科普天地
火灾自动报警装置的
发展与完善
◆ 刘 晖
自上个世纪末,英国制造了世界上第一个双金属片式的感温式火灾探测器以来,火灾自动报警装置的应用已有100年的历史了。在这期间,为了更准确、更有效地对初期火灾进行报警,降低误报率,火灾自动报警装置在不断发展与完善。
最初的火灾自动报警装置为开关量多线制的报警系统。其探测器采用设置了固定阈值的开关量探测器。控制器由逻辑集成电路、可控硅、继电器和分立器件构成。探测器与控制器之间采用an+b线制联接。a为每个探测器本身与控制器联结所用线数,b为所有探测器共用线数,n为探测器点数。当探测器所探测到的信息变化到达设定的阈值后,开关电路接通,发出报警信号。信号经导线传递给控制器,控制器接收到信号后便发出报警。
这种报警系统存在着明显的弊病。首先报警是由探测器控制的,无论是火情还是探测器周围环境的变化,如空气温度、湿度变化、气流大小以及气压高低等,只要探测器探测的信息变化达到了其设定的阈值,就发出报警,误报率高。其次,探测器与控制器之间的联线繁多,使线路出现故障的可能性增大,并且安装和维护十分困难。其三,控制器对信号的处理是靠硬件电路适当联接实现的,故电路复杂,可靠性差,也导致误报率较高。
为了解决多线制报警系统的诸多弊病,人们对其进行了改进。首先,用计算机CPU作控制器的处理器,使原来的某些硬件电路功能用软件代替,使系统硬件的可靠性得到改善,加上灵巧的程序设计,可靠性进一步提高。CPU利用逻辑判断、运算存贮功能,在程序的支持下进行一系列复杂的操作。能完成对总线的管理,编码底座的访问,报警信息的采集、存贮和处理,为二总线制的实现提供了前提性的技术保证。CPU使控制器增加了其他辅助报警功能。例如:语声报警、自动电话报警、电话查询、打印输出、可编程接点
输出,以及自身诊断功能。CPU还可与系统微机(如PC机)联机,从而利用系统微机丰富的软件及图形功
能,在报警时显示报警资料,例如:到达报警点最佳路线、人员紧急疏散路线、报警点附近消防设施情况信息等。其次,改多线制为二总线制,使若干探测器挂在同一条总线上与控制器相联。布线灵活、安装维护十分方便。由于若干探测器都挂在一条总线上,所以各探测器的地址需采用时分或码分方式来区分,这就要在探测器与总线之间加上一个专用接口,一般将其设置在探测器底座里,称为“编码底座”。目前,也有将编码直接设置在探测器里的。开关量编码底座的功能是将开关量信号转换成二总线控制器能识别的串行码信号。
经过上述两项改进后,便形成了开关量的二总线制火灾自动报警系统。当探测器探测到的信息达到设计阈值后,开关电路接通,发出报警信号。编码底座将此开关量信号转换成串行码信号,并通过二总线将信号传递给控制器。火灾报警控制器的CPU接到报警信号并不立刻发出报警,而是在记下此报警信号后,发出预报警信息。然后在几十秒的时间内,按报警地址对探测器进行数次访问。若每次访问,报警点仍在报警,便确认为火灾,此时发出真正的火灾报警。若在访问中探测器停止了报警,则认为是误报,于是放弃报火警。这样,便降低了系统报警的误报率。
开关量二总线报警系统虽然在一定程度上提高了报警的准确性,但其探测器易受环境影响的弊病仍然存在。为了解决这一问题,人们研制出了模拟量火灾自动报警系统。
在模拟量火灾自动报警系统中,探测器不是以阈值方式报警,而是将探测到的烟雾密度和温度转化成数据,传送给控制器。控制器周期性地连续扫描,读取探测器发回的数据,并存贮,同时控制器的CPU根据采集、存贮的数据的变化率,对火灾进行判断。当数据变化率达到一定程度时发出“预警”信号。之后,若数
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据的变化率不再发展,则停止报警,若变化率继续发展到某一较高程度时,就转入报“火警”。对于环境成份的自然变化量,比发生火灾时的变化量速率缓慢得多,控制器内的计算机CPU可对环境的自然变化率进行补偿,自动保持监视灵敏度,从而大大降低了环境因素对报警系统的影响,提高了报警的准确度。
时至今日,人们又在模拟量自动报警系统的基础上研制出了分布智能型的火灾自动报警系统。它与前者的主要区别在于,分布智能型报警系统在探测器内加进了CPU,使其具有一定的智能,可以对火灾特征信号直接进行分析,作出初步的判断,并将结果传送给控制器。控制器将探测器的信息进一步做复杂的智能处理,得出最后判断结果———“火灾”或“非火灾”。此外探测器本身还可按一定的时间间隔和算法,补偿因元件老化,污染和环境湿度、温度等因素变化引起的探测基准值的变动,从而保证了探测的准确性。
分布智能型系统中,由于探测器具有智能处理功能,送到总线上的信息量大为减少,因此可加快系统的巡检速度,并可提高一条总线上所能容纳的探测器数量。
火灾自动报警装置发展到今天,虽然进入了较高的智能化阶段。但是,随着人们生活质量的提高以及对火灾危害认识的加深,对火灾自动报警装置的可靠性的要求也越来越高,火灾自动报警装置的智能程度、智能方式将会被不断完善,新的可靠性更高的火灾自动报警装置还将不断问世。
(本栏编辑:吴国林)
化学危险品的火险特性
◆卜丽芳
在形形色色的火灾中,化学危险品火灾,灾情严重,难于扑救,对消防措施有颇多的特殊要求。由于各类危险品燃烧特点及燃烧产物不同,消防措施也有所区别。下面笔者就消防管理范围内的部分化学危险品的火险特性作以浅述。
易燃固体
在常温下,以固态形式存在,燃点较低,遇火、受热、撞击、摩擦或接触氧化剂能引起燃
爆的物质称易燃固体。如赤磷、镁粉、松香、硫黄、樟脑丸等。其中燃点越低,分散程度越大的易燃固体危险性更大。尤其是粉末状的易燃固体与空气中的氧接触,遇明火就会发生爆炸。
易燃固体燃烧猛、扑救困难。为此易燃固体存放要注意适量,一个库房不宜存量过多。相邻的库房要有安全距离,并不宜和存放酸性物品库房接近。更不允许与之混存。
易燃液体
常温常压下以液态存在,其闪点在61℃以下的物品称为易燃液体。
易燃液体种类繁杂,有化工原料、燃油、有机溶剂、易燃膝、粘合剂等。易燃液体一般都
比重小,沸点低,容易燃烧,容易挥发和流动扩散。易燃液体挥发出的蒸气与空气中的氧混合达到一定比例时,遇到火星就会发生爆炸。
易燃液体的火灾发展迅猛,常伴随着爆炸,难于扑救。扑救易燃液体火灾一般有如下规律:对比水轻又不溶于水的烃基化合物,如燃油、醚类、苯系列的火灾可用干粉、泡沫扑救,火势初起时可用二氧化碳扑救,但不可用水来扑救,否则会扩大火势。
对于不溶于水比重大于水属易燃液体(如二硫化碳等)着火可用水扑救,因水能覆盖在这类物质的液面上,将火熄灭。
能溶于水的易燃液体如甲醇、丙酮等发生火灾时,可用雾状水、化学泡沫、干粉等扑救,用1301、1211等氟溴烷新型灭水剂效果都较好。
自燃物品
凡由于本身物理、化学、生物的变化而放热,达到自身燃点,引起自行燃烧之物品称为自燃物品的化学性质活泼,燃点低,极易氧化,氧化分解能放出大量的热,当热量达到
自燃物品。
自身燃点时即自行燃烧,如白磷燃点为34℃,在空气中极易自燃。硝化纤维的自燃点为120℃-160℃,在存放较久,通风不善,大量堆集的情况下也可发生自燃。
自燃物品起火时,除三乙基铝不能用水扑救外,其他物品均可使用水来灭火,也可用沙土和二氧化碳、干粉等灭火剂。
遇水燃烧物品
凡是吸收空气中的潮气或接触水分能迅速分解产生高温,并放出易燃气体而引发燃烧按遇水燃烧物品性质的不同可分为如下几类:
的物品称遇水燃烧物品。
(1)活泼金属如锂(Li)钠(Na)钾(K)等。与水接触发生化学反应产生氢气(H2)。(2)金属氢化物如氢化锂(LiH)氢化钠(NaH)氢化钙(CaH2)与水接触也产生氢气(H2)。
(3)金属碳化物如电石(CaC2),与水接触产生易燃气体乙炔(C2H2)。
(4)连二亚硫酸钠(保险粉)遇水分解,放出高热并分解出氢气(H2)和硫化氢(H2S),同时放出二氧化硫(SO2)。
遇水燃烧物品除了与水会发生剧烈反应外,当遇酸和氧化剂时也会发生剧烈反应,比遇水更为激烈且有更大的危险性。
遇水燃烧物品遇水会燃烧或爆炸,所以扑救由它们引起的火灾时,绝对禁止用水或含水的物质扑救。
氧化剂
化学危险品所指的氧化剂是指氧化能力较强,在一定条件下能发生分解反应引起燃烧
或爆炸的物质,如氯酸盐,高氯酸盐,盐,过氧化物等。
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