油库火灾探测技术与报警系统研究

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【摘 要】油库火灾科学研究的最终目的是为火灾防治有效性和经济性的统一提供科学依据，减少火灾损失和促进社会安定。“防”和“治”是目前处理火灾、减少损失的两种重要途径。本文重点分析了“防”的重要组成部分火灾探测和报警系统，简述了几种常用的探测器和报警系统的特点和组成
【关键词】油库火灾;探测;报警
火灾防治分为主动和被动两种方式，前者如探测、报警和灭火等;后者如阻燃、抑烟等。一般来说，火灾探测和报警系统是“防”的重要组成部分。下面从火灾探测和报警系统两个方面着手，介绍几种常用的探测器和报警系统。
1 火灾探测技术
1.1 火灾探测器
根据监测的火灾特性不同，火灾探测器可分为感烟、感温、感光和复合火灾探测器等四种类型。
1.1.1 感烟探测器
烟雾是火灾发生的初始阶段的早期表现，在可能产生阴燃火的场所，在火灾出现前有浓烟扩散、发生无焰火灾的场所，利用感烟式火灾探测器可以最早感应火灾信号，因此感烟式火灾探测器是目前应用较普及、数量较多的火灾探测器。从作用原理上分类，它可分为离子型、光电型、激光型及严酷环境下的智能感烟探测器等类型。
1.1.2 感温火灾探测器
在火灾初起阶段，对于那些存在大量粉尘、油雾和水蒸气的场所，不能使用感烟式火灾探测器，用感温火灾探测器比较合适。在某些重要场所，为了提高火灾监控系统的功能和可靠性，或保证自动火灾系统的准确性，也要求同时使用感烟式和感烟式火灾探测器。感温式火灾探测器按其作用原理分为三类，一种是能够感知环境温度异常高（大于60℃）或温升速度异常高（大于20℃/min）的传感器件，还有一种则是在温度达到一定值或温升速度达到一定值时，也可以动作发出火灾警报信号的热传感器。
1.1.3 感光探测器
感光式火灾探测器内部具有红外型或紫外型敏感元件，其特点是对火焰中的红外或紫外辐射特别灵敏，而对太阳光、白炽灯和荧光灯等恒定辐射的一般光源不响应。因此其工作稳定，抗干扰能力较强。主要适用于监视存储易燃物质区域的火灾的发生，如仓库、变电所、计算机房等场所，特别适用于没有阴燃阶段燃料火灾（如醇类、汽油、煤气等易燃液体、气体火灾）的早期检测报警。按检测火灾光源性质的不同，分为紫外感光探测器和红外感光火灾探测器两种类型。
1.1.4 复合火灾探测器
一般的光电感烟探测器，在正常灵敏度范围内，对在火灾形成过程中产生的灰色烟雾有很高的灵敏度，但对某些化工原料形成过程中产生的黑色烟雾则灵敏度不高。这也就是一般所称的“窄谱”探测特性。绝大多数上述化工原料制成品在燃烧过程中都会释放出大量的热，可以用温度探测的方法加以补偿。正因为如此，烟温复合探测器可以用于几乎所有场合的火灾探测。烟温复合探测器在烟雾探测方面，采用光电感烟的方法，避免使用放射源，消除了对环境的污染。在温度探测方面，使用响应快、线性好、长期稳定性好的温敏二极管作为传感元件。因此在复合探测状态下，它的误报率是最低的。复合探测器主要有烟温复合探测器、光电感烟感温复合火灾探测器等。
1.2 智能型火灾探测技术
1.2.1 基于模糊神经网络的火灾探测技术
模糊逻辑和神经网络是非常有效的模仿人类思维的智能化技术，将它们运用于火灾探测器，能很好地实现对多传感器探测到的各种环境特征参数的智能处理，有效提高探测灵敏度，大大提高系统的抗干扰能力和环境适应能力。模糊神经网络不是简单的模糊技术加神经网络，而是把神经网络技术与模糊技术结合为一个有机的整体，并由大量的模糊神经元相互连接构成。该系统是将模糊规则和隶属度函数用神经网络表现出来，将隶属度函数的参数赋予为神经网络的权值，生成的神经网络用于实现模糊推理。
1.2.2 多传感器多判据火灾探测技术
多传感器信息融合技术或数据融合技术可概括为：充分利用不同时间和空间的多传感器信息资源，采用计算机技术对按时序获得的多传感器观测信息在一定的准则下加以自动分析、优化综合、支配和使用，获得被测对象的一致性解释与描述，以完成所需的决策和估计任务，使系统获得比他的各组成部分更优越的性能。信息融合有串联、并联和混合融合三种结构形式。
1.2.3 基于视频图像处理的火灾探测技术
与其他火灾探测技术相比，图像信息的丰富性和直观性可为早期火灾的辨识和判断提供可靠的判据，从而保证图像监测技术具有较大的优势。远程视频监控系统采用的是非接触式的探测技术，防腐蚀性能和密封性能良好，抗干扰能力强，同时结合数字通信和数字图像处理技术，分析火灾图像特征，可以很好地解决大空间恶劣环境下的火灾控制问题。基于视频图像的火灾探测系统包括摄像机、视频采集卡、火灾图像处理单元、中心控制系统、信息管理系统等主要结构。
2 油库火灾自动报警系统
《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116-1998）将火灾报警系统划分为区域火灾报警系统、集中火灾报警系统和控制中心报警系统三种基本形式。同时规范中还提出了消防联动消防控制的技术要求，强调火灾自动报警系统包括火灾监测和联动控制两个不可分割的组成部分，因此火灾自动报警系统也常称作火灾自动报警监测系统。
火灾自动报警系统一般由触发器件、火灾报警装置、火灾警报装置和电源四部分组成，复杂系统还包括消防控制设备。在火灾自动报警系统中，触发器件是自动或手动产生火灾报警信号的器件，它主要包括火灾探测器和手动火灾报警按钮。用来接收、显示和传递火灾报警信号，并能发出控制信号和具有其他辅助功能的控制指示设备称为火灾报警装置。火灾报警控制器是最基本的一种。在火灾自动报警系统中，火灾探测器是系统的“感觉器官”，它随时监视周围环境的火灾情况，而火灾报警控制器则是系统的“躯体”和“大脑”，是系统的核心。按照具体用途的不同，火灾报警控制器可分为区域火灾报警控制器、集中火灾报警控制器和通用火灾报警控制器三种基本类型。区域火灾报警控制器用于火灾探测器的监测、巡检、供电与备电，接收火灾监测区域内火灾探测器的输出参数或火灾报警、故障信号，并且转换为声、光报警输出，显示火灾部位或故障位置等，其主要功能有火灾信息采集与信号处理，火灾模拟识别与判断，声、光报警，故障监测与报警，火灾探测器模拟检查，火灾报警计时，备电切换和联动控制等;集中火灾报警控制器用于接收区域火灾报警控制器的火灾报警信号或设备故障信号，显示火灾或故障部位，记录火灾和故障信息，协调消防设备的联运控制和构成终端显示等，其主要功能包括火灾报警显示、故障显示、联动控制显示、火灾报警计时、联动联锁控制实现、信息处理与传输等;通用火灾报警控制器兼有区域和集中火灾报警控制器的功能，小容量的可作为区域火灾报警控制器使用，大容量的可独立构成中心处理系统，其形式多样，功能完备，可以按照其特点用作各种类型火灾自动报警系统的中心控制器，完成火灾探测、故障判断、火灾报警、设备联动、灭火控制及信息通信传输等功能。
火灾自动报警系统属于消防用电设备，其主电源应当采用消防电源，备用电源采用蓄电池，系统电源除为火灾报警控制器供电外，还为与系统相关的消防控制设备等供电。
【参考文献】
[1]崔政斌.防火防爆技术[M].北京：化学工业出版社，2010.
[2]陈南，徐晓楠.石化消防安全监测技术[M].北京：化学工业出版社，2004.
[责任编辑：杨玉洁]