消防系统中的新一代温度传感监测技术

消防系统中的新一代温度传感监测技术
2005-11-28

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摘要：在当前的消防报警控制系统中，对被探测区域温度的准确测量和有效控制是消防工作质量的根本保证。探测器测量不准以及被动的探测控制方法等已经成为制约消防工作质量提高的瓶径问题。当前国内智能化火灾探测技术滞后，无法及时发现火灾隐患行之有效的避免火灾的发生。文中阐述了当前火灾探测系统存在的缺陷，从温度控制工艺的角度简单介绍了由测温电缆为探测器组成的新一代防火自动预警系统的优点及广泛的应用前景。
关键词：火灾隐患；误报；漏报；温度；测温电缆；精确探测；“防”“消”结合

消防工作主要由“防”“消”两部分组成。“防”指的是防火，及早发现并且及时抑制火灾隐患，防止火灾发生。“消”指的是灭火，在火灾发生后，迅速有效地将火灾控制并扑灭。“防消结合，预防为主”
我国当前使用的消防报警控制系统主要由火灾探测系统和消防联动控制系统组成。其探测控制原理源自日本20世纪70年代末80年代初期的探测联动控制技术，现在通称为“传统火灾自动报警系统”。其主要目的是及早发现火灾事故隐患，发出报警信号，以提示值班人员采取相应的措施或启动联动控制系统以抑制火灾发生或扩大。然而由于当前使用的“传统形式的火灾探测系统”智能化技术滞后，当这些火灾探测器工作时，火灾已处于初期甚至中后期阶段，且损失和灾害多数已经发生和形成，无法真实的实时的及早发现和分析并且杜绝初期的火灾事故隐患，故而难以实现其“预警”的目的与作用，从而出现了因“防”与“消”不能完美结合而导致火灾事故频频发生。因此，如何在火灾隐患的潜伏期及时发现并控制火灾的形成，积极主动的、行之有效的从根本上杜绝 火灾的发生，无疑是一个非常有意义的课题。火灾自动报警控制系统的可靠性主要来源取决于传感器可靠、真实、实时、有效的测量。可靠性 是衡量消防探测报警系统质量的关键指标。经过多年来火灾调查研究发现，绝大多数的火灾事故都是由于温度过高引起的，火灾形成发展的过 程大致分为以下几个步骤：
发热------阴燃------冒烟起火------火苗窜起------火势扩大蔓延------大火燃起形成火灾------爆炸
从该过程分析，如果能够在火灾潜伏期温度缓慢的上升过程中就能即时发现火灾隐患并采取相应措施，无疑是最佳的防范时机。
　　
一．传统消防探测与灭火系统的组成
传统消防探测系统主要由：烟感探测器，温感探测器，烟温复合式探测器，可燃气体探测器，红外对射探测器，感温电缆，信号输入模块，手动报警按钮等组成。灭火系统主要由水喷雾灭火系统和气体灭火系统以及移动式灭火系统等组成。
1．1 烟感探测器：
仅限用于一般的建筑物。由于传统的烟感探测器采用被动探测的工作方式，要求燃烧形成的烟雾经过空气对流传输到探测器中，当烟雾浓度达到其出厂前设定好的报警设定值时才能触动敏感元件发出开关量式的报警信号，由主机进行反复的识别后再进行近一步的措施。根本起不到发现火灾隐患、预报火警的作用，由于其设计技术滞后，根本跟不上当前经济、工业迅猛发展的要求，如辐射、气流、气体、气味、声波、光谱、灰尘、微腐蚀、电瞬变等种种干扰，从而导致探测器误报、漏报时常发生。
1．2温感探测器：
由于目前的探测器采用开关量式的定温型感温元件，故而根本无法实时的探测、反馈并显示和预告当前的温度值和温度上升的速率，68℃以下的温度更无法探测（探测盲区），通常点式温感探测器仅限用于12m以下的一般建筑物中且容易受到现场不良环境的影响，缆式探测器常因现场恶劣的环境以及电磁、静电、高温、潮湿等种种干扰而漏报、误报。复合式探测器误报、漏报率更高。
综上所述，传统的火灾探测器无法迅速采集火灾形成初期的温度变化信息，消而不防，安装繁琐，造价高昂，而且需要经常对探测器进清洁维护、保养。绝大多数火灾探测器本身必须通电工作，故而也不能完全排除火灾探测起本身因短路等原因导致火灾发生的可能，加之其极高的漏报、误报率，不但造成了公共资源的损失和浪费，而且使用户产生了“狼来了”的心理，从而严重影响了火灾自动报警系统的形象。
　　
二．新一代温度传感监测系统简介
由测温电缆FTLD、CTTC组成的新一代温度传感监测控制系统是一种用于实时的在线的测量被测现场实际最高温度的差、定温复合式的超早期温度自动化预警控制系统。其系统主要元件由测温电缆和温度控制器火灾报警控制主机等组成。测温电缆FTLD（Flexible Thermocouple Line Detector）、CTTC（Continuous Thermocouple Transducer Cable）又称线型连续热电偶或寻热式热电偶，是近三十年来世界温度传感器技术发展取得的高、精、尖端技术成果，这两项专利产品具有独特的温度探测功能，完全不同于目前现有的其它温度传感器，它利用热电效应，能够连续自动产生与其长度所及范围内与之最高温度点温度相对应的毫伏信号，经过温度控制器将测温电缆所采集到的温度信息进行放大、变送，并且将温度信息实时精确的显示出来，不仅能让用户测定温度异变的幅度和速率，而且能让他们确定温度异变的区域。由于它自动化程度高使用寿命长，无需通电工作加之其独特的本质安全型特性和精确无误、漏报的优良品质，最初被诸多发达国家作为高、精、尖端技术设备安装铺设在航空母舰和驱逐舰的舰舱以及军用飞机、航天器、军备库等准军事设备中。目前，已被广泛应用到各个领域，为人类预防、减少因“发热”、“过热”引起的事故和损失，做出了巨大的贡献。（全球48个国家专利保护，18个发达国家广泛应用）
众所周知,-40℃----+68℃为目前火灾探测器的探测盲区,而在这个温度范围中由测温电缆FTLD和CTTC组成的智能化极早期火灾探测系统已经能够连续精确测量并显示探测区域的最高温度值，基于以预防为主的科学的智能化消防理念，在火灾尚未发生之前即时进行精确的温度预报，通过监测超过正常温度的温度值和测量异常的温升速率进一步提高了火灾探测报警系统的可靠性，使用户的消防联动系统具有充分的时间采取相应的措施，避免火灾的发生。在-40℃----+900℃的温度有效测量范围内用户可根据现场情况自由设定3个报警温度点，和一个ROC温生速率报警，利用差、定温复合式探测准确可靠的有效预防火灾的发生，其标准的通讯协议适用于目前市场上所有的标准火灾控制主机。由于火灾事故大部分是因温度过高而引起的，而现有的火灾探测器仅能对已经发生的火灾进行探测、报警，难解燃眉之急。明火源于隐患，防范胜于救灾。
2.1工作原理
测温电缆与普通热电偶不同，是一种用于测量空间温度场的新科学新技术、其不同之处在于它的热接点不固定，始终与线缆上的最高温度点相对应，当FTLD和CTTC线缆上任何一点（T1）的温度高于其它部分的温度时，该处的热电偶导线之间的绝缘电阻（R）降低 ，导致出现“临时”热电偶接头，其作用与常规单接点热电偶接头相同，当线缆上另外一点（T2）的温度高于（T1）点时，该处热电偶导线之间的绝缘电阻会变的低于T1点的电阻，导致出现新的“临时”热电偶接头。
2．2技术参数
外层护套：FTLD：双层PTFE，CTTC：金属管铠装（防护措施科学合理，有效避免因探测范围内的环境恶劣而引起的误报，如粉尘和油脂以及水份等介质的浸入）
测量元件：隔离K型热电偶
工作温度：FTLD（-40℃——200℃）、CTTC（-40℃——899℃）
输出信号：自动输出与线缆最高温度点实际温度相对应的直流毫伏信号
线缆结构：双绞线、金属管、外层护套、NTC绝缘、EMI屏蔽（专利线缆结构，有效抑制各种干扰、避免漏报误报）
绝缘保护：使用注入特殊材料的玻璃纤维
最小长度：FTLD：15m、CTTC： 3m
最大长度：FTLD：500m、CTTC：200m
外径尺寸：FTLD3.5mm、 CTTC3.0mm（体积小，柔韧性好，可以安装在传统探头无法铺设到的恶劣环境中）
耐压性能：50Hz.500v.1min
2．3系统特点：稳定可靠/防湿防潮/本质安全型/无需通电工作/测量精度高/完全无误报/环境温度自动补偿/异常温度预报/ROC温升速率报警/ 系统设备简单/安装维护方便/适合危险区域/用户可自行设定报警点/无需现场标定/差定温复合试探测/大面积使用有良好的性能价格比/报警温度点不受寒冷气温影响/可恢复型/使用寿命长达20年/。
测温电缆作为一种高新科技技术产品，自问世以来，已经广泛被各个行业各个领域广泛使用，在电力系统、建筑、化工、船舶、隧道等应用领域取得了大量可信可靠的骄人业绩，其超前的科学技术及探测理念的时代先进性为该产品提供了广泛的市场和应用前景。
测温电缆还可以应用到多种领域中：如，通信机房，计算机房，电视台，电缆通道、桥架、夹层、竖井、沟槽，控制机房（柜），开关设备，变压器，电阻排，电机控制中心，发电厂，变电站，等重要区域的温度测量与监控。货仓，粮库，冷库，商场，食品厂，卷烟厂，制药厂、酒厂，饮料厂等大面积大范围的温度测量与监控。运输机，皮带装置除尘器，冷却塔等重要市政设施的温度测量与监控。地铁，隧道，铁路，机场，船舱等交通运输领域的温度测量与监控。油罐，气罐，煤仓,压力容器，军工厂，弹药库，火工品、危险品仓库等危险区域的温度的监控。