火灾探测器

火灾探测器是火灾自动报警系统和自动灭火系统最基本和最关键的部件之一，它是整个系统的自动检测的触发器件，是火灾自动报警系统的传感部分，犹如系统的“感觉器官”，能不间断的监视和探测被保护区域火灾的初期信号。

2.2.1　火灾探测器的分类及型号

2.2.1.1　火灾探测器的分类

常用的分类方法有按探测器的结构造型、探测的火灾参数、输出信号的形式和使用环境等。

一、按结构造型分类

按探测器的结构造型分类，可分成线型和点型两大类。

1.线型火灾探测器

这是一种响应某一连续线路周围的火灾参数的火灾探测器。其连续线路可以是“硬“的（可见的），也可以是“软”的（不可见的）。如空气管线型差温火灾探测器，是由一条细长的铜管或不锈钢构成“硬”的（可见的）连续线路。又如红外光束线型感烟火灾探测器，是由发射器和接收器之间的红外光束构成“软”（不可见）的连续线路。

2.点型火灾探测器

这是一种响应空间某一点周围的火灾参数的火灾探测器。目前生产量最大，民用建筑中几乎都是使用的点型探测器，线型探测器多用于工业设备及民用建筑中一些特定场合。

二、按探测的火灾参数分类

根据火灾探测器探测火灾参数的不同，可以划分为感温、感烟、感光、气体和复合式等几大类。

1.感温火灾探测器

感温探测器是对警戒范围内某一点或某一线段周围的温度参数（异常高温、异常温差和异常温升速率）敏感响应的火灾探测器。

根据监测温度参数的不同，感温探测器有定温、差温和差定温三种。定温探测器用于响应环境温度达到或超过预定值的场合。差温探测器用于响应环境温度异常升温其升温速率超过预定值的场合。差定温探测器兼有差温和定温两种探测器的功能。感温探测器由于采用的敏感元件不同，如热电偶、双金属片、易熔金属、膜盒、热敏电阻和半导体等，又可派生出各种感温探测器。如图2-7所示。

图2-7　感温火灾探测器分类

2.感烟火灾探测器

感烟火灾探测器是一种响应燃烧或热解产生的固体或液体微粒的火灾探测器。由于它能探测物质燃烧初期在周围空间所形成的烟雾粒子浓度，因此它具有非常好的早期火灾探测报警功能。有的国家称感烟探测器为“早期发现”探测器。

根据烟雾粒子可以直接或间接改变某些物理量的性质或强弱，感烟探测器又可分为离子型、光电型、激光型、电容型和半导体型等几种。其中光电型按其动作原理不同，又分为遮光型和散光型两种，其分类见图2-8所示。

图2-8　感烟火灾探测器分类

3.感光火灾探测器

感光探测器亦称火焰探测器或光辐射探测器。它能响应火焰辐射出的红外、紫外和可见光。工程中主要用红外火焰型和紫外火焰型两种，其分类见图2-9。

图2-9　感光火灾探测器分类

4.复合式火灾探测器

这是一种能响应两种或两种以上火灾参数的火灾探测器。主要有感烟感温、感光感烟火灾探测器，国内工程中较少采用，其分类见图2-10。

图2-10　复合式火灾探测器分类

5.其他火灾探测器

它们有探测泄漏电流大小的漏电流感应火灾探测器，有探测静电电位高低的静电感应火灾探测器，有利用超声原理探测火灾的超声波火灾探测器及探测气体成分或气体浓度的气体火灾探测器等。严格讲，它们不应列入火灾探测器的范围，因为它们不是在火灾发生时对火灾参数的测量，它们是在消防（火灾）报警系统中能帮助提高监测精确性和可靠性的一些探测其他物理或化学信息的探测器，从火灾预警来讲，它们也可列入火灾探测器范围。在这类探测器中，气体火灾探测器应用较广泛。

三、按使用环境分类

火灾探测器按照它所安装场所的环境条件分类，主要有以下几种。

1.陆用型

主要用于陆地、无腐蚀性气体、温度范围－10～＋50℃、相对湿度在85%以下的场合中。产品中凡没有注明使用环境类型的均为陆用型。

2.船用型

其特点是耐温和耐湿。它在50℃上的高温和90%～100%高湿环境中都可以长期正常工作。主要用于舰船上，也可用于其他高温、高湿的场所。

3.耐酸型

其特点是不受酸性气体的腐蚀。适用于空间经常积聚有较多含酸气体的场所。主要为工业上用。

4.耐碱型

这种探测器不受碱性气体腐蚀。适用于空间经常停滞有较多含碱性气体的场所。主要用于工业。

5.防爆型

它适用于易燃易爆的危险场合，因此，对它的要求较严格，在结构上必须符合国家防爆有关规定。

四、按其他方式分类

火灾探测器按探测到火灾信号后的动作是否延时向火灾报警控制器送出火警信号，可分为延时型和非延时型两种。目前使用的火灾探测器大多数为延时型，其延时时间范围常在4～10s。

火灾探测器按输出信号的形式分类，可分为两类：一类是模拟信号形式输出，称为模拟型探测器；另一类是以开关（通—断）信号形式输出，称为开关型探测器。

火灾探测器按安装方式分类，可分为露出型和埋入型。一般场所可采用外露型。在要求较高，内部装饰讲究的场合，可选用埋入型。

在工程设计中，应根据探测器的警戒区域火灾形成和发展特点及环境条件，正确地选择探测器的类型，这样才能有效地发挥火灾探测器的作用，延长其使用寿命，减少误报和提高系统的可靠性。

2.2.1.2　火灾探测器的型号

一、探测器的型号命名

火灾报警产品种类较多，附件更多，但都是按照国家标准编制命名的。国标型号均是按汉语拼音字头的大写字母组合而成，只要掌握规律，从名称就可以看出产品类型与特征。

火灾探测器的型号意义：

①J（警）——消防产品中的分类代号（火灾报警设备）

②T（探）——火灾探测器代号

③火灾探测器分类号，具体表示方法

Y（烟）——感烟火灾探测器；

W（温）——感温火灾探测器；

G（光）——感光火灾探测器；

Q（气）——可燃气体探测器；

F（复）——复合式火灾探测器。

④应用范围特征代号表示方法

B（爆）—防爆型；

C（船）—船用型；

非防爆型或非船用型可省略。

⑤、⑥探测器特征表示法（敏感元件、敏感方式特征代号）

LZ（离子）——离子；MD（膜、定）——膜盒定温；

GD（光、电）——光电；MC（膜、定）——膜盒差温；

SD（双、定）——双金属定温；MCD（膜、差、定）——膜盒差定温；

SC（双、差）——双金属差温；GW（光温）——感光感温；

GY（光烟）——感光感烟；YW（烟温）——感烟感温；

YW—HS（烟温—红束）——红外光束感烟感温；

BD（半、定）——半导体定温；ZD（阻、定）——热敏电阻定温；

BC（半、差）——半导体差温；ZC（阻、差）——热敏电阻差温；

BCD（半、差、定）——半导体差定温ZCD（阻、差、定）——热敏电阻差定温；

HW（红、外）——红外感光；ZW（紫、外）——紫外感光。

⑦主要参数—表示灵敏度等级（1、2、3级），对感烟感温探测器标注。

灵敏度表示对被测参数的敏感程度。

例JTY—HS—1401红外光束感烟火灾探测器（北京核仪器厂生产）

JTW—ZD—2700/015热敏电阻定温火灾探测器

JTY—LZ—651离子感烟火灾探测器。

二、探测器的图形符号

在国家标准中消防产品图形符号不全，目前在设计中图形符号的绘制有两种选择，一种按国家标准绘制，另一种根据所选厂家产品样本绘制，这里仅给出几种常用探测器的国家标准画法供参考，如图2-11所示为探测器的图形符号。

图2-11　探测器的图形符号

2.2.1.3　火灾探测器的主要技术性能

火灾探测器的种类较多，工作原理和构造也不尽相同，但它们的主要技术性能及要求大致相同。这里只对工程中感兴趣的几个主要技术性能及要求加以说明。

一、可靠性

可靠性是火灾探测器最重要的性能指标。可靠性常用其误报率来衡量。所谓误报是指火灾初期探测器的漏报与监视警戒状态时探测器的虚报现象。

二、工作电压和允差

1.工作电压

探测器的工作电压又称额定电压。对于某一个确定的产品，它是个定值，是探测器长期正常工作所需的电源电压。探测器所需的工作电压由火灾报警控制器供给。国产火灾探测器的工作电压为DC24V。从国外引进的产品有其他的工作电压值，如营口报警设备总厂引进德国effeff公司技术生产的探测器工作电压为DC12V。

2.允差

允差（允许压差）又称操作电压。它是指火灾探测器正常工作所允许波动的电压范围。我国规定，允差为额定电压的－15%～＋15%。不同产品，由于采用的元器件不同，电路不同，允差值也不一样。一般允差越大越好，允差越大，表明探测器适应电压变化的能力越强，对火灾报警控制器供电的精度要求越低。

三、灵敏度

灵敏度是指火灾探测器响应火灾参数的灵敏程度，在工程设计及探测器的设置中是个很重要的技术指标。

四、监视电流

它是指火灾探测器处于监视状态时的工作电流，又称警戒电流。由于工作电压是定值，所以监视电流的数值代表了探测器的运行功耗，即运行成本。探测器的监视电流越小越好。随着科学技术的发展，低功耗元件的出现，目前产品的监视电流已由原来的几个毫安降到几十微安。

五、最大报警电流

是指火灾探测器报警时允许的最大工作电流。若由于某种原因探测器报警时超过了最大报警电流，探测器可能会损坏。此值应越大越好，越大就表明探测器过载能力越强。

六、报警电流

是指火灾探测器在报警状态时的工作电流。它比最大报警电流要小，通常在几十毫安。报警电流和允差共同决定了火灾报警系统中探测器距报警控制器的最远距离，以及在同一回路或者一个部位号中允许并接探测器的数量。探测器允差越大、报警电流越小，探测器允许最远安装距离越长，同一回路或同一部位号中允许并联的个数越多。

七、保护范围

是指一个探测器警戒（监视）的有效范围。它是确定火灾自动报警系统中采用探测器数量的基本依据。不同种类的探测器由于对火灾探测的方式不同，其保护范围的单位和衡量方法也各不相同，一般可分为两类：

1.保护面积

是指一只火灾探测器有效探测的面积。点型的感烟、感温探测器都是以有效探测的地面面积（m2）来表示其保护范围，国家对此有统一规定，设计时要按规定使用。

2.保护空间

是指一只火灾探测器有效探测的整个空间。感光探测器就是用视角和最大探测距离两个量来确定其保护空间。探测器的保护空间，目前国家无统一规定，由生产厂家提供该产品的保护范围。

对于气体火灾探测器的保护范围，目前国家也尚无具体规定，通常要根据现场保护对象的空间大小、可燃气体可能泄漏的位置、可燃气体的比重、环境的通风条件、气流的方向和速度等因素综合考虑确定。

八、工作环境

它包括探测器使用环境的温度、相对湿度、气流速度和污染程度等。它是探测器长期正常工作必要的外部条件，也是选用探测器的重要依据。

2.2.2　探测器的构造及原理

2.2.2.1　感烟探测器

常用的感烟探测器有离子感烟探测器、光电感烟探测器及红外光束感烟探测器，感烟探测器对火灾前期及早期报警很有效，应用最广泛，应用数量居首位。

一、感烟探测器的作用及构造

1.作用

感烟探测器是对探测区域内某一点或某一连续路线周围的烟参数敏感响应的火灾探测器。

2.构造及原理

感烟探测器有双源双室和单源双室之分，双源双室探测器是由两块性能一致的放射源片（配对）制成相互串联的两个电离室及电子线路组成的火灾探测装置。一个电离室开孔称采样电离室（或称作外电离室）Km，烟可以顺利进入；另一个是封闭电离室，称参考电离室（或内电离室）KR，烟无法进入仅能与外界温度相通如图2-12（a）所示。两电离室形成一个分压器。两电离室电压之和Um＋UR等于工作电压UB（例如24V）。流过两个电离室的电流相等，同为Ik。采用内、外电离室串联的方法，是为了减少环境温度、湿度、气压等自然条件对电离电流的影响，提高稳定性，防止误报。把采样电离室等效为烟敏电阻RM，参考电离室等效为固定或预调电阻RR，IA为报警电流，S为电子线路，等效电路如图2-12（b）所示。

图2-12　双源双室探测器电路示意
（a）双源双电离室　（b）等效电路

单源双室探测器：构造及外形如图2-13所示。图中进烟孔既不敞开也不节流，烟气流通过防虫网从采样室上方扩散到采样室内部。采样电离室和参考电离室内部的构造如图2-14所示。两电离室共用一块放射源，参考室包含在采样室中，参考室小，采样室大。采样室的α射线是通过中间电极的一个小孔放射出来的。在电路上，内外电离室同样是串联，在相同的大气条件下，电离室的电离平衡是稳定的，与双源双室探测器类似。当发生火灾时，烟的绝大部分进入采样室，采样室两端的电压变化U′0－U0＝△U，当△U达到预定值（即阀值）时，探测器输出火警信号。

图2-13　单源双室探测器构造及外形

图2-14　单源双室探测器采样电离室和参考电离室的内部构造

单源双室和双源双室探测器比较，特点如下：

（1）内电离室与外电离室连通，有利于抗温，抗潮，抗气压变化对探测器性能的影响。

（2）抗灰尘污秽的能力增强，当有灰尘轻微地沉积在放射源表面上时，采样室分压的变化不明显。

（3）能做成超薄型探测器，具有体积小，重量轻及美观大方的特点。

（4）只需较微弱的α放射源（比双源双室的源强减少一半），并克服了双源双室要求两源片相互匹配的缺点。

（5）源极和中间极的距离是连续可调的，能够比较方便地改变采样室的分压，便于探测器响应阈值的一致性调整，简单易行。

二、离子感烟探测器

离子感烟探测器是对能影响探测器内电离电流的燃烧物质敏感的探测器。离子感烟探测器有双源双室和单源双室之分。它利用放射源制成敏感元件，并由内电离室KR和外电离室KM及电子线路或编码线路构成。

如图2-15所示。在串联两个电离室两端直接接人24V直流电源。两个电离室形成一个分压器，两个电离室电压之和为24V。外电离室是开孔的，烟可顺利通过；内电离室是封闭的，不能进烟，但能与周围环境缓慢相通，以补偿外电离室环境的变化对其工作状态发生的影响。

图2-15　离子感烟探测器方框图

放射源由物质镅241（241AM）α放射源构成。放射源产生的α射线使内外电离室内空气电离，形成正负离子，在电离室电场作用下，形成通过两个电离室的电流。这样可以把两电离室看成两个串联的等效电阻，两电阻交接点与“地”之间维持某一电压值。

当发生火灾时，烟雾进入外电离室后，镅241产生的α射线被阻挡，使其电离能力降低率增大，因而电离电流减小。正负离子被体积比其大得多的烟粒子吸附，外电离室等效电阻变大，而内电离室因无烟进入，电离室的等效电阻不变，因而引起两电阻交接点电压变化。当交接点电压变化到某一定值，即烟密度达到一定值时（由报警阈值确定），交接点的超阈部分经过处理后，开关电路动作，发出报警信号。

现以FJ—2701型离子感烟探测器为例说明其工作原理，电路图如图2-16所示。由于两电离室的镅241α放射源是串联的，所以等效阻抗很大，大约在1010Ω左右，这样就必须采用高输入阻抗的场效应管。

由Ⅵ、V2两只三极管组成正反馈电路，当外离子室由于受烟粒子影响电阻变大而使场效应管导通后，又使V1导通，使稳压管VD5达到稳定值后也导通，使三极管V3也随之导通，V3的集电极电流使确认灯亮，同时使信号线输出火警信号。三极管V4作为探测器断线监控，安装在终端时，起断线故障报警作用。由于离子感烟探测器自身的误报率相对较高，且后期维护费用高，加之其有一定的环境污染问题，所以现在已基本不使用了。

图2-16　离子感烟探测器原理图

三、光电式感烟探测器

它是对能影响红外、可见和紫外电磁波频谱区辐射的吸收或散射的燃烧物质敏感的探测器。光电式感烟探测器根据其结构和原理分为遮光型和散射型两种。

1.散射光型感烟探测器

光电感烟探测器由传感器（光学探测室和其他敏感器件）、火灾算法及处理电路构成。如图2-17所示。光学探测室是光电感烟探测器的重要部件，是烟雾传感器。它主要由发射管、接收管、聚焦透镜、保证光学暗室的遮光窗、防虫网组成。光学探测室主要决定着探测器的烟雾探测性能（探测烟雾的种类、火灾灵敏度、一致性、方位性）、抗误报性能（抗灰尘特性、抗纤维持性、防虫特性、抗环境光干扰特性、抗气流特性）。

图2-17　光电感烟探测器结构示意图
1-导光柱；2-迷宫；3-敏感空间；4-外壳；5-底座

基本原理为：在敏感空间无烟雾粒子存在时，探测器外壳之外的环境光线被迷宫阻挡，基本上不能进入敏感空间，红外光敏二极管只能接收到红外光束经多次反射在敏感空间形成的背景光。当烟雾颗粒进入由迷宫所包围的敏感空间时，烟雾颗粒吸收入射光并以同样的波长向周围发射光线，部分散射光线被红外光敏二极管接收后，形成光电流。当光电流大到一定程度时，探测器即发出报警信号。

2.遮光型（或减光型）光电式感烟型探测器

由一个光源（灯泡或发光二极管）和一个光敏元件（硅光电池）对应装置在小暗室（即型腔密室或称采样室）里构成。在正常（无烟）情况下，光源发出的光通过透镜聚成光束，照射到光敏元件上，并将其转换成电信号，使整个电路维持正常状态，不发生报警。发生火灾有烟雾存在时，光源发出的光线受烟粒子的散射和吸收作用，光的传播特性改变，光敏元件接收的光强明显减弱，电路正常状态被破损，于是发出声光报警。

3.激光感烟探测器

应用在高灵敏度吸气式感烟火灾报警系统。点型激光感烟探测器，其灵敏度高于目前光电感烟探测器灵敏度的50倍。点型激光感烟探测器的原理主要采用了光散射基本原理，但又与普通散射光探测有很大区别。激光感烟探测器的光学探测室的发射激光二极管和组合透镜使光束在光电接收器的附近聚焦成一个很小亮点，然后光线进入光阱被吸收掉。当有烟时，烟粒子在窄激光光束中的散射光通过特殊的反光镜（作用像一个光学放大器）被聚到光接收器上，从而探测到烟雾颗粒。在点型的光电感烟探测器中，烟粒子向所有方向散射光线，仅一小部分散射到光电接收器上，灵敏度较差，而激光探测器采用光学放大器器件，将大部分散射光汇聚到光电接收器上，极大地提高了灵敏度，同时降低了误报率。

四、红外光束线型火灾探测器

1.探测器的构造及原理

这种探测器由发射器和接收器两部分组成，而JTY—HM—GST102智能线型红外光束感烟探测器为编码型反射式线型红外光束感烟探测器，探测器将发射部分、接收部分合二为—。探测器可直接与火灾报警控制器连接，通过总线完成二者间状态信息的传递。探测器必须与反射器配套使用，但需要根据二者间安装距离的不同决定使用一块或四块反射器。其外形示意如图2-18所示。将探测器与反射器相对安装在保护空间的两端且在同一水平直线上，安装示意如图2-19所示。

图2-18　探测器外形示意图

图2-19　探测器安装示意图

一般光电感烟探测器（离子探测器）分为探头和底座两部分，其接线主要在底座上完成，底座上有4个导体片，片上带接线端子，底座上不设定位卡，便于调整探测器报警指示灯的方向。预埋管内的探测器总线分别接在任意对角的二个接线端子上（不分极性），另一对导体片用来辅助固定探测器。待底座安装牢固后，将探测器底部对正底座顺时针旋转，即可将探测器安装在底座上。探测器底座外形如图2-20所示。

图2-20　通用探测器底座

其工作原理是：在正常情况下红外光束探测器的发射器发送一个不可见的波长940mm脉冲红外光束，经过保护空间不受阻挡地射到接收器的光敏元件上，如图2-19所示。当发生火灾时，由于受保护空间的烟雾气溶胶扩散到红外光束内，使到达接收器的红外光束衰减，接收器接收的红外光束辐射通量减弱，当辐射通量减弱到预定的感烟动作阈值（响应阈值）（例如，有的厂家设定在光束减弱超过40%且小于93%时，如果保持衰减5s（或10s时间）时，探测器立即动作，发出火灾报警信号。

2.适用范围

线型火灾探测器是响应某一连续线路附近的火灾产生的物理或化学现象的探测器。红外光束线型感烟火灾探测器是应用烟粒子吸收或散射红外光束强度发生变化的原理而工作的一种探测器。

特点是：安装简单、方便，光路准直性好；具有自动校准功能，确保可以由单人在短时间内完成调试；具有火警、故障无源输出触点；具有自诊断功能，可以监测探测器；保护面积大，安装位置较高；具有自动补偿功能，对于一定程度上的灰尘污染、位置偏移及发射管的老化等致使接收信号减小的因素可自动进行补偿；可现场设置三个级别的灵敏度，适用于不同扬尘程度的场所；电子编码，地址码可现场设定；探测光路设计巧妙，抗干扰性能强；密封设计，具有防腐、防水性能。在相对湿度较高和强电场环境中反应速度快，适宜保护较大空间的场所，尤其适宜保护难以使用点型探测器甚至根本不可能使用点型探测器的场所，主要适合下列场所：

1）古建筑，文物保护的厅堂馆所等。

2）变电站，发电厂等。

3）隧道工程。

4）遮挡大空间的库房、飞机库、纪念馆、档案馆、博物馆等。

5）不宜使用线型光束探测器的场所。有剧烈振动的场所，有日光照射或强红外光辐射源的场所，在保护空间有一定浓度的灰尘、水气粒子且粒子浓度变化较快的场所。

五、感烟探测器的灵敏度

感烟灵敏度（或称响应灵敏度）是探测器响应烟参数的敏感程度。感烟探测器分为高、中、低（或ⅠⅡⅢ）级灵敏度。在烟雾相同的情况下，高灵敏度意味着可对较低烟粒子数浓度响应。灵敏度等级上用标准烟（试验气溶胶）在烟箱中标定感烟探测器几个不同的响应阈值的范围。

感烟灵敏度等级的调整有两种方法：一种是电调整法，另一种是机械调整法。

电调整法：将双源双室或单源双室探测器的触发电压按不同档次响应阈值的设定电压调准，从而得到相应等级的烟粒子数浓度。这种方法增加了电子元件，使探测器可靠性下降。

机械调整法：这种方法是改变放射源片对中间电极的距离，电离室的初始阻抗R0与极间距离L成正比。L小时，R0小，灵敏度高；当L大时，R0大，灵敏度低。不同厂家根据产品情况确定的灵敏度等级所对应的烟浓度是不一致的。

一般来讲，高灵敏度用于禁烟场所，中级灵敏度用于卧室等少烟场所，低级灵敏度用于多烟场所。高、中、低级灵敏度的探测器的感烟动作率分别为10%、20%、30%。

2.2.2.2　火焰探测器

点型火焰探测器是一种对火焰中特定波段中的电磁辐射敏感（红外、可见和紫外谱带）的火灾探测器，又称感光探测器。因为电磁辐射的传播速度极快，因此，这种探测器对快速发生的火灾（譬如易燃、可燃液体火灾）或爆炸能够及时响应，是对这类火灾早期通报火警的理想探测器。响应波长低于400nm辐射能通量的探测器称紫外火焰探测器，响应波长高于700nm辐射能通量的探测器称作红外火焰探测器。

一、分类及特点

火焰探测器的分类及特点见表2-2所示。

表2-2　火焰探测器的分类及特点

二、构造及原理

以紫外火焰探测器为例说明之。紫外火焰探测器由圆柱形紫外充气光敏管、自检管、屏蔽套、反光环、石英窗口等组成，如图2-21（a）所示，工作原理如图2-21（b）所示。

图2-21　紫外火焰探测器
（a）结构示意图（b）工作原理示意图

当光敏管接收到185～245nm的紫外线时，产生电离作用而放电，使其内阻变小，导电电流增加，使电子开关导通，光敏管工作电压降低，当电压降低到一定电压时，光敏管停止放电，使导电电流减小，电子开关断开，此时电源电压通过RC电路充电，又使光敏管的工作电压重新升高到电压，于是又重复上述过程，这样便产生了一串脉冲，脉冲的频率与紫外线强度成正比，同时与电路参数有关。

三、一般安装及接线方式

智能紫外火焰探测器也分为探头和底座两部分，其接线主要在底座上完成，底座上有4个导体片，片上带接线端子，底座上不设定位卡，便于调整探测器报警指示灯的方向。预埋管内的探测器总线分别接在任意对角的二个接线端子上（不分极性），另一对导体片用来辅助固定探测器。待底座安装牢固后，将探测器底部对正底座顺时针旋转，即可将探测器安装在底座L。探测器底座外形同通用探测器底座DZ—02外形图。具体安装时的注意事项如下：

（1）不宜安装在可能发生无焰火灾的场所。

（2）不宜安装在在火焰出现前有浓烟扩散的场所。

（3）不宜安装在探测器的镜头易被污染的场所。

（4）不宜安装在探测器的“视线”易被遮挡的场所。

（5）不宜安装在探测器易受阳光或其他光源直接或间接照射的场所。

（6）不宜安装在在正常情况下有明火作业以及X射线、弧光等影响的场所。

2.2.2.3　感温探测器

感温探测器是响应异常温度、温升速率和温差等参数的探测器。

感温式火灾探测器按其结构可分为电子式和机械式两种。按原理又分为定温、差温、差定温组合式三种。

一、定温式探测器

定温式探测器是随着环境温度的升高，达到或超过预定值时响应的探测器。

（1）双金属型定温探测器：双金属定温火灾探测器是以具有不同热膨胀系数的双金属片为敏感元件的一种定温火灾探测器。常用的结构形式有圆筒状和圆盘状两种。圆筒状的结构如图2-22（a）、（b）所示，由不锈钢管、铜合金片以及调节螺栓等组成。两个铜合金片上各装有一个电接点，其两端通过固定块分别固定在不锈钢管上和调节螺栓上。由于不锈钢管的膨胀系数大于铜合金片，当环境温度升高时，不锈钢外筒的伸长大于铜合金片，因此铜合金片被拉直。在图2-22（a）中两接点闭合发出火灾报警信号；在图2-22（b）中两接点打开发出火灾报警信号。图2-22（c）所示为双金属圆盘状定温火灾探测器结构示意图。

图2-22　定温火灾探测器结构示意固

（2）缆式线型定温探测器：是采用线缆式结构的线型定温探测器。

1）热敏电缆线型定温探测器的构造及原理

该探测器由两根弹性钢丝、热敏绝缘材料、塑料色带及塑料外护套组成，如图2-23（a）所示。在正常时，两根钢丝间呈绝缘状态。该探测器主要由智能缆式线型感温探测器编码接口箱、热敏电缆及终端模块三部分构成一个报警回路，此报警回路再通过智能缆式线型感温探测器编码接口箱与报警总线相连，以便传输火灾信息到报警主机上。其系统构成见图2-24，其外形如图2-23（b）所示。

在每一热敏电缆中有一极小的电流流动。当热敏电缆线路上任何一点的温度（可以是“电缆”周围空气或它所接触物品的表面温度），上升达额定动作温度时，其绝缘材料熔化，两根钢丝互相接触，此时报警回路电流骤然增大，报警控制器发出声、光报警的同时，数码管显示火灾报警的回路号和火警的距离（即热敏电缆动作部分的米数）。报警后，经人工处理热敏电缆可重复使用。当热敏电缆或传输线任何一处断线时，报警控制器可自动发出故障信号。

图2-23　缆式线型定温探测器
（a）缆式线型定温探测器构造图　（b）智能线型感温探测器

图2-24　智能线型缆式感温探铡器系统示意图

2）探测器的适用场所

A.控制室、计算机室的闷顶内、地板下及重要设施隐蔽处等。

B.配电装置：包括电阻排、电机控制中心、变压器、变电所开关设备等。

C.灰尘收集器、高架仓库、市政设施、冷却塔等。

D.卷烟厂、造纸厂、纸浆厂及其他工业易燃的原料垛等。

E.各种皮带输送装置、生产流水线和滑道的易燃部位等。

F.电缆桥架、电缆夹层、电缆隧道、电缆竖井等。

G.其他恶劣环境不适合点型探测器安装的危险场所。

3）探测器的动作温度。探测器的动作温度应按表2-3选择。

表2-3　缆式线型定温探测器的动作温度

二、差温探测器

差温探测器是当火灾发生时，室内温度升高速率达到预定值时响应的探测器。按其工作原理又分机械式、电子式或空气管线型几种。

1.点型差温火灾探测器

当火灾发生时，室内局部温度将以超过常温数倍的异常速率升高。是利用对这种异常速率产生感应而研制的一种火灾探测器。

当环境温度以不大于1℃/min的温升速率缓慢上升时，差温火灾探测器将不发出火灾报警信号，较为适用于产生火灾时温度快速变化的场所。点型差温火灾探测器主要有膜盒差温、双金属片差温、热敏电阻差温火灾探测器等几种类型。常见的是膜盒差温火灾探测器，它由感温外壳、波纹片、漏气孔及电接点等几部分构成，其结构如图2-25所示。

图2-25　膜盒差温火灾探测器结构图

这种探测器具有灵敏度高、可靠性好、不受气候变化影响的特点，因而应用非常广泛。

2.空气管线型差温探测器

它是一种感受温升速率的火灾探测器。由敏感元件空气管（为Φ3mm×0.5mm紫铜管，安装于要保护的场所）、传感元件膜盒和电路部分（安装在保护现场或装在保护现场之外）组成，如图2-26所示。

其工作原理是：当正常时，气温正常，受热膨胀的气体能从传感元件泄气孔排出，不推动膜盒片，动、静结点不闭合；当发生火灾时，灾区温度快速升高，使空气管感受到温度变化，管内的空气受热膨胀，泄气孔无法立即排出，膜盒内压力增加推动膜片，使之产生位移，动、静接点闭合，接通电路，输出报警信号。

空气管式线型差温探测器的灵敏度为三级，如表2-4所示。由于灵敏度不同，其使用场所也不同，如表2-5所列给出了不同灵敏度空气管式差温探测器的适用场合。

图2-26　空气管线式差温探测器

表2-4　空气管式线型差温度探测器灵敏度

表2-5　3种不同灵敏度的使用场合

以上所描述的差温和定温感温探测器中除缆式线型定温探测器因其特殊的用途还在使用外，其他均已被下面介绍的差定温组合式探测器所取代。

三、差定温组合式探测器

这种探测器是将温差式、定温式两种感温探测元件组合在一起，同时兼有两种功能。其中某一种功能失效，另一种功能仍能起作用，因此大大提高了可靠性，分为机械式和电子式两种。

下面以机械式差定温探测器原理说明：如图2-27为JW—JC型差定温探测器的结构示意图。它的温差探测部分与膜盒形基本相同，而定温探测部分与易熔金属定温探测器相同。其工作原理是：差温部分，当发生火情时，环境温升速率达到某一数值，波纹片在受热膨胀的气体作用下，压迫固定在波纹片上的弹性接触片向上移动与固定触头接触，发出报警。定温部分，当环境温度达到一定值时，易熔金属熔化，弹簧片弹回，也迫使弹性接触片和固定触点接触，发出报警信号。

电子式差定温探测器原理说明：由感温电阻将现场的温度信号传至探测器内部的单片机，再由单片机根据其内部的火灾特征曲线判断现场是否着火，并将结果通过总线传至火灾报警主机上。这也是现在普遍使用的一种差定温感温探测器，其接线方式与感烟探测器相同。外形如图2-28所示。

图2-27　为JW—JC型差定温探测器的结构示意图

图2-28　智能电子差定温感温探测器JTW—ZCD—G3N

四、感温探测器灵敏度

火灾探测器在火灾条件下响应温度参数的敏感程度称感温探测器的灵敏度。

感温探测器分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级灵敏度。定温、差定温探测器灵敏度级别标志如下：

Ⅰ级灵敏度（62℃）：绿色；

Ⅱ级灵敏度（70℃）：黄色；

Ⅲ级灵敏度（78℃）：红色。

2.2.2.4　可燃气体探测器

对探测区域内某一点周围的特殊气体参数敏感响应的探测器称为可燃气体探测器。其探测的主要气体种类有天然气、液化气、酒精、一氧化碳等。可燃气体火灾探测器是通过测量空气中可燃气体爆炸下限以内的含量，以便当空气中可燃气体浓度达到或超过报警设定值时自动发出报警信号，提醒人们及早采取安全措施，避免事故发生。可燃气体探测器除具有预报火灾，防火防爆功能外，还可以起监测环境污染作用。和紫外火焰探测器一样，主要在易燃易爆场合中安装使用。

它基本分为典型可燃气体探测器、独立式可燃气体探测器、便携式可燃气体探测器和线性可燃气体探测器。

2.2.2.5　复合火灾探测器

复合火灾探测器，它是一种可以响应两种或两种以上火灾参数的探测器，是两种或两种以上火灾探测器性能的优化组合，集成在每个探测器内的微处理机芯片，对相互关联的每个探测器的测值进行计算，从而降低了误报率。通常有感烟感温型、感温感光型、感烟感光型、红外光束感烟感光型、感烟感温感光型复合探测器。其中以烟温复合探测器使用最为频繁，其工作原理为无论是温度信号还是烟气信号，只要有一种火灾信号达到相应的阈值时探测器即可报警。其接线方式同光电感烟探测器。

2.2.2.6　智能型火灾探测器

智能型火灾探测器，它为了防止误报，预设了些针对常规及个别区域和用途的火情判定计算规则，探测器本身带有微处理信息功能，可以处理由环境所收到的信息，并针对这些信息进行计算处理，统计评估。结合火势很弱——弱——适中——强——很强的不同程度，再根据预设的有关规则，把这些不同程度的信息转化为适当的报警动作指标。如“烟不多，但温度快速上升——发出警报”，又如“烟不多，且温度没有上升发出预警报等。

例如：JTF—GOMM—GST601感烟型智能探测器，能自动检测和跟踪由灰尘积累而引起的工作状态的漂移。当这种漂移超出给定范围时，自动发出故障信号，同时这种探测器跟踪环境变化，自动调节探测器的工作参数，因此可大大降低由灰尘积累和环境变化所造成的误报和漏报。

以上提到的几种智能型火灾探测器都有一些共同的特点。比如为了防止误报，预设了一些针对常规及个别区域和用途的火情判定计算规则，探测器本身带有微处理信息功能，可以处理由环境所收到的信息、并针对这些信息进行计算处理，统计评估。能自动检测和跟踪由灰尘积累而引起的工作状态的漂移，当这种漂移超出给定范围时，自动发出清洗信号，同时这种探测器跟踪环境变化，自动调节探测器的工作参数，因此可大大降低由灰尘积累和环境变化所造成的误报和漏报。同时还具备自动存贮最近时期的火警记录的功能。随着科技水平的不断提高，这类智能型探测器现在已经成为主流。

2.2.3　探测器的选择及数量确定

2.2.3.1　探测器的编码

一、传统的编码方式

编码探测器是最常用的探测器。传统的编码探测器由编码电路通过两条、三条或四条总线（即P、S、T、G线）将信息传到区域报警器。现以离子感烟探测器为例，如图229为离子感烟探测器编码电路的方框图。

图2-29　编码探测器

四条总线用不同的颜色，其中P为红色电源线，S为绿色讯号线，T为蓝色或黄色巡检线，G为黑色地线。探测器的编码简单容易，一般可做到与房间号一致。编号是用探测器上的一个七位微型开关来实现的，该微型开关每位所对应的数见表2-6所列。探测器编成的号，等于所有处于“ON”（接通）位置的开关所对应的数之和。例如，当第2、3、5、6位开关处于“ON”时，该探测器编号为54，探测器可编码范围为1—127。

表2-6　七位编码开关位数及所对应的数

可寻址开关量报警系统比传统系统更能够较难确地确定着火地点，增强了火灾探测或判断火灾发生的及时性，比传统的多线制系统更加节省安装导线的数量。同一房间的多只探测器可用同一个地址编码，如图2-30所示，这样不影响火情的探测，方便控制器信号处理。但是在每只探测器底座（编码底座）上单独装设地址编码（编码开关）的缺点是：编码开关本身要求较高的可靠性，以防止受环境（潮湿、腐蚀、灰尘）的影响；因为其需要进制换算，编码难度相对较大，所以在安装和调试期间，要仔细检查每只探测器的地址，避免几只探测器误装成同一地址编码（同一房间内除外）；在顶棚或不容易接近的地点，调整地址编码不方便、浪费时间，甚至不容易更换地址编码；同时因为任何人均可对编码进行改动，所以整个系统的编码可靠性较差。

图2-30　可寻开关量报警系统探测器编码示意图
（D0～D6及地址号码M1～M3）

二、多线路传输技术编码方式

为了克服传统地址编码的缺点，多线路传输技术即不专门设址而采用链式结构。探测器的寻址是使各个开关顺序动作，每个开关有一定延时，不同的延时电流脉动分别代表正常、故障和报警三种状态。其特点是不需要拨码开关，也就是不需要赋予地址，在现场把探测器一个接一个地串入回路即可。

三、现代电子编码方式

电子编码方式主要是通过电子编码器对与之配套的编码设备（如探头、模块等）进行十进制电子编码。该编码方式因为采用的是十进制电子编码不用进行换算，所以编码简单快捷，又因为没有编码器任何人均无法随便改动编码，所以整个系统的编码可靠性非常高。其具体的操作方式如下：将编码器的两根线（带线夹）夹在探测器底座的两斜对角接点上，开机，按下所编号码对应的数字键后，再按“编码”健，待出现“P”时即表示编码成功，需确定是否成功时按下“读码”键，所编号码即显示出来。然后将编号写在探测器底座L，再进行安装即可。其电子编码器的外形如图2-31所示。

图2-31　电子编码器的外形
1—电源；2—液晶屏；3—总线插口；4—火灾显示盘接口（I2C）；5—复位键；6—固定螺丝；7—电池盒盖；8—铭牌

电子编码器利用键盘操作，输入十进制数，简单易学。可以用电子编码器，读写探测器的地址和灵敏度，读写模块类产品的地址和工作方式；并可以用电子编码器浏览设备批次号，电子编码器还可以用来设置ZF—GST8903图形式火灾显示盘地址、灯的总数及每个灯所对应的用户编码，现场调试维护十分方便。其中部分功能说明如下：

（1）电源开关：完成系统硬件开机和关机操作。

（2）液晶屏：显示有关设备的一切信息和操作人员输入的相关信息，并且当电源欠电压时给出指示。

（3）总线插口：电子编码器通过总线插口与探测器、现场模块或指示部件相连。

（4）火灾显示盘接口（I2C）：电子编码器通过此接口与火灾显示盘相连，进行各指示灯的二次码的编写。

（5）复位键：当电子编码器由于长时间不使用而自动关机后，按下复位键可以使系统重新通电并进入工作状态。

2.2.3.2　探测器的选择

在火灾自动报警系统中，探测器的选择是否合理，关系到系统能否正常运行，因此探测器种类及数量的确定十分重要。另外，选好后的合理布置是保证探测质量的关键环节。为此在选择及布置时应符合国家规范。

应根据探测区域内的环境条件、火灾特点、房间高度、安装场所的气流状况等，选用其所适宜类型的探测器或几种探测器的组合。

一、根据火灾特点、环境条件及安装场所确定探测器的类型

火灾受可燃物质的类别，着火的性质，可燃物质的分布，着火场所的条件，火载荷重，新鲜空气的供给程度以及环境温度等因素的影响。一般把火灾的发生与发展分为四个阶段：

·前期：火灾尚未形成，只出现一定量的烟，基本上未造成物质损失。

·早期：火灾开始形成，烟量大增、温度上升，已开始出现火，造成较小的损失。

·中期：火灾已经形成，温度很高，燃烧加速，造成了较大的物质损失。

·晚期：火灾已经扩散。

（1）火灾初期阴燃阶段能产生大量的烟和少量热，很少或没有火焰辐射，应选用感烟探测器，并根据正常情况产生烟（如吸烟）的情况，配以不同等级的灵敏度。

下列场所宜选用离子感烟探测器或光电感烟探测器：

1）饭店、大厦、商场、旅馆、公寓、办公楼、教学楼的厅堂、卧室、办公室等。

2）金库、电子计算机房、通讯机房、科研机构、影剧院、电影院或电视放映室等。

3）楼梯、走道、电梯机房等。

4）书库、档案库、资料库、博物馆及其他重点文物古迹保护。

5）配电房、空调机房、水泵房等有电器火灾危险的场所。

有下列情形的场所不宜选用离子感烟探测器：

1）相对湿度长期大于95%。

2）气流速度大于5m/s。

3）有大量粉尘、水雾滞留。

4）可能产生腐蚀性气体。

5）在正常情况下有烟滞留。

6）产生酵类、醚类、酮类等有机物质。

有下列情形的场所不宜选用光电感烟探测器：

1）可能产生黑烟。

2）大量积聚粉尘。

3）可能产生蒸汽和油雾。

4）有高频电磁干扰、过强的红外光源。

感烟探测器的灵敏度级别应根据初期火灾燃烧特性和环境特征等因素正确选择，一般可按下述原则确定：

1）禁烟场所、计算机室、仪表室、电子设备机房、图书馆、票证库和书库等，灵敏度为Ⅰ级；

2）一般环境（居室、客房、办公室等），灵敏度为Ⅱ级；

3）走廊、通道、会议室、吸烟室、大厅、餐厅、地下层、管道井等，灵敏度为Ⅲ级；

4）当房间高度超过8m时，感烟探测器灵敏度为Ⅰ级。

（2）火灾发展迅速、产生大量热、烟和火焰辐射，可选用感温探测器、感烟探测器、火焰探测器或其组合。

下列情形或场所宜选用感温探测器：

1）相对湿度经常高于95%以上。

2）可能发生无烟火灾。

3）有大量粉尘。

4）在正常情况下有烟和蒸汽滞留。

5）厨房、锅炉房、发电机房、茶炉房、烘干车间等。

6）汽车库。

7）吸烟室、小会议室。

8）其他不宜安装感烟探测器的厅堂和公共场所。

下列场所不宜选用感温探测器：

1）可能产生阴燃或者如发生火灾不及早报警将造成重大损失。

2）温度在0℃以下的场所，不宜选用定温探测器。

3）正常情况下温度变化较大的场所，不宜选用差温探测器。

4）定温探测器的动作温度在无环境特殊要求时，一般选用Ⅱ级灵敏度。

5）在电缆托架、电缆隧道、电缆夹层、电缆沟、电缆竖井等场所，宜用缆式线型感温探测器。

6）火灾初期环境温度难以确定，宜选用差定温复合式探测器。

（3）火灾发展迅速，有强烈的火焰和少量烟、热，应选用火焰探测器。

有下列情形的场所宜选用火焰探测器：

1）火灾时有强烈的火焰辐射。

2）无阴燃阶段的火灾。

3）需要对火焰做出快速反应。

有下列情形的场所不宜选用火焰探测器：

1）可能发生无焰火灾。

2）在火焰出现前有浓烟扩散。

3）探测器的镜头易被污染。

4）探测器的“视线”（光束）易被遮挡。

5）探测器易受阳光或其他光源直接或间接照射。

6）在正常情况下有明火作业及X射线、弧光等影响。

（4）当有自动联动装置或自动灭火系统时，宜把感烟、感温、火焰探测器（同类型或不同类型）组合使用。

（5）在水产、贮存、输送或有可能散发、泄漏可燃气体和可燃蒸汽引起易燃易爆的场所，宜用可燃气体探测器。如炼油厂、气体打火机厂、化学车间、溶剂车间、过滤车间、油库、输油输气管的接头及阀门等工业建筑及具有瓦斯管道、液化气罐的民用建筑工程中都宜用可燃气体探测器。但在含有硫化氢气体的场所不宜使用。在长期含有酸、碱腐蚀气体环境中使用时，会影响其寿命。

（6）对有特殊工作环境条件的场所，应分别采用耐寒、耐酸、耐碱、防水防爆功能的探测器。

（7）保护面积过大的，宜用线型探测器。

二、根据房间高度选择探测器

由于各种探测器特点各异，其适于房间高度也不一致，为了使选择的探测器能更有效地达到保护目的。表2-7列举了几种常用的探测器对房间高度的要求，仅供学习及设计参考。

表2-7　根据房间高度选择探测器

当高出顶棚的面积小于整个顶棚面积的10%，只要这一顶棚部分的面积不大于1只探测器的保护面积，则该较高的顶棚部分同整个顶棚面积一样看待。否则，较高的顶棚部分应如同分隔开的房间处理。

在按房间高度选用探测器时，应注意这仅仅是按房间高度对探测器选用的大致划分，具体选用时尚需结合火灾的危险度和探测器本身的灵敏度档次来进行。如判断不准时，需做模拟试验后最后确定。

在符合上述要求的情况下便可确定探测器。如同时有两种以上探测器符合要求，应选保护面积大的探测器。

探测器选择技巧：在感烟、感温探测器都满足要求的情况下，应选感烟探测器，因单只探测器保护面积大，可减少数量，降低成本。

2.2.3.3　探测器数量的确定

在实际工程中房间功能及探测区域大小不一，房间高度、棚项坡度也各异，那么怎样确定探测器的数量呢？规范规定：每个探测区域内至少设置一只火灾探测器。一个探测区域内所设置探测器的数量应按下式计算

选取时根据设计者的实际经验，并考虑发生火灾对人和财产的损失程度、火灾危险性大小、疏散和扑救火灾的难易程度及对社会的影响大小等多种因素。

对于一个探测器而言，其保护面积和保护半径的大小与其探测器的类型、探测区域的面积、房间高度及屋顶坡度都有一定的联系。表2-8以两种常用的探测器反映了保护面积、保护半径与其他参量的相互关系。

表2-8　感烟、感温探测器的保护面积和保护半径

另外，通风换气对感烟探测器的面积有影响，在通风换气房间，烟的自然蔓延方式受到破坏。换气越频，燃烧产物（烟气体）的浓度越低，部分烟被空气带走，导致探测器接受烟量的减少，或者说探测器感烟灵敏度相对地降低。常用的补偿方法有两种：一是压缩每只探测器的保护面积；二是增大探测器的灵敏度，但要注意防误报。感烟探测器的换气系数如表2-9所示。可根据房间每小时换气次数（N），将探测器的保护面积乘以一个压缩系数。

表2-9　感烟探测器的换气系数表

【例2-1】　设房间换气系数为50次/h，感烟探测器的保护面积为80m2，考虑换气影响后，探测器的保护面积为：A＝80×0.6＝48（m2）

【例2-2】　某高层教学楼的其中一个被划为一个探测区域的阶梯教室，其地面面积为30m×40m，房顶坡度为13°，房间高度为8m，属于二级保护对象，试求：①应选用何种类型的探测器？②探测器的数量为多少只？

解①根据使用场所得知选感烟或感温探测器均可，但根据房间高度由表2-7可知，仅能选感烟探测器。

②由（只）式知，因属二级保护对象故k取1，地面面积S＝30m×40m＝1200m2＞80m2，房间高度h＝8m，即6m＜h≤12m，房顶坡度θ为13°。即θ＜15°，于是根据S，h，θ查表2-8得，保护面积A＝80m2，保护半径R＝6.7m，故

由上例可知：对探测器类型的确定必须全面考虑。确定了类型，数量也就被确定了。那么数量确定之后如何布置及安装，在有梁等特殊情况下探测区域怎样划分？这是我们以下要解决的课题。

2.2.4　探测器的布置

探测器布置及安装的合理与否，直接影响保护效果。一般火灾探测器应安装在屋内顶棚表面或顶棚内部（没有顶棚的场合，安装在室内天花板表面上）。考虑到维护管理的方便，其安装面的高度不宜超过20m。

在布置探测器时，首先考虑安装间距如何确定，再考虑梁的影响及特殊场所探测器安装要求，下面分别叙述。

2.2.4.1　安装间距的确定

一、相关规范

探测器周围0.5m内，不应有遮挡物，以确保探测效果。探测器至墙壁、梁边的水平距离，不应小于0.5m。如图2-32所示。

图2-32　探测器在顶棚上安装时与墙或梁的距离

二、安装间距的确定

探测器在房间中布置时，如果是多只探测器，那么两探测器的水平距离和垂直距离称安装间距，分别用a和b表示。安装间距a和b的确定方法有如下五种：

1.计算法

根据从表2-8中查得保护面积A和保护半径R，计算直径D＝2R值，根据所算D值大小对应保护面积A在图2-33曲线粗实线上即由D值所包围部分上取一点，此点所对应的数即为安装间距a、b值。注意实际应不大于查得的a、b值。具体布置后，再检验探测器到最远点水平距离是否超过了探测器的保护半径，如超过时应重新布置或增加探测器的数量。

图2-33　探测器安装间距的极限曲线
注：A—探测器的保护面积；a、b—探测器的安装间距；

图2-33曲线中的安装间距是以二维坐标的极限曲线的形式给出的。即给出感温探测器的3种保护面积（20m2、30m2和40m2）及其5种保护半径（3.6m、4.4m、4.9m、5.5m和6.3m）所适宜的安装间距极限曲线D1～D5。给出感烟探测器的4种保护面积（60m2、80m2、100m2和120m2）及共6种保护半径（5.8m、6.7m、7.2m、8.0m和9.9m）所适宜的安装间距极限曲线D6～D11（含D9′）。

D1～D11（含D9′）——在不同保护面积A和保护半径R下确定探测器安装间距a、b的极限曲线；Y、Z——极限曲线的端点（在Y和Z两点间的曲线范围内，保护面积可得到充分利用）。

【例2-3】　对【例2-2】中确定的15只感烟探测器的布置如下：

由己查得的A＝80m2和R＝67m计算得：

根据D＝13.4m，由图2-33曲线中D7查得的Y、Z线段上选取探测器安装间距a、b的数值。并根据现场实际情况选取a＝8m，b＝10m，其中布置方式如图2-34所示。

那么这种布置是否合理呢？回答是肯定的，因为只要是在极限曲线内取值一定是合理的。验证如下：

本例中所采用的探测器R＝6.7m，只要每个探测器之间的半径都小于或等于6.7m，即可有效地进行保护。图2-33中，探测器间距最远的半径小于6.7m，距墙的最大值为5m，不大于安装间距10m的一半。显然布置合理。

图2-34　探测器的布置示例

2.经验法

一般点型探测器的布置为均匀布置法，根据工程实际总结计算法如下：

因为距墙的最大距离为安装间距的一半，两侧墙为1个安装间距。上例中按经验法布置如下：

由此可见，这种方法不需要查表可非常方便地求出a、b值。布置同上。

另外，根据人们的实际工作经验，这里推荐由保护面积和保护半径决定最佳安装间距的选择表，供设计使用，如表2-10所示。

表2-10　由保护面积和保护半径决定最佳安装间距选择表

在较小面积的场所（S≤80m2）时，探测器尽量居中布置，使保护半径较小，探测效果较好。

【例2-4】　某锅炉房地面为20m，宽为10m，房间高度为3.5m，房顶坡度为12°，属于二级保护对象。①选探测器类型；②确定探测器数量；③进行探测器布置。

解①选用感温探测器

②查表A＝20m2，R＝3.6m

③布置：用经验法布置

横向间距a＝20/5＝4m，a1＝2m

纵向间距b＝10/2＝5m，b1＝2.5m

布置如图2-35所示，可见满足要求，布置合理。

图2-35　锅炉房探测器布置示意图

3.查表法

所谓查表法是根据探测器种类和数量直接从表2-10中查得适当的安装间距a和b值，据此布置即可。

4.正方形组合布置法

这种方法的安装间距a＝b，且安全无死角，但使用时受到房间尺寸及探测器数量多少的约束，很难合适。

【例2-5】　某学院吸烟室地面面积为9m×13.5m，房间高度为3m，平顶棚，属于二级保护对象。①确定探测器类型；②求探测器数量；③进行探测器布置。

解①选用感温探测器

②查表A＝20m2，R＝3.6m

?取6只（因有些厂家产品k可取1～1.2，为布置方便取6只）

③布置：采用正方形组合布置法，从表2-10中查得a＝b＝4.5m（基本符合本题各方面的要求）布置如图2-36所示。

图2-36　正方形布置法

校验：合理。

本题是将查表法和正方形组合布置法混合使用的。如果不采用查表法怎样得到a和b呢？

如果恰好a＝b时可采用正方形组合布置法。

5.矩形组合布置法

具体做法是：当求得探测器的数量后，用正方形组合布置法的a、b求法公式计算，如a≠b时可采用矩形组合布置法。

【例2-6】　某开水间地面面积为3m×8m，房间高度为2.8m，平顶棚，属于特级保护对象。①确定探测器类型；②求探测器数量；③进行探测器布置。

解①选用感温探测器

②查表A＝30m2，R＝4.4m。取k＝0.7

图2-37　矩形组合布置法

③布置：采用矩形组合布置法，

a＝8/2＝4m，b＝3/1＝3m布置如图2-37所示

校验：满足要求。

综上可知，正方形和矩形组合布置法的优点是：可将保护区的各点完全保护起来，保护区内不存在得不到保护的“死角”，且布置均匀美观。上述五种布置法可根据实际情况选取。

三、粱对探测器的影响

在顶棚有梁时，由于烟的蔓延受到梁的阻碍，探测器的保护面积会受梁的影响。如果梁间区域的面积较小，梁对热气流（或烟气流）形成障碍，并吸收一部分热量，因而探测器的保护面积必然下降。梁对探测器的影响如图2-38及表2-11所示。查表可以决定一只探测器能够保护的梁间区域的个数，减少了计算工作量。房间高度在5m以下，感烟探测器在梁高小于200mm时，无须考虑其梁的影响；房间高度在5m以上，梁高大于200m时，探测器的保护面积受房高的影响，可按房间高度与梁高的线性关系考虑。

图2-38　不同高度的房间梁对探测器设置的影响

表2-11　按梁间区域面积确定一只探测器能够保护的梁间区域的个数

续表

由图2-38可查得三级感温探测器房间高度极限值为4m，梁高限度200mm，二级感温探测器房间高度极限值为6m，梁高限度为225mm，一级感温探测器房间极限值为8m，梁高限度为275m。感烟探测器房间高度极限值为12m，梁高限度为375mm。在线性曲线左边部分均无须考虑梁的影响。

可见当梁突出顶棚的高度在200～600mm时，应按图2-38和表2-11确定梁的影响和一只探测器能够保护的梁间区域的数目。当梁突出顶棚的高度超过600mm时，被梁阻断的部分需单独划为一个探测区域，即每个粱间区域应至少设置一只探测器。

当被梁阻断的区域面积超过一只探测器的保护面积时，则应将被阻断的区域视为一个探测区域，并应按规范有关规定计算探测器的设置数量。探测区域的划分如图2-39所示。

图2-39　探测区域的划分

当梁间净距小于1m时，可视为平顶棚。

如果探测区域内有过梁，定温型感温探测器安装在梁上时，其探测器下端到安装面必须在0.3m以内，感烟探测器安装在梁上时，其探测器下端到安装面必须在0.6m以内，如图2 40所示。

图2-40　探测器在梁下端安装时至顶棚的尺寸

四、探测器在一些特殊场合安装时注意事项

（1）在宽度小于3m的内走道的顶棚设置探测器时应居中布置，感温探测器的安装间距不应超过10m，感烟探测器安装间距不应超过15m，探测器至端墙的距离，不应大于安装间距的一半，在内走道的交叉和汇合区域上，必须安装1只探测器，如图2-41所示。

图2-41　探测器布置在内走道的顶棚上

（2）房间被书架贮藏架或设备等阻断分隔，其顶部至顶棚或梁的距离小于房间净高5%时，则每个被隔开的部分至少安装一只探测器，如图2-42所示。

图2-42　房间有书架，设备时，探测器设置h1＞5%h，或h2＞5%h

【例2-7】　如果书库地面面积为40m2，房间高度为3m，内有两书架分别安在房间，书架高度为2.9m，问选用感烟探测器应为几只？

房间高度减去书架高度等于0.1m，为净高的3.3%，可见书架顶部至顶棚的距离小于房间净高5%，所以应选用3只探测器，即每个被隔开的部分均应安一只探测器。

（3）在空调机房内，探测器应安装在离送风口1.5m以上的地方，离多孔送风顶棚孔口的距离不应小于0.5m，如图2-43所示。

图2-43　探测器装于有空调房间时的位置示意图

（4）楼梯或斜坡道至少垂直距离每15m（Ⅲ级灵敏度的火灾探测器为10m）应安装一只探测器。

（5）探测器宜水平安装，如需倾斜安装时，角度不应大于45°，当屋顶坡度大于45°时，应加木台或类似方法安装探测器，如图2-44所示。

图2-44　探测器安装角度
（a）θ＜45°　（b）θ＞75°
（θ为屋顶的法线与垂直方向的交角）

（6）在电梯井，升降机内设置探测器时，其位置宜在井道上方的机房顶棚上，如图2-45所示。这种设置既有利于井道中火灾的探测、又便于日常检验维修。因为通常在电梯井、升降机井的提升井绳索的井道盖上有一定的开口，烟会顺着井绳冲到机房内部，为尽早探测火灾，规定用感烟探测器保护，且在顶棚上安装。

图2-45　探测器在井道上方机房顶棚上的设置

（7）当房屋顶部有热屏障时，感烟探测器下表面距顶棚的距离应符合表212所示。

表2-12　感烟探测器下表面距顶棚（或屋顶）的距高

（8）顶棚较低（小于2.2m）、面积较小（不大于10m2）的房间，安装感烟探测器时，设置在入口附近。

（9）在楼梯间、走廊等处安装感烟探测器时，宜安装在不直接受外部风吹入的位置处。安装光电感烟探测器时，应避开日光或强光直射的位置。

（10）在浴室、厨房、开水房等房间连接的走廊安装探测器时，应避开其入口缘1.5m。

（11）安装在顶棚上的探测器边缘与下列设施的边缘水平间距，宜保持在：

①与不突出的扬声器，不小于0.1m；

②与照明灯具，不小于0.2m；

③与自动喷水灭火喷头，不小于0.3m；

④与多孔送风顶棚孔口，不小于0.5m；

⑤与高温光源灯具（如碘钨灯、容量大于100w的白炽灯等）不小于0.5m；

⑥与电风扇，不小于1.5m；

⑦与防火卷帘、防火门，一般在1～2m的适当位置。

（12）对于煤气探测器，在墙上安装时，应距煤气灶4m以上，距地面0.3m；在顶棚上安装时，应距煤气灶8m以上；当屋内有排气口时，允许装在排气口附近，但应距煤气灶8m以上，当梁高大于0.8m时，应装在煤气灶一侧；在梁上安装时，与顶棚的距离小于0.3m。

（13）探测器在厨房中的设置：饭店的厨房常有大的煮锅、油炸锅等，具有很大的火灾危险性，如果过热或遇到高的火灾荷载更易引起火灾。定温式探测器适宜厨房使用，但是应预防煮锅喷出的一团团蒸汽，即在顶棚上使用隔板可防止热气流冲击探测器，以减少或根除误报。而当发生火灾时的热量足以克服隔板使探测器发生报警信号，如图2-46所示。

图2-46　感温探测器在厨房中布置

14.探测器在带有网格结构的吊装顶棚场所下的设置，在宾馆等较大空间场所，有带网格或格条结构的轻质吊装顶棚，起到装饰或屏蔽作用。这种吊装顶棚允许烟进入其内部，并影响烟的蔓延，在此情况下设置探测器应谨慎处理。

1）如果至少有一半以上网格面积是通风的，可把烟的进入看成是开放式的。如果烟可以充分地进入顶棚内部，则只在吊装顶棚内部设置感烟探测器，探测器的保护面积除考虑火灾危险性外，仍按保护面积与房间高度的关系考虑，如图247所示。

图2-47　探测器在吊装顶棚中定位

2）如果网格结构的吊装顶棚开孔面积相当小（一半以上顶棚面积被覆盖），则可看成是封闭式顶棚，在顶棚上方和下方空间须单独地监视。尤其是当阴燃火发生时，产生热量极少，不能提供充足的热气流推动烟的蔓延，烟达不到顶棚中的探测器，此时可采取二级探测方式，如图2-48所示。在吊装顶棚下方光电感烟探测器对阴燃火响应较好。在吊装顶棚上方，采用离子感烟探测器，对明火响应较好。每只探测器的保护面积仍按火灾危险度及地板和顶棚之间的距离确定。

图2-48　吊装顶棚探测阴燃火的改进方法

（15）下列场所可不设置探测器

厕所、浴室及其类似场所；不能有效探测火灾的场所；不便维修、使用（重点部位除外）的场所。

需要提出的是：关于线型红外光束感烟探测器、热敏电缆线型探测器、空气管线型差温探测器的布置与上述不同，具体情况本节不再阐述。

2.2.5　探测器的线制

在消防业快速发展的今天，探测器的接线形式变化很快，即从多线向少线至总线发展，给施工、调试和维护带来了极大的方便。我国采用的线制有四线、三线、两线制及四总线、二总线制等几种。对于不同厂家生产的不同型号的探测器其线制各异，从探测器到区域报警器的线数也有很大差别。

2.2.5.1　火灾自动报警系统的技术特点

火灾自动报警系统包括四部分：火灾探测器、配套设备（中继器、显示器、模块总线隔离器、报警开关等）、报警控制器（又叫报警主机）及导线，这就形成了系统本身的技术特点。

（1）系统必须保证长期不间断地运行，在运行期间不但发生火情能报出着火点，而且应具备自动判断系统设备传输线的断路、短路、电源失电等情况的能力，并给出有相应的声光报警，以确保系统的高可靠性。

（2）探测部位之间的距离可以从几米至几十米。控制器到探测部位间可以从几十米到几百米、上千米。一台区域报警控制器可带几十或上百只探测器，有的通用报警控制器做到可带上千个点，甚至上万点。无论什么情况，都要求将探测点的信号准确无误地传输到控制器去。

（3）系统应具有低功耗运行性能。探测器对系统而言是无源的，它只是从控制器上获取正常运行的电源。探测器的有效空间是狭小有限的，要求设计时电子部分必须是简练的。探测器必须低功耗，否则给控制器供电带来问题，也就是给控制探测点的容量带来限制。主电源失电时，应有备用电源可连续供电8h，并在火警发生后，声光报警能长达50min，这就要求控制器亦应低功耗运行。

2.2.5.2　火灾自动报警系统的线制

由技术特点可知，线制对系统是相当重要的。线制是指探测器和控制器间的导线数量。更确切地说，线制是火灾自动报警系统运行机制的体现。按线制分，火灾自动报警系统有多线制和总线制之分，总线制又有有极性和无极性之分。多线制目前基本不用，但己运行的工程大部分为多线制系统，因此以下分别叙述。

一、多线制系统

（1）四线制；即n＋4线制，n为探测器数，4指公用线，为电源线（＋24V）、地线G、信号线（S）、自诊断线（T），另外每个探测器设一根选通线（ST）。仅当某选线处于有效电平时，在信号线上传送的信息才是该探测部位的状态信号，如图2-49所示。这种方式的优点是探测器的电路比较简单，供电和获取信息相当直观，但缺点是线多，配管直径大，穿线复杂，线路故障也多，故已不用。

图2-49　多线制（四线制）接线方式

（2）两线制：也称n＋1线制，即一条公用地线，另一条则承担供电，选通信息与自检的功能，这种线制比四线制简化得多，但仍为多线制系统。

探测器采用两线制时，可完成电源供电，故障检查，火灾报警、断线报警（包括接触不良、探测器被取走）等功能。

火灾探测器与区域报警器的最少接线是：n＋n/10，其中n为占用部位号的线数，即探测器信号线的数量，n/10（小数进位取整数）为正电源线数（采用红线导线），也就是每10个部位合用一根正电源线。

另外也可以用另一种算法，即n＋1，其中n为探测器数目（准确地说是房号数），如探测器数n＝50，则总线为51根。

前一种计算方法是50＋50/10＝55根，这是已进行了巡检分组的根数，与后一种分组是一致的。

每个探测器各占一个部位时底座的接线方法：

例如有10只探测器，占10个部位，无论采用哪种计算方法其接线及线数均相同，如图2-50所示。

图2-50　探测器各占一个部位时的接线方法

在施工中应注意：

为保证区域控制器的自检功能，布线时每根连接底座L1的正电源红色导线，不能超过10个部位数的底座（并联底座时作为一个看待）。

每台区域报警器容许引出的正电源线数为n/10（小数进位取整数），n为区域控制器的部位数。当管道较多时，要特别注意这一情况，以便10个部位分成一组，有时某些管道要多放一根电源正线，以利分组。

探测器底座安装好并确定接线无误后，将终端器接上，然后用小塑料袋罩紧，防止损坏和污染，待装上探测器时才除去塑料罩。

终端器为一个半导体硅二极管（2CK或2CZ型）和一个电阻并联。安装时注意二极管负极接＋24v端子或底座L2端。其终端电阻值大小不一，一般取5～36kΩ之间。凡是没有接探测器的区域控制器的空位，应在其相应接线端子上接上终端器。如设计时有特殊要求可与厂家联系解决。

探测器的并联：

同一部位上，为增大保护面积，可以将探测器并联使用，这些并联在一起的探测器仅占用一个部位号。不同部位的探测器不宜并联使用。

如比较大的会议室，使用一个探测器保护面积不够，假如使用3个探测器并联才能满足时，则这3个探测器中的任何一个发出火灾信号时，区域报警器的相应部位信号灯燃亮，但无法知道哪一个探测器报警，需要现场确认。

某些同一部位但情况特殊时，探测器不应并联使用。如大仓库，由于货物堆放较高，当探测器发生火灾信号后，到现场确认困难。所以从使用方便，准确角度看，应尽量不使用并联探测器为好。不同的报警控制器所允许探测器并联的只数也不一样。

探测器并联时，其底座配线是串联式配线连接，这样可以保证取走任何一只探测器时，火灾报警控制器均能报出故障。当装上探测器后，L1和L2通过探测器连接起来，这时对探测器来说就是并联使用了。

探测器并联时，其底座应依次接线，如图2-51所示。不应有分支线路，这样才能保证终端器接齐最后一只底座的L2—L5两端，以保证火灾报警控制器的自检功能。

图2-51　探测器并联式的接线图

探测器的混联：

在实际工程仅用并联和仅单个连接的情况很少，大多是混联，如图2-52所示。

图2-52　探测器混合连接

二、总线制系统

采用地址编码技术，整个系统只用几根总线，建筑物内布线极其简单，给设计、施工及维护带来了极大的方便，因此被广泛采用。

1.四总线制

四条总线为：P线给出探测器的电源、编码、选址信号；T线给出自检信号以判断探测部位传输线是否有故障；控制器从S线上获得探测部位的信息；G为公共地线。P、T、S、G均为并联方式连接，S线上的信号对探测部位而言是分时的。如图2-53所示。

图2-53　四总线制连接方式

由图可见，从探测器到区域报警器只用四根全总线，另外一根V线为DC24V，也以总线形式由区域报警控制器接出来，其他现场设备也可使用（见后述）。这样控制器与区域报警器的布线为5线，大大简化了系统，尤其是在大系统中，这种线制的优点尤为突出。

2.二总线制

是一种最简单的接线方法，用线量更少，但技术的复杂性和难度也提高了。二总线中的G线为公共地线，P线则完成供电、选址、自捡、获取信息等功能。目前，二总线制应用最多，新型智能火灾报警系统也建立在二总线的运行机制上。二总线系统有树枝型和环型、链接式及混合型几种方式，同时又有有极性和无极性之分，相比之下无极性二总线技术最先进。

树枝形接线；图2-54为树枝形接线方式，这种方式应用广泛，这种接线如果发生断线，可以报出断线故障点，但断点之后的探测器不能工作。

图2-54　树枝形接线（二总线制）

环形接线：图2-55为环形接线方式。这种系统要求输出的两根总线再返回控制器另两个输出端子，构成环形。这种接线方式如中间发生断线不影响系统正常工作。

链式接线：如图2-56所示，这种系统的P线对各探测器是串联的，对探测器而言，变成了三根线，而对控制器还是两根线。

在实际工程设计中，应根据情况选用适当的线制。

图2-55　环形接线（二总线制）

图2-56　链式连接方式