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火灾探测报警技术的发展趋势
火灾探测技术是火灾预防技术的重要内容,它前后经历了约一个多世纪的发展过程。1890年英国就出现了利用金属材料热反应性能,研制出感温元件的通报火灾的装置。本世纪初奥地利物理学家施卫德勒(Schwidler)研究发现了电离子具有吸附气溶胶粒子现象,并被用于电子仪器仪表工业。二战期间,瑞士西伯乐斯(Cerberus)公司研制出世界上第一只离子感烟火灾探测器,距今也有60多年了。二战结束后,随着电子、微电子技术的不断进步,火灾探测报警技术得到迅速发展。我国的火灾电子自动探测报警技术,起步于“文革”期间。近二三十年来,我国火灾报警产业化的发展非常迅速,现在一般性通用型的各类探测报警设备都能生产。 面对高新技术的发展机遇和国际国内市场的竞争挑战,火灾探测器报警技术正朝着以下四个主要方向发展: (1)早期、超早期火灾探测报警 这项技术发展趋势针对近年来日益增多的高风险、高灾害损失保护对象而提出的。一些特殊场所,如计算机中心、电力调度指挥中心、核电站、航空港和宇航中心等,一旦发生火灾,不仅会给目标本身造成巨大经济损失,更严重的是可能波及其整个系统停止运行,由此带来更大的经济损失和社会政治影响。关于超早期火灾探测报警技术的研究与产品开发,早在80年代,美、日、英、德和瑞士、澳大利亚等就开始了。目前已开发成功激光式高灵敏度感烟火灾探测报警系统。该系统采用激光散射原理监视被保护空间的空气成分的变化,并根据测定的单位体积空间内粒子的增多量来判断是否有异常情况或火灾。这些粒子可能是烟粒子,也可能是未形成火灾前或火灾早期阶段生成物的粒子。为了争取火灾前和火灾初期的宝贵时期实现报警,以利采取紧急防灾减灾措施。现已开发成功早期探测报警装置,但它目前的局限性一是探测限于烟粒子,二是使用限于洁净空间。另一方面,设计规范、标准和检测工作尚未跟上,工程环境适应性的应用研究工作还做得不够,制造成本相对较高,因此在一定程度上影响了该技术的推广。 (2)从以搜集时间信息为主作为报警依据转为以物性信息与时间信息相结合作为报警依据 目前不论哪一类火灾报警器(严格地讲是传感器),不论是开关量的,还是模拟量的,搜集的燃烧生成物的传感信号,包括烟粒子、高温、气体浓度,以及由他们转换成的光电信号,都是来源于混合型的物性信号,再加上这些信号信息随时间变化的时间信号信息,这种“不纯”的信息(光电信号)是真正的火灾信息受了各种干扰信息混杂后的结果,因此目前不论哪一种火灾探测器所接受的信息都不可避免包含着不可靠性的信息成分,所以总会存在一定的误报率。目前国内一些科研开发机构,火灾实验室的专家们正在致力火灾物量信息的基础研究工作。例如选择不同激光对各类典型物质燃烧生成物进行光谱分析,捕获识别真假火灾的细微特征参数;也有的开展燃烧生成物形成过程中的电磁波、亚声波、嗅觉味觉仿生信号等研究,对早期火灾的原始物性信息特征进行探索,企望能在这方面获得应用上的突破,然后在此基础上进行多信息多参数的复合判断,从而达到提高火灾探测报警技术的高准确性和高可靠性的目的。 (3)采用智能技术处理传感器提供的火灾信息 鉴于上述提取火灾物性信息的研究工作目前尚未突破,针对目前传感器所提供的是混合型时间信息,因此更需要做好对信息的处理,以弥补信息源头的缺陷,求得尽可能提高报警的可靠性和后续工程系统联动控制的准确性。近年来在火灾报警行业里很多企业应用数理计算和计算机技术,开展了火灾探测算法的研究,有的应用模糊逻辑算法、神经网络模式算法,以及采用多传感硬件复合配套,以获取更多的火灾信息作为火灾判断的依据。在产品设计思想上将火灾探测器的火灾信息收集传感的功能与火灾的判别判定功能相分离。前者主要依靠技术精度高的硬件来实现,而后者主要依靠智能化的软件来实施,达到滤除信号干扰,识别火情真伪,提高报警的可靠性。 (4)火灾探测报警的网络化 信息网络化技术是一项重要的共性科学技术,它的大发展将是21世纪的科技发展的特征之一。如何把计算机数据通讯技术及时地应用到火灾探测报警系统,以便利用并通过网络协议,充分享用社会信息资源,及时交换系统内部和外部之间的数据信息,从而构成一个动态发展的城市化、社区化的具有多层次功能的火灾探测报警、救援、管理、服务网络信息系统,将是新世纪城市、社区安全保障体系的组成部分,我们对此应有足够的思想准备。
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