无线火灾报警探测器

无线火灾报警探测器（精选九篇）

无线火灾报警探测器 篇1

在基于Zigbee的无线火灾报警探测系统中,多数探测节点均为电池供电,默认使用最大发射功率进行通信,能量消耗不均衡。实际上,当节点之间的链路质量较好时,无需使用最大发射功率进行通信也能获得同样的通信质量。笔者研究的Zigbee网络节点功率控制方案正是基于此原理,当两个节点之间链路质量较好时,可以降低射频发射功率,减少能量消耗,使电池工作时间得以延长。因此,整个功率控制方案就是为每个终端节点找到最优的通信功率。笔者将此方法运用到基于Zigbee的无线火灾报警探测器及其网络系统中,从而延长探测器电池寿命,提高网络系统能效,具有较强的实用价值。

1Zigbee网络及其火灾报警探测器

Zigbee的协议栈结构是由一些层构成的。每个层都有一套特定的服务方法和上一层连接。数据实体(data entity)提供数据的传输服务,管理实体(management entity)提供所有的其他服务类型。每个层的服务实体通过服务接入点(service access point,SAP)和上一层相接。每个SAP提供了大量的服务方法来完成要求的操作。Zigbee协议栈是基于标准的OSI模型,自上而下由应用层、应用汇聚层、网络层、数据链路层和物理层组成。

Zigbee网络拓扑主要有星形、树形和网状结构,如图1所示。星状拓扑具有组网简单、成本低和电池使用寿命长的优点,但网络覆盖范围有限,可靠性不及网状拓扑结构,一旦中心节点发生故障,所有与之相连的网络节点的通信都将中断。网状拓扑具有可靠性高、覆盖范围大的优点,其缺点是电池使用寿命短、管理复杂。树状拓扑综合了以上两种扑拓结构的优点,这种组网通常会使Zigbee网络更加灵活、高效、可靠。

Zigbee网络中有两种节点,即全功能节点(FFD)和精简功能节点(RFD)。全功能节点具有路由功能,需要常开,不能休眠,可采用电力网供电。精简功能节点不具备路由功能,可进行休眠,可使用电池供电。Zigbee网络中的协调器和路由器都具备路由功能,一定是全功能设备。而功能节点,如探测器节点,可以是全功能节点(具备路由器功能),也可以是精简功能节点。笔者所实现的功率控制方案主要用于基于Zigbee的火灾报警探测器,该设备使用普通干电池供电,实物图如图2所示。

2 Zigbee功率控制方案设计与实现

当前,传感器网络的功率控制技术研究主要集中在网络层和链路层。网络层的功率控制的核心问题是如何通过改变发射功率来动态调整网络的拓扑结构和路由,使全网的性能达到最优。链路层的功率控制主要通过MAC协议来完成,根据每个报文的下一跳节点的距离、信道状况等条件来动态调整发射功率。

2.1 功率控制的理论依据

为了进行功率控制,有以下前提条件:一个节点可以选择用多大功率来发送分组,这要由物理层来提供支持;在接收到一个分组后,物理层可以向信道接入层报告该分组是以多大的功率被接收的。Zigbee协议下,当一个源节点向一个目的节点发送一个分组时,有公式(1):

undefined (1)

式中:Pt为发射机发送分组时传递给发射天线的功率;Pr为分组到达接收机输入端的功率;λ为载波波长;d为源节点和目的节点间的距离;n为路径衰减系数,根据空间环境不同可在2～6之间变化,典型值为2;Gt为发射机天线增益;Gr为接收机天线增益;L为系统损耗因子。

通常情况下,λ、L、Gt和Gr由特定的系统决定。虽然自组织网络中的各节点都是移动的,但在发送一个分组这一段非常短的时间内,可将d和n看作常量,这在实际应用中是合理的。假设节点收到信号并且能够正确解码的门限值为Ps,则能够使节点收到数据的最小发射功率为Pdata,则依据式(1)可得:

undefined (2)

联合式(1)和式(2)可得:

undefined (3)

如果一个接收节点知道发送节点的发送功率Pt和自己能够正确检测并解码信号的能量门限Ps,并且能够测出接收信号的能量Pr,则它就能够算出发送节点至少以怎样的功率发送才能保证自己正确接收。

通过上述分析可知,当采集获取到式(3)中的Pt、Ps、Pr值后,就可以计算出最优的发射功率。实际应用中,Pt、Ps、Pr一般是以dBm为单位,所以对式(3)进行取对数处理后,可得最优发射功率为:

Pdata=Pt+Ps-Pr (4)

2.2 方案设计与实现

基于Zigbee的传感器网络中星形网络最简单,也是其他两种网络的基础,因而笔者首先以星形网络为例来研究节点的功率控制与优化,然后可以比较容易地移植到其他拓扑类型的网络中去。基于上节分析,依据式(4)可以得出最优的发射功率,设计了下面的算法。图3为基于Zigbee的功率控制优化算法交互过程图。

首先,协调器建立网络,子设备加入网络。在子设备成功入网之后,开始以最大发射功率向其父设备(即协调器)发出功率请求命令包POWER_REQ,连续发送MaxRequestNum个。

协调器收到子设备发送的功率请求命令包后,计算求得接收包的平均功率Pr。同时,从包中的数据域可获得子设备发送该请求包时的发射功率Pt,最后依据式(4)计算出最优的发射功率Pdata,从而确定子设备以Pdata大小的优化功率发射数据,并能够保证协调器正确收到。

若子设备收不到协调器的回复信息POWER_RSP,则重新给协调器发送功率请求命令包POWER_REQ,若重复一定次数之后依然收不到回复,则向上层报错。若子设备收到协调器的回复信息POWER_RSP后,将自身的发射功率配置成Pdata,然后以该功率连续给协调器发送MaxTestNum个测试数据包POWER_TEST。

协调器收到子设备的测试信息包POWER_TEST后,逐个验证数据包,达到预先设定的收包率和正确率后,给子设备回复测试确认POWER_TSET_ACK。如果达不到预先设定的收包率和正确率,则不回复。若子设备收不到协调器的功率测试回复信息POWER_TSET_ACK,则重新测试,直到收到回复或者达到最大发射功率,若此时依旧收不到回复,则向上层报错。若收到了协调器的功率测试回复信息POWER_TSET_ACK,则测试通过,以后子设备就可以该功率和协调器通信。

3系统功耗分析

为了验证功率优化方法的有效性,笔者在实验室环境下依据火灾探测报警系统规范的基本要求,布置安装一组无线火灾报警探测器,并进行无线组网成一个实体测试系统。针对一个无线火灾报警探测器在正常的3 m通信距离下进行了典型功耗分析,分别测量系统中子设

备在有无功率控制情况下的功耗大小,以此来衡量评估功率控制优化方法的实际效果。实验中子设备采用5号干电池组供电,图4为实验测试结果,图中以10 s为1个周期计算,1个周期内节点将发送1条轮询消息、1条状态消息,并进行10次温度采集与转换处理。

分析图4可以看到,节点的能耗主要用于完成三个任务事件:(1)读取温度,进行A/D转换并分析是否有火灾警情,该事件每秒发生一次(图4两图中较矮脉冲);(2)发送轮询信息,该事件每秒发生一次(图4两图中较高脉冲);(3)发送节点状态,该数据每10 s发送一次(图4两图中竖虚线指引的较高的密集脉冲)。节点在其他时间进入低功耗休眠模式。

通过以上两种情况对比,进行了功率优化调整之后,Zigbee无线火灾报警探测器发射功耗降低8.70%,无线系统整体功耗可降低6.02%。以实验的一组3个普通5号电池(每个900 mAh)为例,优化调整前可工作约525 d,功率优化调整之后可工作约585 d,延长工作时间达11.43%,能够有效地延长电池使用寿命。实验还发现,当节点通信距离缩短时,基于功率优化的Zigbee无线火灾报警探测器则可以进一步地提高电池使用寿命。

4结束语

此项研究的主要意义在于:

(1)通过功率控制优化,降低无线火灾报警探测器的通信工作功率,节省能量消耗;

(2)延长供电电源使用寿命,使价格低廉的普通电池成为可供选择的电源,进一步降低了产品成本;

(3)提高了无线火灾报警网络系统的能效,减少了系统电源的维护频次,有效延长了系统连续工作时间;

(4)最终使得无线火灾报警探测器及其网络系统的工程应用空间和使用范围得到极大地扩展,如工程中可以省去大量繁杂的系统布线和调试,减少了系统故障发生几率,能够连续可靠运行,一般1.5～2.0 a才进行一次系统维护等,可能使无线火灾报警系统在实际工程应用时更容易替代有线火灾报警系统。

摘要：在已有的Zigbee无线火灾报警探测系统的基础上,设计了一种功率控制方案并运用于改进该系统,实现了基于功率优化的Zigbee无线火灾报警探测器。介绍功率控制的理论依据和方案的设计与实现,并进行系统功耗分析。实验室测试结果表明,该方案不仅能够有效降低探测器通信功率,延长探测器电池使用寿命10%以上,而且可依据无线系统通信链路质量来自适应选择最优的通信功率。

关键词：Zigbee,无线火灾报警探测器,功率优化

参考文献

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[4]张大踪,杨涛,魏东梅.无线传感器网络的功率控制[J].传感器世界,2007,13(1):34-37.

[5]王殊,阎毓杰,胡富平.无线传感器网络的理论及应用[M].北京:北京航天航空大学出版社,2007.

[6]黄载禄,殷蔚华,黄本雄.通信原理[M].北京:科学出版社,2007.

无线火灾报警探测器 篇2

器试题

一、单项选择题（共 25题，每题2分，每题的备选项中，只有1个事最符合题意）

1、某工程合同总额600万元，主要材料及结构件占合同总额的60%，预付备料款额度 25%，则预付备料款应为__万元。A．150 B．360 C．90 D．250

2、上下两个错层户室共用的室内楼梯，建筑面积应按__计算。A．上一层的自然层 B．下一层的自然层 C．上一层的结构层 D．下一层的结构层

3、在玻璃中加入卤化银或在玻璃夹层中加入（）的感光材料，即可制成光致变色玻璃。A．钼和钨 B．锰和硅 C．有色染料 D．硫和磷

4、工程造价的层次性取决于（）。A．工程复杂度 B．工程投资额 C．工程的层次性 D．影响造价的因素

5、按照《建设工程价款结算暂行办法》规定的程序，发包人不按约定预付工程款的，承包人可采取的行为是__。

A．在超过约定预付时间14天后停止施工

B．在约定的开工日期后7天内向发包人发出要求预付的通知 C．在约定预付时间到期后10天内向发包人发出要求预付的通知 D．在约定预付时间到期后14天内停止施工

6、关于如何利用统筹法进行工程量计算，下列说法错误的是__。A．应用工程量计算软件通常要预先设置工程量计算规则

B．预制构件、钢门窗、木构件等工程量不能利用线和面基数计算

C．工程量计算应先主后次，只与基数有关而与其他项目无关的可不分主次

D．统筹图由主次程序线等构成，主要程序线是指分部分项项目上连续计算的线

7、设备更新方案比选的特点之一是不考虑__。A．沉没成本 B．机会成本 C．设备残值

D．设备的经济寿命

8、压缩空气管道一般选用低压流体输送用焊接钢管、低压流体输送用镀锌钢管及无缝钢管，公称通径大于50mm时，宜采用__连接。A．螺纹 B．焊接方式 C．法兰 D．套管

9、若投资1000万元，每年收回率为8%，在10年内收回全部本利，则每年应收回__万元。A．357.21 B．240.23 C．149.03 D．121.08

10、某公司希望5年后有1000万元资金，年复利率i＝10%，现在需一次存款（）万元才能实现。A．620.9 B．715.6 C．843.7 D．954.3

11、某建筑采用现浇整体楼梯，楼梯共3层自然层，楼梯间净长6m，净宽4m，楼梯井宽450mm，长3m，则该现浇楼梯的混凝土工程量为（）。A．22.65m2 B．24.00m2 C．67.95m2 D．72.00m2

12、工程造价咨询企业新设立的分支机构，应当自领取分支机构营业执照之日起30日内，到__的省、自治区、直辖市人民政府建设行政主管部门备案。A．分支机构工商注册所在地 B．原企业机构工商注册所在地

C．咨询业务服务地点工商注册所在地 D．企业法人住所地工商注册所在地

13、某工程合同价为100万元，合同约定：采用调值公式进行动态结算，其中固定要素比重为0.2，调价要素分为A、B、C三类，分别占合同价的比重为0.15、0.35、0.3，结算时价格指数分别增长了20%、15%、25%，则该工程实际结算款额为__万元。A．115.75 B．119.75 C．118.75 D．120.75

14、适用于消防、卸油槽车、农田排灌等启动频繁场所的泵是__。A．单级单吸离心泵 B．单级双吸离心泵 C．自吸离心泵 D．多级离心泵

15、相邻两组垫铁距离一般应保持（）。A．500～1000mm B．500～600mm C．400～1000mm D．500～700mm

16、在执行政府定价或政府指导价的合同履行过程中，如逾期付款，遇标的物的价格发生变化时，处理的原则是__。

A．遇价格上涨，按原价执行；价格下降，按新价执行 B．遇价格上涨，按新价执行；价格下降，按原价执行 C．无论价格上涨还是下降，都按新价执行 D．无论价格上涨还是下降，都按原价执行

17、地下连续墙施工中，泥浆的主要作用是（）。A．润滑 B．固壁 C．携砂 D．冷却

18、当荷载或梯段跨度较大时，采用__比较经济。A．板式楼梯 B．梁式楼梯 C．悬挑式楼梯 D．墙承式楼梯

19、以下不属于不应计算面积的是（）。A．建筑物通道 B．屋顶水箱、花架 C．建筑物内的变形缝 D．建筑物内的操作平台

20、下列项目中属于可变成本的是__。A．修理费 B．利息支出

C．计时工资及福利费 D．计件工资及福利费

21、能够综合反映总平面图设计用地是否合理的指标是__。A．建筑密度 B．土地利用系数 C．工程量指标 D．运营费用指标

22、根据我国《建设工程施工合同(示范文本)》的规定，下列有关隐蔽工程验收的表述，正确的是__。

A．工程具备隐蔽条件的，承包人应在隐蔽前72h以书面形式通知工程师验收 B．工程师不能及时参加验收，需在开始验收前48h向承包人提出延期验收的要求

C．工程师提出的延期验收期限不得超过3天

D．工程师已参加验收且验收合格的隐蔽工程，发包人仍有权要求再次剥露，重新检验

23、其作用是提高塑料的强度和刚度，减少塑料在常温下的蠕变现象及提高热稳定性的是（）。A．树脂 B．填料 C．增塑剂 D．稳定剂

24、某企业为筹集资金，发行500万元普通股股票，每股正常市价为50元，预计第一年发放股利1.5元，估计股利年增长率为10%，筹资费用率为股票市价的8%，发行300万元优先股股票，筹资费用率为4%，股息年利率为12%，则该企业的加权平均资本金成本率为（）。A．10.96% B．12.38% C．12.79% D．12.98%

25、对建设工程项目进行概率分析时，一般需要计算__。A．净现值的敏感度 B．经营成本的期望值 C．内部收益率的敏感度 D．净现值的期望值

二、多项选择题（共25题，每题2分，每题的备选项中，有2个或2个以上符合题意，至少有1个错项。错选，本题不得分；少选，所选的每个选项得 0.5 分）

1、组合成联合体投标的，中标后联合体各方应当共同与招标人签订合同。就中标项目，联合体应向招标人承担责任的方式是__。A．联合体各方承担连带责任 B．指定一方承担责任

C．联合体各方各自承担自己的责任 D．由承包额最大的一方承担责任

2、洁净室要达到洁净等级，必须有综合措施，其中__是实现洁净等级的根本保证。

A．工艺布置

B．人员和物料净化 C．空气洁净措施 D．维护管理

3、项目管理实施规划是项目管理规划大纲的具体化和深化，作为项目经理部实施项目管理的依据，具有作业性和可操作性，由__组织编制。A．总监理工程师 B．项目经理

C．专业监理工程师 D．总工程师

4、土石方工程施工时，填方宜采用同类土填筑，如采用不同透水性的土分层填筑时宜采用__。

A．下层填筑透水性较大，上层填筑透水性较小的土层 B．下层填筑透水性较小，上层填筑透水性较大的土层 C．将透水层不同的土混合后填筑 D．无规定、无要求

5、室内给水系统中，对于层数较多的建筑物，当采用竖向分区给水时，各区采用的给水方式包括__。A．气压水罐串联给水方式 B．分区串联、并联给水方式 C．分区水箱减压给水方式 D．分区减压阀减压给水方式

6、关于施工组织设计表述正确的是（）。A．施工组织设计主要用于项目管理 B．施工组织设计由设计单位编制

C．“标后设计”由企业管理层在合同签订之前完成 D．“标前设计”是规划性设计，由项目管理层编制

7、某项目建设期为2年，建设期内每年年初分别贷款600万元和900万元，年利率为10%。若在运营期前5年内于每年年末等额偿还贷款本利，则每年应偿还（）万元。A．343.20 B．395.70 C．411.52 D．452.68

8、因热力管道输送的介质温度高、压力大、流速快，运行时会给管道带来较大的膨胀力和冲击压，所以在管道安装时应解决好（）等问题，以确保管道的安全运行。

A．管道材质 B．管道伸缩补偿

C．管道坡度及疏排水 D．管道防腐

9、对于大型复杂的产品，应用价值工程的重点是在产品的（）阶段。A．可行性研究 B．研究设计 C．实施生产 D．质量保证

10、工程量清单的项目编码以五级编码设置，一共用__位阿拉伯数字来表示。A．8 B．10 C．12 D．13

11、排列图中左侧纵坐标和右侧纵坐标分别表示质量影响因素出现的__。A．频率和重要程度 B．频数和重要程度 C．频数和频率 D．频率和频数

12、按规范规定，搁置在墙上的板和400mm高的梁其长度分别不小于（）。A．60 mm，90 mm B．90 mm，60 mm C．120 mm，180 mm D．180 mm，120 mm

13、评价计算期不同的互斥方案的经济效果时，可采用的动态评价方法有__。A．增量投资收益率法和净现值法 B．增量内部收益率法和净年值法 C．增量投资回收期法和净年值法 D．年折算费用法和年费用现值法

14、根据金属油罐的不同结构，其安装施工方法可选用__。A．机械正装法 B．抱杆正装法 C．卷装法

D．水浮正装法

15、某施工企业积累的资料反映，年均冬雨期施工增加费开支额为9万元，年均建安产值为12000万元，其中直接费、直接工程费分别占建安产值比例为80%和75%。则该企业冬雨期施工增加费费率应为__。A．0.075% B．0.094% C．0.1% D．0.125%

16、相当于将几个单级蜗壳式泵装在同一根轴上串联工作的离心水泵是__。A．中开式多级离心泵 B．分段式多级离心水泵 C．自吸离心泵 D．离心式井泵

17、关于地下停车场的设计尺寸，叙述正确的是__。A．单车道宽＞2.3m B．停车位有效高＞2.3m C．出入斜坡为5%～13% D．停车位有效高＞2.1m

18、流水施工的施工过程和施工过程数属于（）。A．技术参数 B．时间参数 C．工艺参数 D．空间参数

19、在正常使用条件下，防水工程的最低保修期限为__。A．工程的合理使用年限 B．5年 C．3年 D．1年

20、下列关于不确定性的表述中，正确的是__。A．不确定性分析包含不确定性分析与风险分析

B．不确定性的直接后果是使方案经济效果的实际值与评价值相偏离 C．据不确定性分析，可估计其风险的承受能力 D．常用的不确定分析方法有盈亏平衡分析、敏感性分析、概率分析

E．对同类项目，它们的不确定性程度大小一样，对异类项目，不确定性程度大小不一样

21、某项目设计生产能力为年产60万件产品，预计单位产品价格为100元，单位可变动成本为75元，年固定成本为380万元。若该产品的销售税金及附加的合并税率为5%，则用生产能力利用率表示的项目盈亏平衡点为（）。A．31.67% B．30.16% C．26.60% D．25.33%

22、聚氯乙烯绝缘护套电力电缆施工敷设最低温度不得低于（）。A．70℃ B．50℃ C．0℃ D．-5℃

23、与离心通风机相比，轴流通风机的特点包括（）。A．流量大 B．体积小 C．风压低 D．效率高

24、上下两个错层户室共用的室内楼梯，建筑面积应按__计算。A．上一层的自然层 B．下一层的自然层 C．上一层的结构层 D．下一层的结构层

火灾探测报警系统及其可靠性研究 篇3

关键字：火灾探测报警系统 可靠性 故障 途径

一、火灾探测报警系统及其可靠性概述

（一）火灾探测报警系统现状

近年来，随着我国城市经济的飞速发展和人们生活水平的不断提高，人口大量向城市迁移，造成了城市建筑的急剧增大增多、各类社会功能建筑的不断扩建和新建，给火灾的发生带来了严重的隐患。因此，科学的火灾探测报警系统作为预防火灾发生的重要途径，已经越来越得到重视和普及。但是，作为一种智能的报警系统，受长期使用可靠性、准确性和日常维护专业性影响，难免会出现故障和意外，导致其无法及时的预防火灾的发生，从而可能造成较大的损失。如何科学合理地利用火灾探测报警系统，或者如何让或者探测报警系统发挥其有效的作用，减少火灾的发生、避免人身和财产受到侵害，需要对火灾探测报警系统的可靠性进行科学分析，寻找其发挥作用和变化的规律。

我国火灾探测报警系统的发展要比发达国家晚，经过几十年的努力，使得我国的火灾探测报警系统得到突飞猛进的发展。目前我国生产火灾探测相关设备的公司就有将近3000余家，以前以来国外的生产商到现在可以自行生产，已经成为我国产业的一个重要组成部分。微电子技术工艺进步和通讯网络日趋成熟使火灾探测报警系统误报率逐步降低，同时也具备一定抗干扰能力，越来越稳定可靠。

虽然火灾探测报警系统性能提高明显的改善和降低了误报和漏报等问题，但是也要看到，现在火灾探测报警系统仍存在智能化程度还不是很高，部分火灾传感的一些研究还处于试验的阶段没有将其研究与火灾探测报警系统进行有效关联等影响火灾探测报警系统可靠性的方面。除此之外，对火灾探测报警系统的维护和升级也是目前火灾探测报警技术面临的主要问题，而造成这些问题的原因也比较复杂。

（二）火灾探测报警系统可靠性概述

火灾探测报警系统的可靠性是指其能够正常顺利运行工作的能力，具体来说是指在该系统规定的时间和范围内，能够完成相应的工作的能力。随着现代科技的不断发展，火灾探测报警的可靠性得到迅速发展和提高，也使得其越来越可靠。对可靠性的研究最早是由美国发起，并且以对电子设备的研究为起点，且成立了相关的研究委员会。发展至后来，对可靠性的研究扩展至世界范围内的发达国家。经过近半个世纪的发展，现今对可靠性的研究理论已经从航天、武器到电子和建筑等各个重要的领域，可靠性的研究已經成为国际市场竞争的重要筹码和关键。

对火灾探测报警系统可靠性的研究和分析方法，是利用对数理的统计，而对该系统中某一个时间段的准确报道和火灾事件进行记录与分析，从而计算该系统在将来的一段时间内成功完成任务的概率。影响火灾探测报警系统可靠性的因素有很多，比如对系统的设计、安装到维护等，每一个环节都直接关系到改系统可靠性的发挥。当今火灾探测报警系统可靠性的研究已经发展到了比较普及的程度，但是，建立科学的火灾探测可靠性的分析系统才是火灾探测报警系统未来发展的趋势和目标。火灾探测报警系统可靠性的研究中所存在的最主要的问题就是关于其数据库的建立，而收集相关的数据建立数据库是目前摆在研究人员面前的难题，因为跟踪和实验火灾探测报警系统耗时耗力，而且需要大力的经济支持。除此之外，没有科学的火灾探测报警系统可靠性的分析和研究方法也是影响和导致火灾探测报警系统可靠性存在问题的主要原因之一。

二、火灾探测报警系统故障的原因

首先，人为因素对火灾探测报警系统及其可靠性的影响。人为的失误会对火灾探测报警系统造成重大的影响，其中主要失误的类型很多，如对报警信息没有感知、没有完全的感知以及接收到了错误的感知信息等等。造成人们失误的根本原因有个人的主观因素和外界不可控的客观因素，主观原因有因为心里因素、生理原因或训练的熟练程度，最主要的是心里因素，如果一个人的心理状态是豁达和平和的，应该可以减少和降低失误的发生，相反，如果一个人的心理是脆弱的、易怒的、情绪波动较大的，那么产生失误的可能比较大，因此，人的心理因素无形的会制约其全部的活动状态和行为。

其次，环境的因素给火灾探测报警系统可靠性带来的影响。环境是一个大的概念，其中影响火灾探测报警系统的因素有磁场、气流、风和气压等等，但是，影响较大的要数粉尘和潮气。带有腐蚀性的粉尘会腐蚀电路板，从而影响系统的准确预报；潮气如果进入探测室，则会导致散射大量的光线，从而影响探测器的准确性。

三、提高火灾探测报警系统可靠性的途径

首先，提高相关工作人员的素质，为其创造舒适的工作环境。隔离和防护是最基本的工作保障，避免灰尘和污染物进入探测室，对探测是应进行物理隔离；对工作人员对环境的适应能力应该进行防护，避免工作人员过长时间与恶劣的环境接触。对工作人员或者操作人员的选拔应该通过心理素质的培训与锻炼，有相关的资格证书，才能上岗。而对于已经在职在岗的工作人员，应该进行定期的培训与激励，来刺激其更好的工作。

其次，维护和提高硬件设备的质量，对系统定期进行优化。对探测器的选择一定要选择质量合格的产品，根据不同的环境选择适宜的探测器类型，严格按照要求进行探测器的安装，并且进行定期的维护和清理，对报警器也采用同样的方法，但是要对其软件进行严格的筛选，并进行测试，极强对系统进行维护和升级。

参考文献：

[1]窦保东.对火灾探测报警微机控制系统可靠性的分析[J].消防技术与产品信息.1994（11）：26.

[2]赵永代，王铁强.浅谈火灾自动报警系统误报、漏报的原因和对策 [J].消防科学与技术.2001（3）：32-34.

[3]吴启鸿，肖学锋，朱东杰.今后若干年内我国火灾发展趋势的探讨[J].消防科学与技术，2003，5（22）：368-369.

无线火灾报警探测器 篇4

目前,火灾自动探测报警系统的应用广泛,在很多地方已成为必备装置,起到了安全保障作用。但在火灾探测报警系统的实际应用中,也出现了许多问题,市场现有产品质量参差不齐,存在产品功能单一、可靠性稳定性不高;只对某一种火灾参数进行探测,出现误报漏报等诸多问题。随着微处理器技术、传感技术、通讯技术、控制技术和人工智能技术等的不断发展,火灾探测报警系统的主要发展方向向着高可靠、低误报漏报率及网络化、智能化方向发展[2]。

文中的研究目的在于提出一种基于多传感器信息融合技术的火灾探测系统方案,采集多个不同的火灾特征参数,通过无线传感器网络进行数据的传输,利用智能算法进行处理和判断,对火灾的发生进行及时准确的探测和报警。

1 结构设计

1.1 设计思想

(1)多传感器复合探测技术。

一般将火灾过程分为早期、阴燃、火焰放热和衰减4个阶段。火灾早期释放的多是燃烧气体,主要包括CO、CO2、H2 等,烟雾、火焰、热量都较少;阴燃阶段则产生大量的可见或不可见烟雾,火焰、热量也不多;而火焰放热阶段则向外辐射热量,环境温度迅速上升[3]。火灾信号包括许多特征参数,每个参量都或多或少地表示了火灾发生的概率。从理论上讲,系统采用的火灾参量越多,系统智能化水平越高,误报率、漏报率将会越低[4]。因此,文中选择烟雾浓度、温度、CO浓度作为火灾参量进行复合探测。

(2)分布式火灾报警系统。

火灾报警系统一般分为火灾探测器和火灾报警控制器两个部分。早期的系统多采用集中控制方式,探测器只是一个纯粹的传感器,它随时将采集到的信号传递给控制器,由控制器对这些信号进行处理、判断得出结果。这样系统成本低、信号处理算法简单,但是当系统规模过大时,会产生控制器负担过大、响应速度慢、系统可靠性降低等不利因素。为了克服这些缺点,逐渐采用分布式控制方式代替集中式控制方式[5]。于是本文的火灾探测报警系统采用分布智能式控制方式。

(3)无线数据传输方式。

传统的火灾探测器的能量供给和信息传输通常是通过电缆线连接,在安装过程中电缆线的铺设,不仅费用高、工作量大,而且有时对建筑结构造成一定的破坏性。在一些特殊场合,如古建筑消防安全、危险化学品泄漏应急检测及其他人力难以达到的场所,有线式的探测器难以适用。无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN),采用无线通讯技术和小体积、低功耗的微传感器,它是由部署在监测区内的大量微型传感器节点组成,通过无线通讯方式形成一个多跳的自组织的网络系统[6,7]。因此,将火灾探测技术与无线通信技术相结合,实现火灾探测的无线化、网络化、智能化,是火灾探测研究的新方向。

(4)火灾信号的智能算法。

火灾是一个复杂的非平稳随机过程。对于不同燃烧物质和探测环境,传感器所采集到的动态特征参数值差异很大。在火灾的探测中,传统的阀值法对于火灾复杂的状态中信号探测来说过于简单,尤其是在报警延迟时间和报警阈值的设定过于单一。因此,将智能化算法应用于火灾探测系统研究,将对提高火灾探测的可靠性以及降低火灾报警系统的误报、漏报率具有重要的积极作用[8]。

1.2 无线复合火灾探测报警系统

文中研究的火灾探测报警系统,由STM32作为处理器,分别设计了火灾报警控制器和复合火灾探测器,形成分布式控制的火灾报警系统。复合探测节点实现对烟雾浓度、温度和CO浓度信号的采集,在探测节点实现了火灾信息的处理和判断,减轻控制器的负担;通过ZigBee无线网络将信息传输给火灾报警控制器;由火灾报警控制器进行火灾数据的存储和显示以及对探测节点的统筹管理。系统的整体结构框图如图1所示。

(1)复合探测节点,通过3种传感器采集现场的环境信号,利用智能算法对火灾信息进行处理,利用ZigBee通信模块将信息传输给火灾报警控制器。若发生火灾则启动报警装置,同时向火灾报警控制器发送火警信息,若无火灾,则定时向火灾报警控制器发送验证信号供火灾报警控制器处理,如图2所示。

(2)火灾报警控制器,负责接收复合探测节点的信息,通过时钟芯片记录火灾的时间以备事后查询,利用SD卡存储历史信息,在液晶屏上实时显示相关检测节点信息,在检测到报警信息时能够启动报警并开启执行装置,同时能定时检测各复合探测节点,判定其是否正常工作,如图3所示。

2 系统硬件设计

目前各类型的火灾探测器MCU都是利用单片机技术,系统选用和8位单片机价格相当的32位处理芯片的STM32F103RBT6作为火灾报警控制器和复合探测节点的主控芯。STM32F103RBT6是ST公司推出的32 位微控制器,使用了先进架构的ARM Cortex-M3内核,其灵活的静态存储器控制器能方便地与许多存储器和外设连接,同时由于其具有丰富的片上外设,从而简化外围电路设计。

2.1 微控制器电路设计

微控制器STM32F103C6最小系统电路包括电源电路、时钟电路、复位电路。电源和复位电路如图4所示。

2.2 传感器的选择

系统中温度传感器采用LM35DZ,它是把测温传感器与放大电路做在一个硅片上,形成一个集成温度传感器。其灵敏度为10 mV/℃;工作温度范围为0~100 ℃;工作电压为4~30 V;精度为±1 ℃。最大线性误差为±0.5 ℃;静态电流为80 μA。其输出电压与摄氏温标呈线性关系,转换如式(1)所示。

Vout_LM35(T)=10 mV/℃×T ℃ (1)

温度采集电路及运放电路设计如图5所示。烟雾传感器和CO传感器分别选用常见的MQ-2和MQ-7型气体传感器。这两种传感器均为基于二氧化锡(SnO2)的金属半导体传感器,敏感机理为被检测气体吸附造成的半导体敏感层电导率的变化。下面以MQ-2型气体传感器为例,介绍其工作原理。MQ-2 型气体传感器对不同种类和浓度的气体有不同的电阻值,使用MQ-2型气体传感器的测量电路比较简单,如图6所示。MQ-2 型气体传感器的加热端和测量输入端均用5 V DC供电,输出端V1经调理输入到MCU,V1的大小与烟雾浓度值直接相关。

2.3 ZigBee通信模块

ZigBee 是一种近距离、低功耗、低数据传输率、低复杂度和低成本的无线网络技术。它有3 个工作频段,分别为868 MHz、915 MHz 和2.4 GHz。其中,868 MHz 和915 MHz 频段为欧美国家使用。而2.4 GHz 频段则为全球通用的免费ISM(Industrial ScientificMedical)频段,该频段16 个信道,数据传输率为250 kbit·s-1。ZigBee 无线网络基于DSSS 扩频技术,采用CSMA/CA的信道接入方式,节点间的通信距离介于10~100 m,加上PA 模块后可达千米[9]。

文中无线通信模块选用顺舟科技SZ05系列Z-Bee嵌入式无线串口通信模块,采用加强型的ZigBee无线技术,它具有通讯距离远、抗干扰能力强、组网灵活等优点和特性;可实现多设备间的数据透明传输;可组Mesh型的网状网络结构。

3 系统软件设计

从整体上看,可以将系统软件分为两个部分:火灾报警控制器软件程序和复合探测节点软件程序。系统采用模块化的编程思想,把软件系统化为多个功能模块,主程序通过调用各子程序来完成复杂功能的实现。

系统为确保各个节点都处于正常工作的状态,报警控制器定时根据接收到的各节点的 ID 号判断各节点是否正常工作。若火灾报警控制器在一段时间内未收到某一复合探测节点的 ID 号信息,则判定该节点出现故障,在显示屏上显示相关信息并报错以便工作人员能及时处理[10]。

3.1 复合探测节点的火灾算法设计

把采集到的温度、烟雾和CO数据转化为实际的温度值、烟雾浓度值和CO浓度值,并提取相关数字量用来判断是否有火灾发生。火灾判断根据以下6个变量:温度值T、烟雾值S、CO值C、温度上升量ΔT、烟雾上升量ΔS和CO上升量ΔC。当温度、烟雾或者CO值达到阈值时,进行火灾预警,接着关注ΔT/、ΔS或者ΔC是否达到阈值,如果是则判断火灾发生,发出报警并将信息传送给火灾报警控制器,否则返回预警状态[11]。火灾判断流程如图7所示。

3.2 火灾报警控制器的软件设计

主程序主要包括对 STM32 芯片的通信程序、SD 卡存储程序、LCD 显示程序等。当火灾报警控制器接收到探测节点发送的信息后,存储在一个循环队列中,在主界面上显示出相关的探测节点信息。当判断有异常情况发生时,显示出异常情况并保存异常信息,同时触发报警电路,以提示工作人员。火灾报警控制器软件流程,如图8所示。

4 实验及结论

为验证该系统对火灾监测和通信的可靠性,对火灾复合探测节点和火灾报警控制器进行测试,该系统监测的部分环境数据如表1所示。

无线火灾报警探测器 篇5

在现代信息社会,通信作为信息产业的重要组成部分,在国民经济和社会信息化建设中发挥着举足轻重的作用,信息化建设涵盖各种应用领域,通信为社会信息化提供了强大的网络基础设施。覆盖面广、通信质量高、服务到位的电信基础网络,保证了信息的传输、交换和共享,成为社会信息化实现的基本物质保障。

通信机房是电信基础网络运行的心脏,不仅通信设备价格昂贵,而且担负着信息的传递与存储。在社会信息化高速发展的今天,社会对现代通信的依存度不断提高,一旦通信机房发生火灾,将造成通信设备瘫痪,通信联络中断,不仅经济损失大、政治影响大,而且恢复通信的难度更大,其后果将不堪设想。近年来,通信企业火灾事故时有发生,其中不乏重特大火灾事故,在社会上造成恶劣影响。火灾是通信行业安全的最大威胁,预防通信机房火灾是通信企业安全生产工作的重中之重,及时发现和处置火情,避免酿成火灾,对通信机房防火至关重要。

1 通信机房火灾特点

通信机房作为通信企业的核心部位,确保其消防安全意义重大。对通信机房消防建设的要求,在国家建筑消防技术规范和邮电建筑防火设计标准中都有明确要求,但从实际工作中来看,通信机房防火还有很多不同于一般建筑防火的独有特点。能够引发通信机房火灾的因素很多,如通信设备故障、强电侵入、明火管理不严、易燃易爆物品管理不善、机房装修不符合防火要求等,但通过对近些年已发生的通信火灾事故调查分析,由于通信机房自身电气特点而引发的电气火灾是造成通信机房火灾发生的主要原因。

1.1 机房内因电气设备选型不当、安装使用不符合规定,导致超负荷或短路引发火灾;

1.2 通信设备长期连续工作,因元器件质量、故障、老化或接触电阻过大引发火灾;

1.3 强弱电共存,若敷设不当或外部线路交越,强电侵入设备引发火灾;

1.4 遭受雷电袭击引发的火灾。

虽然通信机房的防雷电都做了良好的屏蔽,但雷电放电时所产生的电效应,能产生高达数万伏,甚至数十万伏的冲击电压,足以烧毁电力线路和设备,引发绝缘击穿,发生短路引发火灾。雷电放电时所产生的热效应,静电感应以及电磁感应都可能引发火灾;

1.5 附属电气设备如空调、照明、电热设备长时间使用或其他人为因素引发的火灾。

由于通信机房在电信网络中承担着重要作用,通信机房火灾又具有其特殊性,因此对于通信机房火灾自动报警系统的选用应当有区别于传统火灾报警系统,应能够充分满足通信设备电气火灾的预警、报警需要。

2 目前通信机房使用的火灾探测设备的局限性

作为通信机房必要的消防安全设施,感烟探测火灾自动报警系统已广泛安装在通信机房中。当前,通信机房火灾报警普遍使用的是被动式点型感烟探测器。经过对大量机房的走访和进行实地检测,被动式点型感烟探测器在通信机房中应用存在以下主要问题:

2.1 灵敏度底,可调节范围小。

传统点型感烟探测器报警灵敏度多为3-5%减光率,这样的灵敏度对于通常情况是可以满足的,但是对于通信机房等大空间的应用环境,其灵敏度明显偏低,无法在火灾初期做出有效探测。而且点型感烟探测器灵敏度调节范围偏小,无法适应不同的应用环境。

2.2 被动采集烟雾样品,极易受环境因素影响。

点型感烟探测器多安装于被保护区域的天花板上,被动等待烟雾慢慢扩散至其附近才能报警。由于机房空间高度较大,烟雾到达需要一定时间。同时由于通信机房普遍采用机内通风或空调送风制冷,会对燃烧产生的烟雾起到稀释作用,使烟热浮力变小,难以达到天花板,导致推迟探测器的响应报警时间或难以达到报警阀值而无法报警。

2.3 报警时间晚。

由于普通感烟探测器工作在火灾的烟雾燃烧阶段,无法在火灾初期发现火情,不能给机房值班工作人员提供足够的预警处理时间,错过将火扑灭在萌芽阶段的最佳时机。当感烟探测器发出报警时,通信设备、电线电缆早已因过热而烧毁,此时火势往往已经不能被迅速控制,损失已经难以避免。

2.4 安装方式单一,无法满足机房特点。

点型感烟探测器一般只能安装在天花板和地板下面。在通信机房中,为能更好的保护通信设备,及时发现火情,通信企业希望探测器能够具有更加灵活的安装方式,如直接安装正在通信柜内、机架上方等,以便提供更加直接、快速的保护。

2.5 维护不便。

通信机房由于机房机架、设备体积较大,设备24小时不间断运行,对传统被动式点型感烟探测器的安装、日常维护和定期检测带来不便,另外,机房内各种电子设备容易使探测器受电磁干扰引起误报或引发自动灭火系统误喷。

以上问题说明,通信机房的火灾报警如能在火灾初期,在形成烟雾燃烧阶段前进行早期报警,就可及时排查设备故障点或起火点,避免形成火灾造成财产损失和通信中断。而普通点型感烟探测器必须被动等待烟雾聚集到足够浓度才能报警,满足不了通信机房早期报警的需要。

3 空气采样早期火灾报警系统介绍

火灾发展过程大致可以分为初始阶段、可见烟雾燃烧阶段、火焰燃烧阶段和衰减熄灭阶段。在初始阶段,火灾发展很慢,存在着肉眼看不见的微弱烟雾,可长达数小时,不易被人们发现。在此阶段,普通的感烟、感温探测器不能产生告警信号,当普通感烟探测器报警时,已经进入烟雾燃烧阶段,火灾已经不可避免。近几年来,国内外一些通信机房开始采用空气采样式早期烟雾探测报警系统,可以实现在火灾初始阶段(不可见烟阶段)提供有效报警,将火灾遏制在初始阶段。

空气采样式早期烟雾探测报警系统改变了普通感烟探测器等待烟雾扩散的被动探测方式,可实现主动检测。空气采样早期烟雾探测系统是利用伸向被保护区内的管网,由侦测腔内的抽气泵经由空气采样管路不断地主动抽取防护区域内的空气样品进行检测,空气样品经过滤器后进入激光室,采用光散射测量技术对空气中的烟雾量进行分析,通过计算机运算计算出烟雾的浓度大小及比例,如果发现烟雾颗粒,即发出告警。

空气采样式早期烟雾探测报警系统具有以下特点:

(1)灵敏度高。在火灾发展的初始阶段,通信机房中往往是因为一些设备或线缆过电压、过电流而挥发出微量的烟雾粒子,远低于普通探测器的报警阈值。空气采样早期烟雾探测系统对各种材料产生的烟雾都非常敏感,对任何大小的烟雾粒子均有很好地响应,光散射测量方法精确,灵敏度高,而且其灵敏度连续可调,探测范围广,对火灾极早期产生的微量烟雾也能及时探测并报警,使火情报警时间大为提前。(2)安装方便灵活。空气采样早期烟雾探测系统的取样管路设置具有极大的弹性,系统可用在许多传统火灾报警系统无法发挥功效的场所。采样管网采用pvc阻燃管,采样孔打在pvc管路上,每个采样孔的保护面积相当于一只感烟探测器。管路安装形式多样,采样网管中的支管和毛细管可以水平或垂直方向布置在任何地方,如封闭机柜内、活动地板下或吊顶内;在空气流速较大的通信机房环境中,采样管还可以直接敷设在交换机上方或空调、通风设备的回风口处,可及时探测到整个机房环境内的烟雾变化。采样管网安装极其简便,避免了繁琐的连线、安装调试工作。(3)抗干扰,低成本。空气采样早期烟雾探测系统pvc采样管内无任何电子器件,因此不会受到机房内电磁环境的干扰,甚至可用于防爆环境。系统还采用灰尘处理和识别分离功能,可以较长时间不用清洗和校正,不仅降低了误报率,而且延长了系统的使用寿命,降低了运行维护成本费用。(4)适应性强。空气采样早期烟雾探测系统具有自动环境学习功能,可以对周围环境进行学习,然后根据所积累的数据设定灵敏度,以达到任何环境都能精确探测的效果。该功能可以鉴别出灰尘、潮气和烟雾的存在,系统的自动比较功能可以设置警报的延时输出,经过一段时间的比较,系统可以确定烟雾的稳定变化再发出警报,从而避免由于环境的异常变化造成的误报,提高了报警的可靠性。(5)具有扩展功能。空气采样早期烟雾探测系统能与普通火灾报警控制器相连,实现双路报警。也可通过协议接口与通信机房环境动力监控系统联网,实现远程集中监控。

4 通信机房应加快推广普及空气采样式早期烟雾探测报警系统

根据通信机房火灾特点,如果不能在火灾初始阶段发现并及时中断火灾进程,当进入烟雾燃烧(阴燃)时,通信设备便以损毁,通信已经中断。因此,传统的探测方式发现火情晚,灵敏度低,在通信机房防范火灾中难以充分发挥功效。

空气采样式早期烟雾探测报警系统的主动检测功能,通过其遍布保护区域的空气取样管网,能够及时捕捉到烟雾粒子,能够在非常早的阶段发现火灾前兆。根据有关测试资料,空气采样式早期烟雾探测报警系统与普通感烟探测器相比,在同等火灾条件下,可比普通感烟探测器提前4-11小时发出火灾报警,能够更及早的发现火情,为及时采取措施赢得时间。

空气采样式早期烟雾探测报警系统还能够在有较强空气流动的环境中正常工作,能够满足通信机房制冷送风降温的工作环境,安装位置灵活,维护简便易行,不会因电磁干扰、灰尘、潮湿等因素产生误报,并通过其自动环境学习功能,使误报的可能性降低至几乎为零。空气采样式早期烟雾探测报警系统所具有的高可靠性、高稳定性、高灵敏度以及维护成本低、易于维护的特点,使其在通信机房火灾探测报警中具有无可比拟的优势,是当前火灾探测器中最适用于通信机房的一种。

随着通信业务的快速发展,近几年来,通信机房的规模不断扩大、数量不断增加,无人值守机房越来越多,做好通信机房安全防火工作压力巨大。同时通信企业经过多年发展,在网逾龄设备不断增加,设备超期服役现象普遍存在,对通信机房安全防火构成较大隐患,安全防火形势严峻。因此,加快通信机房早期消防报警设施改造,提高机房火灾预防能力是当前一段时期消防工作的一项重要任务。各级通信企业应当高度重视通信机房消防安全设施升级改造,统筹规划,按照轻重缓急,分级分批组织实施,尽快解决重要通信枢纽、中心机房的火灾早期报警问题,切实提高通信机房火灾的防控能力,确保全网畅通、确保通信安全。

摘要：全面分析了通信机房火灾特点和当前普遍使用的火灾感烟探测器的工作局限性,介绍了空气采样式早期烟雾探测报警系统的特点和其在通信行业的适应性,建议加快通信机房火灾报警系统升级改造,推广普及空气采样式早期烟雾探测报警系统。

关键词：通信机房,火灾报警,火灾探测,推广普及

参考文献

[1]沈德军.空气采样早期烟雾探测报警系统在发射机房中的应用.科技资讯,2008-02-13.

[2]李雪晖.计算机机房的火灾早期烟雾探测与报警.电子元器件应用,2007-08-15.

火灾探测报警系统及其可靠性研究 篇6

随着我国经济建设的飞速发展和社会生活的不断进步,社会城市化的趋势越来越明显,人口的大量聚集,建筑规模的不断扩大,各类场所的相对集中,带来了严重的火灾隐患,火灾探测报警系统作为火灾早期探测的重要手段,应用面越来越广,需求量越来越大。但是实践证明,由于火灾探测报警系统可靠性问题导致的系统故障,已经给使用单位造成了重大的经济损失。因此,采用科学、合理的方法对火灾探测报警系统的可靠性进行分析,找出可靠性能随使用寿命变化的规律,为火灾探测系统的日常管理、维修提供理论依据,对于提高火灾探测报警系统的可靠性,减少或避免火灾中人身伤亡和财产损失具有重要的实际意义。

1 火灾探测报警系统研究现状

1.1 火灾探测报警系统发展现状

我国火灾报警系统起步较发达国家晚几十年,从上世纪90年代开始,经过近二十年的努力,我国火灾探测报警产业迅速发展。目前,国内能生产火灾探测报警设备的生产企业已由20世纪90年代初100多家猛增到近3000家[1],许多过去依赖进口的探测报警设备实现了国产化,年产值达到了几百亿元,成为我国高新技术产业的一个组成部分。

我国的火灾探测报警系统在控制系统模式、探测技术、探测器等方面有了很大的进步。

控制系统模式[2]经历了多线制控制系统、总线式集中区域控制系统、多总线一体化控制系统,并逐步向网络化控制系统的方向发展。多线制开关量式火灾探测报警系统,目前国内基本没有厂家再生产了,它已处于被淘汰的状态;总线制可寻址开关量式火灾探测报警系统具有系统自检以及对外围器件的故障检验等功能,但对故障类型不能区分。目前,只有一些旧的建筑仍在使用此类火灾探测报警系统;多总线一体化控制模式的火灾探测报警系统是目前国内消防工程上主要采用的系统,但这种系统在分散型、大规模建筑应用中存在一定的局限性,而网络型火灾报警控制系统在分散型和大规模建筑中的优势尤为明显,随着大量高性能的微处理器、大容量存储器、数字化总线和新的通讯技术的出现,使得分布智能式、大容量、网络化的火灾报警控制系统成为可能,所以,网络型控制系统成为一个新的方向。

随着微电子技术、探测传感器技术、通信和网络化技术的飞速发展,国内外的火灾探测的主流技术[3]已经发生了很大的改变。早期的机械感温探测技术、离子感烟技术已不能满足需要,其应用范围已逐渐缩小,光电感烟探测技术、分布式光纤测温技术、多元复合探测技术、激光探测技术、图像监测技术、超早期火灾探测报警技术得到了很大的发展,其应用产品也日渐成熟,大大降低了火灾探测报警系统的误报漏报率,具有较强的稳定性、可靠性和抗干扰能力。

随着超早期火灾探测报警技术日渐成熟,可实现早期火灾报警的空气采样感烟火灾探测系统稳定性好、可靠性高和抗干扰能力强,特别适应于环境恶劣、干扰性大、空间大、危险程度高、保护对象价值大的特殊环境,在各工业场所、高大空间建筑物等对火灾探测报警系统要求严格的地方,发挥着普通火灾探测报警系统所不能达到的作用。

探测器从开关量型、模拟量型发展为智能型[4],性能日趋完善,可靠性越来越高。目前我国广泛使用的探测器主要是智能式火灾探测器,我国每年建筑中新安装的火灾探测器约200万只,其中大约80%为带火灾探测算法的智能型火灾探测器。这种智能探测器按照固定的算法和程序运行,不能自动调整参数,环境适应能力和抗干扰能力差,不能很好解决探测器灵敏度和误报率之间矛盾等问题。此外,近年来线型光束感烟探测器、光纤光栅火灾探测器、可燃气体探测器、火焰探测器、双波段火灾探测器、空气采样感烟探测器在工业场所、高大空间建筑等特殊环境中的消防工程应用日渐增多,并已有相应的产品标准和设计规范。

1.2 火灾探测报警系统存在的问题

随着智能火灾探测系统的出现,存在于火灾探测报警系统严重的漏报、误报现象得到了明显的改善,火灾探测报警系统的可靠性得到了提高。但是,由于火灾探测报警系统智能化程度低,新型火灾传感技术还处于实验室研究阶段[5],缺乏与现有火灾探测报警系统的融合,实际工程应用中火灾探测报警系统误报漏报现象依然困扰着用户。目前,除了误报漏报问题外,报警系统的维护和持续性技术支持的缺乏也是较严重的问题,而造成这一问题的罪魁祸首是火灾探测报警系统通讯协议无标准,通讯协议不开放,数据格式不统一,传输非标准化,技术层面的信息交换不畅通。

2 火灾探测报警系统可靠性研究现状

2.1 火灾探测报警系统可靠性研究发展现状

一般而言,系统可靠性就是系统正常工作的能力,具体是指“系统在规定的条件下和规定的时间内,完成规定功能的能力。”现代技术的不断进步发展,促进了可靠性理论的迅速发展,也使得可靠性理论日趋完善。可靠性研究[6]始于第二次世界大战末期,最早是由美国军用航空部门提出的,并以电子设备的可靠性研究为先导,成立了电子设备可靠性咨询委员会。20世纪50-60年代,日本、美国、法国等世界发达国家对可靠性进行了深入的研究。70年代以后,可靠性引起国际上的高度重视。从50年代至今,经过50多年的发展,可靠性理论的应用已从军事技术扩展到国民经济的许多领域,从最初的航空航天、尖端武器和电子工业逐渐推广应用到机械、化工、铁道、船舶、建筑、通讯等多个领域,并各自总结出一整套保证元件和系统有效地完成其预定功能的科学方法。目前提高产品或系统的可靠性已经成为提高产品或系统质量的关键和国际市场竞争的焦点。

系统可靠性评估是根据系统与单元设备间的可靠性结构、系统设备的寿命分布模型以及与系统可靠性有关的所有信息(包括环境,参数数据等),利用概率统计方法,针对系统的可靠性特征量,进行统计推断和决策,它可以在系统设计、生产和工程应用的各个环节进行。火灾探测报警系统的可靠性分析是指利用数理统计方法对系统在使用过程中某一时间正确响应各种火灾事件的历史记录进行分析,从而给出系统在将来一定时期内完成规定功能的概率[7]。火灾探测报警系统可靠性分析的基础是要研究系统内部的逻辑任务关系,建立系统可靠性框架图;给出系统可靠性评价指标体系,如可靠度、故障率等;根据可靠性框架图建立系统可靠性分析的数学模型,采用一定的可靠性分析方法对模型进行求解,得到系统可靠性指标。

在火灾探测报警系统可靠性研究方面,国外在研究影响火灾探测报警系统的报警成功率、完整相应度等方面提出了许多完整的研究理论,并积累了大量火灾探测报警系统可靠性研究中必须用到的故障率参数资料。我国对可靠性问题研究起步较晚,尤其是在火灾探测领域的研究相对更少,且不成熟。张亮[8]的《高层建筑火灾自动报警及联动系统可靠性研究》,南华大学的张勇明[9]的《自动喷水灭火系统可靠性应用研究》中对探测报警系统的可靠性问题进行了局部的研究,西安科技大学宋久壮[10]的《火灾探测报警系统的可靠性分析及Monte Carlo仿真》,从系统的高度对火灾探测报警系统工程使用环节进行了简单的可靠性分析,并利用计算机知识对模型进行简化求解,得到评定可靠性的量化结果。我国在对火灾探测报警系统可靠性研究正处于探索阶段。

2.2 火灾探测报警系统可靠性分析方法

火灾探测报警系统的可靠性分析是指利用数理统计方法对系统在使用过程中某一时间正确响应各种火灾事件的历史记录进行分析,从而给出系统在将来一定时期内完成规定功能的概率。影响火灾探测系统可靠性的因素很多,从系统的设计到安装、调试、维护[7]等等,都直接关系到系统的可靠性能。

各国对于火灾探测报警系统可靠性研究是随着探测报警系统的复杂化与普及化而逐渐发展的,结合普遍的系统可靠性分析理论及方法,建立火灾探测系统可靠性分析体系[8],是目前的发展方向。目前,火灾探测报警系统可靠性分析常用的方法主要有蒙特卡洛模拟法、马尔可夫模型法、故障树分析法,但这些方法都还不成熟,局限性大。火灾探测报警系统本质上也是一类机电系统,因此,可以借鉴其他领域已经成熟的可靠性评估方法。

2.3 火灾探测报警系统可靠性研究存在的问题

火灾探测报警系统可靠性研究中存在的最主要问题就是没有完备的火灾探测报警系统方面的数据库,有关探测报警系统可靠性方面的数据收集存在很大的困难,而进行火灾探测报警系统可靠性跟踪实验需要时间较长,费用也很大。由于系统可靠性研究所需要的数据不足,学者对火灾探测报警系统可靠性的分析不系统,不详尽,火灾探测报警系统系统可靠性研究工作没有贯穿到系统的设计、生产和工程应用的各环节。此外,没有成熟的适用于火灾探测报警系统可靠性分析方法也是火灾探测报警系统可靠性研究中存在的一个问题。

3 发展趋势

3.1 火灾探测报警系统发展趋势

为了提高火灾探测报警系统的先进性和可靠性,目前,对于火灾探测报警系统的研究主要集中[14,15]在减少系统误报漏报研究、标准系统通讯协议和火灾探测报警系统可靠性评估上。

3.1.1 智能化

寻找适当的信号处理算法和探测方式,开发新型火灾传感技术,将探测算法和火灾传感技术、计算机技术、电路与系统、仿生学等结合起来,研发抗干扰能力强、环境的适应能力强、巡检速度快的高智能火灾探测报警系统,自动调整参数,既能快速探测火灾又有较低误报漏报率,提高火灾探测报警系统的可靠性和稳定性。

3.1.2 通讯协议标准化

统一、标准、开放的通讯协议标准是火灾自动报警系统发展的必然方向。城市火灾形势严峻,将消防监控系统扩展到跨系统、跨建筑,跨区域迫在眉睫,实现这些需要,火灾自动报警系统的数据传输必须严格遵循统一、标准的通讯协议,才能保证信息数据传输的可读性、可执行性及准确性。

3.1.3 网络化

用计算机技术将控制器之间、探测器之间、系统内部、各个系统之间以及城市“119”报警中心等通过一定的网络协议进行相互连接,建立城市火灾的集中监控与预警平台,实现远程数据的调用,对火灾探测报警系统实行网络监控管理,使各个独立的系统组成一个大的网络,实现网络内部各系统之间的资源和信息共享,一旦发生火灶,消防指挥中心能够快速准确判断火灾地点、火灾类型,并调度消防部队迅速到达现场,避免或减少火灾中人员伤亡和财产损失。

3.2 火灾探测报警系统可靠性研究发展趋势

无线火灾报警探测器 篇7

关键词：高大空间,重要场所,吸气式烟雾探测火灾报警,遮光率,采样管

随着当今社会经济的迅速发展, 一些诸如机场、体育馆、剧院、展览中心、博物馆、图书馆等高大空间的民用建筑比比皆是。而且这些建筑几乎都是人员密集或特别重要的场所, 一旦发生火灾, 后果将不堪设想。为此, 我们有必要对这些高大空间、重要场所的火灾报警进行探讨。

1 火灾发展的阶段与火灾探测器的选用

我们知道, 在一般情况下, 火灾的发展过程经过无可见烟阶段、可见烟阶段、燃烧 (火焰) 阶段和剧烈燃烧 (高温) 阶段。点式感烟探测器和红外光束式感烟探测器在有可见烟阶段报警;火焰探测器则在明火燃烧阶段做出反应;在剧烈燃烧阶段, 温度升高, 感温探测器报警同时水喷淋系统动作。一般而言, 火灾发展的无可见烟阶段时间相对较长, 火灾进程中各种火灾探测器报警反应时间如图1所示:

但是, 在初期无可见烟阶段, 常规的探测器无法实现探测报警, 而且火灾发展的无可见烟阶段时间相对较长, 采用常规的报警系统会大大延迟报警时间, 将贻误灭火时机。对一些重要场所, 特别是一旦火灾将很难控制而火灾损失巨大的场所, 能在火灾初期无可见烟阶段发出报警, 尤其难能可贵。吸气式烟雾探测火灾报警系统可以在火灾形成前的超早期阶段即识别出潜在的火情, 涵盖了火灾发展的整个过程, 实现阶段性告警, 有助于及时采取措施, 为重要场所高灵敏度的极早期火灾探测报警提供技术手段。

2 分析传统火灾探测器的局限性

现通过一个具体实例来分析传统火灾探测器在某些特殊重要场所应用的局限性。有一某高等学校的图书信息中心, 该图书信息中心为学校的标志性建筑物, 地下一层, 地面十九层, 建筑总面积约为4.3万平方米, 藏书量为120万册, 该建筑属一类高层且人员密集的公共建筑。根据GB50116《火灾自动报警系统设计规范》, 本工程火灾自动报警系统为一级保护对象。

本图书馆一层设有密集书库。所谓密集书库, 就是整个大房间存放着大量收藏资料的库房, 书库的书架之间摆设紧密, 每个书架的层数多, 书架从地面一直到顶棚天花板。该书库层高为4.5米, 根据GB50116《火灾自动报警系统设计规范》第7.2.2条, 按常规该书库可在顶棚设置普通点型感烟探测器。但是, 倘若火情发生在密集书库最底层的书架时, 烟从书架底层往上飘过程中, 由于书架密集且层数多, 烟的扩散受到书架遮挡, 要到达探测器所在的位置就需要经过很长的距离。这使得处于阴燃状态或火灾初期规模较小的火灾烟雾很可能在上升到达顶棚之前就消耗掉了全部能量, 而无法及时抵达顶棚探测器位置。这种点式感烟探测器安装在被保护区域的顶棚上, 是被动地等待烟雾慢慢扩散到其附近, 才能报警, 而密集书库的这种特殊环境会对烟雾探测产生多种不利的影响, 致使延误甚至漏报。而且, 密集书库一般没有人员值班, 工作人员和读者很少在书库里长时间逗留, 这样一旦书库底部书架发生火情, 人员和普通探测器无法在最短的时间发现初期火情, 不能给消防值班人员和消防灭火设备提供足够的预警时间。密集书库的书作为易燃物, 在相当短的时间里会迅速蔓延, 往往在常规探测器报警后火势已经难以很快控制。特别是一些特藏珍贵的资料文献, 若发生火灾造成的巨大损失将无法估量!

本图书馆二楼设有一高大空间的中庭, 长32米, 宽24米, 高15.6米。该中庭兼作休闲中心, 经常举办一些集体活动, 是师生日常活动的重要场所。中庭为钢架结构金属屋顶, 处于两道建筑变形缝之间。根据GB50116《火灾自动报警系统设计规范》, 中庭高度超过12米, 不适合设置点型火灾报警探测器, 宜采用红外光束感烟的线性火灾探测器。红外对射探测系统的报警灵敏度一般为30-50%obs/m遮光率, 个别激光红外对射探测系统灵敏度达20%obs/m遮光率, 远比点式感烟3-5%bs/m遮光率灵敏度差, 同时由于中庭较高, 红外光束感烟探测器安装高度距地约15米, 这样造成探测器的反应慢, 发现火情更晚。而且, 该中庭作为公共活动场所, 经常会在中庭高空悬挂各种横幅、标语、广告和气球, 红外对射系统的红外发射端与接收端之间, 很容易被这些空中移动的物体遮挡而引发误报。另外, 中庭处于两道建筑变形缝之间, 红外发射端与接收端正好处在变形缝的两边, 这样建筑两边发生沉降, 红外发射端与接收端就会发生错位, 发射和接收的光束会出现偏移, 受光量锐减, 也会造成线性红外光束探测器的误报。

3 吸气式烟雾探测火灾报警系统的应用。

吸气式烟雾探测火灾报警系统由空气采样管网、火灾报警装置及显示控制单元组成, 通过分布在探测区域的采样管网上的采样孔, 将空气样品抽吸到探测报警器内进行分析, 并显示出所保护区域的烟雾浓度和报警、故障状态。吸气式烟雾探测系统一改传统点式探测系统等待烟雾飘散到探测器被动进行探测的方式, 而是采用主动对空气进行采样探测, 当保护区内的空气样品被吸气式烟雾探测系统内部的吸气泵吸入采样管道, 送到探测器进行分析, 如果发现烟雾颗粒, 即发出报警。吸气式烟雾探测系统的工作流程如图2所示:

吸气式烟雾探测器可探测到直径0.01μm-20μm的所有烟雾颗粒, 对天然物质及合成物质燃烧产生的烟雾均能很好探测。探测器对烟雾的探测分辨力为0.00075%Obs/m, 报警阈值设定范围为0.005%Obs/m～20%Obs/m, 比点式探测器的报警值 (3%Obs/m～5%Obs/m) 高1000倍。而且吸气式烟雾探测可根据不同场所、不同保护对象灵活选择探测器安装位置, 能够在设施内各种不同的位置进行采样。利用吸气式烟雾探测火灾报警系统的这些特点, 在设计图书馆密集书库火灾报警时, 可以在书库不同的位置进行采样——天花板上、书架中间、书架夹层等位置。在天花板上沿书架的走向安装采样管网, 同时采样管可向下延伸到书架内 (或书架侧边) , 而这些地方最接近潜在的火源位置, 以便在最短的时间作出响应。即使在书库书架的最底层发生火情, 也会通过就近的采样管 (或毛细管) 探测到烟雾状态, 以实现极早期火灾报警。在设计图书馆中庭火灾报警时, 考虑到中庭是采用钢架结构金属屋顶, 在沿屋顶下布设的采样管上设置向下的延伸采样短管, 突破热屏障, 更早探测到烟雾。由于中庭高度较高, 除了在顶棚布置一层水平采样管网的同时, 还可以在中庭四壁、角落再向下垂直布置纵向的采样管网, 这样就可以立体式的探测到中庭的各个空间。

吸气式感烟火灾探测报警系统的每个采样孔视作一个点式感烟探测器, 每个采样孔最大保护半径与最大保护面积与感烟探测器保护范围相近。采样管网在天花板铺设时, 采样点间距及相邻的管道间的距离不超过9m, 通常天花板上的采样管网栅格可选择:4000x4000mm、6000x6000mm或4000x8000mm, 并且靠近墙的采样点与墙之间的距离应为其它采样点间距的一半。

4 结束

吸气式烟雾探测系统在国外早已在一些对消防要求较高的场所及特殊领域中应用。目前, 国内发达地区 (如:北京、上海、广东等) 已经相继制定了专门的吸气式烟雾探测火灾报警系统设计、施工及验收地方规范, 以推动吸气式烟雾探测火灾报警系统的普及应用。在一些重要的行业如电信、计算机、电力、金融等重要领域的许多单位都已应用了吸气式烟雾探测系统, 该系统也在北京2008奥运设施中得到成功应用。当然并不是所有的场所都适合采用吸气式烟雾探测系统, 作为新型火灾报警探测系统, 高灵敏度吸气式感烟探测器的造价比传统探测器高, 通常只在普通探测器不适宜的场所或有特殊要求的场所才适用。我们要深入研究设置探测器的场所是否有特殊性以及综合分析采用各种探测器的性价比, 比如普通宾馆、饭店、办公楼、住宅等场所就不必采用该系统。另外, 探测设备的灵敏度与误报率历来是一个相对矛盾, 应用吸气式烟雾探测系统应考虑保证其灵敏度同时减少误报, 尽量做到既要保证足够的灵敏度, 又要能够有效的避免误报。总之, 随着吸气式烟雾探测系统的技术发展, 大大地提高了火灾自动报警的灵敏度与可靠性, 设备造价也将不断降低, 它将应用于更多重要的场所, 给人们工作环境的安全性带来更高的保障水平。

参考文献

[1]《火灾自动报警系统设计规范》国标GB50116—98.中国计划出版社, 1999

[2]《吸气式烟雾探测火灾报警系统设计、施工及验收规范》地方标准DBJ 01-622-2005.北京市规划委员会、北京市公安局联合发布

无线火灾报警探测器 篇8

随着我国经济建设的飞速发展和社会生活的不断进步,社会城市化的趋势越来越明显,人口的大量聚集,建筑规模的不断扩大,各类场所的相对集中,带来了严重的火灾隐患,火灾探测报警系统作为火灾早期探测的重要手段,应用面越来越广,需求量越来越大,由于火灾探测报警系统可靠性问题导致的系统故障己成为重大的安全隐患,所以,采用科学、合理的方法对火灾探测报警系统的可靠性进行分析,找出可靠性能随使用寿命的变化规律,为火灾探测系统的日常管理、维修提供理论依据,对于提高火灾探测报警系统的可靠性,减少或避免火灾中人身伤亡和财产损失具有重要的实际意义。

1 火灾探测报警系统工作原理

在火灾探测报警系统[1]中,火灾探测器长年累月地监测被警戒的现场或对象,当监测场所或对象发生火灾时,火灾探测器监测到火灾产生的烟雾、高温、火焰及火灾特有的气体等信号并转换成电信号,经过与正常状态阈值或参数模型分析比较,给出火灾报警信号,通过火灾报警控制器上的声光报警显示器显示出来,通知消防人员发生了火灾。

2 火灾探测报警系统失效原因分析

(1)人因因素。

整个火灾探测报警系统的设计[2]、安装、使用和维修,任何一个环节都离不开人的作用,人的一个很小的错误都有可能导致系统的故障。

(2)设备因素。

火灾探测报警系统是由火灾探测器、报警控制器、传输线路等组成的,火灾探测器、报警控制器、传输线路和整个系统的安装维护[3,4]等对系统的可靠性都有影响。

(3)环境因素。

火灾探测器[5,6]一般是直接位于火灾环境中, 火灾探测器受外界环境影响产生误报、漏报现象,影响火灾探测系统的可靠性。

3 火灾探测报警系统可靠性分析方法

3.1 火灾探测报警系统可靠性分析方法

火灾探测报警系统的可靠性分析指利用数理统计方法对系统在使用过程中某一时间正确响应各种火灾事件的历史记录进行分析,从而给出系统在将来一定时期内完成规定功能的概率。影响火灾探测系统可靠性的因素很多,从系统的设计到安装、调试、维护[7]等等,都直接关系到系统的可靠性能。

各国对于火灾探测报警系统可靠性研究是随着探测报警系统的复杂化与普及化而逐渐发展的,结合普遍的系统可靠性分析理论及方法,建立火灾探测系统可靠性分析体系[8],是目前的发展方向。目前,还没有成熟的适用于火灾探测报警系统可靠性分析方法,火灾探测报警系统本质上也是一类机电系统,因此,可以借鉴其他领域已经成熟的可靠性评估方法。

目前,我国还没有建立完备的火灾探测器的数据库,且对火灾探测报警系统进行可靠性跟踪实验所需时间较长、费用很大,所以对有关火灾探测报警系统的可靠性数据进行收集有很大的困难,可靠性评估的数值方法大多需要大量的数据才能模拟。而Monte Carlo法则不需要进行复杂的数学分析,也不需要进行长时间的可靠性试验,对于非线性系统或者难以建立数学模型的系统的可靠性分析有着很大的优越性。但是进行蒙特卡洛仿真非常耗时,如果在Matlab下应用蒙特卡洛法[9,10,11]实现仿真,就可大大的缩短仿真时间,所以,本文就采用了在Matlab下实现火灾探测报警系统可靠度的蒙特卡洛仿真。

3.2 Monte Carlo法基本原理

蒙特卡洛方法是采用统计抽样理论近似求解数学问题或物理问题的方法[12],其基本思想[13]是:首先建立与描述该问题有相似性的概率模型,并利用这种相似性把这个概率模型的某些特征与数学计算问题的解答联系起来,然后对模型进行随机模拟或统计抽样,最终利用所得结果求出这些特征的统计估计值作为原来的数学计算问题的近似解。

用于火灾探测报警系统模拟基本原理是基于对系统的使用过程的多次仿真,得到系统可靠度随系统使用寿命的变化规律,从而对系统未来一段时间内可靠度状况做出预测。

3.3 MATLAB实现可靠度蒙特卡洛法步骤

(1)分析火灾探测报警系统的试验数据,在MATLAB里建立火灾探测报警系统可靠度仿真数学模型。

(2)概率模型确定后,根据利用MATLAB工具箱里随机变量分布类型的随机数发生器,进行相应的概率模型的多次重复抽样。

(3)在MATLAB里编制M文件,作为实现蒙特卡洛方法的主程序,通过循环调用仿真模型,获得随机火灾探测报警系统可靠度的仿真抽样,然后对仿真结果进行统计处理。

(4)得出结论。

4 火灾探测报警系统可靠度评估与仿真

以某商场火灾探测报警系统为研究对象,进行一段时间的可靠性数据跟踪,采集系统故障数据, 对采集的故障数据进行整理分析,给出火灾探测报警系统故障数据服从的概率模型,以及对影响模型的参数进行计算,然后在MATLAB下对火灾探测报警系统可靠度进行仿真。

4.1 MATLAB下建立仿真模型

(1)整理数据

①划分样本数据t,min,max分别表示试验数据中的最小值、最大值,将区间[min, max]分成k个小区间,用每组的中间值mi代表改组的数据取值[14]。

②计算数据的累积概率

数据落入第i组区间的频数为n,则:n1+n2+n3+…+nk=N;

累积频数:fi= n1+n2+n3+…+ni;

累积频率:F(mi)=fi/(N+1)。

③计算样本数据的可靠度

可靠度:R(mi)=1-F(mi);

系统在不同的使用寿命阶段,可靠度的计算结果见表1。

(2)输入样本数据t,判断数据服从的概率模型。

假设样本数据服从威布尔分布[15,16,17,18],调用wblfit函数对假设模型进行参数估计,然后调用[H, P, KSSTAT, CV] = kstest(X, cdf, alpha)命令对假设

模型进行拟合度检验,如果H为0则接受原假设, H为1则拒绝原假设; P为原假设成立的概率; KSSTAT为测试统计量的值; CV为是否接受假设的临界值;X为样本数据矩阵;cdf为假设模型的累积分布函数wblcdf;alpha给出显著水平,通常默认为0.05。

输入plat=wblfit(t);

运行结果:plat = 560.7217 1.4835

即尺度参数η=560.7217,形状参数m=1.4835

F=wblcdf(t, 560.7217,1.4835);

[H,p,ksstat,cv]=kstest(t,[t, F],0.05)

运行结果:H =0,p = 0.9948,ksstat = 0.1261,cv = 0.4093。

H=0,ksstat< cv,说明接受原假设,假设成立的概率为0.9948。

故根据该商场火灾探测报警系统故障数据分析整理得出:火灾探测报警系统服从威布尔分布,其可靠度函数模型为undefined。

4.2 基于MATLAB火灾探测报警系统可靠性仿真

计算火灾探测报警系统可靠度,需要很大的数据,才能保证计算结果的精度,但实际工程中调查的样本数有限,且花费大量的精力和财力。本文利用MATLAB工具箱里随机数发生器“wblrnd”产生一组符合该系统模型的随机数,产生足够的抽样样本,用这些计算机随机数来代替工程样本数据,然后对该火灾探测报警系统的可靠度模型undefined进行仿真,模拟火灾探测报警系统的寿命极限到1200h,为观察仿真结果的收敛情况,分别模拟了10000-20000次的抽样情况,图1为不同使用时间的系统可靠度随抽样次数收敛图。通过计算得到该火灾探测报警系统不同寿命阶段的可靠度仿真结果如表2所示。

由图1可知,不同抽样次数相比较,不同使用阶段的系统可靠度仿真结果收敛性较好,误差在0.2%之内,所以采用蒙特卡洛法计算火灾探测报警系统可靠度时,抽样的次数不小于10000次,认为计算结果满足工程应用。将仿真得到的不同使用寿命的可靠度与试验得到的可靠度进行对比,验证该仿真方法能否正确描述火灾探测报警系统的可靠度随使用寿命的变化规律,结果如图2所示。

从可靠度试验数据分析得到的曲线可以看出,从整个运行区间来看,该火灾探测报警系统随使用时间的增加, 可靠度逐渐降低;从可靠度仿真曲线可以看出,随着使用寿命的增加,可靠度不断下降,这与试验结果是相符的;将仿真得到的可靠度曲线和试验曲线相比较可以看出,仿真得到的可靠度曲线和试验曲线的可靠度随时间变化的规律是基本相同的。从而验证了该仿真方法能正确描述火灾探测报警系统的可靠度随使用寿命的变化规律。

5 结论

文中对火灾探测报警系统可靠度进行了仿真,仿真方法避免了进行可靠性试验时间长、费用大、仿真时间长的缺点。仿真结果说明该仿真方法能正确描述火灾探测报警系统的可靠度随使用寿命的变化规律,为进一步应用该方法来分析火灾探测报警系统的的各可靠性指标随使用寿命的变化规律提供了理论基础,借助仿真得到的可靠性指标的曲线,为火灾探测系统的日常管理、维修提供理论依据,从而提高火灾探测报警系统的可靠性,保证系统处于正常的运行状态,减少或避免火灾中人员伤亡和财产损失。

摘要：介绍了火灾探测报警系统的结构,指出了火灾探测报警系统失效原因,针对火灾探测报警系统的特点,确定了蒙特卡洛可靠度分析法。给出了系统的概率模型,确定了在Matlab下应用Monte Carlo方法对火灾探测报警系统的可靠度进行仿真的具体步骤,得到火灾探测报警系统可靠度仿真曲线。将仿真结果与试验结果相比较,基本一致,验证了该仿真方法能正确描述火灾探测报警系统的可靠度随使用寿命的变化规律,为进一步应用该方法来分析火灾探测报警系统的的各可靠性指标提供了理论基础。

无线火灾报警探测器 篇9

海湾公司UL目击测试实验室取得了UL268、521及864三个标准的目击测试资质,涵盖了公司主要系列产品,公司5名测试工程师也先后获得相应资质。获得UL认可目击测试实验室资质后,海湾公司可在UL工程人员的辅助下,自行完成相关标准UL产品的测试工作,完全掌握测试工作的时程与实时测试资料的分析,这将大幅缩短在认证机构进行测试所需的运送样品与等待测试的时间,提高研发效率,减低研发成本。此外,UL认证检测效率的提升,对于公司国际市场业务的拓展也将起到重要的促进作用。

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行学习,并应用到未来的项目之中,提高测试成功率”,UL研发部业务拓展总监Laurence Emrie在授牌仪式上介绍说。“UL认可目击测试实验室资质的获得标志着海湾相关产品的检测能力已达到国际领先水平,不但提高了我们的产品研发效率,更将提升海湾的行业竞争力与影响力”,董事总经理潘叶青在接牌仪式上表示。