[发明专利]火灾气息探测方法

说明书

本发明涉及一种化学探火方法，特别是从环境气氛中检知火灾先兆气息，进而判断并发出火灾消息的方法。

人们防止不了失火，但却可以避免因失火而酿灾，这依赖于火灾自动监测预警系统的可靠。现有的火灾探测均基于物理探火方法，其探火装置主要有以下两种：

1、适于检知“阴燃起火”的感烟式探火器，它是以检出由着火而产生的“烟粒子”从而确认“火灾已经发生”。

2、适于检知“明火起火”的感温式探测器，它以因着火而产生热气流，致使环境气氛温升来察觉“有火灾发生”。

由于烟、温作为火灾发生的讯息载体，并非是具有排它性的“火在萌生”的“充要条件”，而且其在空间分布不均匀，又随着传播范围而被空间稀释，因此感烟和感温式探火器对某些火灾，有时会发生漏报，有时却又因难于分辨火与非火产生的烟或温升而发生误报或因抑制误报而产生迟报。因而，现有的火灾预警系统，虽然采用智能化高技术来提高判认功能，但却因探测功能的“先天不足”而限制了系统可靠性的提高。

本发明的目的是：放弃感温、感烟等“物理探火”的传统方式，把人们凭嗅到气味而察觉失火经验用现代化传感技术实施于早期探火，使探火方式向“化学探火”转变，而提供一种通过气息鉴别，进行火灾探测的方法。

本发明的目的是这样实现的：典型火灾在燃烧过程中，共释放出四种“火灾讯息载体”，依序分别为：

N1：有机物热解与不充分燃烧所产生的“火灾先兆气息”，其化学成份多达20-40种（因燃烧物质材料而异），主要的成份是：CO2、CO、H2、H2O汽和多种烃类及其衍生物;

N2：烟气溶胶;

N3：热气流;

N4：光辐射。

经测试表明，“火灾先兆气息”最早释出，如果最先被探测到，就能最快地作出响应-发出“火警消息”，而N1中的主要化学成份，CO作为“先锋信使”，其释出的监测值确与常规背景浓度差异明显。而CO2浓度的递增，恰与其场所O2分压的下降相对应。而O2浓度的下降变化幅度及速率与CO浓度增长的变化幅度及速率之间的关系，反映着燃烧的态势。而烃类及其衍生物中的某些标识性成份的浓度及其相对变化则反映了燃烧物质材料的品类及系“明火”或“阴燃”。

因此，对“火灾先兆气息”中的多个标识性成份的探测，就不仅能实现可靠的“早期预警”，并且能把单纯的CO气体探火器也难于抑制误报的“假火灾”甄别出来，从而可使系统的“确报率”大大提高（假火灾诸如：烧水沸溢、以致熄火;煮奶溢出，以致焦糊;大量喷吐香烟等）。尤其对标识性成份的探测，能够早期察觉电气绝缘与机械运行的过热，更是现有“物理探火”与“CO探火”尚不可企及的。

N1中的主要化学成份均可通过IGF传感器件检测响应。IGF是一种集成化平面/薄膜型气敏半导体器件。它可以以相同的结构、而不同的敏感材料及其工艺形成与工作温度来实现对探测对象的气敏选择性。采用若干个分别对：CO、O2、和低分子烃类及某些烃类衍生物中被挑选的“标识成份”具有选择性响应的IGF;将其气息的讯息并行处理;从而实施一种近乎“火灾先兆气息全景式侦讯”的化学探火。

本发明与现有技术相比，它完全放弃了通过感烟、感温等“物理探火”的传统方式，而转向“化学探火”的方式，因此它消除了误报、漏报，使火灾探测报警系统的可靠性、准确性有了质的提高，并能实现火情提前预报。

下面结合附图进一步说明本发明。

图1是IGF的结构图。

图2是IGF的温控电路图。

图3是IGF的感传电路框图。

图4是由四个IGF传感器构成的一种“气息鉴别型”火灾探测装置框图。

图1中的Rc，相应于图4中的IGF1、IGF2、IGF3、IGF4中的成份和由图1中的Dr与RH及图2的电路功能实现的工作温度分别为：

IGF1：Rc1-CO气敏

成份：SnO₂+0.5%ThO₂

工作温度：200℃

IGF2：Rc2-O2气敏

成份：Nb2O5

工作温度：500℃

IGF3：Rc3-低分子链烃标识成份气敏

成份：SnO₂+1%WO3

工作温度：250℃

IGF4：Rc4-环烃衍生物标识成份气敏

成份：SnO2+1%V2O5

工作温度：250℃。