[发明专利]简单的火警探测器

说明书

本发明涉及用于火警探测的早期报警装置，尤其是涉及一种没有可动部件且测量起火时二氧化碳浓度和浓度变化率的、用作火灾早期且快速探测的袖珍装置。

由本发明人作出的、名称为“快速火警探测器”的第一相关专利申请与本申请同时递交，正如下面将更详细讨论的，第一相关专利申请的发明使用双波长技术，而本发明使用单波长技术。

由本发明人作出的、名称为“气体取样腔”的第二相关专利申请也与本申请同时递交，虽然本发明使用了第二相关专利申请的取样腔，但本发明的专利性依靠独立的基础。

目前，商品化的火警探测器基本上分为三大类，即火焰感测、热和烟气探测器，该分类相应于火灾的能量和事物特性的三要素：火焰、热量和烟气。

火焰探测器的设计根据扩散的火焰燃烧过程所产生的光辐射能-照度和火焰调制频率，常用的两种类型的火焰探测器是：在波长低于4000的非可见光上操作的紫外探测器和波长大于7000时操作的红外探测器。为了防止在大多数危险区域内可能出现的紫外和红外光辐射源发出的误信号，探测器设计成仅响应在火焰的闪烁频率范围（5-30Hz）内的频率调制的射线。

火焰探测器一般工作良好，很少产生误报警。然而，它们是相当复杂且昂贵的火警探测器，不适合低费用和大批使用，因此它们最适合用于特别高价值和单独保护的场合，如飞机的飞行模似装置、飞机库、原子反应堆控制室等。

热探测器设计成随火灾放出的热能-热量而操作。该热量通过层流和湍流的对流方式向整个空间扩散，这种流动由火焰表面上的上升的热空气和气体的火舌热气柱的作用而产生和调节，有两种基本类型的热探测器：定温型和升速探测器型，定温型还分成点型和线型。点型探测器包含具有设置在探测器的单元或点位置上的热响应元件的相应小的固定单元，而在线型探测器中，热反应元件沿着由热敏导线或导管组成的线设置，线型探测器能够比点型探测器覆盖危险区域更大的部分。

定温热火警探测器具有高的可靠性、稳定性和可维修性，但灵敏度较低，在现代建筑物中，具有许多的气流通风装置和空调系统，要放置定温探测器是一个工程难题，因此，这种类型的热火警探测器不能广泛用于很特殊的应用场合之外的地方。

升速探测器型的热火警探测器通常安装在可能起火相当快的地方，当火舌使一腔室内的空气温度以高于某一操作极限值的速度（一般为每分钟15F）上升时，探测器开始工作。然而，如果很慢地起火，温升的速度没有超过探测器的操作极限值，则探测器对火不会有反应。

最新的热火警探测器称作速度补偿探测器，它对温升速度和设计的探测器额定温度的定温水平都敏感。即使具有这两种手段，对于热火警探测器的有效操作的最大问题是探测器相对于危险区域和占用的地方的适当放置，因此，这种火警探测器在日常家庭中很少看见。

目前日常生活中用得最多的火警探测器是烟气探测器，烟气探测器对燃烧产生的可见和不可见产物都会响应，燃烧产生的可见物主要是没有烧烬的碳和富碳颗粒，燃烧产生的不可见物是小于约5微米的固体颗粒、各种气体和离子。所有的烟气探测器可以分成两种基本类型响应燃烧产生的可见物的光电型和响应燃烧产生的可见和不可见物的离子型。

光电型还可分成1）投射光束和2）反射光束。投射光线型的烟气探测器一般由一系列从船上的船舱或其他需保护的空间伸至光电探测器的取样管道，空气试样通过电动排气泵吸入管道系统，光电探测器通常封在金属管内，金属管一端安装光源，另一端安装光电传感器，这种探测器由于光束的长度，因而相当有效。当可见烟气被吸入管内时，光电传感器收到的光束的光密度将减小，这是因为光束受到烟气颗粒的阻挡，光密度的减小造成与光电管相连电路的不平衡，从而发出报警。投射光束或烟气阻挡探测器是烟气探测器中最常用的一种。除了船上使用以外，这些探测器常用来保护贵重部分或其他贮藏区域，并对压力通风区域和通风道进行烟气探测。

反射光束烟气探测器具有光束长度很短的优点，使其能够与点型烟气探测器相结合。前面讨论的投射光束烟气探测器当光束长度增加时更敏感，它经常需要5或10英尺长的光束。然而，反射光束型的光电烟气探测器设计成仅用2或3英寸的光束就可操作。反射光束可见光烟气探测器包括光源、与光源成直角安装的光电传感器和与光源相对安装的光栅。