智能火灾报警器英文翻译资料Word文档格式.docx
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onezonecanconnectupto20traceableheatdetectors.Thus,thisFACPcanconnectupto800traceableheatdetectors,allofwhichcandetectandtraceexactfirelocationsinsequence.Furthermore,thetraceableFACPcanbeusedwithbothtraceableheatdetectorsandconventionalheatdetectorsinthesamezone.Evenifonedetector(eithertraceableheatdetectororconventionalheatdetector)detectsafirefirst,othertraceableheatdetectorsinthesamezonecanalsodetectitanddisplaytheresultsonthetraceableFACP.PrototypesofthetraceableFACPandtraceableheatdetector(rate-of-risespot-type)haveofficiallyreceivedmodelapprovalsforuseinSouthKorea.ConventionalFASscanbeupgradedtotraceableFASssimplybychangingtothetraceableFACPandtraceableheatdetectors,withoutanyrewiring.
Keywords:
Firealarmsystem;
Firealarmcontrolpanel;
Heatdetector;
Conventionalfirealarmsystem;
Traceablefirealarmsystem
1介绍
高楼和大型复杂的建筑有多个警报系统来对各种灾害进行报警。
火灾自动报警系统(FAS)是一个独立的系统或组合系统的一部分,通过监测燃烧引起的环境变化,如烟或热进而来检测火灾。
火警系统由火警控制面板、探测器、手动火灾报警盒、水流量报警装置、电源、电路和其他组件构成。
火警控制面板接收来自探测器或其他设备的信号并进行处理,从而确定某些或所有所需的输出功能。
火警控制面板有四种基本类型:
常规火警控制面板,编码火警控制面板,复用系统和可寻址火警控制面板[1-6]。
常规的火警控制面板在较小的建筑中使用频繁,比如一些小学校,商店,餐馆和酒店式公寓,但在大型建筑物却较少使用。
它用一个或多个电路。
每个电路可以连接一个或多个并行常规探测器。
检测到火灾时这些探测器可大大降低电路的电阻。
因此它们可向常规火警控制面板报告两种状态(正常状态或火警状态)中的一种。
编码火警控制面板是中心火灾报警控制系统中最早的一种类型。
除了每个区或触发电路连接到一个编码轮外,它的工作类似于常规的火警控制面板。
但编码火警控制面板往往是非常大的而且现在并不常见。
多重系统是传统与现代可寻址系统间的过渡状态,用来控制建筑的各个方面(如火灾报警,安全,访问控制,暖气装置,通风和空调系统)。
可寻址火警控制面板是用于大型复杂的建筑物或需要从探测器中获取详细信息(如精确定位火灾位置,火灾烟气蔓延)的地方[4–7]。
大多数关于火警系统的论文集中在如何降低故障率或提高探测器和火灾报警控制器间的通讯效率上。
因此可寻址火警控制面板在一些功能上比较先进,如传感器驱动型火灾模型和用于区分有无火灾威胁的相关算法,根据在建筑内短期和长期火灾发展和烟气蔓延的态势提供连续的评估并且通过互联网让楼宇自动化系统进行实时控制。
但许多亚洲国家,如韩国和日本因为经济优势常使用常规火警控制面板和常规探测器作为火灾报警系统。
因此2011年在韩国,由韩国消防产业技术研究院批准传统火警控制面板的总量为54534台,这相当于总共批准的56081台火灾控制面板的97.4%[7–19]。
原因如下:
可寻址的火警系统是一种扩延装置;
当它取代传统系统时需要重新布线,消防经理必须给予额外的培训用来支持和管理系统。
因此,我们需要开发一种低成本的先进火警系统,可以准确定位火灾地点,并且像常规火警系统安装和运行。
最后,研究分析了传统的火警控制面板和温差点型常规热探测器并在此基础上,我们开发了一种先进的常规火警系统,我们称之为可追踪火警系统。
Vzone1:
N区与公共端间的电压
CHD(N,M):
在N区的第M个热探测器
末端电阻器
常规火警控制面板
图一热探测器和火警控制面板间的电路连接图
电压
时间(S)
火灾报警值
正常值
火灾检测
图二火警控制面板的一区与公共端间的电压波形
2传统火警控制面板和探测器的问题分析
在传统火警控制面板中,公共线可和7个区相连,如图1所示。
在带线和公共线之间,一个或多个传统探测器并行相连组成一个区。
图2显示VZone1波形(区域1和公共线之间的电压,如图1所示)由数字示波器测量,当传统火警控制面板与热探测器,如图一连接时,CHD(1,2)(在一区的第二个传统热探测器)利用热探测仪来检测火灾。
当CHD(1,2)没有检测到火灾(以下这被称为'
'
正常状态”),VZone1为20.9V。
当CHD(1,2)检测到火灾,VZone1下降为4.5V(以下这被称为“报警状态”)同时传统火灾报警控制器1区的指示灯点亮。
因此,消防经理可得知火灾发生在1区。
在CHD(1,2)首先检测火灾后,CHD(1,3)由热探测器测试仪发出火灾警告。
在这种情况下,在同一区域的两个探测器同时探测火灾,Vzone1的值不会改变。
图3显示一个常规热探测器的电路图。
图3中A输入和B输入各自按照图1连接到1区和公共线。
因此,输入A和B之间的电压是一样的为Vzone1。
当传感器没有检测到火灾时,晶体管工作在开通状态,所以Vzone1的值超过20V,当传感器检测到火灾,晶体管工作在闭合状态,形成回路(如图3虚线所示),通过二极管点亮发光二极管(LED),晶体管和其他部件。
因此,Vzone1由高于20V降至低于5V,电压被这些电子元件消耗。
如果提供给传统热探测器的电压小于5V,传统的热检测器可能无法正常运行。
这意味着在图1中的CHD(1,2)检测到火灾时CHD(1,1)与CHD(1,3)可能无法正常运行。
当一个常规热探测器探测到火灾(以下这被称为“激活”),并将信息传给传统火警控制面板。
火警控制面板只能识别该检测器所属区。
此外,在同一区域的另一个常规热探测器将不能使用。
在公寓,市场,酒店,或复杂建筑这些常使用传统火警控制面板和温度检测的场合,消防管理员可能需要很长的时间来找到确切的火源位置而且可能在刚开始管理的阶段不会成功。
寻找触发检测器需要花费大量时间和金钱,发出错误警报还会造成损失。
据报道,在某些情况下,消防管理员不得不关掉传统火警控制器。
由于这些原因,有必要给传统的火警器增加可追踪功能,我们开发了一个可追踪的火警系统可以准确对火源位置跟踪,可以检测多种同时发生的火灾,可以在不破坏其他探测器操作下与传统的探测器配合使用。
3可追踪火警系统的发展
3.1.概述
本研究中追踪热探测器和可追踪火警控制面板的发展与现有的常规火警控制面板和探测器相同。
两个系统之间唯一的区别是每个可追踪热探测器的识别号通过双列直插式开关在安装前就已设置好了。
可追踪火警控制面板和热探测器工作方式如下:
在正常状态,VZoneN保持高于一定电压范围,我们称为临界值(正常状态)。
当一个可追踪的热探测器被激活时,这个探测器VZoneN值降到临界值以下(火报警状态),并且可追踪FACP和可追踪的热探测器开始信息传输。
来自可追踪FACP的信号是一个定期间隔脉冲,名叫计数脉冲。
可追踪的热探测器将脉冲计数,然后与自己ID号比较,以确定何时给可追踪FACP发送信息。
当检测到火灾时可追踪热探测器向可跟踪FACP发送响应脉冲。
图3传统热探测器电路图举例(TST公司)
图4.可追踪FACP与可追踪热探测器间信号波形举例
上一代的复位脉冲(图4中“第一脉冲”),表明可追踪的热探测器的计数重启,可追溯的热量探测器在N区的1号可追踪热探测器(以下,THD(N,1))可以在RI1的半个周期发送一个响应脉冲给可跟踪FACP。
然而这期间没有信号出现。
这意味着THD(N,1)不能发送一个响应脉冲。
RI1过后,可追踪FACP生成一个计数脉冲(“第二脉冲”图4)。
随后,THD(N,2)可以发送一个响应脉冲给可追踪FACP。
在1/2RI2期间没有信号,THD(N,2)也不发送一个响应脉冲。
这意味着它还没有被激活。
可追溯FACP生成另一个计数脉冲(“第三脉”),给THD(N,3)可以发送响应脉冲。
如果THD(N,3)被激活,它将发送一个如图4所示的响应脉冲。
所以可追踪FACP得知THD(N,3)发现火灾。
当可跟踪FACP接收到响应脉冲,它立即生成下一个计数脉冲(“第4脉冲”)来决定THD(N,4)的状态。
由于这个动作,RI3比其他RIs短。
使用相同的方法,可跟踪FACP生成第20个脉冲以跟踪已激活的可追踪热探测器的型号。
从第一个脉冲到下一个事件的第一个脉冲的这段时间称为一次扫描。
脉冲用图中的实线代表由可追踪FACP生成复位脉冲或计数脉冲。
从(THD(N,3)(左)和(THD(N,5)(右)用虚线表示两个脉冲响应。
因此这两个探测器检测到了火灾。
图5a的一个流程图说明可追踪热探测器如何发送火警信号给可追踪FACP。
当一个可追踪的被激活,这个检测器的VzoneN值下降。
因为电压下降,可追踪FACP得知火灾的发生,并像传统火警系统那样通过输出模块发出警报。
图5b的一个流程图描述可追踪FACP如何追踪已被触发的热探测器。
在N区的火灾发生后,FACP在一次扫描的过程中的处理如下:
可追踪FACP输入1到变量“count”并产生复位脉冲,然后在1/2RI期间观察VzoneN的值。
如果可追踪FACP接收脉冲响应,THD(N,1)已被触发。
可追踪FACP保存当前“计数”值。
否则THD(N,1)没有被激活,可追踪FACP给当前的“count”值加1。
重复这个过程,直到“count”值为20。
可追踪热探测器在一次扫描的过程中的处理如下:
如果它接收到复位脉冲,它将变量“num”置1并与自己的ID号比较。
从现在到1/2RI期间THD(N,1)报告其状态给可跟踪FACP。
如果THD(N,1)检测到火灾,它产生一个脉冲响应。
否则,它不产生任何脉冲。
当THD(N,1)正在处理时(即在1/2RI),其他可追踪热探测器不读取VzoneN,为了避免错将响应脉冲当作计数脉冲。
THD(N,M)线(VzoneN)可追踪FACP
(a)当探测器触发时火警状态信号的传输流程
(b)探测器与探测器被触发时的可追踪FACP间的跟踪算法
图5.可追踪FACP与可追踪热探测器间信号传递流程图
3.2.可追踪热探测器
图6显示了可追踪热探测器模型的照片、图纸、电路图。
可追踪的热探测器是仿照温差点型感温探测器,这是一种常用的传统检测器。
图6a电路在一层印刷电路板(PCB)上生成,并包含三个部分。
图6b显示了可追踪热探测器的线路图。
在图6b中的A部分是传统感温探测器电路。
外围接口控制器(PIC)使用负温度单片机读取温度信息系数(NTC)热敏电阻和决定是否进入火灾报警状态。
在火灾报警状态,PIC单片机通过发送电流到可控硅门控端导通可控硅(SCR)。
因此,输入A和B之间的阻值减少,然后VZoneN值也降到临界值以下。
为了在此过程增加可追踪性,电路B、C和D添加到A部分,PIC单片机的硬件升级,单片机本身也升级到更高版本。
B部分是一个DIP开关用来设置ID号。
C部分是一个从可追踪FACP读取计数脉冲的电路,D部分电路产生响应脉冲。
PCB板(正面和背面)物件的三部分基座整个可追踪热探测器
(a)可追踪热探测器原型
(b)可追踪热探测器电路图
可追踪的热探测器原型的成本不到传统的热探测器的130%。
可追踪的热探测器在本研究开发已正式收到在韩国的批准。
它经历了并通过24层测试[3]。
操作测试,这些测试之一叙述如下。
它由四道检查和12个样本测试组成。
探测器必须满足以下四个条件。
首先,热探测器必须在高于环境空气温度30℃的垂直气流和85cm/s的气流速度下30s内被触发。
12个样品的激活时间范围从14.8s到19.6s之间。
其次,热探测器必须在水平气流下线性温度以15℃/分钟升高下270s内被触发。
12个样品的触发时间范围从129.3s到191.2s之间。
第三,热探测器在高于环境空气温度15℃和气流速度60cm/s下1分钟内不能被触发。
12个样品在这些情况下一分钟内都没有被触发。
第四,热探测器不能在水平气流下线性温度以3℃/分钟升高下15分钟内被触发。
这12个样品在这些情况下15分钟内都没有被触发。
3.3可追踪的FACP
图7a和b所示的照片和可跟踪FACP这项研究中开发的原型框图
图7c显示了执行可追踪功能的线路图。
可追踪的FACP是基于现有的传统FACP,总共分为六个区,如图7所示。
输出,泵,开关模块与传统FACP是一样的。
输入和一些主模块进行改进,显示模块是一个新添加到系统的。
如果VZoneN变为为火灾报警状态,输入模块发送火警信号给主模块。
主模块通过输出模块显示区域指标和操作警报,报警和其他各种烟雾控制系统。
它还通过泵模块控制着泵组。
此外,主模块通过输入模块与每个跟踪热探测器间交换信号从而跟踪已被触发的探测器。
然后主模块通过显示模块显示被触发探测器的ID号。
开关模块用于控制可追踪FACP。
在图7c,A部分给探测器供电和读取VzoneN值以判断N区是否发生火灾。
A部分中的Rout是输入模块一个附加组件。
它让同一区可追踪的FACP中的可追踪热探测器和常规热探测器一起操作,并让可追踪热探测器即使在传统热探测器在同一区域第一次检测到火灾的情况下仍继续工作。
B部分产生计数器脉冲,C部分读取响应脉冲。
他们都是主模块的一部分。
这里描述的可追溯FACP有40区,1区可以连接20个可追踪热探测器。
因此,可追踪FACP可以连接多达800个可追踪的热探测器,并且可顺序触发。
可追踪FACP原型的成本大约是传统FACP的110%。
本研究中开发的可追溯FACP已在韩国正式接收批准,经历了和通过20个测试[2]。
外观内部结构
(a)可追踪FACP原型图片
可追踪
可追踪热探测器
(b)可追踪FACP模块图
图7可追踪FACP模型的图片与框图
可追踪FACP
(c)执行可追踪功能电路图
4可追踪FAS的功能实验
在这项研究中开发的可追踪FACP和可追踪热探测器进行了如图8所示的测试。
探测器连接到N区和常用可追踪FACP公共线。
可追踪FACP与第一个探测器的距离是1000m,可追踪热探测器(或传统检测器和可追踪的热探测器)之间的距离是20米。
使用的布线是单芯无护套电缆与柔性导体内部线路,参照NFSC(国家消防安全代码)102和203[21、22]。
可追踪FACP和20个可追踪热探测器按图8连接。
我们增加了跟踪热探测器的数量,使用热探测器测试仪一个接一个探测火灾。
被激活的可追踪热量探测器的ID号出现在可追踪FACP的显示模块上。
即使所有的20个可追踪热探测器都被触发,这些ID号都可以顺序显示。
表1显示的是当可追踪热探测器按顺序被触发时VZone1值的变化。
当没有检测到火灾时VZone1为22.7V。
随着触发的可跟踪热探测器的数量增加,其值逐渐下降。
当这20个都被触发时降至5.9V。
图8b显示连接到区2的19个可追踪热探测器和一个传统感温探测器。
在这个实验中,传统热探测器首先被激活,然后依次是可追踪热探测器被激活。
正常状态,VZone2是22.7v,当传统的热探测器被触发时,VZone2下降至5.6v,随着触发的可跟踪热探测器数量增加,VZone2减少,总结如表2。
当四个可追踪的热量探测器被触发时VZone2降至5.2V,当五个被触发,VZone2降到低于5.1v.因此,下一个被触发可追踪的热探测器的响应脉冲不能被读取。
图9a和b显示VZone1的波形,如图8VZone2和部分放大的波形。
参考图4,Vzone1为11.8V,Vzone2为5.2V表示火警状态,RI是0.02s。
因为第一个脉冲更宽可以区别于其他脉冲如放大的A所示,第一个脉冲后脉冲立即出现。
响应脉冲由THD(1,1)产生表明已被触发。
这个时候RI1短于RI2因为当跟踪FACP接收到响应脉冲,过1/2RI1后它生成下一个计数脉冲。
在RI长度的基础上,在图9中可追踪的热探测器被触发的是THD(1,1),(1、5)、THD(10),THD(15)和THD(20)。
在图9中,THD(2、5)(10)、(15)、和(THD(20)被触发。
(a)由可追踪FACP和可追踪热探测器构成的火警系统
(b)由可追踪FACP可追踪热探测器和传统热探测器构成的火警系统
表1可追踪探测器顺序触发时的Vzone1
被触发热探测器编号
被触发热探测器编号
表2传统热探测器触发后可追踪热探测器被触发时的Vzone2
被触发的可追踪热探测器编号
(只有传统热探测器被触发)
电压(V)
时间(s)时间(s)
放大A部分放大C部分
放大C部分
:
第N个规律性时间间隔
THD:
CHD:
常规热探测器
2-20:
计数脉冲(第n个脉冲)
1:
复位脉冲(第一个脉冲)
时间(s)
(a)在图8a中的VZone1波形(b)在图8b中的VZone2波形
图9.可追踪FACP和可追踪热探测器间信息传输的波形
ID号
上/下按钮
时钟
区号
11区显示器
区号显示器
可追踪FACP
显示模块
图10.可追踪FACP中的区号显示器和显示模块
为了防止干扰,可追踪FACP在经过三次扫描后将出现相同结果的ID号输出。
图10显示的是当可追踪FACP检测到火灾时,区域指示器和显示模块图片。
在这个例子中,消防管理员可以通过看区号显示器得知火灾发生在11区。
进一步,他/她能观察到,THD(11,3)在14小时35分被触发。
通过查看显示模块,THD(11,2)之前被触发。
此外,通过向上/向下按钮,他/她能获得检测到火灾的区域号和被触发的可追踪热探测器的历史记录。
当可追踪FACP没有检测到火灾时,时钟窗口显示当前时间。
5结论
通过对由常规FACP和传统探测器组成的常规火警系统的分析,发现两个问题。
第一,当传统检测器被触发并发送火警信号给传统FACP,FACP只能识别探测器所属区但它无法知道哪些探测器已被激活。
第二,传统的探测器被激活时,安装在相同的区域其他探测器变得不可用的。
一个可追踪FACP和基于传统FACP的可追踪的热探测器和传统差温点型感温探测器被设计出来解决这两个问题。
原型生产出来对它的性能进行评估,产生以下的结论。
首先,当可追踪FAS由FACP和可追踪的热探测器组成时,在同一区域20个探测器中被触发的探测器的编号顺序出现。
因此,可追踪FAS可以用来跟踪火灾的确切位置,观察其火势。
此外,由于探测器检测假警报的能力增加,可追踪的FAS的的可靠性增强。
第二,可追踪FACP可以在同一区使用可追踪热探测器和传统热探测器。
即使传统检测器首先被触发,在同一区4个可追踪热探测器可以触发并在可追踪FACP显示自己的编号。
此外,
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