CN111402540A - 吸气式感烟火灾探测装置、方法及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种吸气式感烟火灾探测装置、方法及设备，通过设置荷电器、电荷收集器、控制器、进气结构和检测气路负压源，进气结构与荷电器的输入端连通，荷电器的输出端与电荷收集器连通，电荷收集器的输出端与检测气路负压源连通，控制器与电荷收集器电连接；进气结构用于获取空气样本；检测气路负压源在荷电器和电荷收集器及管路内形成负压区，将进气结构获得的空气样本吸入荷电器和电荷收集器，荷电器用于对空气样本进行单极荷电，以输出单极荷电空气样本；电荷收集器用于获取单极荷电空气样本，并使单极荷电空气样本中不同粒径的带电粒子分离，获得不同粒径的带电粒子；控制器用于根据不同粒径的带电粒子对应的电荷量，确定火灾探测信息。

Description

吸气式感烟火灾探测装置、方法及设备
技术领域
本发明涉及烟感探测器领域，尤其涉及一种吸气式感烟火灾探测装置、方法及设备。
背景技术
多数火灾特别是电气火灾的前期，电器件表面的温度都有一个逐渐升高的过程，电器件表面温度由于异常，最高可达几百度以上，热解粒子一般会在电器件表面温度60℃左右开始溢出，此阶段粒子粒径主要是1纳米以下到几十纳米，100℃时分解出粒径近100nm的颗粒物，而进展到140-150℃。分解出的粒径才逐渐增大到150nm-300nm，到后期物质表面温度上百度时溢出几百纳米大粒径粒子。
现有技术中，普通感烟探头，利用光的散射和接收原理，采用普通发光管，只能探测到后期的大粒子。
激光型吸气式感烟火灾探测方法可以发现热解中后期的中等粒径的粒子，较普通烟感灵敏度高。
激光型吸气式感烟火灾探测方法包括：激光发射器，向空气样本发射激光，空气样本中的粒子被激光照射后，会使激光发生散射，散射后的激光被激光接收器接收，形成电信号，此电信号的高低代表粒子的数量和大小信息。
此方法对粒径小于150nm的特早期产生的粒子，无感知。红色激光波长为650纳米，蓝色激光波长为450纳米，由于光波长的限制，当光线照到的粒子的粒径小于光波长1/3时，各向散射的光强度几乎为零，所以一般只能探测到大于1/3波长左右的粒子，红色激光探测的粒子粒径一般大于200nm，蓝色激光所能探测的粒子粒径一般大于150nm，小于此尺寸的粒子通过激光探测的效率大大下降，甚至几乎无感知。因此现有技术的激光探测方法能够探测到的最小粒子的粒径约为150纳米，而多数火灾特别是电气火灾的前期，材料表面所溢出的粒子的粒径极小，往往小于激光探测能够探测到的下限值，因此，造成了早期火灾难以被及时发现。
现有技术中一种云雾室型吸气式感烟火灾探测方法，此方法对粒径2nm以下的粒子无感知，对大粒径烟雾颗粒灵敏度低。
正常监测，没有火灾发生时，较干净环境内大小粒径的数量约每立方厘米几万个，云雾室型吸气式感烟火灾探测设备的侦测方法就是将空气样本通过加湿，然后瞬间降低压力，空气样本温度骤降，进而空气样本中的粒径2nm以上的不同粒径的单个粒子就会被过饱和水汽包裹而形成的统一的单个直径20μm大小的雾滴，后通过激光对雾滴个数进行计数。因此此方法分不出探测粒子的粒径大小。该类探测器的设定阈值为无火灾时环境粒子浓度值的上浮100％左右的浓度值，正常波动一般在±10-20％。要降低误报，阈值设定可能会更高。当一些特易热分解物质，如聚氨酯类发泡材料，遇到微小明火燃烧，无阴燃过程，就迅速分解成粒径约200nm以上的大颗粒，粒径大，数量少。在该类探测器显示的浓度值增加的数量约每立方厘米几百或上千个，相对于无火灾时的空气粒子浓度值几万个，几乎没有多大增长，一般都淹没在正常的底值波动中了。因此此方法无法及时对无阴燃过程的火灾及时报警，造成漏报或延误报警，此方式维护成本高，为了使空气样本到达高湿度需定期加水，为了高湿度的空气样本降温成过饱和状态，需要瞬时大幅度降低空气样本的压力，以形成温度骤降，所配套使用的高压负压泵负压达100kpa以上，此类负压泵长期工作在高负压状态，目前最好质量高负压泵寿命仅上万小时。不适合消防报警装置的长期不间断的使用要求。
对于现有技术，如专利为CN102257543B所述的《用于火灾早期发现的方法和设备》，其涉及基于在检测现场对一种或几种待监视物品高温分解特征性挥发产物早期发现火灾的方法，和借助检测特定于待监视物品的特征性挥发热解产物早期发现火灾的设备。从要监视火灾的区域中吸取并电离环境空气，电离后气流直接引导通过电磁场，通过一组电参数可以控制电磁场在时间空间产生场强，从而改变离子飞行轨迹使得电离后气体的正负离子被强制到预定飞行轨迹，被静电计接收极接收。
电磁场的参数组数据是人为针对已知的一种或几种材料的热解或燃烧释放的粒子的特点抓取并储存在设备内，用于监测时分析对比。不同物质有不同的电磁场参数组。并区分是保护对象还是非保护对象所发出的热解气体信号，判定是否输出报警。此方法优势是可以有效避免一些非保护对象发出的如在木材加工厂车间人为抽烟所产生的香烟颗粒的误报警现象。
但是此方法需要对被保护空间内的所有物质热分解出来的气体都要事先抓取对应的参数组并储存在设备内。而现场保护区域内的物质千差万别，种类繁多。组合类物质结构复杂，根本无法让用户对保护区域内的所有的单一物质或混合物质在发生热分解时的参数抓取，并配置完善在设备中，使得其火灾发生的准确判断的难度增加。如果现场某一易燃物所对应的参数组没有被存储在设备内，该物质发生火灾时，探测器无法识别产生漏报警现象。因此此设备对于用户的使用局限性很大。对于仓储类物流类场所的火灾监测，由于仓库内存放物质的多而杂，且不定期变化，此方式不适用。
其探测的是物体在约200度时产生的热解粒子，此阶段多数材料热解粒子粒径大概在300nm左右，该方法探测到的就是约300nm左右的窄范围粒径段内的粒子。而在实际的火灾发展特早时期，物体温度50℃左右，就会热解粒径在1nm以下到几十纳米的粒子，所以该方式也不能满足特早期(热解)火灾探测的要求。
该方式电离装置使用的是放射性辐射源(例如63Ni)或者UV光源。63Ni属于放射性元素，使用放射源必须先向国家相关部门办理申请登记手续，取得使用许可后方可使用，且使用过程中，需要专门有资质人员保管，使用处理流程相当复杂。UV光源的使用寿命较短，一般UV灯，放射额定能量的时长一般几百小时，长寿命的UV光源一般几千小时。因此此核心元件增加了使用难度和使用成本，从实用性出发用于消防预警行业增加了很大的局限性。
激光型吸气式感烟火灾探测设备是目前消防行业被认为灵敏度较高的探测设备，也称为空气采样式感烟火灾探测报警器，也是市场早期定义的极早期感烟火灾探测报警器。激光型吸气式感烟火灾探测设备已经占领市场20-30年，目前市场份额95％以上。其使用一定波长的激光，亮度较高，能够有效捕捉到易燃物品阴燃时发生的较小粒径的烟雾粒子，探测的最小极限粒径一般为所用激光光源的波长的1/3。实验数据和理论资料证实，目前市场的激光型吸气式感烟火灾探测设备对150nm以下的粒子无任何探测能力无法实现特早期的火灾监控。
发明内容
本发明提供一种吸气式感烟火灾探测装置、方法及设备，用以解决无法及时发现特早期的火灾隐患的问题。
根据本公开实施例的第一方面，本发明提供了一种吸气式感烟火灾探测装置，包括：荷电器、电荷收集器、控制器、进气结构和检测气路负压源，所述进气结构与所述荷电器的输入端连通，所述荷电器的输出端与电荷收集器连通，所述电荷收集器输出端与检测气路负压源连通，所述控制器与所述电荷收集器电连接；
所述进气结构用于获取空气样本；所述检测气路负压源，将空气样本吸入荷电器和收集器，并排出；
所述荷电器用于对所述空气样本进行单极荷电，以输出单极荷电空气样本；
所述电荷收集器用于获取所述单极荷电空气样本，并使所述单极荷电空气样本中不同粒径的带电粒子分离，获得不同粒径的带电粒子；
所述检测气路负压源在荷电器和电荷收集器及管路形成一个负压区，让进气结构获得的空气样本吸入荷电器和电荷收集器，并排出。
所述控制器用于根据所述不同粒径的带电粒子对应的电荷量，确定火灾探测信息。
可选地，所述吸气式感烟火灾探测装置还包括：凝并器，所述凝并器的输入端与所述进气结构连通，所述凝并器的输出端与所述荷电器连通；
所述凝并器用于对所述空气样本进行碰撞凝并，以将所述空气样本中的微粒径粒子、小粒径粒子凝并为大粒径粒子。
可选地，所述凝并器，具体用于：
对所述空气样本进行双极荷电，获得双极荷电空气样本；
对所述双极荷电空气样本进行碰撞凝并，以将所述空气样本中的粒子粒径变大；
所述空气样本中的粒子包括：微粒径粒子、小粒径粒子及大粒径粒子。
可选地，所述吸气式感烟火灾探测装置还包括：第一过滤器和第二过滤器，所述第一过滤器的输入端与进气结构连通，所述第一过滤器的输出端分别与第二过滤器的输入端和凝并器的输入端连通，所述第二过滤器的输出端与所述凝并器的另一输入端连通；
所述第一过滤器比所述第二过滤器的过滤材料空隙大；
所述第一过滤器，用于对所述空气样本进行过滤，获得第一过滤空气样本；
所述第二过滤器，用于对所述第一过滤空气样本进行过滤，获得第二过滤空气样本，既为洁净空气；
相应的，所述凝并器在对所述空气样本进行碰撞凝并，以将所述空气样本中的粒子粒径变大时，具体用于：
对所述第一过滤空气样本和所述第二过滤空气样本进行混合，获得具有预设粒子浓度的混合气体样本；
所述第二过滤空气样本，是洁净气体，起到对凝并器内双极荷电针吹洗保护的作用，同时将双极荷电针之间正负离子流吹出和第一过滤空气样本混合。
对所述混合气体样本进行碰撞凝并，以将所述空气样本中的粒子粒径变大。
可选地，所述荷电器为正电荷电器，所述荷电器具体用于：
获取所述进气结构输送的空气样本；
为所述空气样本中的粒子荷正电，以获得具有正电粒子的单极荷电空气样本。
可选地，所述电荷收集器包括：偏压极、收集极及由偏压极、收集极形成的收集电场和负压流体场；所述收集极包括多个子收集极，所述电荷收集器具体用于：
所述负压流体场是所述检测气路负压源和电荷收集极的空气样本环形狭窄喷射口之间形成的赋予空气样本中的粒子前行动能的气路模型。
接收所述控制器发送的控制参数；
根据所述控制参数调整所述偏压极的电压，以使所述单极荷电空气样本中不同粒径的带电粒子落入与所述带电粒子粒径对应的多个子收集极。
可选地，所述收集极包括大粒子收集极和小粒子收集极，所述控制器，具体用于：
获取各子收集极中带电粒子对应的电荷量形成的电压信号或电流信号；
根据所述各子收集极对应的电压信号或电流信号，确定对应的火灾探测信息。
可选地，所述子收集极包括大粒子收集极和小粒子收集极。
可选地，所述控制器在根据所述各子收集极对应的电压信号或电流信号，确定对应的火灾探测信息时，具体用于：
若所述小粒子收集极的电压信号或电流信号大于第一预设阈值，且所述大粒子收集极的电压信号或电流信号小于第二预设阈值，则生成早期火灾探测信息；
若所述大粒子收集极的电压信号或电流信号大于或等于第二预设阈值，则生成严重火灾探测信息。
根据本公开实施例的第二方面，本发明提供了一种吸气式感烟火灾探测方法，所述方法应用于吸气式感烟火灾探测装置，所述装置包括：荷电器、电荷收集器、控制器、进气结构和检测气路负压源，所述方法包括：
所述进气结构获取空气样本；
所述荷电器对所述空气样本进行单极荷电，以输出单极荷电空气样本；
所述电荷收集器获取所述单极荷电空气样本，并使所述单极荷电空气样本中不同粒径的带电粒子落入对应的收集极；
所述检测气路负压源在荷电器和电荷收集器及管路形成一个负压区，让进气结构获得的空气样本吸入荷电器和电荷收集器，并排出。
所述控制器根据所述收集极获得的电荷量，生成火灾探测信息。
可选地，所述装置还包括：凝并器，在所述荷电器对所述空气样本进行单极荷电，以输出单极荷电空气样本之前，还包括：
凝并器对所述空气样本进行碰撞凝并，以将所述空气样本中的微粒径粒子、小粒径粒子凝并为大粒径粒子。
可选地，所述凝并器对所述空气样本进行碰撞凝并，以将所述空气样本中小粒径粒子凝并为大粒径粒子，包括：
所述凝并器对所述空气样本进行双极荷电，获得双极荷电空气样本；
所述凝并器对所述双极荷电空气样本进行碰撞凝并，以将所述空气样本中粒子粒径变大；
所述空气样本中的粒子包括：微粒径粒子、小粒径粒子及大粒径粒子。
可选地，所述吸气式感烟火灾探测装置还包括：第一过滤器和第二过滤器，所述第一过滤器比所述第二过滤器的过滤密度小；在所述凝并器对所述空气样本进行碰撞凝并，以将所述空气样本中的微粒径和小粒径粒子凝并为大粒径粒子之前，还包括：
所述第一过滤器对所述空气样本进行过滤，获得第一过滤空气样本；
所述第二过滤器对所述第一过滤空气样本进行过滤，获得第二过滤空气样本，既洁净气体；
相应的，所述凝并器对所述空气样本进行碰撞凝并，以将所述空气样本中的粒子粒径变大，包括：
对所述第一过滤空气样本和所述第二过滤空气样本进行混合，获得具有预设粒子浓度的混合气体样本；
所述第二过滤空气样本，是洁净气体，还起到对凝并其内的双极荷电针吹洗保护的作用，同时将双极荷电针之间正负离子流吹出和第一过滤空气样本混合。
对所述混合气体样本进行碰撞凝并，以将所述空气样本中粒子粒径变大。
可选地，所述荷电器对所述空气样本进行单极荷电，以输出单极荷电空气样本，包括：
所述荷电器获取所述进气结构输送的空气样本；
所述荷电器为所述空气样本中的粒子荷正电，以获得具有正电粒子的单极荷电空气样本。
可选地，所述电荷收集器包括：偏压极、收集极及由偏压极、收集极形成的收集电场和负压流体场，所述收集极包括多个子收集极，所述电荷收集器获取所述单极荷电空气样本，并使所述单极荷电空气样本中不同粒径的带电粒子落入对应的收集极，包括：
所述负压流体场是所述检测气路负压源和电荷收集极的空气样本环形狭窄喷射口间形成的赋予空气样本中的粒子前行动能的气路模型。
所述电荷收集器接收所述控制器发送的控制参数；
所述电荷收集器根据所述控制参数调整所述偏压极的电压，以使所述单极荷电空气样本中不同粒径的带电粒子落入与所述带电粒子粒径对应的子收集极。
可选地，所述收集极包括大粒子收集极和小粒子收集极，所述控制器根据所述收集极获得的电荷量，生成火灾探测信息，包括：
所述控制器获取各子收集极中带电粒子对应的电荷量形成的电压信号或电流信号；
根据所述各子收集极对应的电压信号或电流信号，确定对应的火灾探测信息
可选地，所述子收集极包括大粒子收集极和小粒子收集极。
可选地，所述控制器根据所述各子收集极对应的电压信号或电流信号，确定对应的火灾探测信息，包括：
若所述小粒子收集极的电压信号或电流信号大于第一预设阈值，且所述大粒子收集极的电压信号或电流信号小于第二预设阈值，则生成早期火灾探测信息；
若所述大粒子收集极的电压信号或电流信号大于或等于第二预设阈值，则生成严重火灾探测信息。
根据本公开实施例的第三方面，本发明提供了一种吸气式感烟火灾探测设备，包括：输出模块、通讯模块、操作模块和视频模块，以及如本公开实施例第一方面任一项所述的的吸气式感烟火灾探测装置；
其中，输出模块、通讯模块、操作模块和视频模块分别与所述吸气式感烟火灾探测装置的控制器连接；
所述输出模块，用于输出所述控制器输出的火灾探测信号；
所述通讯模块，用于和外部电子设备进行通讯；
所述操作模块，用于用户对所述吸气式感烟火灾探测装置的操作。
所述视频模块，用于用户对易产生滋扰烟雾的区域如厨房、吸烟区域进行火灾确认和排查，确认和排查方式包括人工或自动方式。
本发明提供的吸气式感烟火灾探测装置、方法及设备，通过设置荷电器、电荷收集器、控制器、进气结构和检测气路负压源，所述进气结构与所述荷电器的输入端连通，所述荷电器的输出端与电荷收集器连通，所述电荷收集器与所述检测气路负压源连通，所述控制器与所述电荷收集器电连接；所述进气结构用于获取空气样本，所述检测气路负压源将获取的空气样本吸入所述荷电器；所述荷电器用于对所述空气样本进行单极荷电，以输出单极荷电空气样本；所述电荷收集器用于获取所述单极荷电空气样本，并使所述单极荷电空气样本在负压流体场和收集电场中不同粒径的带电粒子分离，获得不同粒径的带电粒子；所述控制器用于根据所述不同粒径的带电粒子对应的电荷量，确定火灾探测信息。
本发明的有益效果：
本发明的吸气式感烟火灾探测设备所感知的阶段是热解的特别早期阶段，即纳米级粒子释放出来的阶段。对目前吸气式感烟火灾探测设备的市场及消防报警市场，同时对测量热解粒子式电气火灾监控探测器领域也带来很大的影响力。优势主要体现在时间上：特别早期；灵敏度上：可探测热解过程的纳米级粒径颗粒物。特别适用于目前市场爆发式增多的数据中心、信息交换机房、高低压电气柜及一些重要的实验室等等。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
图1为本发明实施例一提供的吸气式感烟火灾探测装置的结构示意图；
图2为本发明实施例二提供的吸气式感烟火灾探测装置的结构示意图；
图3为本发明实施例二提供的吸气式感烟火灾探测装置中的凝并器的一种可选的结构示意图；
图4为本发明实施例三提供的吸气式感烟火灾探测装置的详细结构示意图；
图5为本发明实施例四提供的吸气式感烟火灾探测方法的流程图；
图6为本发明实施例五提供的吸气式感烟火灾探测方法的流程图；
图7为图6所示实施例中步骤S503的流程图；
图8为本发明实施例六提供的吸气式感烟火灾探测方法的流程图；
图9为图8所示实施例中步骤S609的流程图；
图10为本发明实施例七提供的吸气式感烟火灾探测设备结构示意图；
图11为本发明实施例八提供的吸气式感烟火灾探测设备结构示意图；
图12为本发明实施例提供的吸气式感烟火灾探测设备和激光型吸气式感烟火灾探测设备的“热解PVC”(缓慢升温加热PVC块使其产生粒子)试验数据图；
图13为本本发明实施例提供的吸气式感烟火灾探测设备与激光型、云雾室型吸气式感烟火灾探测设备在“明火燃烧聚氨酯”试验中的实验数据图；
图14为20nmPSL球试验下本发明实施例提供的吸气式感烟火灾探测设备大小粒子收集极和650nm激光型吸气式感烟火灾探测设备的探测增长量有效数值曲线对比图；
图15为50nmPSL球试验下本发明实施例提供的吸气式感烟火灾探测设备大小粒子收集极和650nm激光型吸气式感烟火灾探测设备的探测增长量有效数值曲线对比图；
图16为100nmPSL球试验下本发明实施例提供的吸气式感烟火灾探测设备大小粒子收集极和650nm激光型吸气式感烟火灾探测设备的探测增长量有效数值曲线对比图；
图17为150nmPSL球试验下本发明实施例提供的吸气式感烟火灾探测设备大小粒子收集极和650nm激光型吸气式感烟火灾探测设备的探测增长量有效数值曲线对比图；
图18为200nmPSL球试验下本发明实施例提供的吸气式感烟火灾探测设备大小粒子收集极和650nm激光型吸气式感烟火灾探测设备的探测增长量有效数值曲线对比图；
图19为250nmPSL球试验下本发明实施例提供的吸气式感烟火灾探测设备大小粒子收集极和650nm激光型吸气式感烟火灾探测设备的探测增长量有效数值曲线对比图。
附图标记：
1：进气结构；11：进气孔；1212：吸气泵；12：排气口；13：待检测空气样本入口；14：超大粒子分离器；15：采样管；
2：荷电器；21：荷电器的输入端；211：荷电器第一输入端；212：荷电器第二输入端；22：高压针；23：地电极；24：荷电空间电场；25：对撞仓；
3：电荷收集器；31：偏压极；32：收集极；321：小粒子收集极；322：大粒子收集极；33：收集电场；34：喷气导管；35：负压流体场341：环形狭窄喷射口；
4：控制器；
5：管道；
6：凝并器；61：双极荷电室；62：碰撞凝并室；63：输入端；631：凝并器第一输入端；632：凝并器第二输入端；64：输出端；
7：第一过滤器；
8：第二过滤器；
9:检测气路负压源；91：负压风机；92：排气口；
10：超声波流速监测模块。
通过上述附图，已示出本公开明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本公开构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本公开的概念。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
首先对本发明所涉及的名词进行解释：
粒子荷电：粒子荷电是指使气体中的粒子带电的过程，对气体中的粒子进行荷电分为直接荷电和间接荷电两类。直接荷电是气体直接进入高压电场形成的离子流中对粒子进行荷电；间接荷电是洁净空气将离子流引出，在一个气体混合腔中和待测气混和形成对粒子的荷电。
碰撞凝并：碰撞凝并是指粒子之间通过碰撞的方式凝并在一起，使凝并后的粒子的体积发生改变。碰撞凝并发生的原因为粒子之间的布朗运动或者库仑力，根据粒子的带电情况，当凝并粒子之间至少有一个不带电时，为常规布朗凝并；当两个粒子带相反电荷时，为库仑力碰撞凝并。
目前，多数火灾特别是电气火灾的前期，电器件表面的温度都有一个逐渐升高的过程，电器件表面温度由于异常，最高可达几百度以上，热解粒子一般会在电器件表面温度50℃左右开始溢出，此阶段粒子主要是1纳米以下到几十纳米，到后期物质表面温度上百度时溢出几百纳米大粒径粒子。普通感烟探头，由于采用普通发光管，只能探测到后期的大粒子。现有技术中的吸气式感烟火灾探测器使用激光探测，可以发现热解中后期的中等粒径的粒子，较普通烟感灵敏度稍高。
下面以具体地实施例对本发明的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本发明的实施例进行描述。
图1为本发明实施例一提供的吸气式感烟火灾探测装置的结构示意图，如图1所示，本实施例提供的吸气式感烟火灾探测装置包括：荷电器2、电荷收集器3、控制器4、进气结构1和检测气路负压源9，进气结构1与荷电器2的输入端连通，荷电器2的输出端与电荷收集器3连通，电荷收集器3的输出端与检测气路负压源9连通，控制器4与电荷收集器3电连接。
其中，进气结构1与荷电器2的输入端之间通过管道5连通，荷电器2的输出端与电荷收集器3之间通过管道5连通，电荷收集器3的输出端与检测气路负压源9连通，该吸气式感烟火灾探测装置设置于待监测的环境中或待监测环境之外，待监测环境中的空气样本通过进气结构1进入该装置，由检测气路负压源9产生的负压，将进气结构1内的空气样本吸入到管道5，并依次流经荷电器2和电荷收集器3。进气结构1、荷电器2、电荷收集器3、检测气路负压源9以及它们之间的管道5，构成空气样本流通路径。
进气结构1用于获取空气样本。
检测气路负压源9用于将空气结构1获取的空气样本吸入到管道5，予以后续检测分析。
具体地，吸气式感烟火灾探测装置设置于需要进行火灾探测的环境中，或者在火灾探测的环境外。进气结构1通过一个或多个采样管路上的采样孔获取需要探测的环境中的空气样本。
由检测气路负压源9将进气结构1获得的部分空气样本吸入到管道5。
荷电器2用于对空气样本进行单极荷电，荷电方式为间接荷电，以输出单极荷电空气样本。
具体地，荷电器2内具有能够对粒子进行荷电的单极空间电场，通过单极空间电场能够对空气样本中的粒子进行单极荷电，使空气样本成为单极荷电空气样本。荷电器2具体地实现方式将后续实施例中详细介绍。
可选地，荷电器2为正电荷电器，荷电器具体用于：
获取进气结构输送的空气样本。
为空气样本中的粒子荷正电，以获得具有正电粒子的单极荷电空气样本。
具体地，荷电器2中的空间电场放电产生正离子流，使正离子附着在空气样本中的粒子上，形成正电粒子，使空气样本成为单极荷电空气样本。
本实施例装置中，由于在环境中充斥着较多的负电离子，会对荷电器内的荷电过程产生影响，因此，设置高浓度的正电荷电器，抵消空气中的负电离子，可以降低外部电磁环境对荷电过程的影响，提高火灾探测的精确度。
可选地，荷电器2也可以为负电荷电器，荷电器具体用于：
获取进气结构内的空气样本。
为空气样本中的粒子荷负电，以获得具有负电粒子的单极荷电空气样本。
电荷收集器3用于获取单极荷电空气样本，并使单极荷电空气样本中不同粒径的带电粒子分离，获得不同粒径的带电粒子。
具体地，电荷收集器3内部设置有负压流体场和偏转电场。负压流体场，为进入电场的粒子提供前行动能；偏转电场内的偏转电极的极性和单极荷电器中输出的空气样本中带电粒子的极性相反，能够使进入电荷收集器3平稳前行的带电粒子的运动轨迹发生偏转。单极荷电空气样本中含有粒径不同的带电粒子，且所带单极电量也不相同，因此，带电粒子在电荷收集器3内的偏转电场中前行并发生偏转时，不同粒径的带电粒子会产生不同的偏转轨迹，从而可以对不同粒径的带电粒子进行区分，获得不同粒径的带电粒子。控制器4用于根据不同粒径的带电粒子对应的电荷量，确定火灾探测信息。
当不同粒径的带电粒子被区分后，得到不同粒径级别的带电粒子，进而可以获取同一粒径级别的带电粒子的电荷量。对于区分后的各组带电粒子，获取某组带电粒子的电荷量，为本领域现有技术，此处不再赘述。某一粒径级别的带电粒子，所具有的电荷量，与该粒径级别的带电粒子的数量相关，即该粒径级别的带电粒子的数量越多，电荷量越多，因此，该粒径级别的带电粒子的电荷量可以反映该粒径级别的带电粒子的数量，而通过该粒径级别的带电粒子的数量，可以评估目前火灾发展的阶段，例如，在火灾出现初期，小粒径粒子的数量较多，而在火灾较为严重的后期，大粒径粒子的数量较多。因此，控制器4通过根据不同粒径的带电粒子对应的电荷量，可以确定火灾探测信息。本实施例中，通过设置荷电器2、电荷收集器3、控制器4、进气结构1和检测气路负压源9，进气结构1与荷电器2的输入端连通，荷电器2的输出端与电荷收集器3连通，电荷收集器3与检测气路负压源9连通，控制器4与电荷收集器3电连接。进气结构用于获取空气样本，检测气路负压源9用于将进气结构1获取的空气样本，部分吸入到管路5送入下面流程进行检测。荷电器2用于对空气样本进行单极荷电，以输出单极荷电空气样本。电荷收集器3用于获取单极荷电空气样本，并使单极荷电空气样本中不同粒径的带电粒子分离，获得不同粒径的带电粒子。控制器4用于根据不同粒径的带电粒子对应的电荷量，确定火灾探测信息。
控制器4通过超声波流速监测模块10对整个检测气路进行气流监视，并发送参数给检测气路负压源9，调整荷电器2、电荷收集器3及其管路内的负压和流量。
由于环境空气中存在的不同粒径的粒子能够反映火灾目前所处的阶段，例如对于早期火灾来说，空气样本中存在较多的小粒径粒子，因此，对不同粒径的粒子进行荷电和分离，并根据不同粒径的带电粒子的电荷量，确定环境中的存在的不同粒径的粒子数量，进而确定环境中的火灾状态，实现及时发现早期火灾隐患。
图2为本发明实施例二提供的吸气式感烟火灾探测装置结构示意图，如图2所示，本实施例提供的吸气式感烟火灾探测装置在图1所示实施例提供的吸气式感烟火灾探测装置的基础上，对其进行细化和扩展。
本实施例中的吸气式感烟火灾探测装置还包括：凝并器6，凝并器6的输入端与进气结构1连通，凝并器6的输出端与荷电器2连通。
凝并器6设置在进气结构1和荷电器2的空气样本流通路径上，在空气样本经过进气结构1进入吸气式感烟火灾探测装置后，首先经过凝并器6的预处理，然后再进入荷电器2进行荷电。
具体地，凝并器6用于对空气样本进行碰撞凝并，以将空气样本中的微粒径粒子、小粒径粒子凝并为大粒径粒子。
当空气样本中的粒子的粒径较小时，对空气样本中的粒子进行荷电，存在荷电效率低的问题，使微粒径粒子、小粒径粒子的带电量过小，从而导致对空气样本中粒径较小的粒子的探测灵敏度低，微粒径粒子、小粒径粒子检测不准确的问题。
某一粒径段的粒子总带电量与其表面积成正比。小粒径段的粒子，单个表面积小但数量庞大，小粒径段的粒子总表面积会相对较大；大粒径段的粒子，粒子数量相对较少，但单个粒子的表面积很大。因此在荷电效率一定的情况下，大小粒径段的荷电量基本一致。因此探测装置的灵敏度对各粒径段的粒子可保持一致。对于超早期低温分解出的粒径在2nm以下的数量较大的粒子，由于其体积小，荷电效率特低，因此采用碰撞凝并的预处理，再对凝并长大后的粒子二次荷电，就可以有效的探测这一微粒径段的粒子了，对微小粒径的探测范围明显增大。
本实施例中，通过设置凝并器6对输入的空气样本进行碰撞凝并，以将空气样本中的微粒径粒子、小粒径粒子凝并为大粒径粒子，提高后续对空气样本中的微粒径粒子、小粒径粒子进行单极荷电的荷电效率，提高微粒径粒子、小粒径粒子的探测效果。
可选地，凝并器6，具体用于：
对空气样本进行双极荷电，获得双极荷电空气样本。
对双极荷电空气样本进行碰撞凝并，以将空气样本中的粒子粒径变大。
双极荷电即通过两个相反电极同时对空气样本进行荷电，既空气中有大量的同时存在的正离子和负离子，使空气样本中的粒子带有不同的电荷属性。对双极荷电空气样本进行碰撞凝并时，由于双极荷电空气样本中的带电粒子具有不同的电荷属性，相比带有单一电荷属性的粒子，增加了粒子间发生库仑力碰撞凝并的概率，提高了空气样本中的微粒径粒子、小粒径粒子的碰撞凝并效果。特别指出的是在双极荷电中，由于正负离子的浓度大，且有较长时间的空间滞留。微粒径粒子捕获单极性离子(或正或负)的概率较大，所以相互间因带电极性不同发生库仑力吸引长大，长大后再被单极性离子荷电，再和其他带异性离子的粒子吸引长大，随着此粒子粒径长大，长大后的单个粒子同时捕获正负两种离子的概率增加，这时自身正负离子的电荷相抵，呈无电性，库仑力吸引为零，即不再长大，所以凝并器6中的有效快速长大的主要是微粒径粒子和部分小粒径粒子，而部分小粒径粒子和大粒径粒子长大的特性不明显。
空气样本中的粒子包括：微粒径粒子、小粒径粒子及大粒径粒子。
可选地，微粒径粒子对应粒径为2纳米以下的粒子，小粒径粒子对应粒径为2纳米至150纳米的粒子，大粒径粒子对应粒径大于150纳米的粒子，特别说明的是，此处对粒子类型的划分，是相对光学烟感火灾探测器的探测范围进行的示意性分类，其中，使用光学烟感火灾探测器仅能探测到大粒径粒子，即150纳米以上的粒子，无法探测到微粒径粒子和小粒径粒子。而本实施例提供的吸气式感烟火灾探测装置，通过设置凝并器，可以将2nm以下或几纳米粒径的粒子的凝并长大成几十纳米的粒子，显著的提高了粒子的探测范围，进而能够更加及时的对早期火灾进行预警。
控制器4也可以根据收集到的信号判定所监测的环境的洁净等级，如洁净室的十万级、万级、千级等等，根据不同的级别，设置不同的灵敏度。
具体如，设备出厂灵敏度按照默认普通环境的监测需求设定，普通环境下空气粒子浓度每立方厘米几万个，对应设置这种普通环境下的灵敏度；如果所监测的空气样本来自洁净室内，控制器根据收到的信号，判定该被监测环境的空气粒子浓度约在每立方厘米几个，属于千级洁净室，探测器会自动或人工将灵敏度修正为当前环境下千级洁净室所对应的超高灵敏度设置。这样不仅能够发现洁净室的火灾隐患，同时还可以大面积监测洁净室的空气洁净度。目前，对千级、万级的洁净室或百级以上的局部洁净工作台或设备的洁净品质的监控，是使用了0.3μm的尘埃粒子计数器进行重点部位的不定期人工测量。而用本方法和设备，单台可以设置几十到上百个空气样本采样点，一个采样点，对应一个保护区域或保护对象，总保护面积可以达到2000平方米，这样大范围覆盖整个洁净区域或者多个局部洁净工作台。
因此含有凝并器的实施例二的吸气式感烟火灾探测装置可以推荐用于此类洁净度较高的场所。
现0.3μm的尘埃粒子计数器，使用的是激光探测的原理，其同样对几十纳米的粒子无感知，而本装置可以探测到几纳米级，更能有效的防止洁净室受到污染，造成大面积产品报废。
图3为本发明实施例二提供的吸气式感烟火灾探测装置中的凝并器的一种可选的结构示意图。
如图3所示，凝并器包括双极荷电室61和碰撞凝并室62，双极荷电室61内设置有正极荷电针611和负极荷电针612，正极荷电针611和负极荷电针612能够对应释放等量的正离子和负离子，形成离子云。空气样本由凝并器的输入端63进入双极荷电室61，631为第一过滤空气样本，632为第二过滤空气样本，632第二过滤空气样本吹过正极荷电针611和负极荷电针612表面，清洁表面，同时将正负离子吹入双极荷电室61和第一过滤空气样本混合后进入碰撞凝并室62，此时，空气样本中的粒子的带电情况为带正电、带负电或不带电。在带异性电荷的粒子之间的库仑力的作用下，空气样本中的粒子发生库仑力碰撞凝并，形成粒径更大的粒子，并由凝并器的输出端64排出。
可选地，为了进一步提高小粒径粒子的凝并效果，碰撞凝并室62的容积与凝并器内的空气样本的流量具有特定比例关系。
具体地，空气样本中的粒子在凝并器的双极荷电室61内荷电后，会在凝并器的碰撞凝并室62内进行多次碰撞凝并，使小粒径的粒子逐渐凝并增大，因此，粒子增大的程度，与粒子在碰撞凝并室62内持续碰撞凝并的时间相关，增加粒子在碰撞凝并室62内持续碰撞凝并的时间，可以增加空气样本中粒子的碰撞凝并效果。进而，当碰撞凝并室62的容积和进入凝并器内的空气样本的流量的比例关系处于特定范围内时，能够提高小粒径粒子的凝并效果。
可选地，碰撞凝并室62的容积和进入凝并器内的空气样本的流量的比例为10至180，即，空气样本在凝并器内持续的时间为10秒至180秒之间。
图4为本发明实施例三提供的吸气式感烟火灾探测装置的结构示意图，如图4所示，本实施例提供的吸气式感烟火灾探测装置在图2-所示实施例提供的吸气式感烟火灾探测装置的基础上，对其进行细化和扩展。
本实施例中的吸气式感烟火灾探测装置还包括：第一过滤器7和第二过滤器8，第一过滤器7的输入端与进气结构1连通，第一过滤器7的输出端分别与第二过滤器8的输入端和凝并器6的输入端63连通，第二过滤器的输出端与凝并器6的另一输入端63连通。
第一过滤器7比第二过滤器8的过滤材料空隙大。
第一过滤器7，用于对空气样本进行过滤，获得第一过滤空气样本。
第二过滤器8，用于对第一过滤空气样本进行过滤，获得第二过滤空气样本，既为洁净气。
可选地，第一过滤器7为粗过滤器，用于对空气样本中的与火灾探测无故的杂质和异物进行过滤，防止异物和杂质进入后对吸气式感烟火灾探测装置内的电子器件造成损坏，降低吸气式感烟火灾探测装置的维护成本，提高使用寿命。
可选地，第二过滤器8为细过滤器，用于对粗过滤器过滤后的第一过滤空气样本进行再次过滤，得到第二过滤空气样本，第二过滤空气样本为洁净空气，洁净空气中不含用于探测火灾的粒子，洁净空气中仅包括空气介质本身。
可选地，第一过滤器7和第二过滤器8本身可以由多个子过滤器组成。同时，在第一过滤器7和第二过滤器8之间，还可以根据需要设置其他过滤器，用于形成含有特定粒子成分的空气样本，从而进行特定的火灾探测，此处不对第一过滤器7和第二过滤器8的具体实现方式进行限定。
相应的，凝并器6在对空气样本进行碰撞凝并，以将空气样本中的粒子粒径变大，具体用于：
对第一过滤空气样本和第二过滤空气样本进行混合，获得具有预设粒子浓度的混合气体样本。
第二过滤空气样本，为洁净气体，对凝并器6内的荷电针611和612进行吹洗，增加荷电针611和612的使用寿命。
具体地，凝并器的输入端63包括凝并器第一输入端631和凝并器第二输入端632，凝并器第一输入端631与第一过滤器7的输出端连通，凝并器6通过凝并器第一输入端631接入经第一过滤器7过滤后输出的第一过滤空气样本，即除去了空气样本中较大粒子以及一些杂质，防止空气样本中与火灾探测无关的杂质异物进入设备，影响设备正常性能，之后在凝并器6内部对第一过滤空气样本中的粒子进行碰撞凝并。凝并器第二输入端632与第二过滤器8的输出端连通，凝并器6通过凝并器第二输入端632接入经第二过滤器8过滤后输出的第二过滤空气样本，即洁净空气。起到对荷电针吹洗保护。，同时将正负离子吹入双极荷电室61内。
可选地，第二过滤器8的输出端还可以与电荷收集器3连通，用于电荷收集器3内通入洁净空气，用于调节电荷收集器3内的粒子浓度，保护电荷收集器两端的固定端的绝缘子，提高不同粒径的带电粒子在收集器内的分级效果。可选地，第二过滤器8的输出端还可以与荷电器2相连，对高压针22吹洗保护。
可选地，进气结构1可以包括一个或多个进气管路15和管路上的一个或多个进气孔11，其内配置有排气孔12、待测空气样本入口13和特大粒子分离结构14，待测空气样本入口13与荷电器2通过管路连通。空气样本从进气孔11进入进气管路15到进气结构1内部，经过特大粒子分离结构14，特大粒子分离结构14主要用于将空气中的特大粒子去除。去除特大粒子的空气样本一大部分由排气口12排出，另一部分被检测气路负压源9从略显正压的待测空气样本入口13处吸入到管道5，经过超声波气流监测模块10，通过空气样本流通路径进入荷电器2内，进行后续的荷电过程。
可选地，进气结构1还包括吸气泵1212，吸气泵1212设置在进气结构1的进气管路15处，通过设置吸气泵1212，可以使环境中的空气样本快速地进入吸气式感烟火灾探测装置内部，提高探测效率。
检测气路负压源9，还包括负压风机91和排气口92，负压风机91用以将荷电器2、电荷收集器3及整个检测分析管路内形成低负压的气流模型，该气流模型受控于控制器4。排气口92将与进气结构1的排气口12连通，让负压风机91排出的气体和排气口12的非需要的空气样本气体汇总排出。
此负压风机产生的负压约几百帕，目前此类风机连续运转寿命可以达到10万小时以上，可完全满足消防产品长时间工作的要求。
可选地，吸气泵1212、负压风机91与控制器4电连接，超声波流量监测模块10与控制器4电连接，超声波流速监测模块10为避免变温过程中造成的测量误差，抛弃了传统的测量信号以幅度为指标的方式，而采用的是鉴相方式，即精确计量超声波发射头波形的相位和超声波接收头波形的相位时间差，转变成到精确的流速和流量。控制器4根据收到的超声波流速监测模块10的参数值后，输出信号控制负压风机91的转速，从而使负压流体场35的负压值和流量达到稳定，构成稳定的气流模型，从而使荷电器2,、电荷收集器3和环形狭窄喷射口341形成稳定平稳的气流。
控制器4通过按照预设的时间间隔向吸气泵1212发送控制指令，包括对吸气泵不间断调速，控制吸气泵1212将周围环境中的空气样本吸入进气结构1，并通过控制负压风机91转速，控制负压流体场35内的气流和负压，并将进气结构1获得的空气样本，吸入管道5进行后续检测。实现对环境中火灾的不间断监测。
可选地，荷电器2中设置有高压针22和地电极23，高压针22上带有单极直流高压电，高压针22和地电极23形成荷电空间电场24，并放电产生单极离子流，例如，正离子流。荷电器2内部还包括对撞仓25，进入荷电器2的空气样本和单极离子流在对撞仓内进行对撞和混合，单极离子会附着在空气样本中的大小粒子上，以实现对粒子的碰撞间接荷电，空气样本成为单极荷电空气样本。
可选地，进入荷电器的输入端21包括荷电器第一输入端211和荷电器第二输入端212，荷电器第一输入端211与凝并器6的输出端64连通，荷电器第二输入端212与第二过滤器8的输出端连通，荷电器第二输入端212用于接收从第二过滤器8输出的第二过滤空气样本，即洁净空气，用于吹走并携带荷电空间电场24中产生的单极离子流从地电极23的中心孔进入荷电器2的对撞仓内，使单极离子流与空气样本在对撞仓内进行碰撞荷电。同时，洁净空气也起到保护电极针不受污染。
可选地，凝并器6与控制器4电连接，控制器4通过调节凝并器6的凝并器6第一输入端和凝并器6第二输入端的流量，实现调节凝并器6内部粒子浓度的目的。
对混合气体样本进行碰撞凝并，以将空气样本中粒子粒径变大。
可选地，电荷收集器3包括：偏压极31、收集极32及由偏压极31、收集极32形成的收集电场33。
其中，偏压极31上接有直流电压，该直流电压的极性与单极荷电空气样本中带电粒子的电荷极性相反，偏压极31与收集极32形成的收集电场33使单极荷电空气样本中的带电粒子向收集极32的方向偏转。可选地，偏压极31为筒状结构，收集极32为筒状结构，收集极32设置于偏压极31筒状结构内部的轴线上。
电荷收集器3内设置有喷气导管34和负压流体场35。喷气导管34的一端通过电荷收集器3的输入端与荷电器2的输出端连通，另一端为环形狭窄喷射口341，位于偏压极31和收集极32之间的收集电场33内。负压流体场35是检测气路负压源9和电荷收集极3内部的狭长气流通道所形成的稳定平稳的负压气流模型，该模型将带电粒子从荷电器输出口吸出，经导管34，从环形狭窄喷射口341喷出，沿着狭长的气流通道前行喷出的单极荷电空气样本中的带电粒子在收集电场33的作用下，发送偏转，逐渐落在收集极32上。由于带电粒子的粒径不同，导致质量不同，进一步导致带电粒子从环形狭窄喷射口341喷出时的动能大小不同，因此动能较大的带电粒子飞行距离较远，动能较小的带电粒子飞行距离较近。可选地，收集极32具一个或以上多个子分级极，分别沿偏压极31轴向依次设置，粒径不同的带电粒子，最终落入不同的子收集极上。
可选地，电荷收集器3还具体用于：
接收控制器4发送的控制参数。
根据控制参数调整偏压极31的电压，以使单极荷电空气样本中不同粒径的带电粒子落入与带电粒子粒径对应的收集极32。具体地，通过控制器4发送的控制参数，调整偏压极31的电压，使由于粒径不同而拥有不同动能的带电粒子发生偏转后，落入与带电粒子粒径对应的收集极32，从而实现对不同粒径的带电粒子的区分。
可选地，对于单极荷电空气样本中动能过大的粒子，如扬尘大粒子等与火灾无关的大粒径粒子，对于该类粒子，由于动能过大，无法在收集电场33的作用下落入收集极32，从而排出扬尘等干扰粒子造成的火灾误报警情况，提高火灾探测的准确性。
可选地，收集极32包括大粒子收集极322和小粒子收集极321，控制器4，具体用于：
获取大粒子收集极322和小粒子收集极321中带电粒子对应的电荷量形成的电压信号或电流信号。
其中，大粒子收集极322用于收集较大粒径的粒子，小粒子收集极321用于收集较小粒径的粒子。具体地，大粒子收集极322和小粒子收集极321均设置与偏压极31内部的轴线上，小粒子收集极321距离环形狭窄喷射口341较近，由环形狭窄喷射口341喷射出的较小粒径的带电粒子，由于自身前行动能较小，迅速落下，被小粒子收集极321收集。大粒子收集极322距离环形狭窄喷射口341较远，由环形狭窄喷射口341喷射出的较大粒径的带电粒子，由于自身前行动能较大，在收集电场33内偏转的角度较平缓，导致其飞行距离较远，从而被大粒子收集极322收集。小粒子收集极321和大粒子收集极322收集到带电粒子后，分别获得带电粒子中的电荷，根据电荷量的多少，形成对应的电压信号和电流信息，根据电荷量获得电压值和电流值的方法为现有技术，此处不再赘述。
根据大粒子收集极322和/或，小粒子收集极321的电压信号或电流信号，确定对应的火灾探测信息。
具体地，大粒子收集极322与小粒子收集极321的电压信号或电流信号，分别与大粒径粒子的数量和小粒径粒子的数量是相关的，而根据大粒径粒子的数量和小粒径粒子的数量，可以判断环境中火灾所处的发展阶段，因此，根据大粒子收集极322和/或，小粒子收集极321的电压信号或电流信号，可以确定对应的火灾探测信息。
可选地，若小粒子收集极321的电压信号或电流信号大于第一预设阈值，且大粒子收集极322的电压信号或电流信号小于第二预设阈值，则生成早期火灾探测信息。若大粒子收集极322的电压信号或电流信号大于或等于第二预设阈值，则生成严重火灾探测信息。
其中，第一预设阈值和第二预设阈值，根据火灾监测的环境情况具体设置，例如，在生产车间、冶炼工厂等温度变化大，空气污染严重的复杂环境。第一预设阈值和第二预设阈值相对较高，以防止出现误报警情况。在IT机房、数据中心等较为洁净的弱电场所，第一预设阈值和第二预设阈值相对较低，以提高火灾探测的灵敏度。
可选地，收集极32可以包括多个子收集极，在控制器的控制下，多个子收集极分别对应收集不同粒径的粒子，以实现特定种类火灾的探测，其实现原理与以上通过大粒子收集极322和小粒子收集极321获取带电粒子并进行火灾探测的原理类似，此处不再赘述。
由于现有技术中的激光型吸气式感烟火灾探测设备无法探测到的火灾早期热解或阴燃产生的150nm粒径以内的烟雾粒子，无法实现真正意义上的早期报警。而云雾室型吸气式感烟火灾探测设备，由于成核原理无法探测到粒径2nm以下的火灾中产生的粒子；对火灾产生的大粒径几百纳米以上的烟雾颗粒也不敏感。因此，现有技术无法实现全粒径范围的粒子感知。
在本实施例中，通过上述吸气式感烟火灾探测装置，对火灾产成的粒子，从粒径2nm以下到几微米全粒径范围内进行感知，达到早期预警和全粒径范围的火灾监控可靠目的。
图5为本发明实施例四提供的吸气式感烟火灾探测方法的流程图，应用于如图1所示的吸气式感烟火灾探测装置，如图5所示，本实施例提供的吸气式感烟火灾探测方法包括以下几个步骤：
步骤S401，进气结构获取空气样本。
步骤S402，检测气路负压源吸入部分空气样本,让空气样本进入检测管路。
步骤S403，荷电器对空气样本进行单极荷电，以输出单极荷电空气样本。
步骤S404，电荷收集器获取单极荷电空气样本，并使单极荷电空气样本中不同粒径的带电粒子落入对应的收集极。
步骤S405，控制器根据收集极获得的电荷量，生成火灾探测信息。
本方法实施例中各步骤的具体实现方法，与图1所示的吸气式感烟火灾探测装置中的实现方案相同，此处不再赘述。
图6为本发明实施例五提供的吸气式感烟火灾探测方法的流程图，应用于如图2所示的吸气式感烟火灾探测装置，如图6所示，本实施例提供的吸气式感烟火灾探测方法在图5所示的吸气式感烟火灾探测方法的基础上，在步骤S403之前增加了对空气样本进行碰撞凝并的过程，具体包括：
步骤S501，进气结构获取空气样本。
步骤S502,检测气路负压源吸入部分空气样本,让空气样本进入检测管路。
步骤S503，凝并器对空气样本进行碰撞凝并，以将空气样本中微粒径粒子、小粒径粒子凝并为大粒径粒子。
可选地，如图7所示，步骤S503包括S5031和S5032两个具体的实现步骤：
步骤S5031，凝并器对空气样本进行双极荷电，获得双极荷电空气样本。
步骤S5032，凝并器对双极荷电空气样本进行碰撞凝并，以将空气样本中粒子粒径变大，空气样本中的粒子包括：微粒径粒子、小粒径粒子及大粒径粒子。
步骤S504，荷电器对空气样本进行单极荷电，以输出单极荷电空气样本。
步骤S505，电荷收集器获取单极荷电空气样本，并使单极荷电空气样本中不同粒径的带电粒子落入对应的收集极。
步骤S506，控制器根据收集极获得的电荷量，生成火灾探测信息。
本方法实施例中各步骤的具体实现方法，与图2所示的吸气式感烟火灾探测装置中的实现方案相同，此处不再赘述。
图8为本发明实施例六提供的吸气式感烟火灾探测方法的流程图，应用于如图4所示的吸气式感烟火灾探测装置，如图8所示，本实施例提供的吸气式感烟火灾探测方法在图6所示的吸气式感烟火灾探测方法的基础上，在步骤S503之前增加了粒子浓度控制的步骤，并对步骤S504-步骤S506进行了细化，具体包括：
步骤S601，进气结构获取空气样本。
步骤S602,检测气路负压源吸入部分空气样本,让空气样本进入检测管路。
步骤S603，凝并器对空气样本进行碰撞凝并，以将空气样本中微粒径粒子、小粒径粒子凝并为大粒径粒子。
步骤S604，荷电器获取凝并器输出的空气样本。
步骤S605，荷电器为空气样本中的粒子荷正电，以获得具有正电粒子的单极荷电空气样本。
可选地，电荷收集器包括：偏压极、收集极及由偏压极、收集极形成的收集电场。
步骤S606，电荷收集器接收控制器发送的控制参数。
步骤S607，电荷收集器根据控制参数调整偏压极的电压，以使单极荷电空气样本中不同粒径的带电粒子落入与带电粒子粒径对应的收集极。
可选地，收集极包括大粒子收集极和小粒子收集极。
步骤S608，控制器获取大粒子收集极和小粒子收集极中带电粒子对应的电荷量形成的电压信号或电流信号。
步骤S609,控制器根据获得的电压信号或电流信号，判定当前环境的洁净度，并根据洁净度，人工或自动配置相应灵敏度参数。
步骤S610，控制器根据大粒子收集极和/或，小粒子收集极的电压信号或电流信号，结合灵敏度配置，确定对应的火灾探测信息。
可选地，如图9所示，步骤S610包括S6101、S6102两个具体的实现步骤：
步骤S6101，若小粒子收集极的电压信号或电流信号大于第一预设阈值，且大粒子收集极的电压信号或电流信号小于第二预设阈值，则生成早期火灾探测信息。
步骤S6102，若大粒子收集极的电压信号或电流信号大于或等于第二预设阈值，则生成严重火灾探测信息。
本方法实施例中各步骤的具体实现方法，与图4所示的吸气式感烟火灾探测装置中的实现方案相同，此处不再赘述。
图10为本发明实施例七提供的吸气式感烟火灾探测设备结构示意图，如图10所示，吸气式感烟火灾探测设备包括：输出模块、通讯模块、操作模块和视频模块，以及如本公开实施例第一方面任一项的吸气式感烟火灾探测装置。
其中，输出模块、通讯模块、操作模块和视频模块分别与吸气式感烟火灾探测装置的控制器连接。
输出模块，用于输出控制器输出的火灾探测信号。
通讯模块，用于和外部电子设备进行通讯。
操作模块，用于用户对吸气式感烟火灾探测装置的操作。
视频模块，用于用户对易产生滋扰烟雾的地方火灾隐患的确认和排查。
视频模块，用于用户对易产生误报的区域如厨房、吸烟区域进行火灾确认和排查，确认和排查方式包括人工或自动方式。视频模块不是作为烟雾探测用，而是作为监测重点的或易产生滋扰烟雾的地方(如厨房)报警时，人工或自动通过视频内是否有移动物体来判定是否火灾隐患。
图11为本发明实施例八提供的吸气式感烟火灾探测设备结构示意图。为图10所示的实施例一的吸气式感烟火灾探测设备的基础上，使用了实施例二的吸气式感烟火灾探测装置，加入了凝并器。与图10所示的实现方式相同。
图12给出了在“热解PVC试验”中，随受热物体表面温度的增长，本发明实施列提供的吸气式感烟火灾探测设备和650nm波长激光型吸气式感烟火灾探测设备的增长有效数值对比。“热解PVC”为对PVC块加热，表面受热释放出微小颗粒物。本发明实施列提供的吸气式感烟火灾探测设备约在物体表面温度60℃左右开始感知到物体热解出的纳米粒子，增长有效数值为50；当温度达到84℃时，本发明提供的吸气式感烟火灾探测设备的增长量有效数值达到了1000。而650nm波长激光型吸气式感烟火灾探测设备，在试验的整个过程中几乎没有任何反应。
图13给出了在“明火燃烧聚氨酯”的试验中，本发明实施例提供的吸气式感烟火灾探测设备和激光型、云雾室型吸气式感烟火灾探测设备的增长量有效数值和燃烧前各探测设备所测得的环境基础数之间的百分比对比。“明火燃烧聚氨酯”属无阴燃快速燃烧，生成物的粒径较大。本发明实施例提供的吸气式感烟火灾探测设备和激光型吸气式感烟火灾探测设备在燃烧开始约2分钟有感知到试验释放的大颗粒粒子。而云雾室型吸气式感烟火灾探测设备在试验的整个过程中反应较小，其增长量有效数值远小于基础数，几乎淹没在正常的环境波动的基础数里面。
图14到图19给出了，本发明实施例提供的吸气式感烟火灾探测设备和650nm波长激光型吸气式感烟火灾探测设备在释放不同粒径和浓度的PSL球试验下的增长有效数值对比曲线。
备注：PSL微球(聚苯乙烯球)是目前标准的单分散的球形纳米球，直径从20nm到几百微米，一般作为仪器标定，医学上各种生物分子大小的比对。
洁净状态下使用专用设备如TSI3480 Aerosol Generator等产生某粒径和浓度的PSL纳米级微球，由TSI3910 NanoScan SMPS测量所产生的单位体积的球数量和中心粒径，得到数据表明，本发明实施例提供的吸气式感烟火灾探测设备对粒径20nm、50nm、100nm、150nm、200nm、250nm都有感知，而且增长量有效值特别大；而650nm波长激光型吸气式感烟火灾探测设备仅仅在探测粒径在250nm的粒子时有轻微感知，如图19，对250nm以下粒径的粒子无感知能力如图14到图18。因此在实际热解火灾探测中，本发明实施例提供的吸气式探测设备对早期的纳米级粒子释放阶段，具备非常强的探测能力，能够真正实现火灾报警的特早期探测。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和系统，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求书指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求书来限制。

Claims (11)

1.一种吸气式感烟火灾探测装置，其特征在于，包括：荷电器、电荷收集器、控制器、进气结构和检测气路负压源，所述进气结构与所述荷电器的输入端连通，所述荷电器的输出端与电荷收集器连通，所述电荷收集器的输出端和检测气路负压源相连，所述控制器与所述电荷收集器电连接；
所述进气结构用于获取空气样本；
所述荷电器用于对所述空气样本进行单极荷电，以输出单极荷电空气样本；
所述电荷收集器用于获取所述单极荷电空气样本，并使所述单极荷电空气样本中不同粒径的带电粒子分离，获得不同粒径的带电粒子；
所述检测气路负压源，将空气样本吸入荷电器和电荷收集器，并排出；
所述控制器用于根据所述不同粒径的带电粒子对应的电荷量，确定火灾探测信息。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述吸气式感烟火灾探测装置还包括：凝并器，所述凝并器的输入端与所述进气结构连通，所述凝并器的输出端与所述荷电器连通；
所述凝并器用于对所述空气样本进行碰撞凝并，以将所述空气样本中的微粒径粒子、小粒径粒子凝并为大粒径粒子。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述凝并器，具体用于：
对所述空气样本进行双极荷电，获得双极荷电空气样本；
对所述双极荷电空气样本进行碰撞凝并，以将所述空气样本中的粒子粒径变大；
所述空气样本中的粒子包括：微粒径粒子、小粒径粒子及大粒径粒子。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述吸气式感烟火灾探测装置还包括：第一过滤器和第二过滤器，所述第一过滤器的输入端与进气结构连通，所述第一过滤器的输出端分别与第二过滤器的输入端和凝并器的输入端连通，所述第二过滤器的输出端与所述凝并器的另一输入端连通；
所述第一过滤器比所述第二过滤器的过滤材料的空隙大；
所述第一过滤器，用于对所述空气样本进行过滤，获得第一过滤空气样本；
所述第二过滤器，用于对所述第一过滤空气样本进行过滤，获得第二过滤空气样本，既洁净空气；相应的，所述凝并器在对所述空气样本进行碰撞凝并，以将所述空气样本中的粒子粒径变大，具体用于：
对所述第一过滤空气样本和所述第二过滤空气样本进行混合，获得具有预设粒子浓度的混合气体样本；
所述第二过滤空气样本，是洁净气体，起到对凝并器内双极荷电针吹洗保护的作用，同时将双极荷电针之间正负离子流吹出和第一过滤空气样本混合；对所述混合气体样本进行碰撞凝并，以将所述空气样本中的粒子粒径变大。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述荷电器为正电荷电器，所述荷电器具体用于：
获取所述进气结构输送的空气样本；
为所述空气样本中的粒子荷正电，以获得具有正电粒子的单极荷电空气样本。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电荷收集器包括：偏压极、收集极及由偏压极、收集极形成的收集电场和负压流体场；所述收集极包括多个子收集极，所述电荷收集器具体用于：
所述负压流体场是所述检测气路负压源和电荷收集极的空气样本环形狭窄喷射口之间形成的赋予空气样本中的粒子前行动能的气路模型；
接收所述控制器发送的控制参数；
根据所述控制参数调整所述偏压极的电压，以使所述单极荷电空气样本中不同粒径的带电粒子落入与所述带电粒子粒径相对应的子收集极。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述控制器，具体用于：
获取各子收集极中带电粒子对应的电荷量形成的电压信号或电流信号；
根据所述各子收集极对应的电压信号或电流信号，确定对应的火灾探测信息；
所述控制器根据收集到的电压和电流信号，实时判断当前被监测环境的洁净程度，并根据当前环境洁净度，对灵敏度进行相应调整，达到最佳灵敏度的火灾监控和空气洁净度监测。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述子收集极包括大粒子收集极和小粒子收集极。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述控制器在根据所述各子收集极对应的电压信号或电流信号，确定对应的火灾探测信息时，具体用于：
若所述小粒子收集极的电压信号或电流信号大于第一预设阈值，且所述大粒子收集极的电压信号或电流信号小于第二预设阈值，则生成早期的火灾探测信息；
若所述大粒子收集极的电压信号或电流信号大于或等于第二预设阈值，则生成严重火灾探测信息。
10.一种吸气式感烟火灾探测方法，其特征在于，所述方法应用于吸气式感烟火灾探测装置，所述装置包括：凝并器、荷电器、电荷收集器、控制器、进气结构和检测气路负压源，所述方法包括：
所述进气结构获取空气样本；
所述空气样本经过凝并器，所述凝并器是将空气样本中的微小粒子凝并长大；
所述荷电器对所述空气样本进行单极荷电，以输出单极荷电空气样本；
所述电荷收集器获取所述单极荷电空气样本，并使所述单极荷电空气样本中不同粒径的带电粒子落入对应的收集极；
所述检测气路负压源在荷电器和收集器及管路内形成一个负压区，将进气结构获得的空气样本吸入荷电器和电荷收集器并排出；
所述控制器根据所述收集极获得的电荷量，生成火灾探测信息。
11.一种吸气式感烟火灾探测设备，其特征在于，包括：输出模块、通讯模块、操作模块、视频模块，以及如权利要求1-9任一项所述的吸气式感烟火灾探测装置；
其中，输出模块、通讯模块和操作模块分别与所述吸气式感烟火灾探测装置的控制器连接；
所述输出模块，用于输出所述控制器输出的火灾探测信号；
所述通讯模块，用于和外部电子设备进行通讯；
所述操作模块，用于用户对所述吸气式感烟火灾探测装置的操作；
所述视频模块，用于用户对易产生滋扰烟雾的区域如厨房、吸烟区域进行火灾确认和排查，确认和排查方式包括人工或自动方式。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112466084A (zh) * 2020-11-25 2021-03-09 江苏中实电子有限公司 一种电气火灾监控探测器及其报警方法
WO2021169327A1 (zh) * 2020-02-25 2021-09-02 王勇强 吸气式感烟火灾探测装置、方法及设备
CN115876658A (zh) * 2023-03-02 2023-03-31 北京复兰环保科技有限公司 颗粒物浓度检测装置、方法、存储介质和电子设备
CN116824789A (zh) * 2023-03-11 2023-09-29 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 一种电容式粒子分析型感烟探测器及其粒子浓度检测方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114419830A (zh) * 2022-01-26 2022-04-29 江苏南工科技集团有限公司 一种基于权值算法技术的热解粒子火灾探测早期预警方法

Citations (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1984001650A1 (en) * 1982-10-11 1984-04-26 Cerberus Ag Diffused radiation smoke detector
JPS61101260A (ja) * 1984-10-23 1986-05-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd イオン風空気清浄器
EP0405473A2 (en) * 1989-06-28 1991-01-02 Pittway Corporation Low profile detector with multi-sided source
CN2078000U (zh) * 1990-06-16 1991-05-29 煤炭科学研究总院重庆分院 烟雾探测装置
CN1565750A (zh) * 2003-06-27 2005-01-19 敖顺荣 高效空气电子过滤器
DE202009013497U1 (de) * 2009-10-07 2011-02-17 Kutzner + Weber Gmbh Partikelabscheider mit Sicherheitsabsperrung
CN201796460U (zh) * 2010-08-28 2011-04-13 东北电网有限公司大连培训中心 极早期空气采样烟雾探测系统
CN102257543A (zh) * 2008-12-19 2011-11-23 鞍点有限责任两合公司 用于火灾早期发现的方法和设备
DE202010017579U1 (de) * 2010-11-29 2012-03-02 Minimax Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zur Branddetektion in Volumina
CN203055083U (zh) * 2012-11-30 2013-07-10 西安奥赛福科技有限公司 一种多电离室感烟火焰探测器的控制电路
CN103854431A (zh) * 2012-11-30 2014-06-11 西安奥赛福科技有限公司 一种多电离室感烟火焰探测器的控制电路
CN104285140A (zh) * 2012-05-21 2015-01-14 株式会社岛津制作所 粒子数测定器
CN104464166A (zh) * 2014-12-16 2015-03-25 公安部沈阳消防研究所 一种基于开环气路的吸气式火灾探测系统及方法
CN104792676A (zh) * 2015-04-27 2015-07-22 无锡信大气象传感网科技有限公司 采用电离法测量空气纳米级颗粒浓度的方法
CN205751126U (zh) * 2016-05-17 2016-11-30 四川赛科安全技术有限公司 一种感烟迷宫
CN106226483A (zh) * 2016-09-30 2016-12-14 天津大学 一种低成本多空气质量监测传感器标定系统
CN108325749A (zh) * 2018-02-11 2018-07-27 广州市超凯贸易有限公司 一种无线通讯的城市空气处理系统
JP2018173967A (ja) * 2018-06-11 2018-11-08 ホーチキ株式会社 煙検知装置
CN110440358A (zh) * 2019-08-20 2019-11-12 延边科源新能源科技有限公司 一种空气优化系统

Family Cites Families (65)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3913082A (en) * 1973-02-02 1975-10-14 Jenson Robert S Ionization aerosol detector
US4053776A (en) * 1976-05-25 1977-10-11 The United States Of America As Represented By Thesecretary Of The Interior Sub-micron particle detector
US4266219A (en) * 1978-09-18 1981-05-05 Baker Industries, Inc. Supervisory control system for a smoke detector
US4213047A (en) * 1978-10-25 1980-07-15 General Signal Corporation Smoke detector having unipolar ionization chamber
US4967187A (en) * 1989-05-15 1990-10-30 Research Equipment Corporation Method and apparatus for particle concentration detection using a cloud chamber
US5353879A (en) * 1989-12-18 1994-10-11 Kabushiki Kaisha Nagao Kogyo Door having smoke reducing apparatus associated therewith
GB9901764D0 (en) 1999-01-28 1999-03-17 Secr Defence Fire detection method
US7057168B2 (en) * 1999-07-21 2006-06-06 Sionex Corporation Systems for differential ion mobility analysis
US6960987B2 (en) * 2001-09-21 2005-11-01 Hochiki Corporation Fire alarm system, fire sensor, fire receiver, and repeater
US7196631B1 (en) * 2003-06-20 2007-03-27 Michael Dziekan Method of utilizing existing fire alarm systems and existing smoke detectors to detect aerolized radioactive material
US20060120516A1 (en) * 2004-12-02 2006-06-08 Armbruster Peter J Method and apparatus for providing push-to-talk based execution of an emergency plan
WO2008034080A2 (en) * 2006-09-15 2008-03-20 Nano-Proprietary, Inc. Smoke detector
US7649450B2 (en) * 2006-10-05 2010-01-19 Campion Jr Christopher M Method and apparatus for authenticated on-site testing, inspection, servicing and control of life-safety equipment and reporting of same using a remote accessory
EP2119687A4 (en) * 2007-01-12 2011-08-17 Ngk Insulators Ltd METHOD FOR PRODUCING A WAVE STRUCTURE
WO2008142801A1 (en) * 2007-05-21 2008-11-27 Shimadzu Corporation Charged-particle condensing device
US20120160997A1 (en) * 2007-09-21 2012-06-28 Richard Lee Fink Non-radioactive ion sources with ion flow control
US7493816B1 (en) * 2007-09-28 2009-02-24 Honeywell International Inc. Smoke detectors
US20120146798A1 (en) * 2009-07-08 2012-06-14 Michael Dziekan Method of utilizing ionization chambers to detect radiation and aerosolized radioactive particles
CA2762561C (en) * 2010-12-23 2021-01-26 Michael L. Hennegan Fire sprinkler system having combined detection and distribution piping
FR2970102B1 (fr) * 2010-12-31 2012-12-28 Jacques Lewiner Detecteur de fumee
CN102500559B (zh) * 2011-11-10 2013-07-10 中国科学院合肥物质科学研究院 一种在线分级纳米级粒子粒径的装置
US9176088B2 (en) * 2011-12-14 2015-11-03 Microchip Technology Incorporated Method and apparatus for detecting smoke in an ion chamber
US9207209B2 (en) * 2011-12-14 2015-12-08 Microchip Technology Incorporated Method and apparatus for detecting smoke in an ion chamber
US9189940B2 (en) * 2011-12-14 2015-11-17 Microchip Technology Incorporated Method and apparatus for detecting smoke in an ion chamber
US8884771B2 (en) * 2012-08-01 2014-11-11 Microchip Technology Incorporated Smoke detection using change in permittivity of capacitor air dielectric
CN103257095B (zh) 2013-05-14 2015-10-14 中国环境科学研究院 排放源中细颗粒物的分级检测方法和装置
US9911317B2 (en) * 2013-10-03 2018-03-06 Tyco Safety Products Canada Ltd. Method and system for determining maintenance needs and validating the installation of an alarm system
US9060393B1 (en) * 2013-11-27 2015-06-16 Best Digital Co. Ltd. Light control system added security function based on CPTED and method thereof
US20160225243A1 (en) * 2015-02-04 2016-08-04 Liron ALBASS Fire alarm apparatus and method
AU2015398910B2 (en) * 2015-06-18 2018-10-04 Hochiki Corporation Fire alarm system and testing method therefor
CN105354972A (zh) * 2015-11-30 2016-02-24 无锡拓能自动化科技有限公司 基于粒子测量的早期火灾报警方法
JP6321063B2 (ja) * 2016-02-29 2018-05-09 能美防災株式会社 火災監視システム及び煙感知器
US20170374722A1 (en) * 2016-06-22 2017-12-28 Lightfox Ltd. Lighting Fixture Controlling Device, Light Controlling System and Method for Controlling Energy Consumption
DE102017204261A1 (de) * 2016-07-12 2018-01-18 Minimax Gmbh & Co. Kg Verfahren und unbemanntes Fahrzeug zur Überprüfung von Brandschutzkomponenten
EP3531386B1 (en) * 2016-10-24 2024-06-12 Hochiki Corporation Fire monitoring system
JP6968681B2 (ja) * 2016-12-21 2021-11-17 ホーチキ株式会社 火災監視システム
CN107138277B (zh) 2017-04-20 2018-10-23 中国科学院合肥物质科学研究院 集成自由离子捕集功能的单极性颗粒物荷电装置及方法
CN107185344A (zh) * 2017-07-12 2017-09-22 合肥中亚环保科技有限公司 一种复合袋式电凝除尘器
CA3020553A1 (en) * 2017-10-17 2019-04-17 Pierre Desjardins Interconnecting detector
US20190197855A1 (en) * 2017-12-22 2019-06-27 Carrier Corporation Emergency notification system and method
CN108120623B (zh) 2018-01-12 2023-09-01 西华大学 一种柴油机排气颗粒物分级采样装置及其控制方法
CN115311834A (zh) * 2018-02-02 2022-11-08 西门子瑞士有限公司 安全性设备检查
CN109085097B (zh) 2018-06-07 2021-02-02 中国科学院合肥物质科学研究院 一种集成荷电和分级技术的超细颗粒物分析器
EP3610927A1 (en) * 2018-08-15 2020-02-19 Marioff Corporation OY System integrating aspiration smoke detector with deluge fire suppression system
CN109635883B (zh) 2018-11-19 2023-04-18 北京大学 基于深度堆叠网络的结构信息指导的中文字库生成方法
CN109858010B (zh) 2018-11-26 2023-01-24 平安科技（深圳）有限公司 领域新词识别方法、装置、计算机设备和存储介质
CN109469533B (zh) 2018-11-28 2021-04-20 江苏大学 一种控制微纳米级颗粒数量的可变电压凝并装置
CN109709004B (zh) 2018-12-14 2021-06-25 中国科学院合肥物质科学研究院 尾气颗粒物数浓度和质量浓度同时测量的测量系统及方法
EP3671680A1 (de) * 2018-12-18 2020-06-24 Siemens Schweiz AG Brand- oder rauchmelder
CN110479066A (zh) * 2019-08-22 2019-11-22 王正春 一种复合式油烟净化装置
US11132891B2 (en) * 2019-08-27 2021-09-28 Honeywell International Inc. Self-testing fire sensing device
CN210665415U (zh) 2019-08-28 2020-06-02 王勇强 一种可连续工作的微小粒子探测用荷电装置
CN210401139U (zh) 2019-08-28 2020-04-24 王勇强 一种可连续工作的微小粒子探测用荷电收集器
ES2932701T3 (es) * 2019-12-23 2023-01-24 Carrier Corp Detector de puntos para sistema de alarma contra incendios
CN111402540B (zh) * 2020-02-25 2021-08-24 王勇强 吸气式感烟火灾探测装置、方法及设备
CN113587975A (zh) * 2020-04-30 2021-11-02 伊姆西Ip控股有限责任公司 用于管理应用环境的方法、设备和计算机程序产品
EP3913350A1 (en) * 2020-05-22 2021-11-24 Carrier Corporation Aspirating detection system and method
US20220036722A1 (en) * 2020-08-03 2022-02-03 Healthcare Integrated Technologies Inc. Emergency remote data access based on an emergency communication link and sensor data
US11232703B1 (en) * 2020-09-17 2022-01-25 Honeywell International Inc. Verification of visual inspection of a fire control system having self-testing components
US11170621B1 (en) * 2021-03-19 2021-11-09 Thomas H. Hillery Smoke alarm system
EP4075402A1 (en) * 2021-04-15 2022-10-19 Honeywell International Inc. Live status notification of response personnel actions to building owner/operators
US11798387B2 (en) * 2021-04-15 2023-10-24 Honeywell International Inc. Determination and notification of a location of a building safety system event
US11875666B2 (en) * 2021-05-11 2024-01-16 Honeywell International Inc. Power source arrangements for self-testing alarm systems
US11694540B1 (en) * 2021-12-17 2023-07-04 Honeywell International Inc. Fire events pattern analysis and cross-building data analytics
US11900791B2 (en) * 2022-04-26 2024-02-13 Honeywell International Inc. Self-testing fire sensing device for confirming a fire

Patent Citations (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1984001650A1 (en) * 1982-10-11 1984-04-26 Cerberus Ag Diffused radiation smoke detector
JPS61101260A (ja) * 1984-10-23 1986-05-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd イオン風空気清浄器
EP0405473A2 (en) * 1989-06-28 1991-01-02 Pittway Corporation Low profile detector with multi-sided source
CN2078000U (zh) * 1990-06-16 1991-05-29 煤炭科学研究总院重庆分院 烟雾探测装置
CN1565750A (zh) * 2003-06-27 2005-01-19 敖顺荣 高效空气电子过滤器
CN102257543A (zh) * 2008-12-19 2011-11-23 鞍点有限责任两合公司 用于火灾早期发现的方法和设备
DE202009013497U1 (de) * 2009-10-07 2011-02-17 Kutzner + Weber Gmbh Partikelabscheider mit Sicherheitsabsperrung
CN201796460U (zh) * 2010-08-28 2011-04-13 东北电网有限公司大连培训中心 极早期空气采样烟雾探测系统
DE202010017579U1 (de) * 2010-11-29 2012-03-02 Minimax Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zur Branddetektion in Volumina
CN104285140A (zh) * 2012-05-21 2015-01-14 株式会社岛津制作所 粒子数测定器
CN203055083U (zh) * 2012-11-30 2013-07-10 西安奥赛福科技有限公司 一种多电离室感烟火焰探测器的控制电路
CN103854431A (zh) * 2012-11-30 2014-06-11 西安奥赛福科技有限公司 一种多电离室感烟火焰探测器的控制电路
CN104464166A (zh) * 2014-12-16 2015-03-25 公安部沈阳消防研究所 一种基于开环气路的吸气式火灾探测系统及方法
CN104792676A (zh) * 2015-04-27 2015-07-22 无锡信大气象传感网科技有限公司 采用电离法测量空气纳米级颗粒浓度的方法
CN205751126U (zh) * 2016-05-17 2016-11-30 四川赛科安全技术有限公司 一种感烟迷宫
CN106226483A (zh) * 2016-09-30 2016-12-14 天津大学 一种低成本多空气质量监测传感器标定系统
CN108325749A (zh) * 2018-02-11 2018-07-27 广州市超凯贸易有限公司 一种无线通讯的城市空气处理系统
JP2018173967A (ja) * 2018-06-11 2018-11-08 ホーチキ株式会社 煙検知装置
CN110440358A (zh) * 2019-08-20 2019-11-12 延边科源新能源科技有限公司 一种空气优化系统

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021169327A1 (zh) * 2020-02-25 2021-09-02 王勇强 吸气式感烟火灾探测装置、方法及设备
US11961378B2 (en) 2020-02-25 2024-04-16 Yongqiang Wang Aspirating smoke sensing device, method, and apparatus for fire detection
CN112466084A (zh) * 2020-11-25 2021-03-09 江苏中实电子有限公司 一种电气火灾监控探测器及其报警方法
CN115876658A (zh) * 2023-03-02 2023-03-31 北京复兰环保科技有限公司 颗粒物浓度检测装置、方法、存储介质和电子设备
CN116824789A (zh) * 2023-03-11 2023-09-29 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 一种电容式粒子分析型感烟探测器及其粒子浓度检测方法

Also Published As

Publication number Publication date
AU2020431574A1 (en) 2022-08-18
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