一種采用煙霧氣體傳感的吸氣式飛機(jī)貨艙火災(zāi)探測器的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種采用煙霧氣體傳感的吸氣式飛機(jī)貨艙火災(zāi)探測器，包括采樣口、采樣管、煙霧探測單元、氣體探測單元、抽氣泵、排氣管、控制處理單元、報警指示單元、電源單元；采樣口外側(cè)安裝防護(hù)罩，內(nèi)部依次裝有過濾組件和干燥組件；采樣口后通過采樣管依次連接煙霧探測單元、氣體探測單元、抽氣泵、排氣管；煙霧探測單元采用激光感煙傳感，光源與感光元件的角度范圍為155°～165°；氣體探測單元由一氧化碳傳感器和二氧化碳傳感器并聯(lián)組成。本實用新型可以快速探測到早期火災(zāi)并消除環(huán)境中對探測性能影響的因素。
【專利說明】一種采用煙霧氣體傳感的吸氣式飛機(jī)貨艙火災(zāi)探測器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于火災(zāi)探測【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種采用煙霧氣體傳感的吸氣式飛 機(jī)貨艙火災(zāi)探測器，該火災(zāi)探測器還可以用于類似飛機(jī)貨艙等特殊環(huán)境的探測。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前飛機(jī)貨艙使用的火災(zāi)探測器主要為點式感煙探測器。該種探測器容易受空氣 中的灰塵、濕度影響而產(chǎn)生誤報。根據(jù)FAA技術(shù)中心的David Blake等人的統(tǒng)計，現(xiàn)用飛機(jī) 貨艙火災(zāi)探測器的誤報率高達(dá) 99% [David Blake. Aircraft Cargo Compartment Smoke Detector Alarm Incidents on U. S. Registered Aircraft,1974-1999[EB/0L]. http:// www. fire. tc. faa. gov/pdf/tnOO-29. pdf, 2000-06-01]。該種探測器采用是被動偵測火災(zāi)探 測技術(shù)，只有等火災(zāi)煙霧蔓延到探測器處才能偵測出來。飛機(jī)貨艙內(nèi)貨物繁多，會阻擋煙霧 自然蔓延，從而使偵測時間變長，難以到達(dá)極早期報警的目的。飛機(jī)貨艙運輸鮮蔬和活物 時，采用強(qiáng)制通風(fēng)，換氣率約為4分鐘1次。較強(qiáng)氣流會影響火災(zāi)煙氣蔓延，從而影響火災(zāi) 探測器性能。
[0003] 發(fā)明專利申請《一種基于復(fù)合探測技術(shù)的吸氣式飛機(jī)貨艙火災(zāi)探測裝置（申請?zhí)?201310713260. 9)》介紹了一種應(yīng)用在飛機(jī)貨艙的吸氣式火災(zāi)探測系統(tǒng)。探測器采集監(jiān)測區(qū) 域煙氣溫度、煙霧濃度、一氧化碳濃度三種火災(zāi)參量，使用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)算法作出報警判斷。 火災(zāi)初期煙霧溫度變化十分不明顯，不是早期火災(zāi)探測的最佳火災(zāi)參量。且采樣口前端的 過濾裝置對顆粒沒有特別選擇性，一些類似煙霧顆粒的干擾顆粒會進(jìn)入采樣管，對感煙探 測造成影響。采樣口后增加了加熱裝置，目的是保證后面氣流的溫度基本保持在20°C，減少 氣流凝結(jié)對探測的影響，但是對于較長采樣管（約5至14m)，單單依靠一個加熱裝置，很難 保證后面氣流的溫度維持較好。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本實用新型的目的是提供一種采用煙霧氣體傳感的吸氣式飛機(jī)貨艙火災(zāi)探測器， 該探測器靈敏度高、誤報率低，還可以用于類似飛機(jī)貨艙等特殊環(huán)境的探測。
[0005] 為了達(dá)到上述的目的，本實用新型采用的技術(shù)方案為：一種采用煙霧氣體傳感的 吸氣式飛機(jī)貨艙火災(zāi)探測器，包括采樣口、采樣管、煙霧探測單元、氣體探測單元、抽氣泵、 排氣管、控制處理單元、報警指示單元、電源單元；電源單元與煙霧探測單元、氣體探測單 元、抽氣泵、報警指示單元相連，為整個管路提供電力；采樣口外側(cè)安裝防護(hù)罩，抵抗貨物擠 壓碰撞，內(nèi)部依次裝有過濾組件和干燥組件，采樣口內(nèi)過濾組件采用超微過濾芯片，干燥組 件由干燥劑壓縮而成，形成均勻孔隙，不影響煙氣通過，并吸收其中水分，采樣口布置在飛 機(jī)貨艙壁面上，具體位置根據(jù)監(jiān)測要求調(diào)整；采樣口后通過采樣管依次連接煙霧探測單元、 氣體探測單元、抽氣泵、排氣管；煙霧探測單元采用激光感煙傳感，光源為420nm?500nm 的短波長藍(lán)光，光源與感光元件的角度范圍為155°?165° ;氣體探測單元由一氧化碳傳 感器和二氧化碳傳感器并聯(lián)組成；控制處理單元與煙霧探測單元、氣體探測單元相連、抽氣 泵、報警指示單元相連。
[0006] 所述采樣管的外面采用絕熱保溫材料（如氣凝膠氈）進(jìn)行包裹，防止煙氣在采樣 管中流動時冷卻凝結(jié)，影響煙霧探測性能；
[0007] 本實用新型的優(yōu)點和積極效果為：
[0008] (1)、本實用新型探測方式為主動偵測，能在煙霧到達(dá)頂棚前發(fā)現(xiàn)火災(zāi)的存在，在 較強(qiáng)氣流環(huán)境中依然能夠工作，且采樣口可根據(jù)監(jiān)測區(qū)域需要調(diào)整位置，提高了探測器靈 敏度。
[0009] (2)、本實用新型感煙探測單元光源為短波長藍(lán)光，對火災(zāi)早期產(chǎn)生的煙粒子有較 好的響應(yīng)能力，提高了探測器靈敏度。
[0010] (3)、本實用新型采樣口內(nèi)設(shè)有過濾組件和干燥組件，消除了環(huán)境中大顆粒粉塵、 灰塵和水蒸氣對探測器性能的影響，降低了誤報率。
[0011] (4)、本實用新型采樣管外面包裹絕熱保溫材料，可防止氣流在采樣管內(nèi)冷凝積聚 液體，消除冷凝水對探測性能的影響，保證探測準(zhǔn)確性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012] 圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013] 圖2為本實用新型采樣口結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014] 圖3為本實用新型煙霧探測單元結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015] 其中：1采樣口，2采樣管，3煙霧探測單元，4氣體探測單元，5抽氣泵，6排氣管，7 控制處理單元，8報警指示單元，9電源單元，10 -氧化碳傳感器，11二氧化碳傳感器，12防 護(hù)罩，13過濾組件，14干燥組件，15絕熱保溫材料，16激光發(fā)射頭，17準(zhǔn)直透鏡，18激光接 收頭，19光學(xué)鏡面。

【具體實施方式】
[0016] 下面結(jié)合【專利附圖】

【附圖說明】本實用新型的【具體實施方式】。
[0017] 實施例：
[0018] 圖1給出了本實用新型結(jié)構(gòu)示意。采樣口 1、采樣管2、煙霧探測單元3、氣體探測 單元4、抽氣泵5、排氣管6依次連接?？刂铺幚韱卧?與煙霧探測單元3、氣體探測單元4、 抽氣泵5、報警指示單元8相連。電源單元9與煙霧探測單元3、氣體探測單元4、抽氣泵5、 報警指示單元8相連，為整個管路提供電力。
[0019] 氣體探測單元4由一氧化碳傳感器10和二氧化碳傳感器11并聯(lián)組成。一氧化碳 傳感器10選用Apollo公司的C0-BF型號電化學(xué)傳感器，該一氧化碳傳感器10測量范圍 0?lOOOOppm，響應(yīng)速率14ppm/s，可正常工作壓力為80kPa?120kPa ;二氧化碳傳感器20 選用Apollo公司的Prime2型號紅外氣體傳感器，該二氧化碳傳感器11測量范圍為0? 50000ppm，響應(yīng)速率833ppm/s，可正常工作壓力為70kPa?130kPa，適合在飛機(jī)貨艙環(huán)境中 使用。
[0020] 控制處理單元7采用LPC1788芯片，該芯片高達(dá)512KB的Flash存儲器、96KB的數(shù) 據(jù)存儲器，具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)存儲和運算能力。控制處理單元負(fù)責(zé)對一氧化碳傳感器、二氧化 碳傳感器、感煙探測單元采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行儲存和分析，判斷是否有火災(zāi)發(fā)生；控制處理單元 7空氣抽氣泵5的工作頻率，調(diào)整吸氣和排氣的速率；控制處理單元7負(fù)責(zé)驅(qū)動報警指示單 元，給出火警和故障的指示。
[0021] 煙霧探測單元3為激光感煙探測，由激光發(fā)射頭16、準(zhǔn)直透鏡17、激光接收頭18、 光學(xué)鏡面19構(gòu)成，如圖3所不。激光發(fā)射頭16光源為短波長藍(lán)光，波長420nm?450nm，該 波段對火災(zāi)早期煙霧顆粒響應(yīng)靈敏。激光發(fā)射頭16前面安裝準(zhǔn)直透鏡17,使激光具有更好 的準(zhǔn)直性。激光發(fā)射頭16與激光接收頭18呈155°?165°角，材料選用硅光電池。激光 接收頭18外側(cè)安裝光學(xué)鏡面19,能夠匯集散射的微弱光線，增大對微小煙顆粒探測的靈敏 度。
[0022] 采樣口結(jié)構(gòu)如圖2所示。采樣口 1外側(cè)安裝防護(hù)罩12,抵抗貨物擠壓碰撞，內(nèi)部依 次裝有過濾組件13和干燥組件14。過濾組件13采用超微過濾芯片，可過濾1 μ m直徑的 細(xì)微顆粒；干燥組件14由干燥劑壓縮而成，形成均勻孔隙，不影響煙氣通過，并吸收其中水 分。采樣口布置在飛機(jī)貨艙壁面上，具體位置根據(jù)監(jiān)測要求調(diào)整。
[0023] 采樣管2的外面采用絕熱保溫材料15氣凝膠氈進(jìn)行包裹，防止煙氣在采樣管中流 動時冷卻凝結(jié)，影響煙霧探測性能。
[0024] 控制報警指示單元8設(shè)置在飛機(jī)駕駛艙內(nèi)，火災(zāi)時給出火警指示，該探測器故障 時，控制報警指示單元8給出故障指示。
[0025] 控制處理單元中存儲的探測算法為煙霧濃度S、一氧化碳增量dro、二氧化碳濃度 增量cU 2中任兩個量超過設(shè)定閾值，判斷發(fā)生火災(zāi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種采用煙霧氣體傳感的吸氣式飛機(jī)貨艙火災(zāi)探測器，其特征在于：包括采樣口 (1)、采樣管（2)、煙霧探測單元（3)、氣體探測單元（4)、抽氣泵（5)、排氣管￠)、控制處理單 元（7)、報警指示單元⑶和電源單元（9);電源單元（9)與煙霧探測單元（3)、氣體探測單 元（4)、抽氣泵（5)、報警指示單元（8)相連，為整個管路提供電力；采樣口（1)外側(cè)安裝防 護(hù)罩，內(nèi)部依次裝有過濾組件和干燥組件，采樣口（1)內(nèi)過濾組件采用超微過濾芯片，干燥 組件由干燥劑壓縮而成，形成均勻孔隙，采樣口（1)布置在飛機(jī)貨艙壁面上；采樣口（1)后 通過采樣管（2)依次連接煙霧探測單元（3)、氣體探測單元（4)、抽氣泵（5)、排氣管（6);煙 霧探測單元（3)采用激光感煙傳感，煙霧探測單元（3)的光源為420nm?500nm的短波長 藍(lán)光，光源與感光元件的角度范圍為155°?165° ;氣體探測單元（4)由一氧化碳傳感器 (10)和二氧化碳傳感器（11)并聯(lián)組成；控制處理單元（7)與煙霧探測單元（3)、氣體探測 單元⑷相連、抽氣泵（5)、報警指示單元⑶相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用煙霧氣體傳感的吸氣式飛機(jī)貨艙火災(zāi)探測器，其特 征在于：所述采樣管的外面采用絕熱保溫材料進(jìn)行包裹。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用煙霧氣體傳感的吸氣式飛機(jī)貨艙火災(zāi)探測器，其特 征在于：所述絕熱保溫材料為氣凝膠氈。
【文檔編號】G08B17/107GK203849825SQ201420243807
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年5月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月11日
【發(fā)明者】王潔, 張和平, 陸松, 胡洋, 張丹 申請人:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)