有一部分的能量偏离预定传播方向，向空间其它任意方向弥散的现象称为光的散射。散射是这样一个过程，即在电磁波传播路径中的一个粒子连续地从入射波中吸取能量而且把吸收的能量再发射到以该粒子为中心的全部立体角中，粗略地说引起光散射的原因是由于传播介质中的光学不均匀性或折射率不均匀性所导致的也相当于说是由于介质感应电极化特性的时空起伏或周期性变化所引起的。假设某种介质的光学性质折射率等是绝对均匀的或者说它的感应电极化特性按时空分布是绝对均匀的则一定方向的光束通过这种介质实际上是不存在的时光按几何光学传播的方向传播在其他方向没有光传播当介质是不均匀的例如含有折射率和介质不一样的小的悬浮颗粒、液滴、灰尘等等时入射光波就会发生散射。当入射光与微粒作用后，后者成为发射次波的波源向四周发射的次波引起相干迭加，于是光强的分布发生了变化，除了原来的方向有光传播外其它方向也有光传播这便是散射光。根据电磁波理论和物质的电子理论粒子散射的物理基础是电磁波和构成物质的电荷的相互作用。下面以中等粒子为例来说明散射的过程一个由许多紧靠在一起的复杂分子组成的中等粒子可以看作是一个多极子阵。粒子受到入射波的激发形成了振动的多极子。这些多极子向外辐射次生的电磁波称为“部分波”。部分波在远场区叠加就构成了散射波理论上这些部分波是由缓慢收敛级数的连续振幅项代表的其各项平方之和就是在特定角度上观测到的散射光强度。因为粒子的大小与入射波的波长相当则在整个粒子范围内入射波的位相是不一样的结果这些部分波在空间和时间上具有不同的位相差从而产生千涉。干涉的结果使得各个方向的光强分布发生变化这就形成了光的散射。散射光的分布依赖于入射波的波长、粒子的大小、折射率。在许多情况下要涉及到给定空间体积中全部粒子的散射。当粒子间距数倍于其半径时可认为每个粒子都是独立于所有其他粒子来散射的，也就是“独立散射”。在一般情况下烟雾粒子很容易满足上述的间距
要求。因此烟雾粒子散射主要是独立散射。当粒子是随机排列并做随机运动时，在互相分开的散射波之间不存在相干的位相关系因此看不见这些波之间的相互干涉。而且它们的强度是可相加的这是“非相干散射”。如果粒子是完全相同的。复合的或合成的强度分布式是与单个粒子一样的。烟雾粒子是满足随机性要求的。在上述的讨论中，我们假定粒子只是暴露在入射光线或直接光线下也就是“一次散射”如果考虑“二次或多次散射”则合成的分布形式尽管还保留着原来的主要特点。但作为角度函数的强度却显示出一些变化例如在非常浑浊的介质中，直射光已失去其全部意义从所有方向到达观测者的散射光趋于非常均一。从上面散射产生的原因可以看出不同尺度范围的粒子。其散射光强的分布是不同的。因此，根据烟雾粒子的尺度分布，可以将烟雾粒子散射分为小粒子散射中等粒子散射和大粒子散射。中小粒径粒子的散射用mie散射原理及瑞利散射原理来解释。当散射粒子的尺寸比入射波的波长小时可以认为作用在粒子上的光波的电场是均匀的交变场散射粒子在电场作用下极化。原子中的电子在光波的交变电场的驱动下成为偶极振子它向四周辐射出与入射光波相同频率的次波。这种散射光强反比于波长的四次方服从这种规律的散射称为瑞利散射。对于中等粒径粒子用瑞利理论来解释散射现象就不适合了。这时可以由散射理论解释这种复杂的散射现象。散射理论是将粒子理想近似为球形然后从电磁理论导出粒子对单色平面波产生扰动的严格表达式。对于给定折射率的单一色散的粒子系假设散射光与入射光波长相同粒子间的距离至少在粒子直径的三倍以上有单个粒子散射的强度具有可加性由于不考虑多次散射总散射率与粒子数目成正比。微弱的采样气流经过光学探测点时每单位时间的空气中的微颗粒物数量。颗粒物含量包括正常空气的含尘量和因火灾隐患形成的因高温分解未燃烧的可燃微粒以气溶胶方式存在两种颗粒交混于一体进入探测腔体11。高灵敏度探测器的光源采用半导体激光器经光学聚焦后形成一微小直径小于的光点。此光点亮度较高。当被测气流量经过时每个粒子都将形成一束短暂的光学散射经光电接收器后形成一个非常微弱的脉冲。粒子的大小、数量和运行速度直接决定了脉冲大小和单位时间的脉冲数。由于火灾所产生的颗粒物大小一般在0.1μm
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1μm之间，所以通过判断颗粒物输出的该范围内的颗粒物的变化规律，就可以判断火灾的发生，因此检测极为灵敏，比传统火灾探测灵敏1000倍以上，达到0.001％obs/m
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25％obs/m能探测极早期的火灾。同时探测性价比高，安装调试方便，可最大可能的保护人民生命财产安全。
47.如图2、3所示，作为本发明一个优选的实施例，所述循环检测件2还包括：
48.过滤网23，固定安装在所述腔体11内，所述过滤网23设置在颗粒物传感器24的进气口，用于对进入颗粒物传感器24的空气进行过滤；
49.所述壳体件1还包括：
50.过滤网盖13，固定安装在所述腔盖12上，所述过滤网盖13与过滤网23相配合。
51.在本实施例的一种情况中，通过设置过滤网23对检测的空气进行过滤，提高检测准确性，过滤网盖13的设置方便对过滤网23进行维护和更换。
52.本实施例提供了一种吸气式感烟火灾探测方法，所述方法应用于吸气式感烟火灾探测装置，所述吸气式感烟火灾探测装置包括：腔体11、腔盖12、进出气管座21、吸气泵22、过滤网23和颗粒物传感器24，所述方法包括以下步骤：
53.所述吸气泵22通过进出气管座21上的进气腔道25将腔体11外的空气抽入腔体11内；
54.所述进出气管座21上的出气腔道26将进入腔体11内的一部分空气排出腔体11；
55.所述过滤网23对进入颗粒物传感器24的一部分空气进行过滤；
56.所述颗粒物传感器24对进入的空气进行检测，生成火灾探测信息，并将检测后的空气送入进出气管座21上的进气腔道25。
57.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
58.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。