烟雾报警器究竟是如何工作的

五条传感原理，一分钟读完

光电式（光学）探测

在光电腔室内，一颗红外 LED 和一只光电二极管被布置成：在洁净空气中，LED 发出的光永远不会到达传感器——这是一个物理光阱。进入腔室的烟雾会散射光线，落在光电二极管上的那部分光随之增加。当接收信号越过阈值时，报警器响起。

• 对可见的阴燃烟雾响应最佳——而这正是大多数家庭火灾在起燃瞬间所产生的。
• 对极黑的烟雾以及洁净而炽热燃烧的火灾基本无感，除非烟柱足够浓密、能散射足够多的光。
• 与离子式相比相对不受烹饪颗粒影响，因此是卧室、走廊和起居室的默认之选。
• 灰尘和昆虫侵入会逐年抬高基线读数，这正是存在 10 年更换周期的一个原因。

离子式探测

离子腔室内有一个微量的镅-241 源，它使两电极之间的空气电离，从而持续流过一股微小电流。火灾产生的气溶胶会改变这些离子的迁移率，电流随之下降。电子器件记录到这一下降，便响起报警。

• 历史上对明火燃烧的火灾响应最快，此时颗粒数量众多却极小，且往往不可见。
• 对低到肉眼无法看见的颗粒浓度也敏感，这就是它数十年来被指定用于厨房和楼梯间附近的原因。
• 在多数设计中比光学传感的待机电流更高，尽管这一差距已大幅缩小。
• 容易因烹饪气溶胶、蒸汽和气雾喷雾而误报——这是电池被拆下的经典原因。

双传感器与多传感器探测

双传感器报警器在同一个外壳内装有一个光学腔室和一个离子腔室，或将光学探测与感温元件相结合。固件对两路信号进行加权，而不是依据其中任一路单独触发，从而在扩大可捕捉火灾范围的同时，抑制那些本会触发单一传感器的扰人来源。

感温、CO 与组合设备

感温探测

感温探测器完全忽略烟雾。它在固定温度——家用设备通常为 57 °C 或 58 °C——或约每分钟 8 至 10 °C 的升温速率，或两者的组合上触发。这正是在厨房、车库、锅炉房或多尘车间里你想要的，也正是在守卫卧室时你不想要的：一场阴燃火灾可以在远低于触发温度的情况下，让房间充满致命烟雾。

一氧化碳探测

CO 报警器使用电化学电池元，遵循一套完全不同的标准——EN 50291 或 UL 2034——其报警阈值以“浓度随时间”而非瞬时触发来表达。它防范锅炉、炉灶、明火和堵塞烟道导致的不完全燃烧。它不会就烟雾火灾预警，而烟雾报警器也不会就 CO 预警。如果两种风险都存在，请使用组合设备或两者都装。

组合设备

光电+感温和烟雾+CO 的设备确实存在，而且很方便——一个天花板上打一个孔、一块电池、一张标签。代价在于，所有传感元件共享同一个外壳、同一份功耗预算和同一个更换周期，而且在认证范围上，设备的好坏只取决于其最弱的那一路通道。

传感器反应之后会发生什么

1. 信号调理原始信号经过滤波以剔除尖峰——单个灰尘颗粒不得触发报警。多数设计要求在规定的窗口内持续超过阈值。
2. 漂移补偿腔室会缓慢污染。固件跟踪洁净空气基线并进行补偿，这就是为什么一只老旧的报警器仍能通过手动测试按钮，却比崭新时迟钝得多。
3. 判断应用报警判据。在双传感器设备中，规则会组合多路通道；在智能设备中，它还可能参考存储在设备上的历史数据。
4. 鸣响压电发声器在大振幅下被驱动——按 EN 14604 和 UL 217 要求，在 3 米处至少 85 dB(A)——通常采用一种经过整形的频率扫掠，更容易穿透关闭的门被人听到，也更容易唤醒儿童和老年人。
5. 互联广播如果报警器已互联，报警消息会通过硬接线或无线链路传输，使系统中的每台设备一起响起。
6. 锁存与消音报警器会锁存直到空气恢复洁净，而消音功能允许受过训练的人在约十分钟内让它静音，而无需拆下电池或关闭设备。

传感器选择，汇总

• 卧室、走廊、楼梯平台、起居室 —— 光电式，或双传感器设备。这里最需要可靠、低误报的探测，因为它保护的是熟睡的人。
• 厨房 —— 感温探测，或把光电式报警器装得远离灶台；灶具正上方的烟雾传感，只会招来电池被拆下。
• 车库、车间、多尘的库房 —— 感温探测，或具有合适 IP 防护等级、针对该环境定级的烟雾报警器。
• 任何有燃烧设备的地方 —— 加装 CO 探测；这是不同的危险，需要不同的传感器和不同的标准。
• 大型商业空间 —— 回路上装点型探测器，长空腔装光束探测器，或需要极早期预警时用吸气式探测；参见商业和工业页面。