传感器选型

传感器部分图1-1对应的火灾物理参量及探测器一、火焰传感器的选择1、紫外火焰探测器基本原理通过检测火焰辐射出的紫外线来识别火灾。紫外光谱0.18um-0.4um（180nm-400nm）太阳光中小于300nm的紫外线基本被大气层全部吸收，到达地球表面的紫外线都大于300nm。紫外探测的优缺点优点：反应速度快缺点：易受干扰紫外火焰探测原理选用180nm-260nm的紫外传感器，对日光中的紫外线不敏感。2、双波段红外火焰探测器基本原理通过检测火焰辐射出的红外线来识别火灾。红外光谱红外线按照波长分为近红外、中红外、远红外。空气中的气体（如CO、CO2等）对特定波长的红外线具有强烈的吸收作用。双波段红外火焰探测原理选用两个波长的热释电红外传感器，来检测火焰辐射的红外线。一个波长的热释电红外传感器用于检测含碳物质燃烧释放CO2引起的特定波长红外光谱的变化；一个波长的热释电传感器用于检测红外辐射的能量。两个不同波长的传感器向结合，有效区分发热体而非火焰释放的红外线，避免误报警。三波段红外火焰探测器基本原理通过检测火焰辐射出的红外线来识别火灾。红外光谱红外线按照波长分为近红外、中红外、远红外。空气中的气体（如CO、CO2等）对特定波长的红外线具有强烈的吸收作用。3、三波段红外火焰探测原理选用三个波长的热释电红外传感器，来检测火焰辐射的红外线。两个波长的热释电红外传感器用于检测物质燃烧引起的两个特定波长范围的红外光谱的变化；一个热释电传感器用于检测红外辐射的能量。三个不同波长的传感器向结合，有效区分发热体而非火焰释放的红外线，避免误报警。4、紫红外复合火焰探测器基本原理通过检测火焰辐射的紫外线和红外线来识别火灾紫红外复合火焰探测器探测原理通过增加判据，提高探测可靠性。发热物体可以辐射出红外线，一般的低温物体通常不会辐射紫外线。只有火焰既辐射出紫外线，又辐射出红外线，含碳物质燃烧发出的辐射在特定波长（4.3um）与热物体辐射的红外线具有明显区分，根据次区分，双波长可提高红外探测的可靠性。增加紫外探测判据，更大幅度提高探测可靠性。产品型号产品名称优点适用场所A710/UV紫外火焰探测器反应速度最快，灵敏度高，造价低环境固定、干扰源少、报警速度要求极高的场所(不适用于室外)A710/IR2双波段红外火焰探测器反应速度较快，灵敏度高，低误报率各种适用于含碳物质燃烧火焰探测的A710/UV/IR2紫外/红外复合火焰探测器反应速度快，灵敏度高，低误报率各种适用于火焰探测器的场所A710/IR3三波段红外火焰探测器反应速度较快，灵敏度高，极低误报率各种适用于含碳物质燃烧火焰探测的由此，因为我们是对一个家庭房间进行检测，可以选择A710/UV火焰探测器。二、烟雾传感器的选择烟雾传感器分类1.离子式烟雾传感器该烟雾报警器内部采用离子式烟雾传感，离子式烟雾传感器是一种技术先进，工作稳定可靠的传感器，被广泛运用到各消防报警系统中，性能远优于气敏电阻类的火灾报警器。它在内外电离室里面有放射源镅241，电离产生的正、负离子，在电场的作用下各自向正负电极移动。在正常的情况下，内外电离室的电流、电压都是稳定的。一旦有烟雾窜逃外电离室。干扰了带电粒子的正常运动，电流，电压就会有所改变，破坏了内外电离室之间的平衡，于是无线发射器发出无线报警信号，通知远方的接收主机，将报警信息传递出去。2.光电式烟雾传感器光电烟雾报警器内有一个光学迷宫，安装有红外对管，无烟时红外接收管收不到红外发射管发出的红外光，当烟尘进入光学迷宫时，通过折射、反射，接收管接收到红外光，智能报警电路判断是否超过阈值，如果超过发出警报。3.气敏式烟雾传感器气敏传感器是一种检测特定气体的传感器。它主要包括半导体气敏传感器、接触燃烧式气敏传感器和电化学气敏传感器等，其中用的最多的是半导体气敏传感器。它的应用主要有：一氧化碳气体的检测、瓦斯气体的检测、煤气的检测、氟利昂（R11、R12）的检测、呼气中乙醇的检测、人体口腔口臭的检测等等。它将气体种类及其与浓度有关的信息转换成电信号，根据这些电信号的强弱就可以获得与待测气体在环境中的存在情况有关的信息，从而可以进行检测、监控、报警；还可以通过接口电路与计算机组成自动检测、控制和报警系统。离子烟雾报警器对微小的烟雾粒子的感应要灵敏一些，对各种烟能均衡响应；火灾烟雾是由气、液、固体微粒群组成的混合物，具有体积、质量、温度、电荷等物理特性。离子型烟雾探测器是通过相当于烟敏电阻的电离室引起的电压变化来感知烟雾粒子的微电流变化装置。当烟雾粒子进入电离室，改变了电离室空气的电离状态，从而宏观表现为电离室的等效电阻增加引起电离室两端的电压增大，由此来确定空气中的烟雾状况。而气敏式传感器是探测空气中某些可燃气体的成分，所以在烟雾探测方面，气敏式传感器性能并不如离子式传感器。因此选择离子烟雾传感器。三、气体传感器的选择1、催化燃烧式气体传感器这种传感器是白金电阻表面制备耐高温催化剂层，一定温度下，可燃性气体其表面催化燃烧，燃烧是白金电阻温度升高，电阻变化，变化值是可燃性气体浓度函数。催化燃烧式气体传感器选择性检测可燃性气体：凡是可以燃烧，都能够检测；凡是不能燃烧，传感器都没有任何响应。催化燃烧式气体传感器计量准确，响应快速，寿命较长。传感器输出与环境爆炸危险直接相关，安全检测领域是一类主导位传感器。缺点：可燃性气体范围内，无选择性。暗火工作，有引燃爆炸危险。大部分元素有机蒸汽对传感器都有中毒作用。2、半导体式气体传感器它是利用一些金属氧化物半导体材料，一定温度下，电导率环境气体成份变化而变化原理制造。比如，酒精传感器，就是利用二氧化锡高温下遇到酒精气体时，电阻会急剧减小原理制备。半导体式气体传感器可以有效用于：甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、酒精、甲醛、一氧化碳、二氧化碳、乙烯、乙炔、氯乙烯、苯乙烯、丙烯酸等很多气体检测。尤其是，这种传感器成本低廉，适宜于民用气体检测需求。MQ系列传感器中QM-5型气敏元件是以金属氧化物SnO2为主体材料的N型半导体气敏元件，当元件接触还原性气体时，其电导率随气体浓度的增加而迅速升高。特点：1、用于可燃性气体的检测（CH4、C4H10、H2等）2、灵敏度高3、响应速度快4、输出信号大5、寿命长，工作稳定可靠6、对乙醇、烟雾几乎不响应。适用于家庭对液化气、煤气、天然气的监测装置。图—2MQ-5的结构和外形MQ-5气敏元件的结构和外形如图3所示(结构A或B),由微型AL2O3陶瓷管、SnO2敏感层,测量电极和加热器构成的敏感元件固定在塑料或不锈钢制成的腔体内，加热器为气敏元件提供了必要的工作条件。封装好的气敏元件有6只针状管脚，其中4个用于信号取出，2个用于提高加热电流。规格A.工作条件符号名称参数技术条件备注VC回路电压≤15VACorDCVH加热电压5.0V±0.2VACorDCRL负载电阻可调RH加热电阻31Ω±3Ω室温PH加热功耗≤900mWB.环境条件符号名称参数技术条件备注Tao使用温度-10℃-50℃Tas储存温度-20℃-70℃Rh相对湿度小于95%RhO2氧气浓度21%（标准条件）氧气浓度会影响灵敏度特性最小值2%C.灵敏度特性符号名称参数技术条件备注Rs敏感体电阻10KΩ-60KΩ（1000ppm甲烷）探测范围：300-5000ppm液化气、天然气、煤气α（1000ppm/5000ppmCH4）浓度斜率≤0.6标准工作条件温度：20℃±2℃Vc：5.0V±0.1V相对湿度：65%±5%Vh：5.0V±0.1V预热时间不少于2小时D.灵敏度特性曲线图—3MQ-5气敏元件的灵敏度特性