來源：羅姆半導體社區

現如今傳感器的應用范圍可以說是越來越廣了。不管是科研還是生活方面，傳感器總能占有一席之地。其中不得不提的就是在各項搶險救災中屢展英姿的火災探測器了，火災探測器是消防火災自動報警系統中，對現場進行探查，發現火災的設備。火災探測器是系統的“感覺器官”，它的作用是監視環境中有沒有火災的發生。一旦有了火情，就將火災的特征物理量，如溫度、煙霧、氣體和輻射光強等轉換成電信號，并立即動作向火災報警控制器發送報警信號。

火災探測器是火災探測系統最重要的組成部分之一，它至少含有一個能連續或以一定頻率周期探測物質燃燒過程中所產生的各種物理、化學現象的傳感器, 并且至少能向控制和指示設備提供一個適合的信號。傳統火災探測器的探測原理是基于火災過程中的物理參量, 如粒子密度, 溫度, 火焰的電學、光學特性變化來進行火災識別, 這種識別模式很難可靠地發現早期火災, 如感煙探測器不能探測到酒精火焰, 感溫探測器不易探測到陰燃火。在現代高大空間建筑中, 當存在遮擋和環境干擾的時候, 常規的感煙、感溫探測器由于火災燃燒產物在空間傳播受空間高度和面積的影響, 很難對火災發生快速響應。近年來, 由于氣體傳感技術有了長足的進步, 氣體傳感器和傳統火災探測器結合形成多元參數復合探測技術, 以及開發研究新型火災氣體傳感器, 已成為火災探測領域的趨勢.

其基本功能就是對物質燃燒過程中產生的各種氣、煙、熱、光(火焰)等表征火災信號的物理、化學參量做出有效響應, 并轉化為計算機可接收的電信號, 供計算機分析處理。火災探測器一般由敏感元件 傳感器、處理單元和判斷及指示電路組成, 其中敏感元件 傳感器可以對一個或幾個火災參量起監視作用,做出有效響應, 然后經過電子或機械方式進行處理, 并轉化為電信號 。

而它的類型又分以下幾種：

感煙火災探測器

感煙火災探測器是一種響應燃燒或熱解產生的固體或液體微粒的火災探測器，是使用量最大的一種火災探測器。因為它能探測物質燃燒初期所產生的氣溶膠或煙霧粒子濃度，因此，有的國家稱感煙火災探測器為“早期發現”探測器。

常見的感煙火災探測器又有離子型、光電型等幾種。

離子感煙探測器

由內外兩個電離室為主構成。外電離室（即檢測室）有孔與外界相通，煙霧可以從該孔進入傳感器內；內電離室（即補償室）是密封的，煙霧不會進入。火災發生時，煙霧粒子竄進外電離室，干擾了帶電粒子的正常運行，使電流、電壓有所改變，破壞了內外電離室之間的平衡，探測器就會產生感應而發出報警信號。

光電感煙探測器

內部有一個發光元件和一個光敏元件，平常由發光元件發出的光，通過透鏡射到光敏元件上，電路維持正常，如有煙霧從中阻隔，到達光敏元件上的光就會顯著減弱，于是光敏元件就把光強的變化轉換成電流的變化，通過放大電路發出報警信號。

吸氣式感煙探測器

一改傳統感煙探測器等待煙霧飄散到探測器被動進行探測的方式，而是采用新的理念，即主動對空氣進行采樣探測，當保護區內的空氣樣品被吸氣式感煙探測器內部的吸氣泵吸入采樣管道，送到探測器進行分析，如果發現煙霧顆粒，即發出報警。

在各種災害中，火災是嚴重威脅公眾安全和社會發展的主要災害之一。引起火災的原因有很多種，常見的原因如電器使用不當、吸煙起火、生活用火不當等。

火災對人身以及財產安全都會造成很大的影響，特別是人身安全這一塊。一旦發生火災，空氣中的氧氣就會逐漸減少，而氧氣在人體呼吸中是不可或缺的角色，長時間缺氧會造成昏迷甚至死亡。另外火災的高溫也會使人虛脫，燃燒產生的煙塵會對呼吸系統以以及眼鼻黏膜造成損傷。

因此我們有必要把預防火災落實到平時的生活以及工作中，把安全放在第一位，這就需要有完善的火災預警報警系統，通過網絡即時將信息進行傳達，建立起一種常態的防火防災模式。

為了預警火災，必須要建立物聯網火災預警系統，將火災在萌芽時候的信息發出警報并傳送到遠程。

在一個典型的火災報警過程中，火災探測器在整個火災報警系統居于核心地位，火災探測器的性能直接決定了火災預警的準確性和及時有效性。而火災探測器的核心就是氧氣傳感器，氧氣傳感器之于火災報警系統就相當于傳感器之于物聯網的關系。傳感器好比人的眼耳口鼻，但又不僅僅只是人的感官那么簡單，它甚至能夠采集到更多的有用信息。既然如此，就可說這些傳感器是整個物聯網系統工作的基礎，正是因為有了傳感器，物聯網系統才有內容傳遞給“大腦”。

而火災探測器的內部構造也大有花樣：

敏感元件：敏感元件作為火災探測器構造的一部分可將火災燃燒的特征物理量轉換成電信號。

電路：將敏感元件轉換所得的電信號進行放大并處理成火災報警控制器所需的信號。

轉換電路

它將敏感元件輸出的電信號變換成具有一定幅值并符合火災報警控制器要求的報警信號。它通常包括匹配電路、放大電路和閾值電路。具體電路組成形式取決于報警系統所采用的信號種類，如電壓或電流階躍信號、脈沖信號、載頻信號和數碼信號等。

抗干擾電路

由于外界環境條件，如溫度、風速、強電磁場、人工光等因素，會對不同類型的探測器正常工作受到影響，或者造成假信號使探測器誤報。因此，探測器要配置抗干擾電路來提高它的可靠性。常用的有濾波器、延時電路、積分電路、補償電路等。

保護電路

用來監視探測器和傳輸線路的故障。檢查試驗自身電路和元件、部件是否完好，監視探測器工作是否正常；檢查傳輸線路是否正常（如探測器與火災報警控制器之間連接導線是否通）。它由監視電路和檢查電路組成。

指示電路

用以指示探測器是否動作。探測器動作后，自身應給出顯示信號。這種自身動作顯示通常在探測器上設置動作信號燈，稱作確認燈。

接口電路

用以完成火災探測器和火災報警控制器問的電氣連接，信號的輸入和輸出，保護探測器不致因安裝錯誤而損壞等作用。

它是探測器的機械結構。其作用是將傳感元件、電路印刷板、接插件、確認燈和緊固件等部件有機地連成一體，保證一定的機械強度，達到規定的電氣性能，以防止其所處環境如光源、陽光、灰塵、氣流、高頻電磁波等干擾和機械力的破壞。

在火災預警系統中，選擇準確而靈敏的氧氣傳感器是十分重要的。我們都知道燃燒需要氧氣，而密閉空間內氧氣含量是一定的。當火災發生后，火焰燃燒不斷消耗氧氣，導致空間內氧氣濃度會迅速降低，反應靈敏的氧氣傳感器就會迅速測到氧氣濃度低于規定的閾值，然后發送火災信號到控制端。氧氣報警傳感器一般的報警設置是低報19.5%，高報23.5%。在一般環境中，人們吸進的空氣，按體積計算，氧氣占20.93%，二氧化碳占0.03%；呼出的氣體中，二氧化碳上升到約占3.5%，氧氣下降到約占17%。氧氣濃度超過23%的危害不在于對人體有危害，而在于消防意義上的危害。 當氧氣濃度超過23%，有些物質會引起燃燒，并且是劇烈燃燒。

氧氣傳感器KE-25非常適合用于火災報警檢測。氧氣傳感器 KE-25特性：長壽命；不受CO2，CO，H2S，NOx，H2影響；低成本；在常溫下工作；信號輸出穩定；無需外部電源；不需加熱。

審核編輯黃昊宇