隨著社會進步，城市化發(fā)展越來越快速，人類對消防安全的重視程度越來越高。而煙感報警設備作為消防安全體系中重要的一部分，被越來越多的人接受和使用。現(xiàn)有的煙感方案如電離傳感器，光電傳感器構成的產品，可以很好的測量煙霧。一般電離傳感器方案，會比較快的對傳統(tǒng)煙霧進行報警，這取決于煙腔迷宮的設計。而光電傳感器，可以更早的對陰燃物體產生的煙霧進行報警，從而提前預防火災的發(fā)生。但這兩種方式，對燒焦的漢堡或水蒸氣干擾情況的辨識度較差，容易發(fā)生誤報，需要很有經驗的軟件人員將其與真實的煙霧區(qū)分出來。
技術型授權分銷商Excelpoint世健公司向我們推薦了ADI公司一款可以解決此問題的新產品——ADPD188BI。該產品主要針對與北美市場UL217Rev8的標準需求而設計。經過系統(tǒng)測試，ADPD188BI方案完全可以符合UL217的標準需求。該產品采用雙光電管的設計，芯片集成紅外光加上藍光的LED，通過不同波長的發(fā)射光，可以通過比率的方式，來間接判斷被測物質的尺寸，以達到區(qū)分真實煙霧和干擾源的目的。
對此，ADI代理商——Excelpoint世健公司的工程師Abel Bian在實驗室進行了一系列測試。下圖展示了一些測試結果，工程師采用歐標的測試煙箱，對氣溶膠煙霧進行檢測。
圖一、圖三和圖五是ADPD188BI評估板顯示的采樣值和藍光與紅外光的PTR(接收光與發(fā)射光功率的比值)比值。圖中SlotA表示藍光的PTR值，SlotB表示紅外光的PTR值,這樣做的目的是可以最大程度的減小噪聲干擾對結果的影響。
圖一與圖二顯示遮蔽率為0時，ADPD188BI的初始值。可以看到其藍光和紅外光平均PTR值約為11.53。比值約為0.970。
圖三與圖四顯示遮蔽率為0.2時，ADPD188BI的初始值?？梢钥吹狡渌{光和紅外光平均PTR值約為11.73。比值約為0.983。
圖五與圖六顯示遮蔽率為0.4時，ADPD188BI的初始值。可以看到其藍光和紅外光平均PTR值約為12.13。比值約為1.005。
“我們可以通過平滑濾波來對所看到的PTR值進行處理，來進行煙霧報警判斷，這與之前的方式如出一轍?！盇bel表示，“第二，我們也可以通過PTR的比值上升的斜率，和對應標準中的遮光比(如12%/foot)這兩個參數，判斷所測量的物質是否屬于真實燃燒帶來的煙霧?！?/p>
之后，Abel又做了一個實驗，但由于實驗條件有限，他只是使用簡易的加濕器來模擬水霧的情況。通過這個實驗可以看到，此時PTR的比率是十分重要的參數，可以幫助判斷真實煙霧的發(fā)生。
【PTRA/PTRB顯示了所有采樣輸出PTR比率的變化趨勢，這表明了在不同遮光比下，PTR比率也是會發(fā)生微小的變化(PRTA表示藍光、PTRB表示紅外光)】
【紅外光和藍光的PTR輸出值，表明了煙霧濃度的變化程度，可以看到PRTA對煙霧濃度的變化相對PRTB的更加敏感?！?/p>
以上是Abel針對氣溶膠測試的實驗結果。可以看出，在精度上，可以實現(xiàn)非常精細的采集，而且多出來的PTR比率信息，可以讓軟件人員得到更多的判斷依據。在更低遮光比下，提前判斷出真實的火焰發(fā)生。
最后，為了展現(xiàn)該產品對于不同煙源所展現(xiàn)的輸出變化，他又測試了高溫水汽和人吸煙的煙霧輸入。具體結果如下透視圖：
上圖前半部分的突起，是用電水壺燒開后所產生的高溫蒸汽輸出。剔除掉結露的結果后的圖形，可以看到，在遇到高溫水汽的時候，兩種光的PTR的值會瞬間上升，超過35nW/mW。
經過一段時間的吹風冷卻和水汽清理，后半段可以看到抽煙所產生的輸出變化，當然這個距離傳感器較近，輸出的值是煙霧遮蔽率較高的結果，最大可以到25nW/mW左右。
【PTRA/PTRB的結果，高溫水汽與人體呼出的煙霧】
上圖可以很好地展現(xiàn)PTR比率對判斷物質的重要性。前半段可以看出，高溫水汽的PTR比率瞬間上升，比值也接近1.8左右。后半段的PTR比值上升相對緩慢，而且比值在1.55左右。
實驗結論
比率信息不可以單獨作為區(qū)分真實煙霧和干擾煙霧，軟件人員可通過PTR值的上升速度和最終比值，做相對穩(wěn)定的實驗統(tǒng)計，并以此來作為判斷煙霧類型的依據，從而最大程度的減小誤報率。
此產品設計的應用意義
針對以上測試結果，大家可以很容易地將該產品置于環(huán)境較為復雜的區(qū)域來預防和監(jiān)控火災的發(fā)生，比如：
-浴室，可以降低水霧對產品的誤報干擾。
-廚房，可以降低廚房油煙對產品的誤報干擾。
-倉庫，可以降低粉塵對產品的誤報干擾。
通過傳感器雙管的拓撲架構，實現(xiàn)增加對環(huán)境狀態(tài)的判斷的依據，降低算法上的難度，實現(xiàn)更加可靠的報警。
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