用于消防报警系统中的传感器助力森林火灾的防范

2020年3月30日15时，西昌山火致19名地方扑火人员牺牲登上热搜，再次给这不平凡的一年添上沉痛的一笔。

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一年前，也是在这一天，凉山州木里县山火致31人遇难。

英雄消防员的牺牲让人觉得悲伤，同时，也引发了公众对于森林防火安全的关注与思考。

森林火灾是世界大大自然灾害之一，具有速度快、突发性强、破坏性大的特点，平均来看，全球每年要发生20多万起森林火灾。

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与国外相比，我国是个少林国家，森林资源相对不足，且生态脆弱，以人工林、次生林为主，对森林火灾抵抗能力较弱。作为世界第二草原大国，我国有1/3的草原易发火灾，由于森林与草原通常相邻，草原火灾可能会引发森林火灾。另外，人口密度大，也导致许多山火易发。

我们都知道，在火灾应急管理机制中，预防是重中之重。目前，我国普遍采用加强警示和处罚等“人防”手段，这种做法成本不低，且需耗费大量人力物力。因而，如何在“人防”手段之外，辅以较为高效、安全的“技防”手段，便成为了一个不得不思考的问题。 

国外部分森林防火“技防”案例

加拿大的森林面积占国土面积近三分之一，近年来不断完善森林火灾的预测预报系统、探测系统、通讯联络系统等手段，加强森林防火工作。

在美国西部，75%的大火灾是由雷电引起的。为此，卫星、太阳能天气站、闪电自动探测器等高科技手段，逐渐成为这些地区必备的消防装备。

这些设备能测定地形效应、植被易燃性，甚至火焰随天气变化的情况。例如，可通过联合防火中心的计算机与装在美国西部各地高柱上的33个探测器相连，方便实时定位起火位置，并迅速协调全国防火资源前往救援。

我国也在积极探索利用物联网技术，结合先进的GIS地理信息技术、软件技术、计算机网络技术、现代通信技术，建立森林防火指挥平台，以满足对森林火灾预防与扑救的辅助决策要求，促进森林防火工作从传统的经验型的定性管理转化为标准化、规范化、科学化的定量管理，提高森林防火管理的效率和信息化水平。

在整个消防系统中，火灾自动报警系统是核心，无论是什么样的消防系统都离不开火灾报警系统。

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火灾自动报警系统一般由火灾传感器、手动报警开关、警报器等组成。一旦有了火情，就将火灾的特征物理量，如温度、烟雾、气体和辐射光强等转换成电信号，并立即向火灾报警控制器发送报警信号。

在当前和未来的森林防火监测工作中，火灾传感器就相当于人的眼睛、耳朵、皮肤等接受外界信号的器官，它们发挥着不可替代的作用。

烟雾传感器：烟雾传感器就是通过监测烟雾的浓度来实现火灾的防范，烟雾传感器内部采用离子式烟雾传感，这是一种技术先进、工作稳定可靠的传感器，被广泛用于各种消防报警系统中。它在外电离室里面有放射源镅241，电离产生正负离子，在电场的作用下各自向正负电极移动。

正常情况下电流、电压都是稳定的，一旦有烟雾窜逃外电离室，干扰带电粒子正常运动，电流、电压都会改变，破坏了内外电离室之间的平衡，于是无线发射器发出无线报警信号，通知接收主机，将警报信息传递出去。

温度传感器：温度传感器就是通过监测温度的变化来实现火灾方法，根据其作用原理，分为定温式火灾探测器、差温式火灾探测器和差定温火灾探测器。 

例：差温式火灾探测器由空气管和膜盒以及电路部分组成，当环境温度缓慢变化时，空气管内空气受热膨胀后，能从膜盒的漏气孔泄出，不会推动波纹片，电接点就不会闭合；当环境温度上升很快，空气管内的空气受热迅速膨胀，来不及从泄气孔泄出，膜盒内压力增加，推动波纹片移位，使接点闭合，产生火灾报警信号。 

气体传感器：燃烧产生的可用作火灾报警的燃烧释放气体主要有CO、CO2、CH4、H2目前可用作火灾探测可燃性气体或火灾燃烧释放气体的气体传感器主要有，半导体气体传感器、红外吸收式气体传感器、电化学传感器。 

半导体气体传感器示意图

例：红外吸收式气体传感器在正常情况下发射器发送检测气体对应特定吸收波长的红外光束，经过气体探测室照射到接收器的光敏元上，探测室可做成吸收以提高传感的灵敏度并缩短相应时间。当检测气体进入探测室，接收器接收经由检测室气体吸收衰减的红外辐射能量，由红外波长得知气体种类，由红外光束能量得知气体种类。该类气体传感器具有自动校正、运行的功能，可以检测多种气体，灵敏度相当高。 　

除此之外， 近年来消防机器人也在灭火和抢险救援中日益发挥重要作用。它们能进入易燃、易爆、有毒、缺氧、浓烟等危险现场进行数据采集、事故处理、情况反馈等工作，但距离完全取代人工还有一段距离。

相信随着技术的发展，火灾传感器的种类将越来越多，消防装置也将越来越智能，希望到时，英雄们不用再以血肉凡躯去冲锋陷阵。

我们不想要这样的英雄，只想要平安归来的你们！愿英魂安息。