本文探討的是空氣采樣式煙霧探測器之探測區(qū)域面積，極早期空氣采樣煙霧探測系統(tǒng)因其高靈敏度因此常被用來做為極早期火災預警之用，但是高靈敏度也常帶來高誤報率使用戶在日常使用時不勝其擾，最后不得不調(diào)整警報閥值降低靈敏度來降低誤報率，但是降低警報閥值通常也意味著整個空氣采樣式煙霧探測系統(tǒng)的靈敏度將接近甚至還不如普通的局限型（點型）煙霧探測器，導致原本設計時希望達到的極早期火災預警效果大打折扣。

　　事實上，導致空氣采樣式煙霧探測系統(tǒng)誤報率高的原因其實與探測區(qū)域面積大小有密切的關(guān)系。通?；诔杀究紤]，許多高大空間的應用在設計時總是將一套系統(tǒng)的保護面積盡量大一點。殊不知保護面積越大，系統(tǒng)的靈敏度就越差。而為了達到靈敏度的要求，很可能就導致了誤報率過高。而若是要減少誤報，很可能就達不到靈敏度的要求。

　　四管單區(qū)型空氣采樣式煙霧探測器的靈敏度及誤報率

　　以市面上常見的四管單區(qū)型產(chǎn)品來說明，在一個1000㎡面積大小的區(qū)域設計使用一套四管單區(qū)型產(chǎn)品，常見的管路設計方式大概是使用4根采樣管，每根采樣管有10個采樣孔，每個采樣孔的保護面積為25㎡，孔間距約為5m。

　　假設采樣孔的進氣量是相同的，且也沒有使用末端孔來加速管路氣流的條件下，那么探測主機的警報閥值若設為0.05%/m時，每個采樣孔的靈敏度則為如下圖所示：

　　這樣，其采樣孔靈敏度介于0.8～2%/m之間，屬于EN54-20或GB15631規(guī)范當中的增強靈敏型（Enhanced Sensitivity）系統(tǒng)，每個采樣孔的靈敏度優(yōu)于普通局限型（點型）煙霧探測器的5~15%obs/m。

　　上述的設計似乎是合情合理，只是在現(xiàn)實當中，0.05%/m的警報閥值在許多情況下是不切實際的。或許在潔凈廠房或環(huán)境控制良好的計算機機房，0.05%obs/m是可以正常工作的，但對于倉庫或是環(huán)境控制不是很好的室內(nèi)空間，0.05%obs/m的閥值一定會經(jīng)常產(chǎn)生誤報。

　　我們可以從下面這張煙霧遮蔽度（%/m）、空氣能見度（m）與懸浮微粒密度（g/m³）的關(guān)系圖來解釋為什么0.05%obs/m是不切實際的。煙霧遮蔽度、空氣能見度與懸浮微粒密度均是用來表示空氣當中的懸浮顆粒的濃度的單位，其均表示空氣當中懸浮顆粒的多少，只是煙霧遮蔽度的側(cè)重點在光線經(jīng)過一段距離之后衰減的程度，衰減比例越大，則空氣當中的懸浮微粒越多（亦即煙霧濃度越高）。能見度的側(cè)重點在肉眼可以看多遠的距離，當空氣中的懸浮微粒越多時，能見度越低。懸浮微粒密度則以微粒的密度來表示，一般用來表示空氣污染的程度，密度越大則懸浮微粒越多。

　　上圖出自澳洲聯(lián)邦科學與工業(yè)研究組織（CSIRO）使用比濁計深入到森林大火中進行的研究成果。它被安裝在一架小飛機上，并主要是在澳洲西部伯斯的Karri森林大火中穿梭于煙霧中。在這些飛行任務中，通過使用絕對濾網(wǎng)來測量在每一次飛行中所檢測的煙霧質(zhì)量（重量），聯(lián)邦科學與工業(yè)研究組織收集了用于校正比濁計的資料。他們把能見度范圍及遮蔽度和這些資料相互關(guān)聯(lián)起來。煙霧密度的范圍是呈線性關(guān)系的，約20到240微克/m³。這分別以一種雙曲線關(guān)系與一個4到40公里的能見度距離相符合。

　　從上圖可以看到煙霧遮蔽度（煙霧濃度）與懸浮微粒密度成正比，而與能見度成反比。煙霧遮蔽度0.01%/m約等于能見度是40km，以及懸浮微粒密度24g/m³；煙霧濃度0.1%/m約等于能見度是40km以及懸浮微粒密度24g/m³；煙霧濃度0.05%/m約等于能見度是8km，以及懸浮微粒密度120g/m³。

　　稍微關(guān)心空氣質(zhì)量問題的人可能會注意到，最近在中國的霧霾天氣，其懸浮微粒密度PM2.5在嚴重的情況下經(jīng)常會超過200g/m³，極端的情況下在北京甚至可以達到900g/m³。在平時空氣較好空氣質(zhì)量在中等的時候大約為30～50g/m³。也就是說，對于煙霧刻度屬于絕對刻度的系統(tǒng)，平時的背景煙霧濃度已經(jīng)在0.01～0.03%obs/m之間波動變化了，當警報閥值設在0.05%obs/m時，自然非常容易因為大氣當中的污染情況產(chǎn)生誤報。

　　而為了解決誤報問題，最終的做法是把警報閥值調(diào)整成譬如0.2%/m左右（相當于懸浮顆粒濃度480g/m³），這樣平時自然就不會誤報了。但是，就如同一開始所提到的，這時單一采樣孔的靈敏度就成為如下圖所示：

　　這樣，采樣孔靈敏度跟普通的局限型煙霧探測器就沒有什么不同，已經(jīng)與原先設計時想達到的高靈敏度或是極早期火災預警效果大不相同了。

　　FANFARE-2000四管四區(qū)型空氣采樣式煙霧探測器的靈敏度及誤報率

　　AVA產(chǎn)品在設計之初已了解過大的保護面積所帶來的問題，因此特別研發(fā)了FANFARE系列多區(qū)型空氣采樣式煙霧探測器，包括FANFARE-2000四管四區(qū)型以及FANFARE-4000八管八區(qū)型產(chǎn)品。以下以FANFARE-2000為例說明。

　　FANFARE-2000與其他市面上常見的四管單區(qū)型探測器不同，其內(nèi)部具有4組獨立的空氣采樣煙霧探測單元，每一組探測單元均有獨立的抽氣泵、氣流傳感器、高靈敏度煙霧探測器。因此雖然同樣是4根管路，但由于每根管路均有一個探測器，其探測區(qū)域大小僅為四管單區(qū)型產(chǎn)品的1/4。

　　同樣以1000㎡的區(qū)域、4根采樣管、每根采樣管10個采樣孔，總共40個采樣孔為例，由于每一根管路均有一個探測器，因此在探測器警報閥值為0.05%obs/m的條件下，每個采樣孔的靈敏度就成為：

　　此時的采樣孔靈敏度優(yōu)于0.8%obs/m，屬于EN54-20或GB15631規(guī)范當中的非常高靈敏型（Very High Sensitivity）類型了。

　　因此在同樣的警報閥值設置條件下，F(xiàn)ANFARE-2000四管四區(qū)型的探測效果將會優(yōu)于市面上一般的四管單區(qū)型系統(tǒng)。

　　反之而言，如同上面談到的將警報閥值設為0.05%/m是不切實際的，出于同樣的考慮將FANFARE-2000每一區(qū)的警報閥值調(diào)整為0.2%/m的情況下，每個采樣孔的靈敏度則成為如下圖所示：

　　此時采樣孔靈敏度2.0%/m，正好屬于EN54-20或GB15631規(guī)范當中的增強靈敏型（Enhanced Sensitivity）系統(tǒng)。如此，整個系統(tǒng)不僅不容易產(chǎn)生誤報，且仍然具有極佳的煙霧探測性能。

　　結(jié)論

　　綜上所述，縮小探測面積可以提高靈敏度并降低誤報率。

　　FANFARE-2000四管四區(qū)型空氣采樣式煙霧探測器與市面上常見的四管單區(qū)型產(chǎn)品相較，不但具有更佳的探測性能，更具有更低的誤報率。FANFARE-2000的高靈敏度、低誤報率特性，既保持了高靈敏度的極早期煙霧探測性能，又不致因高靈敏度導致經(jīng)常誤報使用戶不堪其擾。在高大空間、高速氣流或關(guān)鍵任務機房等需要極早期火災報警性能的場所方能真正發(fā)揮空氣采樣式極早期火災預警的效果。

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