偵煙探測器效能試驗-儀器測試

(b)背 面

圖20: 所 製 作 的 偵 煙 探 測 器 成 品

第三節 偵煙探測器效能試驗-儀器測試

開發完成的偵煙探測器，實驗室內幾經測試修改，確認電性與功能正常後進入儀器測 試。儀器測試之重要目的包括以下三點：

1. 驗證偵煙探測器對煙霧濃度變化的敏銳度 2. 確立其無線傳輸功能是否趨於完備

3. 整合全功能測試

本儀器測試以『偵煙式局限型探測靈敏度試驗機』作為實驗的發煙基準平台。測 試以上三個重要項目，同時也測試煙霧濃度對於所發展的偵煙式探測器的作動是否否合 住宅用火災警報器技術規範的規定。測試之規劃包括測試場地規劃、測試步驟規劃、相 關疑器規劃、人力規劃，測試之詳細步驟、地點、時間等細節請參考附錄 E：『儀器測 試實驗計畫書』。

儀器測試之環境配置如圖 21，由偵煙感測器透過路由器將煙濃度訊號傳到控制中 心，以確認煙霧感測與無線傳輸功能。實驗同時記錄煙濃度與輸出電壓之間的關係，以

第五章 成果及貢獻

控制中心

(Coordinator) 路由器

(Router)

煙霧感測器 (Smoke Sensor) 透過路由器傳遞煙霧

約10m 約10m

圖21: 儀 器 測 試 環 境 配 置

儀器測試現場需多人分工進行儀器操作及記錄，首先配置兩人個別記錄同一時間 之儀器上顯示之煙濃度減壓壓值以及所測試之偵煙探測器所讀出之感測煙濃度對應電 壓，並配置一人負責控制發煙器。依實驗步驟逐步升高煙濃度並記錄過程，單次實驗以 不超過二十分鐘為原則，以避免煙霧老化導致實驗誤差。圖22 為儀器測試現場照片。

圖22: 儀 器 測 試 現 場

因應實驗目的修改後端監控介面以顯示實驗的主要數據及功能。此監控介面以驗 證單一偵煙探測氣為目的，歸劃區分兩個主要部分(如圖 23)：視窗左半部為電壓輸出讀 出及警示顯示，右半部提供動態圖形化監控介面，提供成長趨勢之歷史資訊，隨著儀器 煙濃度上升，動態介面可立即顯示所測式偵煙探測器煙霧濃度的成長趨勢。動態介面之 畫面上設置一水平軸線，以及警示顯示之煙濃度臨界值，依住宅偵煙警報器之規格設定

其值為22.5%，若數值逾越設定之臨界值，根據住宅用火災警報器技術規範應發出警報，

此時警示顯示之綠色圓球應即轉為紅色以為警示，否則顯示綠色如圖 23 所示。測試時 煙濃度若超過臨界值，警報狀況除偵煙探測器發出警報聲響外，遠端監控系統應同時亮 起紅色圓球以警示後端監視人員。

圖23: 儀 器 測 試 後 端 監 控 系 統 介 面

首先，經過反覆實驗，測試偵煙探測器硬體電路輸出電壓數值於不同濃度之變化 以檢驗其關係是否與期中實驗結果一致，實驗結果整理如圖24 所示。橫軸為煙濃度軸，

係由標準測式儀器所讀取減壓電壓值對照濃度換算所得，縱軸為所測試偵煙探測器電壓 輸出值。由圖可看出其煙濃度與電壓關係依然符合線性關係，與期中之對應關係一致。

其二，有關無線傳輸功能之測試，旨在測試透過路由器裝置為中介形成無線感測 網路其功能是否可正常運作，並驗證在住宅用火災警報器技術規範定義的時間內將煙濃 度資訊送回主控端電腦，在儀器測試中，由於煙濃度的變化顯示在主控端電腦上之反應 幾近即時(Real Time)，其延遲皆不超過一秒，因此滿足住宅用火災警報器技術規範之規

綠球表示安全，紅球表火警警報顯示 煙濃度臨界值22.5%線

動態圖形化介面 電壓輸出讀值

第五章 成果及貢獻

圖24: 輸 出 電 壓 與 煙 濃 度 對 照 關 係

依測試步驟規劃進行實驗，以螢幕錄製軟體擷取系列圖片，如圖25(a)-25(c)所示，

此系列圖顯示隨實驗進行煙濃度緩慢上升，圖25(a)-25(b)顯示濃度增加，此時仍處於低 濃度狀態，是以左下圖示之圓球以綠色顯示，圖25(c)則顯示濃度已超過設定之 22.5%臨 界值，偵煙探測器遂產生警報，並於畫面上顯示圓球為紅色。

(a) 初 期 ： 低 煙 濃 度

(b) 中 期 ： 中 煙 濃 度

(c) 後 期 ： 煙 濃 度 超 過 臨 界 值

第五章 成果及貢獻

2. 檢出電壓和相對於同一煙濃度之飄移現象大幅改善，譬如觀察實驗板數據可發 現，於煙濃度 10%減光率時，實驗板所偵測濃度輸出電壓幅度約在 1.01~1.08 伏特，但相對 1.01~1.08 伏特之查表濃度則為 5%~15%濃度成線漂移現象。在 期末之工業級製作程序下，這個飄移現象減少為8~12%。

檢視住宅用火災警報器技術規範所規範，獨立式家用偵煙探測器(亦歸類為第三種 探測器)之動作必須符合以下兩點要求：

1. 濃度未達標準動作濃度二分之一時，於五分鐘時間內不得產生警報(第三型標準 動作濃度為15%，因此換算二分之一值為 7.5%煙濃度)

2. 濃度達標準動作濃度一又二分之一時，探測器必須於一分鐘內產生警報(依第三 型規範換算，為22.5%煙濃度值)

測試的結果對於上述第一點確實都不會反應，對於第二點其產生警報時間最長九秒，滿 足消防規範。