高铁中的烟雾传感器

李晓静 管林挺

摘要：为了列车的运行安全，高铁列车中安装了多个烟雾传感器，当烟雾传感器检测到车厢内空气中的烟雾浓度达到一定值时，它就会报警并自动减速运行甚至紧急停车，因此烟雾传感器对乘客的生命及财产安全起到了至关重要的保护作用。

关键词：离子式烟雾传感器;光电式烟雾传感器;高铁

一、高铁列车禁烟的原因

我国《铁路安全管理条例》规定，旅客在高铁列车吸烟将被处以500元以上2000元以下罚款，情节较重的，处5日以上10日以下拘留，可以并处500元以下罚款。其实，近几年来，各地动车组因为旅客吸烟导致列车紧急降速报警的案例时有发生，严重的会影响高铁的运行安全。那么为什么高铁上要严格禁烟，而普通的列车却设置了吸烟区呢？

（一）高铁列车上安装了多个烟雾传感器，当烟雾传感器检测到车厢内空气中的烟雾浓度达到一定值，它就会报警并自动减速运行甚至紧急停车，一方面会直接危及着动车组的行车安全，另一方面就会造成列车不必要的延误，还可能影响到后续列车的正点运行。

（二）我国高铁时速可达350公里每小时，在如此高速的情况下，任何一点火星都可能火借风势，迅速形成火灾，危及所有乘客安全。

（三）高铁列车设计为高度的封闭式结构，采用的是全电脑自动控制、空气内循环系统。在这个有限的高封闭性空间中，烟味及其它有毒有害气体可能通过空调系统的传播而影响其他旅客健康。而普通列车因为速度相对较慢，结构上不像高铁封闭那么严实，烟火管制也就没有那么严格了。一些列车在车辆结合部等地还设置有吸烟区，以方便烟虫解馋。

二、烟雾传感器的工作原理

烟雾传感器就是通过监测烟雾的浓度来实现火灾防范的器件。火灾的起火过程一般都伴有烟、热、光三种燃烧产物，在火灾初期，由于温度较低，物质多处于阻燃阶段，所以产生大量烟雾，而烟雾传感器可以对可见的或不可见的烟雾粒子进行探测，高铁上主要应用的烟雾传感器是离子式烟雾传感器和光电式烟雾传感器。

（一）离子式烟雾传感器

离子式烟雾传感器由电离室、电路控制部分、声音报警装置组成。现在大家看到的是离子式烟雾传感器的工作原理图，图1中1是烟雾颗粒，2是正负离子，3是放射源镅241，4是电路控制部分，5是声音报警装置。离子式烟雾传感器里面有放射性元素镅241，放射源3会不断的向外放射α粒子，正常情况下，在没有烟雾的时候，放射源3放射出的α粒子进入电离室，将电离室内的气体电离产生正负离子;正负离子在外电路4的作用下，朝两侧的电极移动形成电离电流;此时电流处于平衡状态。当有烟雾颗粒大量进入到电离室内，烟雾颗粒中的气溶胶会吸附并中和正负离子，使电离电流急剧减少，此时外电路4探测到两个电极之间电流的变化，于是向声音报警装置发出报警信号。

（二）光电式烟雾传感器

光电式烟雾传感器由光学迷宫（暗室）、电路控制部分、声音报警装置三部分组成，如图2所示：

光电式烟雾传感器内部有一个暗室，室内的燈光、自然光等照射不进去，但是烟雾却可以进去，在暗室里有个发光元件1和光敏元件4，两者以一定的角度布置，正常情况下，发光元件发出的光不会照射在光敏元件上，但是如果暗室里充满了大量的烟雾颗粒，光线就会发生漫反射，照射到光敏元件上，从而有光电流输出，智能报警电路判别光电流的大小是不是超过阈值，假如超过设定的阈值便驱动报警电路发出警报，从而达到报警的目的。

三、结论

离子式烟雾传感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;而光电式烟雾传感器对稍大的烟雾粒子的感应较灵敏，对灰烟、黑烟响应差些。高铁车厢内部的烟雾报警传感器与列车的运动控制系统相连，当传感器监测到烟雾时就会发出报警并且紧急制动，紧急制动过程容易造成乘客的慌乱和紧张，造成高铁晚点。一旦一趟列车减速造成晚点，可能扰乱高铁线路排布。烟雾传感器得设置能够准确的检测列车中的烟雾浓度，对管控高铁列车吸烟的行为起到了至关重要的作用。高铁禁烟，需要法律手段来约束，需要铁路部门加强宣传和车厢巡视，更需要全社会、我们每一个人共同参与和遵守。让我们共同遵守、文明乘车，确保大家旅途平安。

参考文献：

[1]徐晓明，叶盛，胡洁. 新型光电式烟雾传感器及其应用[J]. 仪器仪表学报（z1）：117-118.

[2] 罗云林， 李家远. 智能飞机机载烟雾探测器检测系统研究[J]. 中国民航飞行学院学报， 2012（1）：43-46.

[3] 王卫军. 离子型烟雾传感器的研制[J]. 矿业安全与环保（6）：15-17+86.