红外火焰探测器现场定量检测装置研究

赵义文，孙苏峰

(福建宁德核电有限公司，福建 宁德 352000)

1 火焰探测器检测技术现状

火焰探测器又称为感光火灾探测器，是一种能对物质燃烧火焰的光谱特性、光照强度和火焰闪烁频率敏感响应的火灾探测器。它能在火灾初期响应火焰辐射出的红外、紫外和可见光，因而特别适用于工业领域内的油类火灾探测及联动灭火系统。

为确保火焰探测器始终处于有效的工作状态，日常维护和检修人员需要定期对火焰探测器的性能进行测试。在目前的消防工程中，火焰探测器灵敏度等性能的现场检测方法主要有2种:一种是油盘火法，即在一定尺寸的油盘中倒人适量乙醇或汽油燃料引燃，测试火焰探测器的报警情况;另一种是光源检测法，即采用一定波长的光源模拟火焰，将光源尽量靠近火焰探测器，测试火焰探测器的报警情况。其中，后者是当今消防现场对火焰探测器检测的主要方式。

但是，因为大多数工业场所严禁明火，所以在实际现场测试中，油盘火法已经极少使用;由于光源检测法中的光源功率有限，火焰探测器又安装于高处，需使用长杆接触式检测火焰探测器的工作性能，这样就无法测试出火焰探测器的有效保护范围，且长杆限制只能在近距离应用，无法满足远距离检测的情况。

2 现场检测需求与解决方案

工作现场火焰探测器安装位置及角度是否最优，是否覆盖保护目标，目前难以科学测量，只能凭人员观察粗略判断，结果大量火焰探测器安装位置及角度有很大优化空间，甚至不能覆盖保护目标，存在安全隐患。另外，GB 50166—2007《火灾自动报警系统施工及验收规范》、GB 29837—2013《火灾探测报警产品的维修保养与报废》和GA503—2004《建筑消防设施检测技术规程》等规范均要求采用专用检测仪器使探测器发出火灾报警信号来检测探测器是否工作正常。但在变压器等高压带电场所，用光源检测法中的传统长杆接触式触发方式，易造成设备短路和人员触电的风险，很难在不停电环境下对火焰探测器实施检测;且火焰探测器安装高度可超20多m，用长杆接触触发方式，就显得无能为力，只能借助检修平台或脚手架检测。

针对上述情况，亟需解决现场不用动火又能检测火焰探测器探测性能的装置。为此，特设计出一种红外火焰探测器的现场检测装置，该装置能快速、准确且安全地对火焰探测器的性能进行现场检测。

3 检测装置组成和工作原理

该红外火焰探测器现场检测装置组成如图1所示。

图1 外火焰探测器现场检测装置组成示意

该装置采用可充电的锂电池供电。在图1中，外壳内部前端设有红外和激光灯，红外灯和激光灯的前侧设有滤光片，滤光片的前侧设有红外玻璃。其中，红外灯用于产生光谱波长在预设范围内的可见光和红外光，光线经滤光片和红外玻璃后发出预设波长范围的红外光谱，以模拟火焰发生时的红外光源;激光灯用于指示光路中心点，使该中心点对准待检测火焰探测器探测窗口面。通过开关模块，接通该装置的电源。通过按键模块来输入相应的控制指令。控制模块在接收到指令后，控制提供给红外灯、激光灯的电压，光线经滤光片和红外玻璃后发出闪烁的红色的组合光，激光灯在照射面上形成红色光点，以指示该装置的光路中心点，根据中心点位置，调整该光路中心点对准待检测的火焰探测器探测窗口面。

为便于查看火焰探测器是否有响应，必须保持该现场检测装置与待测火焰探测器在同一测试环境范围内(与待检测工作模式相关)，以达到测试及检验的目的。

其中，待检测工作模式是指需要模拟的火焰场景，对应的控制指令要能够模拟出该火焰场景的相关参数。如控制红外灯功率大小和间隔时间等，以便最终能够发出强弱间隔的、具有一定频率的红外光谱，以模拟燃烧物质产生的抖动火焰。

4 技术特点

该检测装置自备电源，无需再外接电源，且体积小，携带使用方便，适合各类复杂多变的现场环境。作为现场检测火焰探测器性能的装置，可以高效、快速地对该类探测器的性能进行评估。不仅可用于对火灾探测器性能的评估，也可以应用在工程现场的线型感温火灾探测器的安全运行、故障分析等上面。主要技术特点介绍如下。

(1) 发光频谱范围广:目前国内市场上火焰探测器接收光谱一般选取波长在4.35 μm附近的红外波，而该现场检测装置可发出2～5 μm范围内的红外光，因此，适用于主流火焰探测器产品检测要求。

(2) 定量检测：通过对需要模拟的火焰场景输入控制指令的，实现该火焰场景相关参数的设定。

(3) 激光精确对准:由于有激光引导，可保证红外光源准确到达火焰探测器的接收元件。

(4) 远距离探测:该装置采用红外灯光源、大功率广谱窄脉冲调制发光技术，可发出5 W以上能量;由于避开了大气主要吸收波谱，该激光束能量在空气中衰减非常小，可实现超过25 m触发火焰探测器报警要求。

(5) 非接触检测方式:可通过激光引导实现远距离检测，无需接触被测敏感元件，适用于现场复杂场所。

(6) 供电安全:采用可充电锂电池供电，供电电压6 V，充电后可满足现场连续工作4 h以上。

(7) 使用方便:该检测装置设计为手持式，重量轻，方便使用。

5 应用说明

(1) 该装置通过自身设置的红外光源(即红外灯和激光灯组合)来模拟火焰信息，能够在较远的距离对火焰探测器的敏感部件发送火灾信息，以模拟实际应用效果。检测时，通过调整该装置与火焰探测器之间的距离、光线发射的角度等，能够检测出火焰探测器的有效保护半径、有效视角保护范围及响应时间等性能参数，实现定量检测。因该装置不引入明火，所以特别适用于易燃易爆场所的火焰探测器的检测，安全系数高。同时，该装置的功耗低、操作简单、携带方便，适于推广应用。

(2) 该火焰探测器检测装置适于对红外火焰探测器、双波段红外火焰探测器、红紫外复合火焰探测器等火焰探测器进行现场检查，可代替现有火焰探测器检测仪，且可应用在日常不方便用长杆测试仪测试的场所(如带电、高空场所)。

(3) 测量火焰探测器覆盖范围时，可在保护目标周边选几个点位，手持火焰探测器检测装置，对准现场安装的火焰探测器照射，触发火焰探测器报警，即表示该点处于火焰探测器保护范围内；若不是，则需要调整安装位置或角度。

6 结束语

设计的红外火焰探测器现场检测装置使用方便、安全可靠，可应用于禁止动火场所以及其他复杂场所，能现场定量检测火焰探测器探测范围，从而调整火焰探测器的位置及角度，消除探测盲区，提升消防安全水平，在一些重要火灾风险的场所得到广泛应用。