一种分布式空气采样烟雾探测系统

摘要

一种分布式空气采样烟雾探测系统。其包括至少一台系统风机、主管道和若干采样组；系统风机连接在主管道的一端；每个采样组由单路带有采样孔的采样管、风管接头和激光探测器组成；激光探测器包括过滤器组件、激光检测室、激光器组件和控制装置。本发明的系统是将已有技术的吸气泵从主机中分离出来，形成吸气部分和分析采样部分独立工作的分布式结构，即现场分布设置激光探测器和系统总体设置系统风机方式。这样，可以根据被保护区域的大小，不同的空间结构，在现场任意设置激光探测器，不仅能够提高火灾报警的响应速度，而且与已有技术相比，本系统无需设置一个个完整空气采样烟雾探测系统，因此能降低设备投资费用。本系统设计更灵活多样。

说明书

技术领域

本发明涉及一种空气采样烟雾探测系统，特别是涉及一种分布式空气采样烟雾探测系统。

背景技术

目前，对于火灾探测灵敏度要求较高的大空间防火区域，主要采用空气采样烟雾探测系统(也称为空气采样式极早期火灾报警系统或吸气式感烟火灾探测系统)进行探测。图1为一种已有技术的空气采样烟雾探测系统结构示意图。图2为图1示出的空气采样烟雾探测系统构成框图。如图1、图2所示，这种已有技术的空气采样烟雾探测系统包括多路带有采样孔的采样管1以及通过多个风管接头2与这些采样管1相连接的主机18，其中主机18包括风扇箱3、吸气泵4、过滤器组件5、激光检测室6、激光器组件7、多个分管电动装置8和控制装置9；吸气泵4安装在风扇箱3内，其同时与多路采样管1相连，并且其排气口通过管路与过滤器组件5相接；过滤器组件5安装在激光检测室6的进气口处；激光器组件7安装在激光检测室6的内部，由激光发射器和接收器组成；多个分管电动装置8分别安装在多个风管接头2的内部，用于开闭对应的采样管1；而控制装置9则设置在风扇箱3上，并且与分管电动装置8、激光器组件7和吸气泵4电连接。这种空气采样烟雾探测系统的工作过程如下：在控制装置9的控制下，吸气泵4通过由PVC或钢材制成的多路采样管1同时从被保护区域的不同位置抽取空气，并作为样品经过滤器组件5滤除掉灰尘颗粒后送入激光检测室6。在激光检测室6内利用激光器组件7中激光发射器发出的激光光束照射空气样品，如果空气样品含有烟雾粒子，光束照射到这些烟雾粒子上时就会产生散射，这部分散射光将被接收器接收，该接收器将接收到的光信号转换成电信号后再传送给控制装置9，最后控制装置9中的微处理器将接收到的信号进行模数转换并经处理后转换为烟雾浓度值，然后将该烟雾浓度值与预先设定的报警阈值进行比较；如果上述检测值超过预先设定的报警阈值，控制装置9立即发出火灾报警信号。但是，这种已有技术的空气采样烟雾探测系统存在下列问题：激光器组件7检测到烟雾粒子后，控制装置9必须首先确认出烟气是由哪个采样管1进来，然后才能准确地发出相应的火灾报警信号。由于国家标准《GB15631-2008》中规定特种火灾探测器的响应时间不能超过120S，但在大空间防火区域的火灾探测设计施工中，受空气采样烟雾探测系统中吸气泵4功率大小的限制，采样管1的最大长度一般不超过100米，从而来减少采样空气从采样管1末端到达主机18的时间，在这种情况下通常需要在现场分布设置多台主机18，以此来缩短采样管1的设置长度，这样就会使整个火灾探测系统的结构变得复杂，投资费用增大。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种结构简单，设置灵活，响应时间短的分布式空气采样烟雾探测系统。

为了达到上述目的，本发明提供的分布式空气采样烟雾探测系统包括至少一台系统风机、主管道和设置在被保护区域不同位置的若干采样组；系统风机连接在主管道的一端；每个采样组由单路带有采样孔的采样管、风管接头和激光探测器组成；其中激光探测器包括过滤器组件、激光检测室、激光器组件和控制装置；采样管通过风管接头与过滤器组件相接；过滤器组件安装在激光检测室的进气口处；主管道同时与若干采样组中的激光检测室出气口相连接；激光器组件安装在激光检测室的内部，由激光发射器和接收器组成；而控制装置则设置在位于激光检测室一侧的机箱内。

所述的控制装置包括微处理器、电源模块、激光驱动模块、激光信号处理模块和显示模块；其中：

微处理器主要由模数转换器、数据处理单元和执行单元组成，用于将接收到的激光检测信号进行模数转换，并与预设的相应阈值进行比较、判断，经过处理后输出给相应的控制、驱动或显示模块，并在发生火灾、故障时输出相应的报警信号，并能够通过输入装置对气流、报警级别、激光发射器发射频率等参数进行设定；

电源模块，与微处理器相连，利用外部提供的输入电源为上述各模块供电；

激光驱动模块，与微处理器和激光器组件中的激光发射器相连，用于驱动激光发射器发射激光光束；

激光信号处理模块，与微处理器和激光器组件相连，用于对激光器组件发出的信号进行采样、放大，并将放大处理后的信号与基准信号进行比较、分析，然后传输给微处理器；

显示模块，与微处理器相连，用于显示气流、分路、烟雾浓度、报警状态及其它信息。

所述的微处理器的型号为LPC2131；激光驱动模块的型号为IC-WJB；激光信号处理模块的型号为INA326、LM358、LT1112或MC78L05CP；显示模块的型号为ZLG7290、SM420254、MAX1487或B505。

所述的系统风机采用径向风机。

本发明提供的分布式空气采样烟雾探测系统是将已有技术的吸气泵从主机中分离出来，形成吸气部分和分析采样部分独立工作的分布式结构，即现场分布设置激光探测器和系统总体设置系统风机方式。这样，可以根据被保护区域的大小，不同的空间结构，在现场任意设置激光探测器，不仅能够提高火灾报警的响应速度，而且与已有技术相比，本系统无需设置一个个完整空气采样烟雾探测系统，因此能够降低设备的投资费用。此外，本系统设计更灵活多样。

附图说明

图1为一种已有技术的空气采样烟雾探测系统结构示意图。

图2为图1示出的空气采样烟雾探测系统构成框图。

图3为本发明提供的分布式空气采样烟雾探测系统中激光探测器一实施例结构示意图。

图4为图3示出的分布式空气采样烟雾探测系统中激光探测器构成框图。

图5为基于图3和图4的本发明提供的分布式空气采样烟雾探测系统构成示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明提供的分布式空气采样烟雾探测系统进行详细说明。与已有技术相同的部件采用相同的附图标号，并省略对其进行的详细说明。

如图3、图4、图5所示，本发明提供的分布式空气采样烟雾探测系统包括至少一台系统风机4’、主管道21和设置在被保护区域不同位置的若干采样组；系统风机4’连接在主管道21的一端；每个采样组由单路带有采样孔的采样管1、风管接头2和激光探测器18’组成；其中激光探测器18’包括过滤器组件5、激光检测室6、激光器组件7和控制装置19；采样管1通过风管接头2与过滤器组件5相接；过滤器组件5安装在激光检测室6的进气口处；主管道3同时与若干采样组中的激光检测室6出气口相连接；激光器组件7安装在激光检测室6的内部，由激光发射器和接收器组成；而控制装置19则设置在位于激光检测室6一侧的机箱内。

所述的控制装置19包括微处理器11、电源模块12、激光驱动模块13、激光信号处理模块16和显示模块17；其中：

微处理器11主要由模数转换器、数据处理单元和执行单元组成，用于将接收到的激光检测信号进行模数转换，并与预设的相应阈值进行比较、判断，经过处理后输出给相应的控制、驱动或显示模块，并在发生火灾、故障时输出相应的报警信号，并能够通过输入装置对气流、报警级别、激光发射器发射频率等参数进行设定；

电源模块12，与微处理器11相连，利用外部提供的输入电源为上述各模块供电；

激光驱动模块13，与微处理器11和激光器组件7中的激光发射器相连，用于驱动激光发射器发射激光光束；

激光信号处理模块16，与微处理器11和激光器组件7相连，用于对激光器组件7发出的信号进行采样、放大，并将放大处理后的信号与基准信号进行比较、分析，然后传输给微处理器11；

显示模块17，与微处理器11相连，用于显示气流、分路、烟雾浓度、报警状态及其它信息。

所述的微处理器11的型号为LPC2131；激光驱动模块13的型号为IC-WJB；激光信号处理模块16的型号为INA326、LM358、LT1112或MC78L05CP；显示模块17的型号为ZLG7290、SM420254、MAX1487或B505。

本发明提供的分布式空气采样烟雾探测系统工作原理如下：在控制装置19的控制下，系统风机4’连续地通过主管道21将被保护区域不同位置的空气作为样品抽入由PVC或钢材制成的采样管1内，然后经过风管接头2流入过滤器组件5，以滤除掉灰尘颗粒，之后送入激光检测室6。在激光检测室6内利用激光器组件7中激光发射器发出的激光光束照射空气样品，如果空气样品中含有烟雾粒子，光束照射到这些烟雾粒子上时就会产生散射，这部分散射光将被接收器接收，该接收器将接收到的光信号转换成电信号后并经过放大、比较再传送给微处理器11。微处理器11将该模拟信号转换为数字信号并经处理后转换为烟雾浓度值，并将该烟雾浓度值与预先设定的报警阈值进行比较；如果上述检测值超过预先设定的报警阈值，控制装置19立即发出火警信号，并将报警信息显示在显示模块17上。这样分布式设置在各个现场的激光探测器18’能够就地对被保护区域的采样空气实时进行检测，大大地缩短了由于采样管1管路太长而导致的响应时间过长问题，进而能够很快地检测到发生火灾的区域，因此可以提高火灾报警的灵敏度。另外，由于激光探测器18’中不设置吸气泵4和风扇箱3，只保留了烟雾检测部分，因此激光探测器18’会小型或微型化或点式化，不仅系统设计灵活、简单，而且降低了火灾探测系统的投资成本。

另外，为使系统能够可靠运行，所述的系统风机4’可设置二台，一主一备；或设置三台，二主一备；此外，系统风机4’的功率可以根据现场设置的激光探测器18’的数量、采样管1的最大长度、主管道21的长度、采样组的数量等因素确定。所述的系统风机4’采用径向风机。

本发明提供的分布式空气采样烟雾探测系统可自成体系，也可以通过通信总线或探测总线20与整个火灾报警系统相连。

另外，所述的激光探测器18’的报警阈值是根据整个系统中每个激光探测器18’内风速的大小、被保护区域的情况、燃烧物质的种类等因素通过试验而确定的。

所述的分布式空气烟雾探测系统中各个激光探测器18’上可采用灵活的采样管设置方式，如多管或单管，单根或树枝状。

所述的分布式空气烟雾探测系统中主管道21可以根据现场采样管1的数量、采样管1上采样孔的孔径及被保护区域空间的大小等因素来确定。