CN110751817B - 低温环境下火灾探测器响应性能的测试装置与试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种低温环境下火灾探测器响应性能的测试装置与试验方法，测试装置包括测试箱体、制冷机、燃烧炉以及整个装置的测量和控制系统，所述制冷机两端与测试箱体两端分别通过冷气流连接管和热气流连接管连接，构成气流循环闭环回路，所述测试箱体的进风口一侧开有烟雾入口，燃烧炉开有出烟口，所述出烟口通过烟管与烟雾入口相连，所述测试箱体内安装有被测的火灾探测器；所述测量和控制系统包括烟尘光学密度计、温湿度计、风速计和测控主机。该方法能够对点型感烟火灾探测器低温环境下火灾响应能力进行测量，为正确评价火灾探测器的低温下火灾探测能力提供科学依据。
Description
技术领域
本发明属于火灾探测器性能测试技术领域，尤其涉及一种低温环境下火灾探测器响应性能的测试装置与试验方法。
背景技术
目前在世界范围内，火灾探测器的应用已经十分普及，它通过探测火灾早期生成物例如烟雾、温升以及某些气体等实现火灾的早期发现，从而实现火灾的及时扑救。在某些应用场景中，例如在我国北方的一些古建筑、停车场、仓库等等，火灾探测器有可能运行在寒冷环境中，最低有可能达到零下20度以下。这种情况下，火灾探测器能否与常温状态下具备同样的火灾探测能力，是用户、制造商和研究人员都非常关注的问题。
国家标准GB4715-2005《点型感烟火灾探测器》中规定了探测器低温运行试验，目的是检验探测器在低温环境下工作的适应性。将探测器正常监视状态下在正常大气条件下保持1h，然后以不大于1℃/min的降温速率将温度降到(-10±3)℃，在此条件下稳定16h，要求降温及温度保持期间，试样不应发出火灾报警信号或故障信号。但是本试验并没有考虑在低温环境下测试火灾探测器的火灾响应性能。国际ISO标准、美国UL标准以及欧洲标准等同样仅考虑了探测器低温运行试验。
因此，亟需一种低温环境下火灾探测器响应性能的测试装置与试验方法，对火灾探测器进行低温环境下的火灾响应性能试验，检验火灾探测器在低温环境下的火灾探测能力，对使用和改进火灾探测器具有重要意义。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供一种低温环境下火灾探测器响应性能的测试装置与试验方法，能够对点型感烟火灾探测器低温环境下火灾响应能力进行测量，为正确评价火灾探测器的低温下火灾探测能力提供科学依据。
本发明采用以下技术方案实现：
一种低温环境下火灾探测器响应性能的测试装置，包括测试箱体、制冷机、燃烧炉、风机以及整个装置的测量和控制系统，所述制冷机两端分别开有冷气流出口和回风口，风机安装在制冷机内，测试箱体两端分别开有进风口和热气流出口，制冷机的冷气流出口通过冷气流连接管与测试箱体的进风口连接，测试箱体的热气流出口通过热气流连接管与制冷机的回风口连接，构成气流循环闭环回路，所述测试箱体的进风口一侧开有烟雾入口，燃烧炉开有出烟口，所述出烟口通过烟管与烟雾入口相连，所述测试箱体内安装有被测探测器；所述测量和控制系统包括烟尘光学密度计、温湿度计、风速计和测控主机，其中烟尘光学密度计、温湿度计、风速计分别通过法兰连接在测试箱体上靠近被测探测器处；测控主机通过电缆与所述制冷机、风机、光学密度计、温湿度计、风速计连接。
所述测试箱体是一段横截面为矩形的双层金属管道，两层之间填充有保温隔热材料。
所述测试箱体的两端设计成圆弧过渡段，减少气流阻力。
所述圆弧过渡段与直管道部分连接处设有整流栅，使被测探测器附近气流近似为层流。
前述的低温环境下火灾探测器响应性能的测试装置的试验方法，具体包括以下步骤：
(1)设定试验条件：根据探测器实际使用环境的冬季月平均气温统计数据，通过调查和统计确定试验中测试箱体内的环境温度，保证试验在大气压力为86kPa～106kPa的普通实验室环境下进行，且探测器周围的气流速度≤0.2m/s、相对湿度25％RH～75％RH、每次试验前排空测试箱体内的烟雾；
(2)对探测器进行常温环境下的火灾响应性能测试：取两个探测器样品，将一个设置为最高灵敏度，另一个设置为最低灵敏度，分别将两个探测器安装在测试箱体内，通电稳定运行两小时后开始进行试验：启动制冷机工作在通风状态，使测试箱体内温度保持在15℃～35℃范围；启动燃烧炉，使烟雾从烟雾入口向测试箱体内连续注入，通过烟尘光学密度计监视当前测试箱体内烟雾浓度值，并通过人工对闭环回路进行控制，使烟雾浓度上升曲线满足GB4715-2005的要求，观察被测探测器响应情况并记录被测探测器报警时的烟雾浓度阈值m，在被测探测器报警后结束常温环境的火灾响应性能测试，排空测试箱体内烟雾；
(3)对探测器进行低温环境下的火灾响应性能测试：将上述经过常温测试的两个探测器安装在测试箱体内，通电稳定运行两小时后开始进行试验：启动制冷机，使测试箱体内低温环境的温度和相对湿度达到试验条件要求；启动燃烧炉，使烟雾从烟雾入口向测试箱体内连续注入，通过烟尘光学密度计监视当前测试箱体内烟雾浓度值，并通过人工对闭环回路进行控制，使烟雾浓度上升曲线满足GB4715-2005的要求，观察被测探测器响应情况并记录被测探测器报警时的烟雾浓度阈值m，在被测探测器报警后结束低温环境的火灾响应性能测试，排空测试箱体内烟雾；
(4)对探测器常温条件下响应情况与低温条件下响应情况作比较，最大阈值m大、最小阈值为m小，计算最大阀值和最小阀值的比值m大：m小不大于2.0，且探测器应该在试验结束前发出报警信号，试验过程中不发出故障信号，则判定该探测器在试验条件下其低温环境下火灾探测器响应性能试验合格。
本发明的有益效果是：采用本发明测试装置和试验方法可对点型感烟火灾探测器低温环境下火灾响应性能进行定量测试，从而为正确评价火灾探测器低温环境下火灾响应性能提供可靠依据，解决了目前国内外对点型感烟火灾探测器低温环境下火灾响应性能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。
附图说明
图1为本发明中试验方法测试原理框图；
图2为本发明中测试装置的结构示意图；
其中，
1-制冷机，2-冷气流出口，3-冷气流连接管，4-进风口，5-烟雾入口，6-烟管，7-出烟口，8-燃烧炉，9-测试箱体，10-被测探测器，11-热气流出口，12-热气流连接管，13-回风口，14-风机。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明的技术方案和效果作详细描述。
实施例1
如图1-2所示，一种低温环境下火灾探测器响应性能的测试装置，包括测试箱体9、制冷机1、燃烧炉8、风机14以及整个装置的测量和控制系统，所述制冷机1两端分别开有冷气流出口2和回风口13，测试箱体9两端分别开有进风口4和热气流出口11，制冷机1的冷气流出口2通过冷气流连接管3与测试箱体9的进风口4连接，测试箱体9的热气流出口11通过热气流连接管12与制冷机1的回风口13连接，构成气流循环闭环回路，所述风机14安装在制冷机1内部，将冷风吹出去形成冷气流，常温气流和冷气流都通过冷气流连接管3吹入测试箱体9，流过被测探测器10，通过热气流连接管12返回制冷机1，所述测试箱体9内安装有被测探测器10；本实施例中测试箱体9是一段横截面为矩形的双层金属管道，横截面内部长度和宽度都为400mm，横截面外部长度和宽度都为600mm，由1.5mm厚钢板制成，双层钢板之间填充有保温隔热材料；为减少气流阻力，所述测试箱体9的两端设计成圆弧过渡段，并在圆弧过渡段与直管道部分连接处设有整流栅，使被测探测器10附近气流近似为层流。
所述测试箱体9的进风口4一侧开有烟雾入口5，燃烧炉8开有出烟口7，所述出烟口7通过烟管6与烟雾入口5相连，燃烧炉8产生测试试验使用的各类烟雾并通入测试箱体9内；所述燃烧炉8采用的是一种灰烟燃烧炉(专利号为：ZL201210589768.8)。
所述测量和控制系统包括烟尘光学密度计、温湿度计、风速计和测控主机(图中未显示)，其中烟尘光学密度计、温湿度计、风速计分别通过法兰连接在测试箱体9上靠近被测探测器10处，测控主机通过电缆与所述制冷机1、风机14、燃烧炉8、光学密度计、温湿度计、风速计连接，本实施例中测控主机采用的是型号是研华IPC-810E、光学密度计采用的型号是武汉华大安信HI1660、温湿度计采用的型号是HTG3515CH、风速计采用的型号是福禄克F923。整个测试装置采用铝合金型材支撑固定(图中未显示)。
采用上述低温环境下火灾探测器响应性能的测试装置，对用于我国东北某地某古建筑的某型号点型感烟火灾探测器进行低温环境下响应性能测试，具体步骤如下：
(1)设定试验条件：根据探测器实际使用环境的冬季月平均气温统计数据，通过调查和统计确定试验中测试箱体9内的环境温度，保证试验在大气压力为86kPa～106kPa的普通实验室环境下进行，且通过测控主机调节探测器周围的气流速度≤0.2m/s、相对湿度25％RH～75％RH、每次试验前排空测试箱体9内的烟雾；
(2)对被测探测器10进行常温环境下的火灾响应性能测试：取两个被测探测器10样品，将一个设置为最高灵敏度，另一个设置为最低灵敏度，分别将两个探测器安装在测试箱体9内，通电稳定运行两小时后开始进行试验：启动制冷机1工作在通风状态，通过测控主机调控使测试箱体9内温度保持在15℃～35℃范围内；启动燃烧炉8，使烟雾从烟雾入口5向测试箱体9内连续注入通过烟尘光学密度计监视当前测试箱体9内烟雾浓度值，并通过人工对闭环回路进行控制，使烟雾浓度上升曲线满足GB4715-2005的要求，观察被测探测器10响应情况并记录被测探测器10报警时的烟雾浓度阈值m，在被测探测器10报警后结束常温环境的火灾响应性能测试，每次测试结束后排空测试箱体9内烟雾；
(3)对被测探测器10进行低温环境下的火灾响应性能测试：将上述经过常温测试的两个探测器安装在测试箱体9内，通电稳定运行两小时后开始进行试验：启动制冷机1，通过测控主机调控使测试箱体9内低温环境的温度和相对湿度达到步骤(1)中的试验条件要求；启动燃烧炉8，使烟雾从烟雾入口5向测试箱体9内连续注入，通过烟尘光学密度计监视当前测试箱体9内烟雾浓度值，并通过人工对闭环回路进行控制，使烟雾浓度上升曲线满足GB4715-2005的要求，观察被测探测器10响应情况并记录被测探测器10报警时的烟雾浓度阈值m，在被测探测器10报警后结束低温环境的火灾响应性能测试，每次测试结束后排空测试箱体9内烟雾；
(4)对两个被测探测器10常温条件下响应情况与低温条件下响应情况作比较，最大阈值为m大、最小阈值为m小，计算最大阀值和最小小阀值的比值m大：m小，本实施例中两个被测探测器10的响应阀值比m大：m小分别为1.85和1.74，均满足不大于2.0，且被测探测器10试验过程中未发出故障信号。由此判定该被测探测器10在试验条件下其低温环境下火灾探测器响应性能试验合格。
Claims (3)
1.一种低温环境下火灾探测器响应性能的测试装置，其特征在于：包括测试箱体、制冷机、燃烧炉、风机以及整个装置的测量和控制系统，所述制冷机两端分别开有冷气流出口和回风口，风机安装在制冷机内，测试箱体两端分别开有进风口和热气流出口，制冷机的冷气流出口通过冷气流连接管与测试箱体的进风口连接，测试箱体的热气流出口通过热气流连接管与制冷机的回风口连接，构成气流循环闭环回路，所述测试箱体的进风口一侧开有烟雾入口，燃烧炉开有出烟口，所述出烟口通过烟管与烟雾入口相连，所述测试箱体内安装有被测探测器；所述测量和控制系统包括烟尘光学密度计、温湿度计、风速计和测控主机，其中烟尘光学密度计、温湿度计、风速计分别通过法兰连接在测试箱体上靠近被测探测器处；测控主机通过电缆与所述制冷机、风机、光学密度计、温湿度计、风速计连接；
所述测试箱体是一段横截面为矩形的双层金属管道，两层之间填充有保温隔热材料；
所述测试箱体的两端设计成圆弧过渡段，减少气流阻力。
2.根据权利要求1所述的低温环境下火灾探测器响应性能的测试装置，其特征在于：所述圆弧过渡段与直管道部分连接处设有整流栅，使被测探测器附近气流近似为层流。
3.权利要求1所述的低温环境下火灾探测器响应性能的测试装置的试验方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
(1)设定试验条件：根据探测器实际使用环境的冬季月平均气温统计数据，通过调查和统计确定试验中测试箱体内的环境温度，保证试验在大气压力为86kPa～106kPa的普通实验室环境下进行，且探测器周围的气流速度≤0.2m/s、相对湿度25％RH～75％RH、每次试验前排空测试箱体内的烟雾；
(2)对探测器进行常温环境下的火灾响应性能测试：取两个探测器样品，将一个设置为最高灵敏度，另一个设置为最低灵敏度，分别将两个探测器安装在测试箱体内，通电稳定运行两小时后开始进行试验：启动制冷机工作在通风状态，使测试箱体内温度保持在15℃～35℃范围；启动燃烧炉，使烟雾从烟雾入口向测试箱体内连续注入，通过烟尘光学密度计监视当前测试箱体内烟雾浓度值，并通过人工对闭环回路进行控制，使烟雾浓度上升曲线满足GB4715-2005的要求，观察被测探测器响应情况并记录被测探测器报警时的烟雾浓度阈值m，在被测探测器报警后结束常温环境的火灾响应性能测试，排空测试箱体内烟雾；
(3)对探测器进行低温环境下的火灾响应性能测试：将上述经过常温测试的两个探测器安装在测试箱体内，通电稳定运行两小时后开始进行试验：启动制冷机，使测试箱体内低温环境的温度和相对湿度达到试验条件要求；启动燃烧炉，使烟雾从烟雾入口向测试箱体内连续注入，通过烟尘光学密度计监视当前测试箱体内烟雾浓度值，并通过人工对闭环回路进行控制，使烟雾浓度上升曲线满足GB4715-2005的要求，观察被测探测器响应情况并记录被测探测器报警时的烟雾浓度阈值m，在被测探测器报警后结束低温环境的火灾响应性能测试，排空测试箱体内烟雾；
(4)对探测器常温条件下响应情况与低温条件下响应情况作比较，最大阈值m大、最小阈值为m小，计算最大阈 值和最小阈 值的比值m大：m小不大于2.0，且探测器应该在试验结束前发出报警信号，试验过程中不发出故障信号，则判定该探测器在试验条件下其低温环境下火灾探测器响应性能试验合格。
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|---|---|
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