整理隧道火灾自动报警探测器选用双波长.docx

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整理隧道火灾自动报警探测器选用双波长

隧道火灾自动报警探测器选用

高速公路隧道地形复杂，结构封闭，交通量大，一旦发生火灾产生极大的危害性且逃生困难。

所以其火灾自动报警探测器选用必须做到可靠、先进并具有高灵敏度和极低的误报率的特点，这样才能立足于防患未然及早期自救上。

公路隧道中最常见的火灾是汽车燃烧，其主要特征是耀眼的明火及强的辐射热（危险性在于汽车的动力燃料）且发展速度极快。

公路隧道是一种特殊的建筑物，终年阴冷且保持一定的风速，常年保持的风速为（2-10米/秒）,并且一年四季的季节变换,环境温度变化较大,给测温方式检测火灾带来不稳定性及滞后性。

感温线型探测器安装于隧道顶部，感温线型探测器达到报警温度时则火灾已发展到相当规模，不利于早期消防灭火。

交通部重庆公路科学研究所曾在该所的200米实验隧道中作火灾试验，当时环境温度为3℃，作点火试验用的汽油完全燃烧，隧道顶部的温度最高只能上升到9℃。

双波长火焰探测器在风速小于12米/秒的工况下，监视半径30-40米内，对0.5平方米的油池火灾30秒内报警。

由于监视半径较大，所以能检测三车道或四车道隧道。

由于线型感温探测器安装于隧道顶部，给检修调试带来困难（需要登高设备且影响交通），成本高且不便。

作为危险大的重点工程，消防设施应定期检测设备功能的完好情况，以期真正发生火灾时发挥应有作用，最大限度地减少损失。

双波长火焰探测器安装在隧道侧壁，且有专用便携式试验器，能低成本地随时维护和试验探测器功能的情况。

常用的隧道火灾自动探测器按检测原理可分为二类

1．线型感温探测器

2．点型感光探测器

线型感温探测器主要产品包括线性感温电缆；空气管差温探测器；分布式光纤感温探测器。

点型感光探测器主要产品有双波长火焰探测器。

线性感温电缆属于电缆产品，一般安放在隧道车道上部，当发生火灾时，只有在隧道内燃烧使空气温度升到特定值时而引起报警，由于隧道内交通量大，风速大，污染严重这就必然存在以下缺点：

测温反应时间长，报警点和实际着火点位置有误差，维护困难（需封闭隧道并附加登高设施）。

感温电缆主要适用于电缆沟和电缆桥架等场所，感温电缆附在被保护的电缆上和电缆沟内，用以保护动力电缆和控制电缆，不是用于公路隧道火灾报警的探测器。

上海延安隧道曾使用过该产品，但效果不理想，深圳梧桐山隧道早期使用点式探测器而后将其淘汰改为缆式线型感温探测器，但效果均不理想。

现有些设备厂家利用合金属的温度和电阻对应关系来线性测量温度来达到报警功能，它不但保持感温电缆的应用缺点，而且隧道环境较差，合金属由于气候变化、潮湿、腐蚀的原因，经过一段时间的运行后，它的物理特性也会产生不同程度的漂移从而影响设备正常功能。

故现今在现代隧道中一般考虑不设置线性感温电缆。

空气管差温探测器曾是高速公路隧道应用较多的产品，它是一种从西德引进的技术，在国内有开发的类似产品。

当发生火灾时，敏感元件铜管内空气受热膨胀。

利用该推力转化为开关量电信号报警。

近几年来先后在重庆的中梁山隧道、缙云山隧道、广东清远-连县高速公路的焦冲隧道、石仓岭隧道、浙江甬台温高速公路的大溪岭-湖雾岭隧道（4.12km）等应用。

应用实践证明：

该产品的质量也未过关：

产品的可靠性、稳定性，灵敏度调节难以稳定，容易产生误报警，延迟或超报警，使得管理部门很头疼。

前几年实施的中梁山隧道、缙云山隧道的自动火灾报警系统已经瘫痪，造成极大的浪费。

目前未实施的隧道如即将实施的深圳大梅沙隧道已把设计的该方案列入二期工程范围，以期待更成熟的产品。

分布式光纤感温探测器是一种现进的光纤技术应用于测温的产品，可替代感温电缆应用于特殊的工艺场合，可精确测定温度值，且本质防爆。

可适用于封闭的动力电缆隧道的温度监测、化工厂的输油管线的温度监测及其他环境温度对其影响较小的场所进行温度监测。

工程应用中必须紧靠需检测的过热源,且随着一年四季的气温变化须做灵敏度和报警阙值的调整。

但如感温电缆敷设于公路隧道顶部，那么它仍然保持感温电缆的缺点，由于隧道内风速大，离检测源远，所以测温反应时间长且不稳定，系统的灵敏度和报警阙值调试调整困难，灵敏度调整过高则易误报，灵敏度调整过低则易漏报，加上一年四季环境温度变化及不确定的突变因素就更加调整困难，另因风速的关系报警点和实际着火点位置有相当的误差。

维护困难：

公路隧道环境很脏,隧道营运一段时间后，光纤探测器表面会粘附汽车尾气的油污及灰尘，使感温效果更差，由于正常通车状态下也不便清洁，每隔3年须更换激光发光源，维护费用高。

总体造价比线性感温电缆和空气管差温探测器高许多。

双波长火焰探测器是专为公路隧道开发设计的专用火灾报警探测器。

该探测器利用火的特定波长，及火焰闪烁频率判定火灾，不受隧道内风速影响，响应速度快，它安装在隧道侧壁易维护。

日本是个多山的岛国，隧道相当多。

早在1958年关门海底隧道初次设置空气管感温探测器，随后的铃鹿隧道，日本坂隧道的重大火灾使日本政府相当重视。

在大量的车辆燃烧实验基础上，于1979年开发双波长火焰探测器，并取得良好应用效果。

1981年在日本的《公路隧道消防设施设置标准》中制订了应用双波长火焰探测器标准。

日本的90%的隧道采用该产品，在浙江甬台温猫狸岭、牛官头隧道群中成功地应用，随后的重庆石黄隧道、宁波常洪隧道、杭州绕城高速公路黄鹤山隧道及温州黄泥岭、朴头岭隧道都得到各方好评。

RDCZ001-D型双波长辐射式火灾探测器

说明书

能美防灾株式会社

[1]概要

这里介绍的RDCZ001-D型双波长火灾探测器，能自动检测公路、隧道内发生的火灾，并将发生火灾的位置报告隧道管理事务所。

此检测器具有监视范围广、灵敏度高的性能，而且还具有除太阳直射光以外，白天的日光、白炽灯、水银灯、荧光灯、纳灯等人工照明灯等都不会使检测器动作的特点。

对此探测器的可信赖性，我们已在众多使用中心隧道中做了现场试验，在实施环境条件下，已确认没有发生误报或失报火灾的情况，并且不受电气干扰的影响。

在结构上充分做到了防水、防尘、防锈。

另外，此探测器如有关隧道内通报设备的调查研究报告：

（1980年10月高速公路调查会）所述，分析调查了隧道内汽车火灾情况，充分考虑了为安装在隧道内的各种限制条件，借鉴了以前辐射式检测器的多年经验而研制出来的。

[2]特长

RDCZ001-D型双波长火灾探测器具有以下特长。

（1）因为一个探测器的监视火灾区域大，所以可以加大安装探测器的间隔，这样可以大量减少安装探测器的数量。

（2）即使车道数量多，隧道宽度大也可以毫无影响地检测火灾（可以4车道）。

（3）因排出废气和灰尘，使探测器受光窗（光学减光率）污损50%时，仍能检测火灾，所以可以减少清扫受光部的次数。

（4）因为此探测器灵敏度高，除太阳的直射光以外，其他的日光、汽车车顶灯光、荧光灯、纳灯、旋转灯（红、黄、蓝、绿、紫等各种颜色）等都不会使探测器动作。

注）隧道洞口处要安装遮光板，用以阻挡太阳的直射光。

[3]检测原理

本检测器检测火灾灵敏度很高，但不受日光及人工照明光的影响，不会因此而动作。

其设计的基本结构如下：

（1）捕捉火焰特有的燃烧变化频率

火灾的火焰一边燃烧一边放射的光，是按周期变化。

利用这样现象，通过探测器的电带状过滤器检测火焰特有的频率（1-15HZ），这是判断发生火灾的因素之一。

（2）捕捉火灾特有的光谱分布特性

火灾的火焰所放射出的光的光谱分布情况与自然光或各种人工照明灯光（环境光）的光谱分布情况不同。

探测器对一般照明用环境光的光学输入相对光谱和车辆火灾或汽油火灾时检测器的相对光谱比较，利用这个特性，探测器利用对于不同波长带域各具灵敏度的二个检测元件，比较辐射光的输入值，做为检测火灾的判断因素之一。

探测器探测出火灾并发出信号，必须要满足上述

（1）、

（2）两个判断因素，所以才能检测出高灵敏度、可信赖的火灾。

[4]线路构成

（1）检测线路

如果用方框图来表示检测线路的电路构成的话。

把由同一监视方向（右眼或左眼监视领域）来的辐射火焰的光，通过光滤波器引到对不同波长带各具灵敏的2种检测元件。

由各检测元件将光信号转换电信号后，通过电子回路狭光带滤波器检测出火焰所特有的具有浮动频率的信号，进行交流放大，放大的各信号再进行整流、平滑，再用比较电路判断Pα/Pβ。

判断结果达到规定标准时，延迟回路动作，待动开关回路，发出动作信号。

（2）动作显示

动作显示是用动作确认灯的亮灯、灭灯进行确认。

当探测器送出动作信号期间，动作确认灯与该输出继电器的动作同步高亮度闪烁。

当向探测器的辐射光消失时，动作确认灯就变成自保暗灯。

自保暗灯亮灯，可通过探测器试验或探知器电源再接通解除。

《能美双波长火焰探测器设计要领及验收方法》

能美防灾株式会社

[1]概要

这里介绍的RDCZ001-D型双波长火焰探测器，能自动检测公路、隧道内发生的火灾，并将发生火灾的位置报告隧道管理事务所。

此检测器具有监视范围广、灵敏度高的性能，而且还具有白天的日光、白炽灯、水银灯、荧光灯、纳灯等人工照明灯等都不会使检测器误动作的特点。

[2]技术性能

1．型式

RDCZ001-D型辐射式火灾探测器（二波长式散射型）

2.规格

（1）主要回路零件

1）检出素子：

光学区域过滤太阳电池及焦电素子

2）信号发报机构：

半导体及断电器

（2）机能

1）输入电压

DC48V-20%，+10%

2）消耗电流

·警戒时：

7mA

·动作时：

30mA（脉冲状）

3）信号发报回路的接点规格

无电压a接点方式

接点容量：

DC100V，0.5A、AC200V，0.5A（抵抗负荷）

4）动作确认灯的规格

自己保持暗点灯型

5）避雷保护

电源线（P-C）之间安装避雷装置

6）使用温度范围

-20℃—+50℃

7）监视范围

0%污损率，监视半径为40米

50%污损率，监视半径为30米

（3）灵敏度

前项监视范围，0.5m2（0.7m×0.7m试验盘）的汽油火灾（车用汽油2 升以上），在30秒以内发现。

而且，燃烧时风速12m/s以下，受光窗口的污损率为光学减光率50%以下。

（4）不动作条件

以下受光照时情况，受光不动作。

·用温度2,856±50K的白热电球照明5,000LX

·用灯照明10,000LX

·用荧光灯照明10,000LX

·用自然光照明10,000LX

·用回转灯照明1,000LX（赤、黄、绿、青、紫）

（5）探测器本体构造

1）探测器由电气零件、印刷板、壳体组成。

壳体包括受光窗口，球体状动作确认灯，接插配成。

2）壳体由铝合金铸造而成。

3）火灾探测器本体为防水构造。

（6）探测器引线

0.5mm23芯的塑料绝缘体VCTF。

（7）其他（遮光板）

遮光板为了避开太阳光的直射，安装于探测器受光窗口的一侧，左侧安装RDCZ001-DC-R型，右侧按扎RDCZ001-DC-L型。

第1页[3]设计指导（建议）

根据《日本道路公团隧道设计要领》的要求，并结合日本能美防灾株式会社的双波长探测器的特性，制定该产品的设计方法。

1．

2．（三）规划环境影响评价的公众参与设置间距：

每隔50米设置一台双波长火焰探测器（隧道宽度<12米，如隧道过宽，则须适当缩短设置间距）

3．

4．4）按执行性质分。

环境标准按执行性质分为强制性标准和推荐性标准。

环境质量标准和污染物排放标准以及法律、法规规定必须执行的其他标准属于强制性标准，强制性标准必须执行。

强制性标准以外的环境标准属于推荐性标准。

安装高度：

通常为检修道上方1.5—2米

一、环境影响评价的基础该设置间距在确保全监视保护下，降低工程造价。

合理的安装高度减缓污染，方便维护。

[4]验收方法

根据《日本道路公团隧道设计要领》的要求,RDCZ001-D型双波长火焰探测器的特点及高速公路隧道内发生火灾的机理,制定该产品的验收方法。

1．

2．在评估经济效益不能直接估算的自然资源方面，机会成本法是一种很有用的评价技术。

机会成本法特别适用于对自然保护区或具有唯一性特征的自然资源的开发项目的评估。

试验设备：

RDCZ001-D型双波长火焰探测器的模拟火灾试验器一套

点火容器0.5平方米一个;秒表

汽油;1.5米点火杆一根；引燃棉纱若干；打火机

3．试验方法:

●

●1.规划环境影响评价的报审在火灾自动报警主系统正常的前提下,在隧道内用RDCZ001-D型双波长火焰探测器的模拟火灾试验器对每个探测器进行点检试验,并作好试验记录。

●使用点火容器放置于车道表面不同的位置，倒入少量的汽油，用点火杆点燃点火容器内的汽油，同时按下秒表计时，待探测器确认灯动作，结束计时，作好试验记录。

3．验收方法：

2）应用环境质量标准时，应结合环境功能区和环境保护目标进行分级。

模拟试验及点火试验中探测器动作时间均不得大于30秒。

在车道最不利的位置点火，应有相邻探测器报警。

点火试验采用随机抽样检查，抽样数量不得低于总数量的20%。

3.划分评价单元

（1）前期准备工作。

包括明确评价对象和评价范围，组建评价组，收集国内外相关法律、法规、规章、标准、规范，收集并分析评价对象的基础资料、相关事故案例，对类比工程进行实地调查等内容。

4.维护保养:

每隔3个月到半年做模拟试验，确保功能正常。

每年一次消防复检。

安全评价的基本原则是具备国家规定资质的安全评价机构科学、公正和合法地自主开展安全评价。