一氧化碳传感器在火灾探测中的应用解析

我们都知道火灾发生时气体燃烧产物主要为CO，CO2，H2O，其产生比燃烧烟要早得多（几十分钟至几个小时），而且不同于火灾烟气中的烟雾颗粒，气体需要更少的热量驱动就可以快速上升，由于环境中的湿度的影响，通常不把H2O作为火灾探测参数。CO是极早期火灾的特有标志，由于一般情况下，CO在空气中的含量极低，即使在CO含量较高的厨房等环境里，CO的含量也均在20×10-6以下。但是，在火灾过程中，几乎每种物质均要产生不充分燃烧的CO，特别是阴燃阶段的火灾更是如此，由火灾孕育到剧烈燃烧，CO经历由无到有，由小到大，然后逐渐减小的规律性变化过程，而且CO比空气密度小，更容易漂浮到天花板上的火灾探测器，实现早期预警。假火灾源一般不产生CO，或其量值极小。因此CO适合于火灾早期探测。这对于火灾探测器的布置和在较早的时间捕捉到火灾发生信息非常重要。

    对于火灾中CO的生成情况，国内外相关研究人员进行了很多试验，如Jackson和Kobins在1994年给出了实验测得的欧洲6种标准火：木材明火、木材热解、棉花阴燃火、聚氨酯塑料泡沫明火、正庚烷明火、酒精明火等，单位面积内大的CO生成量。

    Pfister也于1997年在实验过程中，监测并记录了几种标准火CO生成量的变化过程。CO的浓度在火灾发生后的一定时间内，均有一定程度的上升，并明显高于火灾未发生时环境中的CO的浓度。

    为评价一氧化碳传感器对各种火的适应性，英国研究人员采用欧洲标准EN54规定的6种实验火对CO传感器、感温探测器和光束式感烟等7种探测器做了对照实验。试验证明CO传感器是受试的7种探测器中惟一对6种试验火都做出响应的探测器。

    英国研究人员作了有限区域（封闭衣橱起火，废纸篓起火）燃烧试验，在任何感烟探测器响应前25min，火灾产生的CO浓度便达到50×10-6，CO传感器就可以响应。

    另外，真实火灾情况试验表明，在大多数情况下，包括那些有强迫通风的情况下，CO可作为一种良好的火灾指示气体，在火灾可能以阴燃形式出现时，如住宅区和办公室火灾，CO则是火灾指示气体。在这些火灾中，有效的CO浓度可在烟被探测到之前数小时出现。

    以往，由于人们认识不足及早期CO传感器探测灵敏度低、功耗高、成本高等缺点限制了它的应用，近年来，一氧化碳传感技术有了一定突破，功耗显著降低，灵敏度及寿命都有所提高。为尽早报警及适应特殊环境要求，应尽量采用CO作为火灾探测参数，同时CO与其他参数的复合探测，加以各种新的探测算法的应用会进一步增加报警的可靠性及灵敏性。CO传感器的引用以及新的探测方法的使用对火灾探测的及时性的提高误报率的降低具有深远意义。