双鉴式成像感烟探测器在地铁消防工程中的应用

双鉴式成像感烟探测器在地铁消防工程中的应用

罗洪志

佛山市地铁运营有限公司

摘要：双鉴式成像感烟探测器是对射式光束烟雾探测领域中的一项新技术，其采用先进的双波段对射式光束和光学成像技术进行烟雾探测预警，提供了一种技术可靠、易于安装的解决方案，克服了传统对射式探测的主要缺陷。

关键词：双鉴式探测器、红外光束探测器、大型开放式空间

前言

地铁段场的检修库、运用库等大型开放式空间通常采用线型红外光束感烟探测器（简称：红外光束探测器）进行火灾探测，但该探测器容易受强光照、水汽、灰尘、雾霾等干扰物影响，时有误报警发生；同时，在行车震动的环境下，探测光路经常偏移，需要校准，维护工作量大。为解决传统红外光束探测器存在的技术缺陷，本文对双鉴式成像感烟探测器（简称：双鉴式探测器）在地铁大型开放式空间使用进行探讨。

一、双鉴式系统

1、系统组成

双鉴式系统由发射器和接收器组织，一个接收器可对多个发射器，信号处理直接在接收器中完成。

2、系统原理

双鉴式系统通过测定在保护区域内的一个或多个位置投射的两条光波长的衰减程度来探测烟雾。每个双鉴式系统都由一个成像器和最多七个发射器(位于保护区域内)组成。发射器安装在成像器的视场之内。每个发射器朝成像器投射一条广角光线，包括一系列的紫外(UV)光和红外(IR)光脉冲。每个发射器的光脉冲序列各不相同，从而避免了相互干涉，使成像器能够拒绝任何其它干扰光。

共线UV和IR波长与小颗粒和大颗粒之间的相互作用不同。波长较短的UV与小颗粒和大颗粒发生强烈作用，而波长较长的IR则主要受到大颗粒的影响。进入光束路径中的烟雾颗粒将与波长较短的光线强烈作用，并主要造成UV信号损失。UV和IR信号之间的相对路径损失测定用于确定是否存在烟雾并产生衰减值。如果烟雾引起的衰减程度超过探测器的预设阀值，将触发一个火警。相反，进入光束路径中的灰尘颗粒和固体侵入物质会造成同等的波长信号损失，使探测器识别出这些事件为非烟雾事件。如果过度堵塞，将触发一个故障报警，而不是误报火警。

二、与传统探测器对比

1、技术性能对比

2、成本对比

传统红外光束探测器：

红外光束探测器左/右侧有效保护距离为5m，发射器与接收器最大探测距离100m，有效保护面积大约1000m²，综合采购单价6300元/套。

双鉴式成像感烟探测器：

双鉴式探测器由最多七个沿保护区域周边布置的发射器（45°和90°成像器单元）和一个安装在对面的成像器组成，发射器与接收器最大探测距离100m，有效保护面积大约2500m²，综合采购单价13800元/套。

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由公式可以看出探测保护单位面积，采用双鉴式探测器比传统红外光束探测器更省钱。单个双鉴式成像器可同时对应探测七个发射器，打破了传统红外光束探测器的发射器与接收器一对一的局限，有效降低了设备采购成本。

3、应用案例对比

某地铁车辆段运用库、检修库等大型开放式空间共设计安装了86套传统红外光束探测器，据统计2022年全年故障数为133起； 另一条地铁线路车辆段共设计安装了95套双鉴式探测器，2022年全年故障数为38起。

故障率对比：

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由公式可以看出平均每套双鉴式探测器故障率远低于传统红外光束探测器的故障率，故采用双鉴式探测器具有比红外光束探测器更强大的防误报能力，其紫外线和红外线双波长颗粒探测，可在大的物体颗粒如灰尘和昆虫中识别真正的烟雾，有效区分真正烟雾和干扰源，避免干扰引起的报警。

预防性检修工作量对比：

双鉴式探测器具有较高的防止灰尘和污物能力，同时它的探测角度范围宽，易校准，使用过程中能自动补偿建筑结构位移，预防性维护仅限于探测器部件光学元件表面的偶尔清理,维护简单易行；但传统红外光束探测器需要定期登高清洁镜片表面上的灰尘和污物，及通过人工校准发射器和接收器，以补偿建筑结构位移，维护工作量大。

三、结论

目前在地铁消防工程中的大型开放式空间，使用双鉴式探测器方式和传统方式红外光束探测器，而两种方式通过比较后，可见双鉴式探测器方式比传统方式更科学合理，经济效益更显著。值得在地铁消防工程中推广和应用。

参考文献

1、中华人民共和国主席令第八十一号.《中华人民共和国消防法》（2021年4月29日修订）.

2、中华人民共和国公安部.《GB 50116-2013火灾自动报警系统设计规范》（2014年5月1日实施）.

3、中华人民共和国住房及城乡建设部.《GB 50166-2019火灾自动报警系统施工及验收规范》（2020年03月01日实施）.