刘宇 广州地铁运营事业总部维修中心机电部 510310
一、 前言
地铁作为城市中重要的客运交通工 具，是城市发展繁荣的标志。但同时，地 铁的消防安全问题也是全世界面临的共同 难题。以广州地铁为例，由于大部分车站 都坐落于地下，为了确保乘客的安全，同 时也为了确保地铁的安全运营，尽可能快 的发现还处于萌芽阶段的火灾苗头，在地 铁车站与设备区的各个角落都安装了烟感 探测器，随时监控监测区域的情况。而这 些安装在地铁车站和设备区的烟感探测 器，由于受到外界环境与自身情况的影 响，偶尔会发生误报与漏报情况，这些偶发 的情况也或多或少给地铁的正常运营造成 了一定程度的影响。本文通过研究烟感探 测器的工作原理，结合地铁车站内使用烟 感探测器的实际情况，简要的分析了烟感 探测器误报、漏报火警的原因，并提出自己 的一些看法。 二、烟感探测器的原
理及其分类
烟感探测器具有早期探测火灾信号的
功能。当物质燃烧的时候，往往是先产生 烟雾，烟感探测器的功能就是“捕捉”物 质早期燃烧时的“信号”，并把捕捉到的 “信号”转变成电信号，提供给火灾自动 报警系统。烟感探测器按探测原理一般分 为以下两大类型：离子式烟感探测器、光 电式烟感探测器。
离子式烟感探测器由两个含镅 Am241 放射α射线的射线源串联、场效应管及开 关电路组成的，其工作原理为：电离室内 的放射源镅 Am241 所电离产生的正、负离
子，在电场的作用下，各向正负电极移 动。一旦有烟雾窜进外电离室，干扰带电粒 子的正常运行，使电流、电压改变，破坏了 内外电离室之间的平衡，探测器就会对此 产生感应，发出报警信号（如图 1 ）。
图 1 离子式烟感探测器原理
光电式烟感探测器由光源、光电元件 及电子开关组成，利用光散射原理对火灾 初期产生的烟雾进行探测，并及时发出报 警信号。它的工作原理是利用一个发光元 件和一个光敏元件，由发光元件发出的光， 通过透镜射到光敏元件上，电路维持正常， 如有烟雾从中阻隔，到达光敏元件上的光 就会显
著减弱，光敏元件再把光强的变化 转换成电流的变化，通过放大电路发出报 警信号（如图 2）。
图 2 光电式烟感探测器原理 三、烟感探测器误报、漏报原因 1、 内在原因 从上面所介绍的目前常用的几种烟感 探测器的工作原理与结构上，我们可以看 出，不论是离子式烟感探测器，还是光电 式烟感探测器，都是由传感元件、探测电 路、通讯电路等主要部分组成。而这三大 重要组成部分，由于其光学、物理与电气 特性，难免会受外界环境和自身缺陷的影 响，从而造成探测器的误报与漏报。其 中， 主要表现在 ： （ 1 ）传感元件 传感元件是火灾探测器的主要探测部 分，主要通过光学与物理原理来探测外部 环境的细微变化。但正是由于其探测原 理，往往使其将一些外部因素误认为是火
灾烟雾。例如：当与烟雾某方面特性相似 的
物质( 如：粉尘、水雾) 被它探测后，就 会认为是烟雾，从而产生误报警。另外一 方面，由于传感元件一般是暴露在外界， 比较容易
受外界的粉尘、潮气影响而导致 灵敏度降低。
（ 2 ）探测电路 探测电路是包括传感元件在内的一组
三国机密之潜龙在渊的演员电路，主要的功能是把传感元件传送过来 的“信息”转换为我们所需要的电压或电流 信号。当受到外界电磁干扰时，它就会产生 误报警或者不报警，甚至会损坏设备。
（3）通讯电路 通讯电路负责把探测到的“信息”传
送到火灾报警控制器，但在这个过程中很 可能会因受到干扰而产生误报警。例如：探 测电路传送过来的信息经过 A/D 转换变为 数字信号，然后再经过通讯电路和通讯线 路送到火灾报警控制器，但可能因受到干 扰而把“0”信号变为“1”信号或是把低电 平变为高电平，从而使火灾报警控制器接 收到假信息并产生误报警。
2、外部原因 通过分析以上探测器组成部分的电气
物理特性和受干扰情况，我们可以看出， 当外部环境因素达到条件时，探测器就有 可能会发生误报与漏报。而鉴于地铁车站 与设备区的特殊环境，我们可以将引起烟 感探测器
误报与漏报的外部原因大致分为 以下几类：
（1 ）大气悬浮颗粒 环保部门对大气成
分的监测表明, 空 气中长期悬浮大量污染颗粒。大气总悬浮 颗粒（TSP ）和可吸入颗粒（PM10）质量 浓度已作为衡量悬浮颗粒多少的首要指标。 其中 PM10 已成为众多大中城市的首要大 气污染物。大气悬浮颗粒中约有 1/4 为降 尘（粒径为 10～100 μ m ）, 其在空中停 留期短, 受重力作用很快降落，外界环境 影响下这部分颗粒的浓度可能突然升高而 对感烟探测器造成误报；而 PM 10 是指粒 径
小于 10 μ m 、在大
气中停留较长时间的 颗粒物，它可以几小时甚至长达几年漂浮 在大气中。在火灾探测领域，由于探测器 摘 要
本文通过研究烟感探测器的工作原理，结合 地铁车站内使用烟感探测器的实际情况，简 要的分析了烟感探测器误报、漏报火警的原 因，并提出自己的一些看法。 关键词
烟感探测器；误报与漏报
实际工作时始终处于这些悬浮颗粒的包围
中，且这些悬浮粒子与火灾中生成的烟雾
粒子一样，能对电离室电阻值发生影响或
者与光发生散射和吸收作用。因此，这些长
期悬浮于大气中的可吸入颗粒 PM10 使感
烟火灾探测器始终存在“本底烟雾值”。通
过业界内同行的研究，得出：不同的本底烟
雾值下，烟感探测器的灵敏度会有不同程
度的改变（如图3）。
图 3 不同本底值时同一火源引起的烟浓
度变化对比曲线
如图3 所示, D1、D2 分别对应受到不
同污染程度的大气环境中 PM10 对感烟探
测器引起的两个本底烟雾值；若D1与D2
之差足够大，则原本具有相同灵敏度的感
烟火灾探测器在本底烟雾值不同环境下对
同一烟源的反应将不同。本底烟雾值大
时, 探测器从正常状态到其报警阈值所需烟
浓度增加值ΔD1 比小本底烟雾值D2 环
境下所需的ΔD2 小。因此, 必然造成同
一探测器的灵敏度因所处环境ρPM 的
差异而不同：ρPM 大时，本底烟雾值也
大，导致探测器灵敏度“自然”提高, 同时
误报率也上升。
（2 ）粉尘由于地铁车站处于地下这
样一个特殊
的环境，随着地铁列车在隧道中的往返运
行，这样的活塞运动形成了流速很大的活
塞风，而这些活塞风同时也将扬起大量的
隧道粉尘，而粉尘对火灾探测器（特别是感
烟火灾探测器）来说是“头号杀手”。因为
过多的粉尘停留在探测器的光学元件上，
会导致探测器的灵敏度下降或造成失效；
另一方面，过多的粉尘停留在采样室中会
造成光线的大量散射，使感光元件接收太
多的光线导致探测器误报警。对于离子式
探测器，会因为大量的灰尘进入采样室与
带电离子结合而导致探测器误报警。当具
有腐蚀性的粉尘停留在探测器的电路板上，
就会腐蚀电路板，遇上潮湿的天气情况会
变得更严重。
（3 ）潮湿潮湿，特别是南方的梅雨
天气下，湿
度通常大于95％，这会对探测器的电子板
件及探测元件造成很大的影响。首先，会
造成电子板件受潮短路而损坏，或是使绝
缘性降低而产生系统接地；其次，当潮气
进入探测器的探测室时，会对探测元件造
成干扰。特别是对感烟探测器，当潮气进
入探测室后，大量散射探测器光源发出的
光线，从而导致探测器误报警。
（4）高速气流地铁隧道中，由于地铁
列车的活塞运
动，会产生大量的高速的活塞风。同时，
地铁车站的环控通风系统中，各个设备房
的送风口附近也会有高速气流的出现。而
当火灾探测器安装在这些有高速气流的位
置时，如通风空调的送风口附近、风室、
风道等，当发生火灾时，高速气流会将烟
雾吹离探测器，从而使探测器报警缓慢，
产生漏报；而另一方面，高速气流进入感
烟探测器的采样室后，会形成气流旋，将
停留或吸附在采样室的保护遮罩网上的粉
尘扬起，从而造成误报警。四、减少
烟感探测器误报、漏报的措施
由以上的分析我们可以看出，烟感探
测器的误报与漏报是由烟感探测器自身的
缺陷与外部的干扰因素所共同引起的。作
为火灾报警系统的使用与维护保养者，要
想尽可能的避免与减少烟感探测器误报与
漏报的情况发生，则需要采取相应的措施
规避外部干扰因素与探测器的自身缺陷相
作用的情况发生。结合地铁的实际情况，
笔者认为，以下的几点措施在减少烟感探
测器的误报、漏报方面是十分必要的。
1、规范合理的施工设计与施工技术
本身不是万灵药方，除产品设计
制造质量外，规范合理的工程设计和施工
是减少误报警的重要途径。
首先，应根据被保护对象具体的位置
特点、使用特点与保护要求，参照《国家火
灾自动报警系统设计规范（GBJ 116－
88）》，对烟感探测器进行合理的选型。根据
广州地铁的实际情况，在地铁车站与设备
区，我们采用了普通探测器与智能探测器
相结合的方式。
其次，应结合受保护区域的具体情
况，合理的选择烟感探测器的安装位置。在
潘粤明 绯闻女友《国家火灾自动报警系统设计规范（GBJ
116 －88）》中，有很多关于正确设置火灾
探测器的条文。这些条文不但确保探测器
能有效、迅速地探测到火灾的发生，而且也
最大限度的避免了高速气流对烟感探测器
的干扰。
同时，合理规范的布线也能有效减少
电磁对通讯线路的影响。
2、防止施工过程污染由于目前的地
铁车站，无论是刚建成
不久的新线，还是已运营很长时间的旧
线，都存在施工单位在车站设备区进行施
工或改造的情况，而在施工过程中产生的
烟雾与粉尘可能会引起烟感探测器的误报
警。因此，在施工过程中，应对烟感探
测器加装防护套或防护罩加以保护，并且
必须在施工完成后拆除防护罩，防止由于
为拆除防护罩而造成的漏报。
3、定期检测与清洗根据国家标准的规
定，对探测器要定
期检测和清洗，一般是安装后两年，每三年
进行一次。
为了保证地铁的安全，地铁消防的专
三国yy之时空英杰业人员采取的办法是按照消防规范的规定，
坚持年度测试与季度抽查并存的形式进行
测试，对测试结果不符合要求的探测器及
时进行更换，并统一送维保单位进行清洗，
从而最大限度地避免了由于烟感探测器的
传感元件被粉尘吸附而造成的误报与漏报，
同时也尽可能的避免了由于吸附在探测器
采样室防护网上的粉尘被高速气流鼓动而
造成的误报警。
保养灯归零五、总结
地铁作为现代城市中重要的交通客运
工具，为广大的市民的生活提供了巨大的
便利。同时，由于地铁中的高人流量，地铁
的消防安全有着及其重要的作用。本文通
过对烟感探测器误报、漏报原因的简要分
析，针对如何减少烟感探测器误报、漏报情
况的发生提出了一些自己的看法，但仍然
不够完善，这些将在以后的工作与学习中
加以关注，将地铁消防做到防患于未然。
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制造
facebook视频下载中国科技信息 2009 年第 16 期CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Aug.2009
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