[发明专利]一种在线式火灾烟气探测装置

说明书

技术领域

本发明属于消防设备技术领域，具体涉及一种用于火灾监控的在线式烟气探测装置。

背景技术

火灾烟气探测装置主要应用在建筑物的一些关键部位，如电梯前室、楼梯、走道、进出口通道等疏散逃生区域。因为火灾中的被困人员容易在此聚集，或等候救援，或寻找逃生机会。

目前，人们通过大量火灾案例了解到烟气是火场的第一杀手，火灾中多数伤亡者并非直接烧死，而是受火灾烟气致死。火灾烟气极大地妨碍了人们在火灾中的逃生和疏散，已经成为最主要的致死原因。人们在与火灾的长期斗争中，总结出火灾烟气具有三大特性：毒害性、减光性和恐怖性。其中毒害性主要表现为：缺氧、有毒气体、高温及尘埃四个方面。火场上大多数可燃物质含有碳，当供给的空气充足时，碳燃烧并生成二氧化碳，但当空气不足时，便形成危险的一氧化碳。近年来，随着高分子合成材料在建筑、装修及家具等行业中的广泛应用，火灾中烟雾的毒性日趋严重，所形成的主要有害气体包括：一氧化碳、二氧化碳、氰化氢、硫化氢、氯化氢等。一旦毒气浓度含量超过了人们生理正常所允许的最低浓度，就会引起中毒死亡。在烟气扩散中，一些毒性气体往往比烟雾和温度更快地蔓延。例如，烟气中高浓度的CO和C0₂能够在建筑物中狭长通道内沿着水平方向快速传播，反而在较远处，CO和C0₂浓度值高出火源处一倍多，这是火灾中很多遇难者死于远离火源位置的原因。研究表明，CO和HCN是中毒最快、毒性最强的气体，在大量的火灾死难者血液中，发现了CO和HCN。下表列出火灾烟气主要有害成分及疏散条件许可浓度。

火灾烟气主要有害成分及疏散条件许可浓度

实时采集火灾现场中热、烟、毒方面的信息，对于掌握火灾蔓延趋势、正确指挥疏散逃生、有的放矢地开展抢险救援活动具有重要的意义。近年来，研究火灾烟气信息的实时监测技术成为一大热点。

在现有技术中，烟雾探测器是最为常见的火灾探测器。但其信号单一，仅能反映烟雾浓度大小，缺乏烟气中的其它重要成分，信号量程设置以早期报警为目的，不能满足持续监测所需宽泛量程的要求。因此，单靠烟雾探测器不能全面掌握烟气的危害程度。同时火灾蔓延后，与其相连的分布式火灾报警通讯管线易被烧毁，引起系统瘫痪，如果在疏散救援阶段继续依赖火灾报警系统的信息，其可靠性难以保证。

在现有技术中，烟气分析仪器，包括烟气参数测试仪、烟气组份分析仪、便携式烟气分析仪等在燃烧系统分析、大气环保监测等工业、民用及科学研究领域被广泛使用。这类仪器以专业仪器为主，测试参数齐全、精度高、普遍采用红外线式、光谱光学式等先进分析手段，价格普遍较高，一台仪器售价在几万至几十万之间。另一类便携式分析仪器虽然价格有所下降，但大多采用电化学型、催化燃烧型传感器，这类传感器容易老化、寿命较短、需要定期标定和维护保养。此外，在公共安全领域应用的一些气体报警设备，多以半导体器件和低浓度报警为主，量程窄，线性度差。如普通的一氧化碳探测器、报警值仅为150ppm，无法满足火灾烟气探测的要求。

研制火灾烟气探测装置必须满足以下几个条件。一是烟气成分问题，所采集的烟气成分应能较准确反映烟气的危害程度；二是探测量程问题，所选定的传感器量程应能覆盖火灾条件下的危险浓度值的范围；三是产品寿命问题，必须克服一些气体传感器性能优良但寿命较短的问题；四是可靠性问题，面对火灾引起的坍塌要有较强的生存能力。五是外观结构问题，应能方便现场安装，同时与公共建筑的装饰保持协调。六是价格问题，只有达到民用领域能够接受的程度，才能有良好的应用前景。到目前为止，市场上还未见到满足上述要求的产品，研究开发一种实用、新型的火灾烟气探测装置非常必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、采集参数多、探测效果好、使用寿命长、价格经济合理的在线式火灾烟气探测装置。主要用于建筑物发生火灾情况下烟气浓度监测、蔓延趋势监测，为疏散和抢险救援活动提供持续有效的火场信息。

本发明所提供的在线式火灾烟气探测装置，主要由烟温复合探测器1、CO探测器2、第一气体探测器3、第二气体探测器4、微机单元5、第一有线通讯模块6、第二有线通讯模块7、无线通讯模块8、电源管理单元9、信号处理盒10、备用电池组11和安装底座12组成。