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拒絕誤報!實例測試這款A(yù)DI煙霧探測器!

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(shè)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?,F(xiàn)有的煙感方案如電離傳感器,光電傳感器構(gòu)成的產(chǎn)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(shè)計。而光電傳感器,可以更早的對陰燃物體產(chǎn)生的煙霧進行報警,從而提前預(yù)防火災(zāi)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(jīng)驗的軟件人員將其與真實的煙霧區(qū)分出來。


ADI 推出的ADPD188BI則可以完美解決此問題。該產(chǎn)品主要針對與北美市場 UL217 Rev8 的標(biāo)準(zhǔn)需求而設(shè)計。經(jīng)過系統(tǒng)測試,ADPD188BI 方案完全可以符合 UL217 的標(biāo)準(zhǔn)需求。該產(chǎn)品采用雙光電管的設(shè)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(zhì)的尺寸。以達到區(qū)分真實煙霧和干擾源的目的。拒絕誤報!實例測試這款A(yù)DI煙霧探測器!


《基于ADPD188BI煙霧探測器設(shè)計要求和集成解決方案》

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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(jié)果,工程師采用歐標(biāo)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(jié)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。


拒絕誤報!實例測試這款A(yù)DI煙霧探測器! 圖一 拒絕誤報!實例測試這款A(yù)DI煙霧探測器! 圖二

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。


拒絕誤報!實例測試這款A(yù)DI煙霧探測器! 圖三 拒絕誤報!實例測試這款A(yù)DI煙霧探測器! 圖四

圖五與圖六顯示遮蔽率為 0.4 時,ADPD188BI 的初始值??梢钥吹狡渌{光和紅外光平均 PTR 值約為 12.13。比值約為 1.005。


拒絕誤報!實例測試這款A(yù)DI煙霧探測器! 圖五 拒絕誤報!實例測試這款A(yù)DI煙霧探測器! 圖六

“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(yīng)標(biāo)準(zhǔn)中的遮光比(如12%/foot)這兩個參數(shù),判斷所測量的物質(zhì)是否屬于真實燃燒帶來的煙霧?!?/span>


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(shù),可以幫助判斷真實煙霧的發(fā)生。


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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)


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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。


以上是Abel針對氣溶膠測試的實驗結(jié)果??梢钥闯?,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(jù)。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(chǎn)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(jié)果如下透視圖:

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高溫水汽和抽煙 PTR 結(jié)果


上圖前半部分的突起,是用電水壺?zé)_后所產(chǎn)生的高溫蒸汽輸出。剔除掉結(jié)露的結(jié)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。


拒絕誤報!實例測試這款A(yù)DI煙霧探測器!經(jīng)過一段時間的吹風(fēng)冷卻和水汽清理,后半段可以看到抽煙所產(chǎn)生的輸出變化,當(dāng)然這個距離傳感器較近,輸出的值是煙霧遮蔽率較高的結(jié)果,最大可以到 25nW/mW 左右。


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上圖可以很好地展現(xiàn)PTR 比率對判斷物質(zhì)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(jié)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(jù),從而最大程度的減小誤報率。




此產(chǎn)品設(shè)計的應(yīng)用意義

針對以上測試結(jié)果,大家可以很容易地將該產(chǎn)品置于環(huán)境較為復(fù)雜的區(qū)域來預(yù)防和監(jiān)控火災(zāi)的發(fā)生,比如:
  • 浴室,可以降低水霧對產(chǎn)品的誤報干擾。
  • 廚房,可以降低廚房油煙對產(chǎn)品的誤報干擾。
  • 倉庫,可以降低粉塵對產(chǎn)品的誤報干擾。
通過傳感器雙管的拓撲架構(gòu),實現(xiàn)增加對環(huán)境狀態(tài)的判斷的依據(jù),降低算法上的難度,實現(xiàn)更加可靠的報警。


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