专利名称：一种火灾探测器粉尘试验装置与试验方法
技术领域：
本发明涉及火灾探测器性能检测，特别是一种用于测试点型感烟火灾探测器抗粉尘能力的试验装置与试验方法。
背景技术：
空气中悬浮的粉尘是引发点型感烟火灾探测器误报警的一个主要因素；同时，粉尘在火灾探测器的探测腔中长时间沉积，会导致火灾探测器工作点发生漂移。而工作点的漂移则有可能发生漏报警或频繁误报警。因此。对火灾探测器进行粉尘试验，检验火灾探测器抗粉尘能力，对使用和改进火灾探测器具有重要意义。GB/T2423. 37-2006/IEC60068-2-68:1994《电工电子产品环境试验》对电工电子产 品规定了不同的“沙尘试验”方法，主要评价沙尘对电工电子产品的一般性影响，例如沙尘导致接触故障、运动轴承卡死、表面磨损以及通风孔或过滤器的堵塞等。这些试验方法对于测试火灾探测器由于粉尘干扰导致的误报或者工作点漂移是不合适的，因此在火灾探测报警领域一直没有采用这些试验方法对火灾探测器进行测试。美国UL 标准 UL268《Smoke detectors for fire alarm signaling system》(感烟火灾探测器)提出了一种火灾探测器粉尘试验方法，其目的是通过测试，确认火灾探测器的灵敏度是否受灰尘的累积影响而过度衰减。该试验方法是在O. 09m3的试验箱内，使用60g水泥粉尘，通过压缩空气实现扬尘，将断电后的火灾探测器暴露在粉尘中15分钟，然后从试验箱中取出，通电进行灰烟和黑烟灵敏度测试。该试验是在火灾探测器断电情况下进行，无法评价火灾探测器对粉尘误报的抑制能力；另外，将火灾探测器从试验箱中取出进行测试，会导致粉尘在探测腔中的分布和累积情况发生变化，试验结果不能真实地反映粉尘对火灾探测器的影响程度。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种可对点型感烟火灾探测器抗粉尘能力进行测量的火灾探测器粉尘试验装置与试验方法，为正确评价火灾探测器的抗粉尘能力提供科学依据。为实现上述目的，本发明提供的火灾探测器粉尘试验装置，包括试验箱体、粉尘源和试验参数监控装置；所述试验箱体内有火灾探测器安装架，该安装架通过引管与试验箱体的上盖固定连接；试验箱体的底部有喷嘴，该喷嘴通过进气管与粉尘源连接；所述试验参数监控装置包括粉尘浓度计、温湿度计、气压表和电热丝，其中粉尘浓度计、温湿度计和气压表分别通过法兰与试验箱体相接；电热丝通过绝缘护套缠绕在试验箱体的外壁上。火灾探测器性能受粉尘影响主要分两种情况一种是火灾探测器用于没有特殊扬尘过程的场所(如宾馆客房、办公室、实验室、仓储室等)，在此环境条件下，主要是低密度浮尘通过扩散、静电吸附在光学探测腔内长期累积对火灾探测器的性能造成影响。另一种是火灾探测器用于一般工业与民用建筑的门厅、走廊、车间、古建筑等开敞或半开敞空间场所，由开放的自然环境(如开窗)或者人为扰动(如清扫、空调造成的空气循环等)对火灾探测器引发粉尘短时间干扰。利用上述火灾探测器粉尘试验装置，本发明为火灾探测器性能受粉尘长期累积影响和抗粉尘短时间干扰能力分别提供下述试验方法。火灾探测器性能受粉尘长期累积影响试验方法，包括以下步骤(I)设定试验条件包括根据火灾探测器实际使用环境空气粉尘情况，通过调查和统计确定试验箱体内火灾探测器周围的粉尘浓度；悬浮尘组成及粒径分布以A2尘为主；保持试验箱体内悬浮尘均匀；温度为正常实验室温度；相对湿度< 25%;通过接地克服静电积累；根据试验的严酷程度要求和粉尘浓度设定试验持续时间；(2)对火灾探测器进行粉尘试验前的初始测量取两个火灾探测器样品，将一个设置为最高灵敏度，另一个设置为最低灵敏度，分别测量其响应阈值，并作记录； (3)将上述经过初始测量的两个火灾探测器安装在所述火灾探测器粉尘试验装置的试验箱体内的火灾探测器安装架上，通电稳定运行两小时后开始进行粉尘试验给电热丝通电，使试验箱体内温度和相对湿度达到试验条件要求；调节含尘压缩空气的压力和流量，使粉尘从试验箱体底部的喷嘴中向试验箱体内均匀连续注入,试验箱体内气压与外部大气压保持基本一致，通过粉尘浓度计监视当前试验箱体内粉尘浓度值，并通过人工闭环控制，使粉尘浓度按试验条件要求值保持稳定；待试验持续时间达到试验条件设定值时停止粉尘注入，保持试验箱体关闭状态，使粉尘自由沉降4小时；(4)对经上述粉尘试验的火灾探测器进行测量采用现场定量检测设备在试验箱体内测量火灾探测器的响应阈值；记录发生误报的时间和次数；(5)分别计算出两个火灾探测器试验前和试验后的响应阈值比，两个阈值比均不大于I. 6、且试验过程中两个火灾探测器均未发出报警信号和故障信号，则判定该火灾探测器在试验条件下其性能受粉尘长期累积影响试验合格。火灾探测器抗粉尘短时间干扰能力试验方法，包括以下步骤(I)设定试验条件根据火灾探测器实际使用环境空气粉尘情况，通过调查和统计确定粉尘间歇注入方式和注入粉尘的浓度；悬浮尘组成及粒径分布以A2尘为主；对粉尘浓度进行连续检测和控制；温度为正常实验室温度；相对湿度< 25% ;通过接地克服静电积累；根据试验的严酷程度要求和粉尘浓度设定试验持续时间；(2)对火灾探测器进行粉尘试验前的初始测量取两个火灾探测器样品，将一个设置为最高灵敏度，另一个设置为最低灵敏度，分别测量其响应阈值，并作记录；(3)将上述经过初始测量的两个火灾探测器样品安装在所述火灾探测器粉尘试验装置的试验箱体内的火灾探测器安装架上，通电稳定运行两小时后开始进行粉尘试验给电热丝通电，使试验箱体内温度和相对湿度达到试验条件要求；调节含尘压缩空气的压力和流量，使粉尘按试验条件设定的浓度和间歇注入方式从试验箱体底部的喷嘴中向试验箱体内注入，试验箱体内气压与外部大气压基本一致，通过粉尘浓度计对粉尘浓度进行连续监测，并通过人工闭环控制，使粉尘浓度稳定在试验条件设定值；待试验持续时间达到试验条件设定值时停止粉尘注入，保持试验箱体关闭状态，使粉尘自由沉降4小时；(4)记录火灾探测器报警和报故障的时间和次数，火灾探测器在试验过程中如未发出报警，也未发生不可恢复的故障信号，则判定该火灾探测器灵敏度在试验条件下抗粉尘短时间干扰能力试验合格。本发明的有益效果利用本发明试验装置和试验方法可对点型感烟火灾探测器性能受粉尘累积影响和抗粉尘短时间干扰能力进行定量测试，从而为正确评价火灾探测器抗粉尘能力提供可靠依据，解决了目前国内外对点型感烟火灾探测器抗短时粉尘干扰和长期粉尘累积影响无正确评价方法的技术问题，为火灾探测器的应用、研究开发和性能改进创造了有利条件。
图I为本发明火灾探测器试验装置的结构和使用原理框图；图2为图I中试验箱体的结构示意图。图中1_上盖，2-试验箱体，3-引管。4-火灾探测器安装架，5-观察窗，6-粉尘浓 度计连接法兰，7-喷嘴。8-走轮，9-进气管，10-温湿度计连接法兰，11-气压表连接法兰。
具体实施例方式以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。如图I所示，本发明火灾探测器粉尘试验装置由试验箱体、与试验箱体相连接的粉尘源和试验参数监控装置三部分组成，使用时将被测火灾探测器置于试验箱体内。如图2所7^，试验箱体2为圆柱形,直径100mm,高150mm,由2mm厚钢板制成,在试验箱体的上端盖I的中心焊接一内径10mm、长50mm的引管3 (可采用钢管)，用于将被测火灾探测器的电源线和信号线从试验箱体内引出，与火灾探测器的控制和显示设备相接；引管3的下端焊接圆盘形火灾探测器安装架4，试验时，被测火灾探测器可通过螺栓安装在该安装架上；在对应火灾探测器安装架的试验箱体的箱壁上开设一个由透明有机玻璃构成的方形观察窗5，用以试验时观察试验箱体内被测火灾探测器运行情况和粉尘状态；试验箱体2底部做成向上的喇叭口形，其中心设置喷嘴7，喷嘴通过由Φ8_铜管构成的进气管9与粉尘源相接；试验参数监控装置包括粉尘浓度计、温湿度计、气压表和电热丝(图中未显示)，其中粉尘浓度计、温湿度计和气压表分别通过安装在试验箱体箱壁上的粉尘浓度计连接法兰6 (采用DN50法兰)、温湿度计连接法兰10 (直径ΦΙΟπιπι)和气压表连接法兰11 (直径Φ IOmm)与试验箱体相接；将电热丝通过绝缘护套缠绕在试验箱体的外壁上，并加以固定；试验箱体底面对称安装四个走轮8，用以移动试验箱体。实施例I利用上述火灾探测器试验装置，根据本发明试验方法，对用于某宾馆客房的某型号点型感烟火灾探测器性能受粉尘长期累积影响按以下步骤进行试验(I)设定试验条件根据对该宾馆客房粉尘状况的调查和统计确定试验粉尘浓度为O. 3mg/m3 ;试验用粉尘源采用旋转式微量粉尘发生装置(由ZL200620093887. 4号专利公开)形成，浮尘粒径分布以A2尘为主；试验箱体内悬浮尘要保持均匀；温度25°C ;相对湿度25% ;通过接地克服静电积累；试验持续时间为3天；(2)对火灾探测器进行粉尘试验前的初始测量取试验型号火灾探测器样品两个，将其中一个灵敏度设置为最高值，另一个灵敏度设置为最低值，测量其响应阈值分别为O. 31和O. 52，将其记录；
(3)将上述经过初始测量的两火灾探测器样品用螺栓安装在上述试验装置试验箱体内的火灾探测器安装架上，通电稳定运行两小时后开始进行粉尘试验给电热丝通电，调节试验箱体内温度在25 35°C之间；相对湿度25% ;调节含尘压缩空气的压力和流量，使粉尘从试验箱体底部的喷嘴中向试验箱内均匀注入，试验箱内气压与外部大气压基本一致，通过粉尘浓度计随时监视试验箱体内粉尘浓度值，通过人工闭环控制，使粉尘浓度在O. 3mg/m3条件下保持稳定，试验持续时间达到3天后停止粉尘注入，保持试验箱关闭状态，使粉尘自由沉降4小时；(4)对经上述粉尘试验的火灾探测器进行阈值检测利用英国NoClimb公司TureTest点型感烟火灾探测器阈值检测设备检测两个火灾探测器的响应阈值分别为O. 23和O. 42，将其分别与初始响应阈值O. 31和O. 52比较，响应阈值比(初始阈值与试验后阈值t匕)分别为I. 35和I. 24，均小于试验要求值I. 6 ;且试验过程中两火灾探测器未发出报警信号和故障信号。由此判定该型号点型感烟火灾探测器性能受粉尘长期累积影响试验合格。实施例2
利用上述火灾探测器试验装置，根据本发明试验方法，对用于某宾馆前厅的某型号点型感烟火灾探测器抗粉尘短时间干扰能力按以下步骤进行粉尘试验(I)设定试验条件采用粉尘间歇注入方式，根据对类似环境空气粉尘情况的调查和统计，设定每相隔30分钟注入浓度为O. 5mg/m3的试验粉尘30秒钟；粉尘的组成及粒径分布与实施例I相同；试验箱体内温度为25 35°C ;相对湿度不大于25% ;通过接地克服静电积累；试验持续时间为2小时；(2)对火灾探测器进行粉尘试验前的初始测量取试验型号火灾探测器样品两个，将其中一个设置为最高灵敏度，另一个设置为最低灵敏度，测得其响应阈值分别为O. 27和O. 51 ;并作记录；(3)将上述经过初始测量的两个火灾探测器样品安装在试验装置试验箱体内的火灾探测器安装架上，通电稳定运行两小时后开始进行粉尘试验给电热丝通电，使试验箱体内温度达到25 35°C，相对湿度不大于25%，通过电磁阀控制含尘压缩空气从试验箱体底部的喷嘴中每隔30分钟向试验箱内喷入浓度为O. 5mg/m3的含尘气流，时间30秒，通过粉尘浓度计连续检测喷入试验箱体内粉尘的浓度值；试验箱内气压与外部大气压保持一致，连续5个循环后停止粉尘注入，保持试验箱关闭，使粉尘自由沉降4小时；( 4 )高灵敏度火灾探测器发出报警信号，低灵敏度火灾探测器正常工作，两只火灾探测器均未报故障，由此判定该型号火灾探测器在试验条件下高灵敏度抗粉尘短时间干扰能力试验不合格；低灵敏度抗粉尘短时间干扰能力试验合格。
权利要求
1.一种火灾探测器粉尘试验装置，包括试验箱体(2)、粉尘源和试验参数监控装置；其特征在于所述试验箱体(2)内有火灾探测器安装架(4)，该安装架通过引管(3)与试验箱体的上盖(I)固定连接；试验箱体的底部有喷嘴(7)，该喷嘴通过进气管(9)与粉尘源连接；所述试验参数监控装置包括粉尘浓度计、温湿度计、气压表和电热丝，其中粉尘浓度计、温湿度计和气压表分别通过法兰(6、10、11)与试验箱体相接；电热丝通过绝缘护套缠绕在试验箱体的外壁上。
2.一种火灾探测器性能受粉尘长期累积影响试验方法，其特征在于包括以下步骤 (1)设定试验条件包括根据火灾探测器实际使用环境空气粉尘情况，通过调查和统计确定试验箱体内火灾探测器周围的粉尘浓度；悬浮尘组成及粒径分布以A2尘为主；保持试验箱体内悬浮尘均匀；温度为正常实验室温度；相对湿度< 25% ;通过接地克服静电积累；根据试验的严酷程度要求和粉尘浓度设定试验持续时间； (2)对火灾探测器进行粉尘试验前的初始测量取两个火灾探测器样品，将一个设置为最高灵敏度，另一个设置为最低灵敏度，分别测量其响应阈值，并作记录； (3)将上述经过初始测量的两个火灾探测器安装在权利要求I所述火灾探测器粉尘试验装置的试验箱体内的火灾探测器安装架上，通电稳定运行两小时后开始进行粉尘试验给电热丝通电，使试验箱体内温度和相对湿度达到试验条件要求；调节含尘压缩空气的压力和流量，使粉尘从试验箱体底部的喷嘴中向试验箱体内均匀连续注入,试验箱体内气压与外部大气压保持基本一致，通过粉尘浓度计监视当前试验箱体内粉尘浓度值，并通过人工闭环控制，使粉尘浓度按试验条件要求值保持稳定；待试验持续时间达到试验条件设定值时停止粉尘注入，保持试验箱体关闭状态，使粉尘自由沉降4小时； (4)对经上述粉尘试验的火灾探测器进行测量采用现场定量检测设备在试验箱体内测量火灾探测器的响应阈值；记录发生误报的时间和次数； (5)分别计算出两个火灾探测器试验前和试验后的响应阈值比，两个阈值比均不大于I.6、且试验过程中两个火灾探测器均未发出报警信号和故障信号，则判定该火灾探测器在试验条件下其性能受粉尘长期累积影响试验合格。
3.一种火灾探测器抗粉尘短时间干扰能力试验方法，其特征在于包括以下步骤 (1)设定试验条件根据火灾探测器实际使用环境空气粉尘情况，通过调查和统计确定粉尘间歇注入方式和注入粉尘的浓度；悬浮尘组成及粒径分布以A2尘为主；对粉尘浓度进行连续检测和控制；温度为正常实验室温度；相对湿度< 25% ;通过接地克服静电积累；根据试验的严酷程度要求和粉尘浓度设定试验持续时间； (2)对火灾探测器进行粉尘试验前的初始测量取两个火灾探测器样品，将一个设置为最高灵敏度，另一个设置为最低灵敏度，分别测量其响应阈值，并作记录； (3)将上述经过初始测量的两个火灾探测器样品安装在权利要求I所述的火灾探测器粉尘试验装置的试验箱体内的火灾探测器安装架上，通电稳定运行两小时后开始进行粉尘试验给电热丝通电，使试验箱体内温度和相对湿度达到试验条件要求；调节含尘压缩空气的压力和流量，使粉尘按试验条件设定的浓度和间歇注入方式从试验箱体底部的喷嘴中向试验箱体内注入，试验箱体内气压与外部大气压基本一致，通过粉尘浓度计对粉尘浓度进行连续监测，并通过人工闭环控制，使粉尘浓度稳定在试验条件设定值；待试验持续时间达到试验条件设定值时停止粉尘注入，保持试验箱体关闭状态，使粉尘自由沉降4小时；(4)记录火灾探测器报警和报故障的时间和次数，火灾探测器在试验过程中如未发出报警，也未发生不可恢复的故障信号，则判定该火灾探测器灵敏度在试验条件下抗粉尘短 时间干扰能力试验合格。
全文摘要
本发明公开了一种由试验箱体、粉尘源和试验参数监控装置构成的火灾探测器粉尘试验装置，试验箱体内有探测器安装架，底部有与粉尘源连接的喷嘴；试验参数监控装置由粉尘浓度计、温湿度计、气压表和缠绕在试验箱体外壁上的绝缘电热丝组成。本发明还给出了探测器性能受粉尘长期累积影响和探测器抗粉尘短时间干扰能力的两种试验方法先设定试验条件；将两个探测器样品分别设置为最高灵敏度和最低灵敏度，并测定其初始阈值；然后置于试验装置中按试验条件进行粉尘试验；试验持续时间达到设定值后停止粉尘注入，保持试验箱体关闭使粉尘自由沉降4小时后测定其响应阈值，根据响应阀值的变化和是否发生报警及故障信号判定探测器抗粉尘能力，为应用、研究和改进探测器提供依据。
文档编号G08B29/00GK102881108SQ201210344768
公开日2013年1月16日 申请日期2012年9月17日 优先权日2012年9月17日
发明者董文辉 申请人:公安部沈阳消防研究所