[发明专利]一种强制气流型开放式气室

说明书

技术领域

本发明属于建筑物火灾早期监测预警技术领域，涉及一种用于建筑物早期火灾预警系统中火灾特征气体浓度动态检测的气室。

背景技术

随着科学技术的发展，特别是二极管激光吸收光谱技术的发展与进步，理论上可以采用二极管激光吸收光谱技术对火灾形成初期所产生的微量有害气体进行探测，而且具有灵敏度高、光谱分辨率高、响应速度快、气体选择性和本质安全性好的特点，不仅检测结果更准确、更可靠、更迅速，而且使得火灾预警时间明显提前，为火灾扑救赢得宝贵时间，在火灾形成的初期实施扑救，最大可能地减少人员伤亡和财产损失。因此，将二极管激光吸收光谱技术应用于火灾早期监测预警具有重大经济、社会效益，应用前景广阔。

气室也称为气体吸收池，是光谱吸收技术探测火灾形成初期所产生的微量特征气体的传感器的核心部件，气室的结构对气体浓度检测的灵敏度、光源的能量利用率、及探测器信号的信噪比都有明显影响。为了保证气体浓度检测的灵敏度，通常要求气体吸收光程在10m以上。

传统的多次反射池主要有White型和Herriott型以及它们的改进型。图1为White型多次反射池的光路示意图，它由三个球面镜组成。图2为Herriott型长程池，它由两个近共焦的等焦距凹面反射镜组成。这些气室的优点是体积小，吸收光程大，气室长度一般为200～300mm，但吸收光程可达十数米，甚至100m。

但是，这些气室存在的共同问题是光反射次数多，少则十数次(气室长度1m),多则数十次，甚至数百次。反射次数的增多带来不利影响，一是反射次数越多,光能损失越大，光能利用率越低；二是，光是在反射镜之间往返反射,对单色性极好的激光很容易产生干涉条纹,这些干涉条纹在探测器上形成光学噪声,使探测器信号信噪比降低；三是，光路调整困难，现场使用安装难度大且长期稳定性有待考证。因此设计一种用于建筑物早起火灾微量特征气体监测的大空间、强制气体型开放式气室具有重要的工程价值和社会经、经济效益，也是建筑物早起火灾预警系统的技术关键之一。

发明内容

本发明的目的是在保证气体吸收光程大于探测系统所需的最短吸收光程(通常为10米)的前提下，简化气室结构，提高光能利用率，规避干涉条纹，提高探测器输出信号的信噪比，保证检测数据可靠。此外考虑气室需要安装在被检测的物理空间，气室的结构尽可能符合室内装饰的要求。

为了实现上述目标，本发明采取以下技术措施：

一种强制气流型开放式气室，包括在建筑物内部安装的进气口单元、出气口单元以及在进气口单元和出气口单元之间设置的密封连接通道，所述的出气口单元与建筑物的通风井管路相通；所述的进气口单元内部设置有光源安装座，供气体浓度光谱吸收探测系统的光源安装；所述的出气口单元内部设置有探测器安装座，供气体浓度光谱吸收探测系统的探测器安装；所述气体浓度光谱吸收探测系统的光源到探测器之间的检测光路与气体在气室内的流动路径重合，且大于气体浓度光谱吸收探测系统所需的最短吸收光程，所述的出气口单元内设置气体流速调整装置。

上述强制气流型开放式气室中，密封连接通道由多只弯管单元和直管单元组合而成，在弯管单元的弯头内部设置有反射镜，供光路从弯管单元的入射端反射至出射端。

上述强制气流型开放式气室中，弯管单元进气端轴线与出气端轴线的交点位于反射镜的反射面上，所述反射镜反射面的法线为进气端轴线与出气端轴线夹角的角分线。

上述强制气流型开放式气室中，反射镜的位置可通过设置在弯头内的紧定螺钉来微调。

上述强制气流型开放式气室中，密封连接通道的截面形状为圆形、正方形或矩形。

上述强制气流型开放式气室中，密封连接通道由多只直管单元组合而成。

上述强制气流型开放式气室中，最短吸收光程大于10m。

上述强制气流型开放式气室中，直管单元内部设置传感器安装座，供温度和压力传感器安装。

上述强制气流型开放式气室中，出气口单元的进气端轴线和出气端轴线垂直，所述的探测器底座安装在正对进气端的位置上。

上述强制气流型开放式气室中，密封连接通道的部件之间通过密封垫进行密封连接。

与已有的各种气室相比，本发明的气室具有如下特点：

一、气室为单通道强制流通式结构，气体在气室中流动时流经整个气室，保证在气体浓度检测时不存在“死气”。同一楼层监测点的气室出气口用集气管并联后通过楼宇的通风井与外界连通，同时气室出气口单元并联汇总处设置气体流速调整装置，调整气体在气室中的流动速度，以确保检测的需要。