英国豪迈旗下FFE探讨大面积空间烟感前沿

  ——大面积探测 – 选择正确的线型光束烟感探测器 

    您需要保护大面积的室内区域，光束探测是您的首选——现在我们来看看如何确保您拥有合适的光束系统。 

    那么想一想，什么是光束探测？ 

    红外光束烟感探测使用不可见红外（IR）光束来探测两点间（通常是内部空间的对墙）存在的烟雾颗粒。因为这些点之间的最大距离可达100m，所以这种方法对大型室内区域的消防非常有效。单一光束系统能够保护面积高达1500m2 (BS5839)或19800平方英尺(NFPA72)的区域——与覆盖同一空间的其它火灾探测方法相比，光束系统大幅度地降低了接线和安装需求。 

    一个光束探测系统由三个主要部分构成： 一个发射器、一个接收器和一个控制器单元。发射器投射光束；接收器通过光敏传感器测量到达接收器的光强；控制器单元处理数据并与消防控制面板通信。通常，包含发射器和接收器的光束‘头’安装在仅低于天花板高度的垂直对墙上。为了便于使用，控制器单元一般安装在地面上——要不是这样的话，维护或调整会非常困难！ 

    根据所选的产品，可实现基本元件的不同配置。通常，光束探测器系统可分为两种主要的类型： ‘对射式’或‘反射式’。 

    我有哪些选择？ 

    一套反射式系统包含封装在同一个收发器头（TR）中的光束发射器（Tx）和接收器（Rx）；安装在对面的棱镜反射板将穿过保护区的光束反射回收发器。 

    对射式系统包含用于发射器和接收器元件的单独的探测器头；它们面对面地安装在保护区中，一边一个（图1）。 

图1 – 一套对射式系统包含位于不同探测器头中的发射器和接收器

    在反射式系统中，控制器单元被连接至单个收发器头；在对射式系统中，控制单元被连接至接收器头，发射器头还是需要连接电源。 

    为什么我不直接要一个反射式系统？ 

    因为反射式系统仅要求在一侧接线，所以与对射式系统相比，反射式系统需要的接线较少。由于这个原因，反射式探测系统常常作为最小化安装时间和成本的首选，然而，当选择光束探测器系统的时候，我们还需要考虑其它一些因素。 

    天花板装饰 

    因为接收器和发射器封装在同一个装置中，所以距离光路非常近的物体会对反射式探测器造成影响。传感器不能判断其所接收的光是否是由棱镜板反射的光，还是由附近表面反射的光（图2）。 

 图2 – 非常靠近光路的反射体可将信号返回至收发器

    这可能会很危险，因为当进入光路的烟雾处于障碍物后面时，它并不会通过影响总体接受信号使其达到应有的强度，因为部分信号来自于障碍物的反射。因为信号强度与距离之间的关系（按照平方反比定律‘降低’），仅有少量来自附近障碍物的反射光容易超过来自远处反射板的信号；所以遮盖住光路部分的烟雾不足以将信号降低至触发火灾状态。 

    但是，值得注意的是，只有当物体非常接近光束的路径时才会出现这个问题： 通常，我们推荐反射式光路周围至少直径为1m的清晰视线。根据具体情况，可能更小的孔径就已经足够了。 

    因为对射式系统包含单独的发射器和接收器头，所以不会出现反射光进入系统的危险。从反射表面弹回的任何光线仅到达发射器 – 不影响信号的强度。接收器仍仅接收其应接收的光，所以系统将保持完全的稳定性和可靠性（图3）。 

图3 – 反射对于对射式系统内的发射器没有影响，仅需要极小的视线孔径，发射器就能正常运行

    如果对射式系统设置和定位正确的话，与接收器一样宽的路径就足够保证系统有效且可靠的运行了；实践中，通常推荐直径0.6m的视线。显然，这说明对射式光束探测器更适合安装在光束通路狭窄或光路附近有许多可能产生反射的物体的地方。 

    从图片1中，我们可以看出仓库的支撑结构仅在靠近天花板的对墙间留下了狭窄且连续的柱形空间。虽然反射式系统在这个空间中正常运作是可能的，但是安装一套对射式系统会更加容易。 

    支柱和纵梁虽然不会干扰烟雾颗粒分布，但是很明显，其可能会阻碍或反射红外光束——从长远来看，在它们出现问题之前注意到这些情况会节约很多时间。 

    日光浴 

    光束探测器系统的设计对环境光源的耐受度非常高，因为其使用电子设备和软件来过滤多余的光频率。正如人类的眼睛一样，光束接收器无法抵挡非常强烈的直射光。如果光束接收器或收发器在靠近光路的视野内‘看见’太阳光，则它的光电传感器可能因为强光而变得饱和。相对来说，这种视野比较狭窄，所以这种情况并不是很常见，但是，最好还是注意到这个事实以避免这种情况的发生。 

    就像杂散反射一样，对射式系统中的发射器头不会受到任何强度的直射光的影响。对射式系统的智能定位可以解决阳光导致的问题，只用简单地把接收器指向避开太阳就行了（图4）。 

图4 – 甚至阳光直射对对射式系统中的发射器头也没有影响    

    相比之下，对反射式系统来讲，光束的两端都需要有效地遮蔽，因为光加载到任何一端都会影响信号： 无论光线是直射到收发器上还是首先从棱镜反射板弹回另一侧，光线都会进入系统。 

    另外，值得注意的是，装有大量玻璃幕墙的建筑物或环境也会产生问题——那些在晴天被伦敦Gherkin大楼弄得头晕眼花的人会明白这些建筑结构会有多亮。 

    图片2中的中庭是使用光束探测的理想空间，因为需覆盖的区域和天花板的高度意味着使用点式探测器的话，价格可能非常昂贵，而且效果还没有光束探测器好。 

    因为有一面墙完全是窗户，所以很明显，大量的直射阳光可能进入建筑物中。我们不建议在这个地方使用反射式光束系统，除非系统的两端可以被安全遮蔽。然而，对射式系统的安装就比较简单，因为它的发射器可以面向太阳，因此从一开始就解决了问题并且使整个过程变得非常简单。 

    隐匿于毫不起眼的地方 

    历史建筑、精心设计的现代建筑和装饰华丽的室内空间也都充分利用了光束探测器的独特优势。例如，在一座宏伟的大教堂内壮观的壁画式天花板上安装十二个最好的塑料材质的点式烟感探测器，这样做是非常丢人的。虽然安装时会尽可能维持建筑物原样，但这样还是难以如艺术家期望的那样保存作品——即使能够在不破坏地面的情况下埋线。 

    在图片3中，即使不考虑美观因素，若不能在拱形天花板上安装探测器，都是不可行的。然而光束系统安装在墙上的话，那就不成问题，单个系统就能够覆盖走廊的全长。 

    为了将这类地方中的火灾探测系统的可视印迹最小化，那么就绝对值得考虑使用对射式系统而不是反射式系统。尽管反射式系统只需要一个头部单元，因为发射器和接收器都封装在这个单元中，但是这个单元会比对射式系统的分立单元大很多。棱镜反射板也比单个头部单元大很多，因此在这类古典环境中，反射式系统很显眼。 

    目前可用的两种顶尖且最现代的红外光束探测器产品： FIRERAY 3000对射式系统和FIRERAY 5000反射式系统。显然，对射式系统所需的光束路径较窄，而且探测器头可以更好地‘隐藏’在华丽的装饰物中，所以对射式系统看起来没那么显眼。当然，在某些历史建筑中，接线问题才是最难克服的；在这种情况下，反射式系统会更有用，因为所有连接收发器和控制器的接线都可以只安装在一面墙上。 

    同类之最 

    光束探测最吸引人的就是其原理十分简单且有效。这就意味着光束很容易被认为‘只是’光束，其仅限于此——但是，关键在于，通过利用正确的技术和特性，基本原理的效率、有效性和易用性得到了最大化的发挥。 

    例如，低位控制器单元立即使得系统的初始安装和后续维护变得非常简单，大大削减了高空作业的需要。 

    近年来取得的创新和进步也简化并加速了光束探测器的安装和设置过程。结合信息和培训的改进以及意识的加强，不仅运行比以前更快更好，而且后续维护问题也变得更少。 

    如前面已经提到的，FIRERAY 5000和3000置身于红外光束烟感探测的最前沿，代表着最先进、功能最齐全的系统。和低位控制器单元一样，这些产品还包含了‘简易安装’底座、两线制布线、用于初始‘对准’的可见激光和为了长期最大化信号强度和稳定性的自动增益补偿（AGC）。除了这些特性外，反射式5000型还具备电动自动对准能力，其甚至可以在建筑物移位的情况下，自动指向并保持对目标的精确光束。 

    做出正确选择 

    这篇文章的目的是为了进一步检测市场上不同类型的光束探测系统的潜在用途、优点和局限性，破除“光束只是光束，所有光束都是一样”的流言，所以，当选择大面积烟感探测系统时，考虑所有涉及到的情景因素会有助您做出最好的选择。 

    主要的因素包括易于安装、易于使用、可靠性，当然，还包括成本。通常，反射式光束系统最好地平衡了各种因素，因此其常常作为“默认”选择。但是，当光束路径附近存在物体、阳光会直射到接收器头上或有审美方面的考虑时，我们强力推荐使用对射式系统，因为其会有助于您节约大量的时间和成本并彻底减少令人头疼的问题。 

    如果您还有任何关于大面积烟感探测的问题，请随时联系我们——作为最大的专业红外光束探测系统的独立制造商，我们可为您提供专业指导，帮助您选择和安装安全且适合的探测器。 

    关于作者 

    这篇文章由Tracy Kirk（英国消防协会出口委员会主席、英国FFE公司市场营销总监）和Jon Ben（英国FFE公司技术总监）共同编写。 

    该系列的另外两篇文章： 

    线型光束烟感探测器：更好地利用光束 

    更好地利用现代光束探测 

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    关于FFE和豪迈(HALMA):
英国Fire Fighting Enterprises Ltd是全球最大的红外光束烟感火灾探测器制造商，FFE安装的探测器已经超过了50万个，包括许多世界知名建筑：白金汉宫、俄罗斯冬宫、香港机场和拉斯维加斯米高美大酒店等。我们的产品遵循严格的标准进行设计、加工和制造，已经在欧洲（EN54， CPD，VdS）、美国（UL）、中国（CNTC）、法国（NF）、俄罗斯（VNIIPO）及其他许多国家和地区通过了产品型式认证。提供的产品包括端到端式、反光式以及防爆式光束烟感火灾探测器, 并提供全面的保修服务。FFE 公司是英国豪迈（HALMA p.l.c.– www.halma.cn）的子公司。 

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