從去年開始的澳洲火災(zāi)燒了四五個(gè)月,造成了極其嚴(yán)重的后果。我國(guó)也發(fā)生了好幾起的火災(zāi),如何才能有效防范火災(zāi)呢?智能煙感探測(cè)器是運(yùn)用移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、無(wú)線通訊等先進(jìn)技術(shù),通過(guò)將消防物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備統(tǒng)一聯(lián)網(wǎng),實(shí)現(xiàn)對(duì)火災(zāi)、煙霧、消防水、可燃?xì)怏w和用電安全24小時(shí)的不間斷監(jiān)測(cè)預(yù)警。智能煙感探測(cè)器的有效利用,能夠有效的降低火災(zāi)傷亡的影響,對(duì)于預(yù)防家庭火災(zāi),減少火災(zāi)損失具有現(xiàn)實(shí)意義,已成為預(yù)防火災(zāi)的重要手段,該行業(yè)發(fā)展前景較好。
隨著智能化設(shè)備的應(yīng)用,我國(guó)火災(zāi)傷亡人數(shù)持續(xù)降低,2019年全年共接報(bào)火災(zāi)23.3萬(wàn)起,亡1335人,傷837人,同比去年分別下降了4%、8.7%、0.8%。從火災(zāi)發(fā)生地來(lái)看,目前商業(yè)場(chǎng)所、賓館飯店發(fā)生概率較高,在總數(shù)量的2.6%、2.5%。而從建筑類別來(lái)看,由于近幾年我國(guó)高層建筑面積不斷擴(kuò)大,而過(guò)高的樓層給火災(zāi)防控增加難度,因此智能煙感探測(cè)器的發(fā)展?jié)摿^大。
根據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心發(fā)布的《2020-2024年中國(guó)智能煙感探測(cè)器行業(yè)市場(chǎng)供需現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)報(bào)告》顯示,在國(guó)內(nèi),由于相關(guān)知識(shí)普及不到位,我國(guó)老舊住宅、宿舍、商鋪等地普及率相對(duì)較低,與歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家家庭智能煙感探測(cè)器9成左右的安裝率相差巨大。但隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化快速推進(jìn),以及居民消費(fèi)意識(shí)提升,使得智能煙感探測(cè)器市場(chǎng)普及率持續(xù)提高,2020年消防行業(yè)報(bào)警器設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模將會(huì)達(dá)到480億元,消防報(bào)警設(shè)備市場(chǎng)占整個(gè)消防行業(yè)的15%,行業(yè)維持在10%以上的增長(zhǎng)率。
在國(guó)際市場(chǎng)中,BOSCH、Honeywell、TYCO等是智能煙感探測(cè)器產(chǎn)品的主要品牌。我國(guó)消防產(chǎn)業(yè)技術(shù)不斷加強(qiáng),技術(shù)不斷優(yōu)化,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)基本實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)替代,且能夠銷往歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家。但在部分高端產(chǎn)品方面,產(chǎn)能較低、技術(shù)不足,仍舊依賴進(jìn)口,尤其是在機(jī)場(chǎng)、地鐵、大型體育場(chǎng)館等消防重地仍需購(gòu)買進(jìn)口產(chǎn)品。隨著國(guó)內(nèi)消防產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展帶動(dòng)下,國(guó)內(nèi)智能煙感探測(cè)器企業(yè)技術(shù)不斷優(yōu)化,未來(lái)將在高端市場(chǎng)有所作為。
新思界行業(yè)分析人士表示,在互聯(lián)網(wǎng)的普及下,我國(guó)眾多領(lǐng)域進(jìn)入智能化,火災(zāi)防范也逐漸趨于智能,智能煙感探測(cè)器行業(yè)發(fā)展前景較好。我國(guó)居民火災(zāi)防范意識(shí)較低,因此智能煙感探測(cè)器產(chǎn)品市場(chǎng)普及率較低,行業(yè)發(fā)展?jié)摿薮?。在產(chǎn)品方面,我國(guó)智能煙感探測(cè)器產(chǎn)品基本能夠達(dá)到國(guó)際水平,但在高端領(lǐng)域仍需要依賴進(jìn)口,未來(lái)國(guó)產(chǎn)替代仍有一定空間。
煙霧探測(cè)器的發(fā)展歷史
煙霧探測(cè)器自誕生至今,已經(jīng)走過(guò)了一百多年的歷史。
第一臺(tái)用電的自動(dòng)火災(zāi)探測(cè)器,是由愛(ài)迪生的合伙人、美國(guó)物理學(xué)家兼數(shù)學(xué)家Francis Robbins Upton于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。
這是由于當(dāng)時(shí)一字之差的一個(gè)烏龍事件造成的——他的專利被錯(cuò)誤的標(biāo)記為“便攜式電動(dòng)輪胎報(bào)警”( Portable Electric Tire-Alarm),正確的應(yīng)該是“Portable Electric Fire-Alarm”便攜式電動(dòng)火災(zāi)報(bào)警器。
隨后的1902年,英國(guó)工程師George Andrew Darby(喬治·安德魯·達(dá)比)在英國(guó)伯明翰申請(qǐng)了第一臺(tái)歐洲電熱探測(cè)器的專利。他的發(fā)明被稱為“黃油哨兵”,并被視為是現(xiàn)代煙霧探測(cè)器的前身。
他的發(fā)明構(gòu)造很簡(jiǎn)單:兩片電板,中間夾著一塊黃油,當(dāng)煙霧騰升而起時(shí),它們就會(huì)融化黃油,令兩片電板互相接觸形成通路,從而引發(fā)警報(bào)。與其說(shuō)它在探測(cè)煙霧,不如說(shuō)它在探測(cè)溫度。
這是一個(gè)很巧妙的設(shè)計(jì),不幸的是也有非常多的弊端:首先,它很容易誤報(bào),烈日炎炎的夏天,警報(bào)可能就會(huì)響個(gè)不停;而且,黃油的安裝很不方便,還會(huì)滴得到處都是。后來(lái)有很多發(fā)明家前仆后繼,都沒(méi)能找出更好的解決方法。于是,這個(gè)難題一拖就是三十年。
直到20世紀(jì)40年代末,瑞士物理學(xué)家耶格(Walter Jaeger)誤打誤撞地發(fā)明了真正的煙霧探測(cè)器。這個(gè)計(jì)劃一開始是為礦場(chǎng)設(shè)計(jì)一種能夠探測(cè)瓦斯毒氣的報(bào)警器。
他們根據(jù)電離后的離子受煙霧粒子影響會(huì)使電離電流減小的原理,設(shè)計(jì)了一個(gè)“電離室”,利用放射性物質(zhì)將這個(gè)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(cè)的電路,令電流保持在一個(gè)穩(wěn)定的水平上。
他預(yù)計(jì)進(jìn)入傳感器的氣體會(huì)與電離的空氣分子結(jié)合,從而改變儀器電路中的電流。不料,小濃度的氣體對(duì)傳感器的電導(dǎo)率沒(méi)有影響。他的設(shè)備不符合其設(shè)計(jì)目的。耶格沮喪地點(diǎn)燃了一支香煙,卻意外地發(fā)現(xiàn)儀器上的儀表已經(jīng)記錄了電流下降。他的香煙中的煙霧顆粒顯然已經(jīng)完成了瓦斯毒氣無(wú)法做到的事情。
同時(shí)期的1939年,瑞士物理學(xué)家恩斯特·梅里(Ernst Meili)設(shè)計(jì)了一種能夠探測(cè)礦井中可燃?xì)怏w的電離室裝置。耶格(Walter Jaeger)和恩斯特·梅里(Ernst Meili)的實(shí)驗(yàn),為現(xiàn)代煙霧探測(cè)器的誕生鋪平道路,并在此基礎(chǔ)上建立了完整的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。
國(guó)際消防界普遍以此作為火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的新起點(diǎn)。隨后經(jīng)過(guò)大約十年的研究、制造和改良,煙霧探測(cè)器在1951年投入市場(chǎng),首次在美國(guó)銷售。但是由于價(jià)格昂貴、體積較大、安裝時(shí)需要鋪設(shè)相應(yīng)的線路,所以只在大型工廠和商業(yè)中心使用。
1965年,第一臺(tái)家用的低成本煙霧探測(cè)器由美國(guó)企業(yè)家皮爾薩奧(Duane D. Pearsall)開發(fā)出來(lái)。這是一種可以輕松安裝、可更換的電池供電單元。并于1975年開始批量生產(chǎn)這些家用煙霧探測(cè)器裝置。
1972年Donald Steele和Robert Emmark發(fā)明光電(光學(xué))煙霧探測(cè)器由電子信號(hào)實(shí)驗(yàn)室的,并于1972年獲得專利。
光電煙霧探測(cè)器技術(shù)簡(jiǎn)介
由于離子感煙技術(shù)使用的是放射性物質(zhì),引起環(huán)境污染,盡管使用過(guò)程是安全的,但是在生產(chǎn)、儲(chǔ)存和報(bào)廢處理方面卻是十分困難的。隨著光電煙霧探測(cè)技術(shù)的發(fā)明,光電煙霧探測(cè)技術(shù)逐漸取代離子煙霧探測(cè)技術(shù)的趨勢(shì)越來(lái)越明顯。因?yàn)楣怆姛熿F探測(cè)器具有無(wú)放射性污染、受風(fēng)流和環(huán)境濕度變化影響小、成本低、高可靠性等優(yōu)點(diǎn)。
光電煙霧探測(cè)器是基于煙霧粒子對(duì)光線產(chǎn)生散射、吸收(或遮擋)原理的煙霧探測(cè)器。減光式(或遮光式)光電煙霧探測(cè)器應(yīng)用較少。
現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)和應(yīng)用的大多數(shù)為散射光式光電煙霧探測(cè)器,它是基于光散射的原理:光電煙霧探測(cè)技術(shù)絕大多數(shù)采用散射光原理工作,基本原理為:在敏感空間無(wú)煙霧粒子存在時(shí),探測(cè)器外殼之外的環(huán)境光線被迷宮阻擋,基本上不能進(jìn)入敏感空間,紅外光敏二極管只能接收到紅外光束經(jīng)多次反射在敏感空間形成的背景光,因此不產(chǎn)生光電流,電路處在正常監(jiān)視工作狀態(tài)。
當(dāng)煙霧顆粒進(jìn)入由迷宮所包圍的敏感空間時(shí),煙霧顆粒吸收入射光并以同樣的波長(zhǎng)向周圍發(fā)射光線,部分散射光線被紅外光敏二極管接收后,使受光元件阻抗發(fā)生變化,形成光電流,從而實(shí)現(xiàn)了將煙霧信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的功能。當(dāng)光電流大到一定程度時(shí),探測(cè)器即發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
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