技術領域：

本發(fā)明涉及感煙探測器性能檢測，特別是一種用于評測感煙探測器抗粉塵瞬態(tài)干擾性能的試驗裝置與試驗方法。

背景技術：
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由于感煙探測器多采用光散射原理，在氣流的作用下，粉塵進入探測器的探測腔內(nèi)，會產(chǎn)生光散射信號，導致探測器模擬量值在短時間內(nèi)升高而產(chǎn)生誤報警，因此空氣中懸浮的粉塵是引發(fā)感煙探測器誤報警的主要原因。火災安全科學國際協(xié)會(iafss)、美國國家標準技術研究院(nist)以及美國火災消防工程師協(xié)會(sfpe)做出的一份評估指出，居室、商業(yè)建筑、公共機構的感煙火災探測系統(tǒng)可靠性在67％到86％之間，還有很大的空間需要提升。

不同品牌的探測器由于其辨識算法和探測腔結構有所不同，其抵抗粉塵的短時間瞬態(tài)干擾性能有所不同。而實際工程應用中，不同場所的粉塵濃度具有較大的差別，如普通民用住宅空氣中顆粒物含量較低，半封閉式場館、隧道等場所則會相對高一些，而在戶外、工業(yè)場所以及環(huán)境干擾比較嚴重的場所則可能具有較高的粉塵濃度。因此，感煙探測器應根據(jù)其抗粉塵瞬態(tài)干擾能力，應用于特定的環(huán)境場所。但目前，國內(nèi)外尚缺乏能夠定量評價感煙探測器抗粉塵瞬態(tài)干擾性能的試驗裝置及方法。

gb/t2423.37-2006/iec60068-2-68:1994《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗》對電工電子產(chǎn)品規(guī)定了不同的“沙塵試驗”方法，主要評價沙塵對電工電子產(chǎn)品的一般性影響，例如沙塵導致接觸故障、運動軸承卡死、表面磨損以及通風孔或過濾器的堵塞等。這些試驗方法對于測試火災探測器由于粉塵干擾導致的誤報或者工作點漂移是不合適的，因此在火災探測報警領域一直沒有采用這些試驗方法對火災探測器進行測試。此外，gb/t2423.37-2006/iec60068-2-68:1994《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗》中規(guī)定的沙塵試驗箱不能控制粉塵濃度的穩(wěn)定，因此不能用于進行定量的感煙探測器粉塵污染試驗。

美國ul標準ul268-2006《smokedetectorsforfirealarmsignalingsystem》(感煙火災探測器)及ul217-2015《standardforsafetysmokealarms》(煙霧報警器安全標準)中規(guī)定了火災探測器粉塵試驗方法，該方法的目的是測試火災探測器在大濃度粉塵污染后是否仍能正常工作。但該試驗中試驗裝置不能實現(xiàn)內(nèi)部粉塵濃度的定量控制，無法進行感煙火災探測器抗粉塵瞬態(tài)干擾性能的定量評測。

技術實現(xiàn)要素：
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針對現(xiàn)有技術存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種用于評測感煙探測器抗粉塵瞬態(tài)干擾性能的試驗裝置與試驗方法，為正確評價感煙探測器的抗粉塵瞬態(tài)干擾性能提供科學依據(jù)。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的評測感煙探測器抗粉塵瞬態(tài)干擾性能的試驗裝置，包括試驗箱體、粉塵發(fā)生裝置和試驗參數(shù)監(jiān)控裝置，所述試驗箱體的頂壁內(nèi)側設有探測器固定盤，所述試驗參數(shù)監(jiān)控裝置包括設于所述探測器固定盤上的風速計、溫濕度計和設于所述試驗箱體內(nèi)的光學煙密度計，在所述探測器固定盤上關于其軸心對稱設置有兩只探測器底座；所述試驗箱體內(nèi)包括上部粉塵混合區(qū)和下部粉塵沉降區(qū)，所述上部粉塵混合區(qū)對應的試驗箱體側壁設有補塵口，所述下部粉塵沉降區(qū)內(nèi)設有加熱器，所述試驗箱體底部連接有循環(huán)泵，所述循環(huán)泵分別連接有粉塵輸送通道和粉塵排放通道，所述粉塵輸送通道的吹塵口位于所述上部粉塵混合區(qū)內(nèi)，所述粉塵排放通道與所述試驗箱體的排塵口連接，其上設有電動閥門；所述粉塵發(fā)生裝置包括空氣壓縮機、與空氣壓縮機連接的粉塵發(fā)生器，所述粉塵發(fā)生器通過管道與所述補塵口連接。

所述試驗箱體還包括控制柜，所述控制柜控制所述循環(huán)泵、所述加熱器、所述振蕩器和所述電動閥門的啟動與關閉，所述風速計和所述溫濕度計與所述控制柜的控制面板通過串口鏈接。

所述粉塵發(fā)生器上設有用于控制加塵速率的旋鈕，所述粉塵發(fā)生器的加塵速率范圍為0.3～50mg/s。

所述吹塵口到所述補塵口所在的試驗箱體側壁的垂直距離等于所述吹塵口到所述試驗箱體頂壁的垂直距離。

所述兩只探測器底座所在的直線垂直于所述吹塵口的氣流方向。

所述光學煙密度計的粉塵光學濃度m值測量范圍至少為0-2db/m，測量精度為0.01db/m。

所述試驗箱體內(nèi)的粉塵濃度范圍為(1mg/m³-500mg/m³)±10％。

本發(fā)明還提供一種利用上述評測感煙探測器抗粉塵瞬態(tài)干擾性能的試驗裝置進行抗粉塵瞬態(tài)干擾性能評測的試驗方法，包括以下步驟：

步驟1、設定試驗條件：包括試驗箱體內(nèi)的初始粉塵濃度低于0.01db/m；溫度為23±5℃；相對濕度為＜25％；感煙探測器周圍氣流流速為0.5±0.1m/s；

步驟2、選取兩只同型號感煙探測器，其中對于選取具有可變響應閾值的感煙探測器，其響應閾值的設置相同，之后安裝在試驗箱體內(nèi)的探測器固定盤上，使其處于正常監(jiān)視狀態(tài)并穩(wěn)定運行15min；

步驟3、啟動加熱器和循環(huán)泵，使試驗箱體內(nèi)溫度、相對濕度與感煙探測器周圍氣流流速達到試驗條件要求；啟動空氣壓縮機和粉塵發(fā)生器，以一定的速率通入粉塵，使光學煙密度計采集的試驗箱體內(nèi)的粉塵光學濃度m值的增長在一定范圍內(nèi)，同時觀察感煙探測器的狀態(tài)，具體的，把試驗按照粉塵濃度的不同分為四個等級，分別是模擬環(huán)境干擾比較嚴重的場所的第ⅰ級：其環(huán)境參數(shù)粉塵光學濃度m值為0.5db/m、減光率為10.9％/m，模擬一般場所的第ⅱ級：其環(huán)境參數(shù)粉塵光學濃度m值為0.088db/m、減光率為2％/m，模擬潔凈場所的第ⅲ級：其環(huán)境參數(shù)粉塵光學濃度m值為0.035db/m、減光率為0.8％/m，和模擬無塵場所的第ⅳ級：其環(huán)境參數(shù)粉塵光學濃度m值為小于0.035db/m、減光率為小于0.8％/m；當兩只感煙探測器進行第ⅰ和第ⅱ等級試驗時，通入粉塵的速率應滿足0.19dbm^-1min^-1≤△m/△t≤0.418dbm^-1min^-1，試驗箱體內(nèi)的粉塵光學濃度m值的增長范圍為0～1db/m，當m＝1db/m或其中一只感煙探測器發(fā)出報警信號時試驗結束，當兩只感煙探測器進行第ⅲ和第ⅳ等級試驗時，通入粉塵的速率應滿足0.015dbm^-1min^-1≤△m/△t≤0.1dbm^-1min^-1，試驗箱體內(nèi)的粉塵光學濃度m值的增長范圍為0～0.088db/m，當m＝0.088db/m或其中一只感煙探測器發(fā)出報警信號時試驗結束；

步驟4、根據(jù)試驗結果進行判斷：當試驗箱體內(nèi)粉塵濃度達到各個試驗等級下粉塵光學濃度m值對應的粉塵濃度時，兩只感煙探測器均未報警，表示該型號感煙探測器通過該等級試驗，該型號感煙探測器通過的最高等級作為其抗粉塵瞬態(tài)干擾能力等級。

由上述技術方案可知，本發(fā)明的有益效果：

利用本發(fā)明試驗裝置和試驗方法可精確控制粉塵濃度在較小濃度下以一定速率增長，并模擬空間粉塵產(chǎn)生與火災煙霧相似的變化，測試感煙探測器的響應情況，評估感煙探測器的抗粉塵瞬態(tài)干擾的能力，從而為確定感煙探測器適合使用的環(huán)境場所提供依據(jù)。

附圖說明：

圖1為本發(fā)明實施例提供的評測感煙探測器抗粉塵瞬態(tài)干擾性能的試驗裝置的結構示意圖；

圖2為圖1中探測器固定盤的結構示意圖；

本實施例中：1-試驗箱體，2-探測器固定盤，3-光學煙密度計，4-溫濕度計，5-風速計，6-吹塵口，7-補塵口，8-粉塵發(fā)生器，9-空氣壓縮機，10-循環(huán)泵，11-加熱器，12-電動閥門，13-排塵口，14-控制柜，15-探測器底座，16-控制和顯示設備連接處，17-氣流方向，18-粉塵輸送通道，19-粉塵排放通道。

具體實施方式：

下面結合附圖和實施例，對本發(fā)明作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。

如圖1所示，本發(fā)明提供一種評測感煙探測器抗粉塵瞬態(tài)干擾性能的試驗裝置，包括試驗箱體1、粉塵發(fā)生裝置和試驗參數(shù)監(jiān)控裝置。所述試驗箱體1包括上下兩部分，上部分是1000mm×1000mm×1000mm的立方體形，其內(nèi)部空間為上部粉塵混合區(qū)，下部分是底邊邊長為1000mm，高為1000mm的正四棱錐體形，其內(nèi)部空間為下部粉塵沉降區(qū)。所述上部粉塵混合區(qū)對應的試驗箱體1左側壁設有補塵口7，所述補塵口7與所述上部粉塵混合區(qū)的底面的垂直距離為100mm。所述試驗箱體的前側面為可手動開啟的門。

所述下部粉塵沉降區(qū)內(nèi)設有加熱器11，可以對試驗箱體1內(nèi)部加熱，最高可到50℃，并且起到烘干的作用，使試驗箱體1內(nèi)溫濕度在一定范圍內(nèi)；所述試驗箱體1底部連接有循環(huán)泵10，所述循環(huán)泵10分別連接有粉塵輸送通道18和粉塵排放通道19，所述粉塵輸送通道18的吹塵口6位于所述上部粉塵混合區(qū)內(nèi)，所述粉塵排放通道19與所述試驗箱體1的排塵口13連接，其上設有電動閥門12；所述試樣箱體1還包括控制柜14，所述控制柜14控制所述循環(huán)泵10、所述加熱器11和所述電動閥門12的啟動與關閉。

所述粉塵發(fā)生裝置包括空氣壓縮機9和粉塵發(fā)生器8，所述粉塵發(fā)生器8產(chǎn)生的粉塵通過所述補塵口7進入到試驗箱體1內(nèi)。所述粉塵發(fā)生器8通過串口與計算機相連接，可通過計算機中的程序控制粉塵發(fā)生器8的啟動關閉，并能控制粉塵發(fā)生器的加塵速率，所述粉塵發(fā)生器的加塵速率范圍為0.3～50mg/s。

所述試驗參數(shù)監(jiān)控裝置包括光學煙密度計3、風速計5、溫濕度計4，所述試驗箱體1的頂壁內(nèi)側設有直徑為240mm的探測器固定盤2，如圖2所示，所述風速計5和所述溫濕度計4均安裝在所述探測器固定盤2上，所述光學煙密度計3固定在所述試驗箱體1內(nèi)并位于所述上部粉塵混合區(qū)，在所述探測器固定盤2上關于其軸心前后對稱設置有兩個探測器底座15用于固定感煙探測器，所述吹塵口6到所述補塵口7所在的試驗箱體1左側壁的垂直距離等于所述吹塵口6到所述試驗箱體1頂壁的垂直距離，為200mm；且所述兩只探測器底座15所在的直線垂直于所述吹塵口6的氣流方向，因此兩只感煙探測器受到的氣流均勻，粉塵濃度基本一致。所述風速計5和所述溫濕度計4與所述控制柜14的控制面板通過串口鏈接，因此，試驗箱體1內(nèi)的溫度、濕度和風速可在控制面板上實時顯示；所述光學煙密度計3通過串口與計算機相連接，用于采集試驗箱體1內(nèi)所述探測器固定盤2附近的粉塵光學濃度數(shù)據(jù)，并通過計算機實時顯示，所述光學煙密度計3的粉塵光學濃度m值測量范圍至少達到0～2db/m，精度為0.01db/m，計算機是根據(jù)光學煙密度計3反饋的數(shù)據(jù)，來調(diào)節(jié)粉塵發(fā)生器8的加塵速率進而調(diào)節(jié)和控制試驗箱體1內(nèi)的粉塵濃度的。

在試驗過程中，所述空氣壓縮機9產(chǎn)生的壓縮空氣流經(jīng)所述粉塵發(fā)生器8，粉塵通過所述補塵口7進入試驗箱體1內(nèi)，所述循環(huán)泵10可控制試驗箱體1內(nèi)部形成穩(wěn)定循環(huán)的氣流，參照圖1，可將部分沉降到所述下部粉塵沉降區(qū)的粉塵再次從所述吹塵口6吹出，使得粉塵形成循環(huán)通路，進一步地，所述粉塵發(fā)生器8上設有用于控制加塵速率的旋鈕，調(diào)節(jié)所述旋鈕可在粉塵循環(huán)過程中進行微量補塵，此閉環(huán)控制可實現(xiàn)所述試驗箱體1內(nèi)粉塵濃度在(1mg/m³-500mg/m³)±10％可控。所述循環(huán)泵10的功率大小可調(diào)節(jié)，其功率范圍應使得所述探測器固定盤2附近的氣流速度在0～2m/s范圍內(nèi)可調(diào)，可調(diào)精度應達到0.05m/s。所述試驗箱體1內(nèi)始終保持標準大氣壓強。

利用上述試驗裝置進行感煙探測器抗粉塵瞬態(tài)干擾性能的評測時，為了使感煙探測器根據(jù)其抗粉塵瞬態(tài)干擾能力，應用于特定的環(huán)境場所，現(xiàn)給出如表1所示的感煙探測器抗粉塵瞬態(tài)干擾能力等級標準，依據(jù)表1來判斷感煙探測器的抗粉塵干擾能力以及適于使用的場所。

表1點型感煙探測抗粉塵瞬態(tài)干擾能力分級

表1中涉及到的關鍵參數(shù)設定依據(jù)：

同一等級的粉塵光學濃度m值和減光率數(shù)據(jù)可互相換算，且一一對應。

m值0.5db/m參考已經(jīng)作廢的國家標準gb4715-1993《點型感煙火災探測器技術要求及試驗方法》中靈敏度劃分的一級靈敏度要求。應用于一般場所的探測器設置在最高靈敏度時(抗粉塵瞬態(tài)干擾能力最差時)所能抵抗的瞬態(tài)干擾的粉塵濃度為一般場所和環(huán)境干擾比較嚴重場所的分級依據(jù)，即粉塵濃度達到該參數(shù)時探測器未報警，探測器抗粉塵干擾能力最強，符合ⅰ級要求，探測器可應用于環(huán)境干擾比較嚴重場所。

減光率2％/m為國家標準gb15631-2008《特種火災探測器》中吸氣式的響應閾值分類方法中靈敏與普通的分級參數(shù)，響應閾值大于2％/m探測器類型為普通。即瞬態(tài)干擾試驗時，粉塵濃度達到該參數(shù)時探測器未報警，則探測器具有一定的抗粉塵干擾能力，符合ⅱ級要求，可應用于一般場所。

國家標準gb15631-2008《特種火災探測器》中吸氣式的響應閾值分類方法中靈敏與高靈敏的分級參數(shù)：響應閾值大于0.8％/m小于等于2％/m為靈敏，則瞬態(tài)干擾試驗時，粉塵濃度達到0.8％/m時探測器未報警，則探測器抗粉塵干擾能力較差，符合ⅲ級要求，可應用于潔凈場所；響應閾值小于0.8％/m為高靈敏，探測器在瞬態(tài)干擾試驗時粉塵濃度達到0.8％/m前報警，探測器不具有抗粉塵干擾能力，符合ⅳ級要求，適合使用于無塵場所。

實施例1：

某型號感煙火災探測器將安裝到隧道中，該型號探測器需要進行ⅰ和ⅱ等級粉塵瞬態(tài)干擾試驗。利用上述評測感煙探測器抗粉塵瞬態(tài)干擾性能的試驗裝置，按照本發(fā)明試驗方法，對該型號感煙火災探測器抗粉塵干擾能力進行試驗評測：

(1)設定試驗條件：包括試驗箱體內(nèi)的初始粉塵濃度低于0.01db/m；溫度為23±5℃；相對濕度為＜25％；感煙探測器周圍氣流流速為0.5±0.1m/s；

(2)選取2只該型號感煙火災探測器，其響應閾值設置相同；將所述2只該型號感煙火災探測器安裝在試驗箱體內(nèi)的探測器固定盤上，通過總線連接到火災報警控制器，使其處于正常監(jiān)視狀態(tài)并穩(wěn)定運行15min；

(3)啟動加熱器和循環(huán)泵，使試驗箱體內(nèi)溫度、相對濕度與感煙探測器周圍氣流流速達到試驗條件要求；啟動空氣壓縮機和粉塵發(fā)生器，通入粉塵的速率滿足0.19dbm^-1min^-1≤△m/△t≤0.418dbm^-1min^-1(參考國家標準gb4715-2005《點型感煙火災探測器》附錄h試驗火sh2-棉繩陰燃火圖h.3)，當m值達到0.5db/m時，所述2只該型號感煙火災探測器均未發(fā)出火災報警信號；

(4)判定結論：該型號探測器滿足ⅰ級要求，具有較強的抗粉塵干擾能力，適合使用于環(huán)境干擾比較嚴重場所(包括隧道場所)。

實施例2：

某型號感煙火災探測器將安裝到某酒店疏散走道、電梯前室、房間中，該型號探測器需要進行ⅰ和ⅱ等級粉塵瞬態(tài)干擾試驗。利用上述評測感煙探測器抗粉塵瞬態(tài)干擾性能的試驗裝置，按照本發(fā)明試驗方法，對該型號感煙火災探測器抗粉塵干擾能力進行試驗評測：

(1)設定試驗條件：包括試驗箱體內(nèi)的初始粉塵濃度低于0.01db/m；溫度為23±5℃；相對濕度為＜25％；感煙探測器周圍氣流流速為0.5±0.1m/s；

(2)選取2只該型號感煙火災探測器，其響應閾值設置相同；將所述2只該型號感煙火災探測器安裝在試驗箱體內(nèi)的探測器固定盤上，通過總線連接到火災報警控制器，使其處于正常監(jiān)視狀態(tài)并穩(wěn)定運行15min；

(3)啟動加熱器和循環(huán)泵，使試驗箱體內(nèi)溫度、相對濕度與感煙探測器周圍氣流流速達到試驗條件要求；啟動空氣壓縮機和粉塵發(fā)生器，通入粉塵的速率滿足0.19dbm^-1min^-1≤△m/△t≤0.418dbm^-1min^-1(參考國家標準gb4715-2005《點型感煙火災探測器》附錄h試驗火sh2-棉繩陰燃火圖h.3)，當m值達到0.088db/m時，其中一只該型號感煙火災探測器發(fā)出火災報警信號，另一只該型號感煙火災探測器未發(fā)出火災報警信號；

(4)判定結論：該型號探測器不滿足ⅱ級要求，抗粉塵能力較差，不適合使用于一般場所(包括酒店疏散走道、電梯前室、房間等)。

實施例3：

某型號吸氣式感煙火災探測器將安裝到某大型機房中，該型號探測器需要進行ⅲ和ⅳ等級粉塵瞬態(tài)干擾試驗。利用上述評測感煙探測器抗粉塵瞬態(tài)干擾性能的試驗裝置，按照本發(fā)明試驗方法，對該型號感煙火災探測器抗粉塵干擾能力進行試驗評測：

(1)設定試驗條件：包括試驗箱體內(nèi)的初始粉塵濃度低于0.01db/m；溫度為23±5℃；相對濕度為＜25％；感煙探測器周圍氣流流速為0.5±0.1m/s；

(2)選取2只該型號感煙火災探測器，其響應閾值設置相同；將所述2只該型號感煙火災探測器安裝在試驗箱體內(nèi)的探測器固定盤上，通過總線連接到火災報警控制器，使其處于正常監(jiān)視狀態(tài)并穩(wěn)定運行15min；

(3)啟動加熱器和循環(huán)泵，使試驗箱體內(nèi)溫度、相對濕度與感煙探測器周圍氣流流速達到試驗條件要求；啟動空氣壓縮機和粉塵發(fā)生器，通入粉塵的速率滿足：0.015dbm^-1min^-1≤△m/△t≤0.1dbm^-1min^-1(參考國家標準gb4715-2005《點型感煙火災探測器》4.1.5節(jié)響應閾值的測量)，當m值達到0.035db/m時，所述2只該型號感煙火災探測器均未發(fā)出火災報警信號；

(4)判定結論：該型號探測器滿足ⅲ級要求，可安裝于潔凈場所(包括大型機房)。

上述3個實施例中都默認選取的感煙探測器不會發(fā)生故障，因為本發(fā)明的方法是對感煙探測器的抗粉塵干擾能力進行評測，需要感煙探測器在正常運行的情況下進行評測。

最后應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明權利要求所限定的范圍。