智能煙霧探測器助力智能防火,可有效降低火災影響

2020-12-04 儀器儀表交易網

從去年開始的澳洲火災燒了四五個月,造成了極其嚴重的後果。我國也發生了好幾起的火災,如何才能有效防範火災呢?智能煙感探測器是運用移動物聯網、大數據、雲計算、無線通訊等先進技術,通過將消防物聯網設備統一聯網,實現對火災、煙霧、消防水、可燃氣體和用電安全24小時的不間斷監測預警。智能煙感探測器的有效利用,能夠有效的降低火災傷亡的影響,對於預防家庭火災,減少火災損失具有現實意義,已成為預防火災的重要手段,該行業發展前景較好。

隨著智能化設備的應用,我國火災傷亡人數持續降低,2019年全年共接報火災23.3萬起,亡1335人,傷837人,同比去年分別下降了4%、8.7%、0.8%。從火災發生地來看,目前商業場所、賓館飯店發生概率較高,在總數量的2.6%、2.5%。而從建築類別來看,由於近幾年我國高層建築面積不斷擴大,而過高的樓層給火災防控增加難度,因此智能煙感探測器的發展潛力較大。根據新思界產業研究中心發布的《2020-2024年中國智能煙感探測器行業市場供需現狀及發展趨勢預測報告》顯示,在國內,由於相關知識普及不到位,我國老舊住宅、宿舍、商鋪等地普及率相對較低,與歐美等發達國家家庭智能煙感探測器9成左右的安裝率相差巨大。但隨著我國城鎮化快速推進,以及居民消費意識提升,使得智能煙感探測器市場普及率持續提高,2020年消防行業報警器設備市場規模將會達到480億元,消防報警設備市場佔整個消防行業的15%,行業維持在10%以上的增長率。在國際市場中,BOSCH、Honeywell、TYCO等是智能煙感探測器產品的主要品牌。我國消防產業技術不斷加強,技術不斷優化,國內市場基本實現了國產替代,且能夠銷往歐美等發達國家。但在部分高端產品方面,產能較低、技術不足,仍舊依賴進口,尤其是在機場、地鐵、大型體育場館等消防重地仍需購買進口產品。隨著國內消防產業快速發展帶動下,國內智能煙感探測器企業技術不斷優化,未來將在高端市場有所作為。新思界行業分析人士表示,在網際網路的普及下,我國眾多領域進入智能化,火災防範也逐漸趨於智能,智能煙感探測器行業發展前景較好。我國居民火災防範意識較低,因此智能煙感探測器產品市場普及率較低,行業發展潛力巨大。在產品方面,我國智能煙感探測器產品基本能夠達到國際水平,但在高端領域仍需要依賴進口,未來國產替代仍有一定空間。煙霧探測器的發展歷史煙霧探測器自誕生至今,已經走過了一百多年的歷史。第一臺用電的自動火災探測器,是由愛迪生的合伙人、美國物理學家兼數學家Francis Robbins Upton於1890年獲得專利。不幸的是,他的這一成就常常為人們所忽略了。這是由於當時一字之差的一個烏龍事件造成的——他的專利被錯誤的標記為「可攜式電動輪胎報警」( Portable Electric Tire-Alarm),正確的應該是「Portable Electric Fire-Alarm」可攜式電動火災報警器。隨後的1902年,英國工程師George Andrew Darby(喬治·安德魯·達比)在英國伯明罕申請了第一臺歐洲電熱探測器的專利。他的發明被稱為「黃油哨兵」,並被視為是現代煙霧探測器的前身。他的發明構造很簡單:兩片電板,中間夾著一塊黃油,當煙霧騰升而起時,它們就會融化黃油,令兩片電板互相接觸形成通路,從而引發警報。與其說它在探測煙霧,不如說它在探測溫度。這是一個很巧妙的設計,不幸的是也有非常多的弊端:首先,它很容易誤報,烈日炎炎的夏天,警報可能就會響個不停;而且,黃油的安裝很不方便,還會滴得到處都是。後來有很多發明家前僕後繼,都沒能找出更好的解決方法。於是,這個難題一拖就是三十年。直到20世紀40年代末,瑞士物理學家耶格(Walter Jaeger)誤打誤撞地發明了真正的煙霧探測器。這個計劃一開始是為礦場設計一種能夠探測瓦斯毒氣的報警器。他們根據電離後的離子受煙霧粒子影響會使電離電流減小的原理,設計了一個「電離室」,利用放射性物質將這個小室的空氣電離出各種懸浮的離子。這些離子可以連通兩側的電路,令電流保持在一個穩定的水平上。他預計進入傳感器的氣體會與電離的空氣分子結合,從而改變儀器電路中的電流。不料,小濃度的氣體對傳感器的電導率沒有影響。他的設備不符合其設計目的。耶格沮喪地點燃了一支香菸,卻意外地發現儀器上的儀表已經記錄了電流下降。他的香菸中的煙霧顆粒顯然已經完成了瓦斯毒氣無法做到的事情。同時期的1939年,瑞士物理學家恩斯特·梅裡(Ernst Meili)設計了一種能夠探測礦井中可燃氣體的電離室裝置。耶格(Walter Jaeger)和恩斯特·梅裡(Ernst Meili)的實驗,為現代煙霧探測器的誕生鋪平道路,並在此基礎上建立了完整的火災自動報警系統。國際消防界普遍以此作為火災自動報警系統的新起點。隨後經過大約十年的研究、製造和改良,煙霧探測器在1951年投入市場,首次在美國銷售。但是由於價格昂貴、體積較大、安裝時需要鋪設相應的線路,所以只在大型工廠和商業中心使用。1965年,第一臺家用的低成本煙霧探測器由美國企業家皮爾薩奧(Duane D. Pearsall)開發出來。這是一種可以輕鬆安裝、可更換的電池供電單元。並於1975年開始批量生產這些家用煙霧探測器裝置。1972年Donald Steele和Robert Emmark發明光電(光學)煙霧探測器由電子信號實驗室的,並於1972年獲得專利。光電煙霧探測器技術簡介由於離子感煙技術使用的是放射性物質,引起環境汙染,儘管使用過程是安全的,但是在生產、儲存和報廢處理方面卻是十分困難的。隨著光電煙霧探測技術的發明,光電煙霧探測技術逐漸取代離子煙霧探測技術的趨勢越來越明顯。因為光電煙霧探測器具有無放射性汙染、受風流和環境溼度變化影響小、成本低、高可靠性等優點。光電煙霧探測器是基於煙霧粒子對光線產生散射、吸收(或遮擋)原理的煙霧探測器。減光式(或遮光式)光電煙霧探測器應用較少。現在國內外生產和應用的大多數為散射光式光電煙霧探測器,它是基於光散射的原理:光電煙霧探測技術絕大多數採用散射光原理工作,基本原理為:在敏感空間無煙霧粒子存在時,探測器外殼之外的環境光線被迷宮阻擋,基本上不能進入敏感空間,紅外光敏二極體只能接收到紅外光束經多次反射在敏感空間形成的背景光,因此不產生光電流,電路處在正常監視工作狀態。當煙霧顆粒進入由迷宮所包圍的敏感空間時,煙霧顆粒吸收入射光並以同樣的波長向周圍發射光線,部分散射光線被紅外光敏二極體接收後,使受光元件阻抗發生變化,形成光電流,從而實現了將煙霧信號轉變為電信號的功能。當光電流大到一定程度時,探測器即發出報警信號。

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    倉庫內存放菸草原輔材料、在制品、成品等菸草物品,並且經濟價值高,為易燃品;碼放型式為梯型,若底層或中間層貨架內物品燃燒後產生煙霧,煙霧會被上層貨架或貨物遮擋,導致傳統點型感煙、感溫、火焰火災探測器、線性光束感煙火災探測器無法在第一時間報警。此工程結構形式為鋼結構,金屬彩板屋頂,在夏季容易出現熱障效應,煙霧難以上升至高大空間的頂棚,影響火災的探測。
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