當(dāng)前巴西的森林大火無情的侵蝕著亞馬遜叢林，讓全世界關(guān)注這個(gè)占全球森林20%的面積、生活著世界上50%以上物種的世界之肺的命運(yùn)。據(jù)稱，這場大火是當(dāng)?shù)剞r(nóng)民們?yōu)榱嗽谟炅种虚_墾適應(yīng)種植的田地引火燒毀叢林導(dǎo)致的。事實(shí)上，類似的大火新聞報(bào)道總是層出不窮：前不久的巴黎一把大火燒毀了法國文化標(biāo)志建筑巴黎圣母院讓世界扼腕；兩年前發(fā)生在英國倫敦西部一棟24層公寓大樓大火，在全世界直播畫面中，數(shù)十人被燒死的悲慘讓人心緊……

在科技文明十分發(fā)到的今天，我們總是會(huì)發(fā)現(xiàn)最原始的威脅依然存在于我們身邊，我們的現(xiàn)代科技真的無能為力嗎？對(duì)此，大量的消防科技開發(fā)企業(yè)一定是不同意的！事實(shí)上，全球很多國家大量鋪設(shè)了消防設(shè)施，其中包括防范火災(zāi)的煙霧探測裝置廣泛應(yīng)用于我們的生活環(huán)境中，成功避免了大量的火災(zāi)事故。然而，數(shù)據(jù)顯示導(dǎo)致死亡的火災(zāi)現(xiàn)場60%沒有配備煙霧報(bào)警器，23%的導(dǎo)致死亡的火災(zāi)現(xiàn)場都安裝了煙霧報(bào)警器，但卻因?yàn)轭l繁錯(cuò)誤報(bào)警而被認(rèn)為禁用。

傳統(tǒng)的電離煙霧探測解決方案與光電探測方案對(duì)比分析

煙霧探測器傳統(tǒng)上是采用電離報(bào)警器構(gòu)建。然而，現(xiàn)在開始向光電煙霧報(bào)警器發(fā)展。相比光電煙霧報(bào)警器，電離報(bào)警器能夠更快速地檢測到快速燃燒的火災(zāi)，通常要快30秒到90秒。檢測速度之所以存在這種差異，是因?yàn)闊熿F擴(kuò)散到煙霧腔中會(huì)有一個(gè)時(shí)間延遲。

但是，光電煙霧報(bào)警器對(duì)陰燃火災(zāi)的響應(yīng)速度要快得多，通?？?0分鐘到50分鐘。光電煙霧報(bào)警器也不易發(fā)生滋擾報(bào)警，例如燒焦吐司或淋浴蒸汽等并不會(huì)引發(fā)報(bào)警。美國保險(xiǎn)商實(shí)驗(yàn)室（UL）將于2020年發(fā)布新版UL-217和UL-268標(biāo)準(zhǔn)，北美的所有煙霧報(bào)警器都必須符合這些標(biāo)準(zhǔn)。商業(yè)和住宅煙霧探測器正在重新設(shè)計(jì)，以滿足這些新標(biāo)準(zhǔn)。

光電煙霧報(bào)警器使用多個(gè)波長的光源，因而可以區(qū)分微粒大小。借助多個(gè)波長，煙霧報(bào)警器得以區(qū)分不同類型的煙霧和常見的干擾源，從而提高煙霧報(bào)警器排除干擾源和避免誤報(bào)的能力。ADI集成光學(xué)模塊ADPD188B集成一個(gè)模擬前端、光電二極管、藍(lán)光和紅外LED，以實(shí)現(xiàn)煙霧和氣霧劑檢測，并利用2個(gè)LED波長有助于區(qū)分顆粒大小以減少誤報(bào)。此外，其模擬前端 （AFE） 和集成設(shè)計(jì)可以改善電源管理，從而延長電池壽命。

此外，電離檢測器使用輻射源（镅-241）讓空氣離子化，放入電場和測量電流，煙霧會(huì)中斷電流。此類方案適合用于測量小顆粒，但是由于方案使用放射源容易引發(fā)健康方面的額擔(dān)憂，而且檢測慢燃/陰燃火源的效果不佳。光電檢測器向取樣容器（LED）發(fā)射光，測量散射光（光電二極管）從而實(shí)現(xiàn)煙霧探測。這類解決方案適合用于測量大顆粒，通常需要使用煙室來抑制環(huán)境光，減少/避免灰塵和昆蟲/蜘蛛進(jìn)入，而煙室降低系統(tǒng)性能、增加響應(yīng)時(shí)間。因此，當(dāng)今典型的光學(xué)檢測器采用向前散射，長度為幾厘米，收集數(shù)據(jù)需要較長路徑。

而基于ADPD188BI用于煙霧和氣霧劑檢測的光學(xué)模塊采用了反向散射，使用兩種顏色來支持確定顆粒大小。全集成發(fā)光二極管、光電二極管、AFE、ADC、發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)器和時(shí)序內(nèi)核，從而使得體積更?。?.8mmx5mmx0.9mm），具有高度環(huán)境光抑制性能。除了滿足UL217第8版和其他機(jī)構(gòu)的要求外，還具有兩種顏色支持粗略顆粒尺寸測定，能實(shí)現(xiàn)更多的設(shè)計(jì)和集成選項(xiàng)，包括無煙室設(shè)計(jì)，簡化組裝流程和供應(yīng)鏈管理。更關(guān)鍵的是，該解決方案能區(qū)分不同的顆粒大小來排除生活中可能出現(xiàn)的干擾，大大提高探測準(zhǔn)確度，從而避免頻繁誤報(bào)。

基于ADPD188BI的光電式煙霧檢測系統(tǒng)測試

根據(jù)UL-217第8版煙霧探測器規(guī)范中列出的全套煙霧測試，對(duì)ADPD188BI進(jìn)行評(píng)估。任何在北美銷售的煙霧探測器都必須通過這些測試才能獲得UL認(rèn)證。通過表征系統(tǒng)對(duì)這些煙霧源的響應(yīng)，這些測試向煙霧探測器制造商顯示采用ADPD188BI的最終煙霧探測器設(shè)計(jì)的預(yù)期性能，并為分類和閾值設(shè)置算法提供指導(dǎo)。

所有測試均在美國伊利諾伊州迪爾菲爾德的保險(xiǎn)商實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。測試的操作和參考數(shù)據(jù)的收集均由UL人員完成。所有ADPD188BI硬件和軟件均由ADI公司人員維護(hù)和操作。在UL試驗(yàn)室內(nèi)，每個(gè)煙霧警報(bào)器位置處的煙霧遮蔽水平由安裝在煙霧探測器測試位置附近的光電管光束組件監(jiān)測，該組件與煙霧源相距預(yù)定距離（根據(jù)所進(jìn)行的UL測試確定）。UL參考光束測量煙霧遮蔽水平與時(shí)間的關(guān)系，用每英尺遮蔽百分比表示。收集光束數(shù)據(jù)并加上時(shí)間標(biāo)記，以與ADPD188BI傳感器數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)。

ADPD188BI煙霧檢測器經(jīng)過以下測試：

紙張燃燒測試 – UL217 par. 51.2

木頭燃燒測試 – UL217 par. 51.3

明燃的聚氨酯泡沫試驗(yàn) – UL217 par. 51.4

陰燃煙霧測試 – UL217 par. 52

陰燃聚氨酯泡沫試驗(yàn) – UL217 par. 53

烹飪干擾煙霧測試 – UL217 par. 54

灰塵測試 – UL217 par. 68

炫目測試 – EN14604（歐洲標(biāo)準(zhǔn)）

庚烷測試 - 以前的UL217要求，在版本8中被聚氨酯測試取代，仍然包括在一些歐洲規(guī)范中。

結(jié)論

ADPD188BI是一種利用雙波長技術(shù)進(jìn)行光學(xué)煙霧和氣霧檢測的光學(xué)模塊，ADPD188BI模塊中集成的ADPD1080模擬前端具有出色的光抑制性能，因此它能通過EN14604眩目測試，并支持實(shí)現(xiàn)成本更低的無腔煙霧探測器設(shè)計(jì)。

該器件已在美國保險(xiǎn)商實(shí)驗(yàn)室按照UL217煙霧探測器認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了測試。收集每個(gè)測試的數(shù)據(jù)，并將參考光束響應(yīng)與ADPD188BI的藍(lán)光和紅外響應(yīng)時(shí)間對(duì)準(zhǔn)來生成曲線。在所有測試中，ADPD188BI響應(yīng)與參考數(shù)據(jù)符合得很好，證明該傳感器能夠檢測UL217全套測試中的所有煙霧。