关于烟雾报警器检测设备及烟雾报警器的技术探究

关于烟雾报警器检测设备及烟雾报警器的技术探究

叶其郎、陈诚

赛特威尔电子股份有限公司，浙江省宁波市315000

摘要：烟雾报警器是我国消防产业的重要组成部分之一。随着技术发展，国内外的行业标准对于烟雾报警器的性能要求也越来越高，功耗低、环境适应能力强、综合误报率低、灵敏度一致性好、反应速度快、安装方便的烟雾报警器将成为主流。

关键词：烟雾报警器、检测设备、技术探究

引言

随着地摊经济、网红经济、夜经济的迅猛发展，城市公共场所人流量正在迅速增长。所以重大安全风险防控被摆在了愈加突出的位置。火灾事故所造成的社会危害较大，发生频次较高，是需要重点监控防范的安全风险。根据消防救援局2019年的数据显示我国50%以上的火灾来自户外公共场所与生产场所，居民住宅火灾占比不到45%，但全年造成死亡人数占总数的78.3%。因此政府高度重视火灾防控，而政策出台给相关消防设施市场带来了新增需求。消防领域强制性政策持续强化，使得消防相关设备的新增购置和存量更换需求有保障。

由于人们对消防安全保障的需求不断提高，烟雾报警器的市场需求和设施配置正逐渐从被动式需求向主动式需求转变。这促使终端用户开始关注烟雾报警器质量问题和产品性能要求，优质烟雾报警器的市场日益扩大；同时，社会消防意识的提高使烟雾报警器开始步入家庭，家庭烟雾报警器的需求日益扩大，预计2024年我国烟雾报警器行业市场规模将增长至56.05亿元。

1烟雾报警器的行业现状

在诸多消防报警监控设备当中，烟雾报警器无疑是目前应用范围最广的产品，特别是2019年7月正式实施的《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》要求设置消防控制室的场所应选择集中控制系统；设置火灾自动报警系统。目前我国主要应用较多的是独立式烟雾报警器，但是随着互联网技术的发展和智慧城市概念的提出，未来NB-IoT智慧烟感或将成为烟雾报警行业的市场发展趋势。其优势在于可以在探测到火情后，通过探测器、平台、手机短信、APP、电话多渠道立体报警，并对报警、故障、欠电等隐患实时掌控，持续使用时间长，正常持续供电达5年以上。但是目前该技术的核心电器元件专利依然在欧美发达国家手中，因此烟雾报警行业依然存在一定的技术壁垒，另外由于市场化程度不高导致行政审批较为严格，因此对于中小企业而言市场准入壁垒同样较高。

由于整个消费设备市场的市场化时间依然较短，因此目前市场整体呈现出极度分散的市场格局。国内消防企业以销售规模500万元以下的小公司为主，前30家消防企业市场占有率不到10%。行政审批取消后，国内消防产品行业市场化竞争环境日益成熟，龙头企业在品牌、渠道、一站式服务等方面的优势将逐步凸显，行业集中度有望持续提高。

2烟雾报警器的发展趋势

随着物联网、云计算和大数据技术持续进步，烟雾报警作为智慧消防的一部分也在向智能化快速转变。各类企业正在进入智能消防领域，传统消防企业、安防企业、大型科技公司和初创企业四类公司均进入该市场进行竞争。传统消防企业对行业理解更为深入，积累了多年产业技术经验；安防企业则可以依靠其在大数据和人工智能领域积累的技术资源，赋能行业；大型科技公司拥有物联网和云计算的技术优势，智慧消防是其智慧城市生态的组成部分；创业型企业更多发力新场景，如智能灭火、智能疏散等，试图进行弯道超车。智慧消防已经得到了国务院、公安部等各级政府的支持，是消防行业发展的大势所趋，长期看有望成为行业新的增长点。

3烟雾报警器的检测设备及烟雾报警器的技术方案

3.1现有烟雾报警器的缺陷

烟雾报警器带有用于检测环境温度的温度传感器，温度传感器是否工作正常对于烟雾报警器至关重要，而在烟雾报警器的日常维护工作过程中，只能通过外部温度触发温度探头来确认温度传感器是否工作正常，需要专业人员上门进行测试和维护，维护不方便且维护费用高。

3.2具体技术方案

本设备提出的烟雾报警器的检测设备及烟雾报警器，包括：加热电路，与温度探头和第一开关件连接，在第一开关件闭合时，输出功率至温度探头，以对温度探头进行加热；分压电路，与测试电源的输出端、温度探头以及第二开关件连接，在第二开关件闭合时与测试电源和温度探头串联，以对测试电源输出的电压进行分压；检测电路，与温度探头连接，用于采集温度探头在加热前和加热后的分压电压信号，并输出至控制芯片。

加热电路包括第一直流电源；第一直流电源的正极与第一开关件的一端连接，负极接地并与温度探头的一端连接；第一开关件的另一端与温度探头的另一端连接。

分压电路包括第一电阻；第一电阻的一端与测试电源的正极连接，另一端与第二开关件的一端连接；第二开关件的另一端与温度探头的另一端以及检测电路连接；测试电源的负极接地。

检测电路包括第二电阻和第三开关件；第二电阻的一端与温度探头的另一端连接，第二电阻的另一端与第三开关件的一端连接；第三开关件的另一端与控制芯片的信号输入引脚连接。检测电路还包括第一电容；第一电容的一端与第二电阻的另一端连接，第一电容的另一端接地。

4烟雾报警器的检测设备及烟雾报警器的使用实例

下面结合具体实例，对本设备的技术方案进行清楚、完整的描述。

如图1至图3所示，本设备提供一种烟雾报警器的检测设备，包括加热电路100、分压电路200和检测电路300。

加热电路100与温度探头T1和第一开关件K1连接，在第一开关件K1闭合时，输出功率至温度探头T1，以对温度探头T1进行加热；

分压电路200与测试电源V1的输出端、温度探头T1以及第二开关件K2连接，在第二开关件K2闭合时与测试电源V1和温度探头T1串联，以对测试电源V1输出的电压进行分压。

检测电路300与温度探头T1连接，用于采集温度探头T1在加热前和加热后的分压电压信号，并输出至控制芯片U1。

在实施时，温度探头T1是指温度传感器，温度探头T1可以采用热敏电阻，例如NTC热敏电阻或者其他热敏元器件，能用于检测温度即可。

第一开关件K1可以采用普通开关器件或者电子开关器件，当第一开关件采用普通开关时，第一开关件K1的通断可以通过施加外力进行控制，例如第一开关件K1采用按钮开关，当施加外力时，按钮开关被按下，此时第一开关件K1闭合导通，当撤去外力或者施加反向外力时，按钮开关复位，此时第一开关件K1断开截止。当第一开关件K1采用电子开关器件时，例如三极管、MOS管或者光耦中的任意一种，可以通过外部控制电路控制第一开关件K1的通断，示例性地，以光耦为例，光耦的输入侧引脚接控制信号，输出侧引脚作为第一开关件K1，当输入侧引脚有信号时，光耦内的发光二极体发光，光耦内的光敏元件收到光照后产生电流使得输出侧引脚导通，此时等同于第一开关件K1闭合导通，而当输入侧引脚没有信号时输出侧引脚截止，此时等同于第一开关件K1断开截止。需要说明的是，第一开关件K1采用上述中的元器件中的任意一种是本申请一个实施例的举例说明，而非对本申请的具体限定，在其他实施例中，第一开关件K1还可以采用其他具有开关功能的器件，在此不做限定。

加热电路100通过第一开关件K1与温度探头T1连接，在第一开关件K1断开时，加热电路100和温度探头T1断路，而当第一开关件K1闭合时，加热电路100、第一开关件K1与温度探头T1形成回路，此时加热电路100可以输出功率至温度探头T1，使得温度探头T1加热，以温度探头T1采用上述的NTC电阻为例，当NTC电阻温度上升时，NTC电阻的电阻值会下降，同理，当停止给NTC电阻加热使得NTC电阻自然降温时，NTC电阻的电阻值会上升，直至NTC电阻的温度达到常温稳定下来时，NTC电阻也会稳定在一个特定的电阻值。

检测电路300和温度探头T1连接从而可以采集温度探头T1的分压电压，在测试电源V1输出的电压稳定不变的情况下，温度探头T1加热前和加热后的电阻值不同，导致加热前后温度探头T1的分压电压不同，检测电路300检测到温度探头T1在加热前的分压电压信号和加热后分压电压信号并输出至控制芯片U1，控制芯片U1可以采用单片机，控制芯片U1根据温度探头T1加热前后的分压电压判断温度探头T1是否工作正常。在一些实施例中，如果温度探头T1加热前后的分压电压没有变化，则可以确认温度探头T1加热前后的电阻值没有发生变化，从而可以判断温度探头T1异常。

结语

在社会主义经济快速发展的现代化城市，烟雾报警器的安装与应用也变得越来越广泛。随着我国烟雾报警器人性化智能化程度的不断完善以及性价比、运行水平等的提高，烟雾报警器将越来越被广泛地应用在各种重要场所甚至居民住宅中，既为消防安全管理提供了便利，更为人们的生命及财产安全提供了重要保障。

参考文献

[1] 智能烟火报警器的设计与实现[J].李芬.电脑知识与技术,2020

[2] 英国建筑研究院（BRE）发布关于感光烟雾探测器和报警器最佳更换周期研究报告[J].消防科学与技术,2021

[3] 烟雾报警器灵敏度的标定[J].阮颐；华号；张兵兵.,2019