專利名稱：一種火災(zāi)氣息探測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種化學(xué)探火方法，特別是從環(huán)境氣氛中檢知火災(zāi)先兆氣息，進(jìn)而判斷并發(fā)出火災(zāi)消息的方法。
人們防止不了失火，但卻可以避免因失火而釀災(zāi)，這依賴于火災(zāi)自動(dòng)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的可靠。現(xiàn)有的火災(zāi)探測(cè)均基于物理探火方法，其探火裝置主要有以下兩種1、適于檢知“陰燃起火”的感煙式探火器，它是以檢出由著火而產(chǎn)生的“煙粒子”從而確認(rèn)“火災(zāi)已經(jīng)發(fā)生”。
2、適于檢知“明火起火”的感溫式探測(cè)器，它以因著火而產(chǎn)生熱氣流，致使環(huán)境氣氛溫升來(lái)察覺(jué)“有火災(zāi)發(fā)生”。
由于煙、溫作為火災(zāi)發(fā)生的訊息載體，并非是具有排它性的“火在萌生”的“充要條件”，而且其在空間分布不均勻，又隨著傳播范圍而被空間稀釋，因此感煙和感溫式探火器對(duì)某些火災(zāi)，有時(shí)會(huì)發(fā)生漏報(bào)，有時(shí)卻又因難于分辨火與非火產(chǎn)生的煙或溫升而發(fā)生誤報(bào)或因抑制誤報(bào)而產(chǎn)生遲報(bào)。因而，現(xiàn)有的火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)，雖然采用智能化高技術(shù)來(lái)提高判認(rèn)功能，但卻因探測(cè)功能的“先天不足”而限制了系統(tǒng)可靠性的提高。
本發(fā)明的目的是放棄感溫、感煙等“物理探火”的傳統(tǒng)方式，把人們憑嗅到氣味而察覺(jué)失火經(jīng)驗(yàn)用現(xiàn)代化傳感技術(shù)實(shí)施于早期探火，使探火方式向“化學(xué)探火”轉(zhuǎn)變，而提供一種通過(guò)氣息鑒別，進(jìn)行火災(zāi)探測(cè)的方法。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的典型火災(zāi)在燃燒過(guò)程中，共釋放出四種“火災(zāi)訊息載體”，依序分別為N1有機(jī)物熱解與不充分燃燒所產(chǎn)生的“火災(zāi)先兆氣息”，其化學(xué)成份多達(dá)20-40種(因燃燒物質(zhì)材料而異)，主要的成份是CO2、CO、H2、H2O汽和多種烴類及其衍生物;
N2煙氣溶膠;
N3熱氣流;
N4光輻射。
經(jīng)測(cè)試表明，“火災(zāi)先兆氣息”最早釋出，如果最先被探測(cè)到，就能最快地作出響應(yīng)-發(fā)出“火警消息”。而N1中的主要化學(xué)成份;CO作為“先鋒信使”，其釋出的監(jiān)測(cè)值確與常規(guī)背景濃度差異明顯。而CO2濃度的遞增，恰與其場(chǎng)所O2分壓的下降相對(duì)應(yīng)。而O2濃度的下降變化幅度及速率與CO濃度增長(zhǎng)的變化幅度及速率之間的關(guān)系，反映著燃燒的態(tài)勢(shì)。而烴類及其衍生物中的某些標(biāo)識(shí)性成份的濃度及其相對(duì)變化則反映了燃燒物質(zhì)材料的品類及其系“明火”或“陰燃”。
因此，對(duì)“火災(zāi)先兆氣息”中的多個(gè)標(biāo)識(shí)性成份的探測(cè)，就不僅能實(shí)現(xiàn)可靠的“早期預(yù)警”，并且能把單純的CO氣體探火器也難于抑制誤報(bào)的“假火災(zāi)”甄別出來(lái)，從而可使系統(tǒng)的“確報(bào)率”大大提高(假火災(zāi)諸如燒水沸溢、以致熄火;煮奶溢出，以致焦糊;大量噴吐香煙等)。尤其對(duì)標(biāo)識(shí)性成份的探測(cè)，能夠早期察覺(jué)電氣絕緣與機(jī)械運(yùn)行的過(guò)熱，更是現(xiàn)有“物理探火”與“CO探火”尚不可企及的。
N1中的主要化學(xué)成份均可通過(guò)IGF傳感器件檢測(cè)響應(yīng)。IGF是一種集成化平面/薄膜型氣敏半導(dǎo)體器件。它可以以相同的結(jié)構(gòu)、而不同的敏感材料及其工藝形成與工作溫度來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)探測(cè)對(duì)象的氣敏選擇性。采用若干個(gè)分別對(duì)CO、O2、和低分子烴類及某些烴類衍生物中被挑選的“標(biāo)識(shí)成份”具有選擇性響應(yīng)的IGF;將其氣息的訊息并行處理;從而實(shí)施一種近乎“火災(zāi)先兆氣息全景式偵訊”的化學(xué)探火。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，它完全放棄了通過(guò)感煙、感溫等“物理探火”的傳統(tǒng)方式，而轉(zhuǎn)向“化學(xué)探火”的方式，因此它消除了誤報(bào)、漏報(bào)，使火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的可靠性、準(zhǔn)確性有了質(zhì)的提高，并能實(shí)現(xiàn)火情提前預(yù)報(bào)。
下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。


圖1是IGF的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是IGF的溫控電路圖。
圖3是IGF的感傳電路框圖。
圖4是由四個(gè)IGF傳感器構(gòu)成的一種“氣息鑒別型”火災(zāi)探測(cè)裝置框圖。
圖1中的Rc，相應(yīng)于圖4中的IGF1、IGF2、IGF3、IGF4中的成份和由圖1中的Dr與RH及圖2的電路功能實(shí)現(xiàn)的工作溫度分別為IGF1Rcl-CO氣敏成份SnO2+0.5%ThO2工作溫度200℃IGF2Rc2-O2氣敏成份Nb2O5工作溫度500℃
IGF3Rc3-低分子鏈烴標(biāo)識(shí)成份氣敏成份SnO2+1%WO3工作溫度250℃IGF4Rc4-環(huán)烴衍生物標(biāo)識(shí)成份氣敏成份SnO2+1%V2O5工作溫度250℃。
權(quán)利要求
1.一種火災(zāi)氣息探測(cè)方法，其特征是采用多個(gè)具有選擇性靈敏度的半導(dǎo)體氣敏元件IGF，作為傳感器，來(lái)分別檢測(cè)火災(zāi)先兆氣息中的主要成份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的探測(cè)方法，其特征是IGF1中，CO氣敏的Rcl的成份為SnO2+0.5%ThO2，其相應(yīng)的工作溫度為200℃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的探測(cè)方法，其特征是IGF2中的O2氣敏的Rc2的成份為Nb2O5，其工作溫度為500℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的探測(cè)方法，其特征是IGF3中的低分子鏈烴標(biāo)識(shí)成份氣敏的Rc3的成份為SnO2+1%WO3，其工作溫度為250℃。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的探測(cè)方法，其特征是IGF4中的環(huán)烴衍生物標(biāo)識(shí)成份氣敏的Rc4的成份為SnO2+1%V2O5，其工作溫度為250℃。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種火災(zāi)氣息探測(cè)方法。其要點(diǎn)是它完全放棄了感溫、感煙等“物理探火”的傳統(tǒng)方式，而采用氣敏傳感的“化學(xué)探火”方式。它利用多個(gè)具有選擇性靈敏度的氣敏傳感器并聯(lián)，捕獲火災(zāi)訊息中的“火災(zāi)先兆氣息”中最重要和主要體現(xiàn)燃燒萌發(fā)與燃燒狀態(tài)的分子態(tài)化學(xué)信使，從而提供了可靠的火警早發(fā)預(yù)報(bào)。本發(fā)明適合火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)探測(cè)手段的更新及產(chǎn)品與技術(shù)的創(chuàng)新。
文檔編號(hào)G01N27/16GK1065338SQ9110606
公開(kāi)日1992年10月14日 申請(qǐng)日期1991年3月22日 優(yōu)先權(quán)日1991年3月22日
發(fā)明者劉光宇 申請(qǐng)人:公安部沈陽(yáng)消防科學(xué)研究所