第四节
可燃气体探测报警系统

可燃气体探测报警系统是火灾自动报警系统的独立子系统，属于火灾预警系统。该系统适用于使用、生产或聚集可燃气体或可燃液体蒸汽的场所。在泄漏或聚集可燃气体浓度达到爆炸下限前发出报警信号，提醒专业人员排除火灾、爆炸隐患，实现火灾的早期预防，避免火灾、爆炸事故的发生。

一、可燃气体探测报警系统的组成

可燃气体探测报警系统的组成示意如图4-19所示。可燃气体探测报警系统由可燃气体报警控制器、可燃气体探测器和声光警报器组成，能够在保护区域内泄漏可燃气体的浓度低于爆炸下限的条件下提前报警，从而预防由于可燃气体泄漏引发的火灾和爆炸事故的发生。

可燃气体报警控制器是用于为所连接的可燃气体探测器供电，接收来自可燃气体探测器的报警信号，发出声、光报警信号和控制信号，指示报警部位，记录并保存报警信息的装置。可燃气体探测器能对泄漏的可燃气体响应，自动产生报警信号并向可燃气体报警控制器传输报警信号机泄漏可燃气体浓度信息的器件。

可燃气体探测报警系统根据所用技术的不同而有不同的结构形式，如图4-20所示为系统结构图，应用的是总线技术，系统由监控中心、通用控制器及现场探测器组成，网络拓扑结构为总线方式。监控中心与控制器之间的信息交互通过CAN总线进行，控制器与探测器之间通过RS-485通信线进行数字量传输通信。

1.监控中心

监控中心采用带CAN卡的PC工况主机，以实现对整个系统的监测管理和控制。具有系统初始参数（如系统回路数、每个回路所带点数的配置、波特率、输出控制等）设置，人机界面（监测状态设置、探测点巡检、数据的显示、报警、远程控制等），系统通信，数据库管理等功能模块。另外，如果用户需要，还可以在主机上配置以太网卡，形成局域网络或者形成广域网络，实现可燃气体监测报警系统与其他管理子系统的网络通信和监控。

2.控制器

区域控制器选择通用型报警控制器，它一方面不断与探测器进行通信，采集探测器的信号，并对这些信息进行计算处理、统计评估。再根据预设的有关规则，把这些不同程度的信息转化为适当的报警动作指标。另一方面通过CAN总线与监控中心以及不同区域控制器、联动控制器之间互联，交换信息。

基于CAN总线的优点，当监控中心与某个区域控制器之间的通信发生故障时，其他子站不受影响，仍可完成相应区域的探测、显示及报警功能。

区域控制器通过回路控制板连接探测器回路，每个区域控制器可以连接多个回路控制板，每个回路控制板可以连接多个回路，每个回路可以配置多个探测器。所以，该系统应用规模可以随意扩展，满足大容量需求。

3.探测器

可燃气体探测器分区布置于每一个监控点，监控该点的可燃气体浓度变化。它是整个系统的关键，直接决定探测的准确性。为了保证数据处理的质量，提高抗干扰能力，传感器输出信号首先在探测器内部进行滤波、非线性补偿、故障诊断等处理，然后再传输到区域控制器。探测器总线采用四线制结构（两根电源线、两根信号线），与控制器之间的通信采用RS-485总线协议。

探测器的硬件整体结构如图4-21所示，主要由电源模块、模拟量采集、微处理器、声光报警、输出控制接口、浓度显示、数据存储、编码模块、总线接口模块等构成，其核心元件是气体传感器。

采集的模拟量信号包括：气体传感器采集的可燃气体浓度信息、温度和湿度传感器分别检测的环境温度和湿度、故障诊断电路输出的故障信息。模拟信号经滤波放大后送入单片机A/D口进行转换，转换后的数据在单片机内部处理后，给出相应的动作信息，单片机以定时方式采集浓度信号、温度信号、湿度信号，通过中断方式采集故障信号。显示单元在监测状态下可以实时动态地显示泄漏可燃气体的浓度。

探测器的报警值可以根据用户要求进行设置，可燃气体浓度一旦超过报警设定值，报警单元发出声光报警信号，确认报警属实后输出联动控制信号。探测器的初始状态、传感器的参数、每天的故障信息、报警信息保存在EEPROM中。探测器通过RS-485总线接口接入可燃气体探测报警系统，通过编码模块设置探测器在系统中的地址。

二、可燃气体探测报警系统的工作原理

可燃气体探测报警系统的工作原理如图4-22所示。当发生可燃气体泄漏时，安装在保护区域现场的可燃气体探测器将泄漏可燃气体的浓度参数转变为电信号，经数据处理后，将可燃气体浓度参数信息传输到可燃气体报警控制器；或直接由可燃气体探测器做出泄漏可燃气体浓度超限报警判断，将报警信息传输到可燃气体报警控制器。可燃报警控制器在接收到探测器的可燃气体浓度信息，记录探测器报警的时间，同时驱动安装在保护区域现场的声光警报装置，发出声光警报，警示人员采取相应的处置措施，必要时可以控制并关断燃气阀门，防止燃气进一步泄漏。