[发明专利]单波长光源和双散射角的电解液火灾烟雾探测装置及方法

说明书

本发明涉及一种单波长光源和双散射角的电解液火灾烟雾探测装置及方法，在探测器中布置一个发射器和两个接收器，发射器能发射一种至多种不同波长的光，两个接收器用于收集两个不同角度的散射光功率，可以实现同时测量一定波长条件下两个不同角度的散射光功率，从而通过计算比值得到不对称比值及其随消光率值的变化率。本发明利用单波长条件的不对称比值及其随消光率值的变化率对电解液火灾烟雾与干扰气溶胶进行区分识别。本发明利用基于不对称比及其随消光率值变化率的气溶胶识别方法分析电解液火灾烟雾与正庚烷明火烟雾、棉绳阴燃烟雾以及非火灾气溶胶的区别，为锂离子电池火灾探测器的设计提供了理论参考和数据支持。

技术领域

本发明涉及消防报警技术领域，具体涉及一种单波长光源和双散射角的电解液火灾烟雾探测装置及方法。

背景技术

锂离子电池作为一种可再生能源应运而生，因其具有高能量密度、轻质量和无污染等优点被广泛应用。然而，锂离子电池在生产、运输和使用过程中容易受温度、气压以及碰撞和挤压等多种因素的影响从而发生火灾和爆炸事故。目前，民用航空飞机货舱中采用的探测器类型主要是光电式感烟探测器，其具有灵敏度高、结构简单、成本低廉等优点，能够实现在火灾发展初期提供预警信息，为人员的疏散和灭火救援提供宝贵时间的目的。在最初的光电感烟探测器中只有一个光源和一个接收器，难以区分电解液火灾烟雾和干扰气溶胶，所以飞机货舱空气中的水蒸气、粉尘等干扰气溶胶很容易引起探测器的误报。为了满足所要求的检测性能，探测器需要对电解液火灾烟雾保持很高的灵敏度，然而高灵敏度往往意味着高误报率。因此，提高灵敏度同时降低误报率是设计者开发火灾烟雾探测器的主要目标。国内外的研究学者针对火灾的有效识别提出了一些改进方法和思路，使用包括不同波长、散射角度和偏振状态在内的多种光散射措施的探测器和报警器，或者利用烟雾浓度、温度、CO浓度等多参数开展协同探测，这可以在很大程度上区分火灾烟雾和干扰气溶胶。但目前市场上还未有一款专用于锂离子电池火灾场景的探测器，因此利用光散射原理的火灾烟雾探测方法能否对锂离子电池火灾进行有效识别，需要进一步探究。

本发明采用单波长光源和双散射角技术，选取能发射405nm～525nm波长的蓝光至绿光的LED光源，根据不同气溶胶对该波长所产生的散射光强空间分布特征，比较前向与后向散射角度收集到的光功率的比值及其随消光率值的变化趋势，即不对称比及其变化率，实现对电解液火灾烟雾的探测以及对干扰气溶胶的识别。

发明内容

本发明目的在于提供一种单波长光源和双散射角的电解液火灾烟雾探测装置及方法，提高目前光电感烟探测器的探测和抗干扰性能。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：