vesda产品技术手册1

目录

一、前言

二、威士达（VESDA）系统技术性能

三、威士达（VESDA）系统采样方式

四、威士达（VESDA）系统主要部件

五、威士达（VESDA）系列产品

六、认证及推荐

一、前言

当今世界，科学技术日新月异，社会经济飞速发展。随着物质文明和精神文明的提高，人们对安全有了更高的要求。广义的安全包括人的身心安全和财物的安全。火灾是我们的天敌，是人类所面对的重大自然灾害之一。它不仅直接威胁着人们的生命和健康，也会使成千上万的财产顷刻间化为灰烬。随着社会文明程度提高，人类所面临的风险也不断增大，灾害的影响程度之深更是前所未有。在大型的核电站、水电站，海上钻井平台，地铁等地下空间，列车、轮船等人员聚集的交通工具，存放贵重物品的仓库，不可中断工作的电信机房、控制室，以及制造芯片的洁净厂房等等，小小的火灾就会带来不可估量的损失。为了有效地控制火灾的发生，降低灾害的损失，人们在火灾报警方面提出了更高的要求——早期报警。

火灾探测系统的极早期、网络化已经成为社会的需求。在科学技术方面，先进的激光技术、计算机技术及人工智能技术运用到消防领域，引起了火灾自动报警技术的变革，满足了人们对消防报警方面的需求。威士达（VESDA）便是这一技术的结晶，是当今世界上最先进的消防报警产品，它灵敏度高，没有误报警，运行稳定、可靠，操作简单、方便，应用灵活，扩展方便，维护量小，易于监控、集中管理。正是有了威士达（VESDA）产品，用户才彻底摆脱了火灾的威胁，变被动为主动，防患于未然。

二、威士达（VESDA）系统技术性能

2.1概述

威士达（VESDA）极早期火灾报警系统是澳大利亚VISION公司在二十世纪七十年代研制出来的，并迅速占领了全球市场。1998年，VISION公司推出了全新产品——VESDA激光加强型（LaserPLUS）早期烟雾探测系统，使其在空气采样式烟雾探测产品上又向前迈出了大大的一步。LaserPLUS以其先进的技术和优秀的品质获得了声誉，坚定了VISION公司在世界上的领先地位。

威士达（VESDA）通过灵活的管网系统主动抽取空气样本，克服了保护区空气流动的影响；使用激光探测烟雾颗粒，具有超高灵敏度，能够探测出火灾发生初期的不可见烟，早期预警；威士达（VESDA）采用独创的灰尘过滤、识别技术及人工神经网络智能技术判别火灾，杜绝了误报警。威士达（VESDA）集创新的技术与智能的软件于一身，以其独特的原理、卓越的性能，成为当今世界最理想的极早期火灾探测系统。

2.2主机组成及工作流程

图1 主机的结构图

威士达（VESDA）主机内有抽气泵、气流传感器、激光探测腔、数据处理板等。系统在高效抽气泵的作用下，通过伸向保护区的管道网络连续不断地抽取空气样本，气样首先经过过滤器，将灰尘滤掉，然后进入激光探测腔，在探测腔内特定的

位置上安装有激光源及接收器，激光源发出的光束照射到空气样本上，如果有烟粒子存在，光束将产生散射，光接收器接受散射的光信号。根据测得散射光的强弱变化，测量出空气样本中的烟粒子量。测量的信号经软件处理后，与预先设定的报警阈值比较，如达到某一报警阈值，则在显示器上给出相应的报警信号。

图2 威士达（VESDA）通过管网采集气样

图3 威士达（VESDA）设备内部流程

2.3探测原理

威士达（VESDA）激光探测腔安装有固态激光源，发射极窄的激光束照射空气样品，在烟雾颗粒作用下，激光束发生散射，并由光接收器接收，采用浓度计方式测量烟雾浓度。采用独特的双散射光接收器及三维（3D）观测法，可探测直径0.01μm —20μm的烟雾粒子，并有效地将烟雾颗粒与水雾、灰尘区分开来。威士达（VESDA）

对天然物质及化合物质燃烧所产生的烟雾均有很好的探测能力。

所谓光的散射就是光波与分子或微粒发生相互作用，使全部或一部分入射能量偏离原来的传播方向以一定的规律在各方向上重新分布的现象。其实质是分子或微粒的电荷在入射电磁波的作用下产生振荡，振荡电荷构成电偶极子或多极子，并以此为中心向四周辐射与入射波频率相同的子波，即散射波。从而使入射波能量通过散射波而在各方向上重新分布。散射波强度的分布与入射波的波长、强度、微粒的大小以及大气或海水的折射率有关。由于入射波在传播中有部分能量转变为散射波的能量，所以光波在传播中因散射而衰减。

分子散射又称为瑞利（L.Rayleigh ）散射，是指半径r 远小于波长的球形粒子对自然光的散射，其前向散射（θ= 0）和后向散射（θ= 180°）最强，而且二者相等。垂直于入射方向上的散射强度最小。从很小的粒子开始，当其直径相对于波长而言逐渐变大时，就逐渐发生从Rayleight 散射向米（G. Mie ）散射的过渡。米散射又称粒子散射，是指粒子半径比较大时（直径大于波长的0.03倍的粒子，如烟雾粒子，气溶胶粒子）的散射。其特点是散射光强度前后不对称，前向散射大于后向散射。当粒子得尺度加大时，前向散射于后向散射随之增加，结果使前向散射的波瓣增大。当粒子的尺度比波长大时，散射过程和波长的依赖关系不再不明显。

图4 威士达（VESDA ）激光探测室结构示意图

图5 威士达（VESDA ）激光探测腔内部示意图

激光源

光接收器

黑体

图6 不同粒子的散射光极化图

图7 根据Mie 理论，某种香烟粒子在不同角度上的平均散射光强分布

2.4超高灵敏度

威士达（VESDA ）探测主机具有超高灵敏度，为0.005%Obs/m ，是普通烟感探头的2000倍，而且范围宽，0.005%－20%Obs/m ，且连续可调。威士达（VESDA ）对烟雾的分析能力强，为0.00075%obs/m 。系统有四级报警阈值（一级警告，二级行动，三级预警，四级火警），可人工或自动设置。系统可根据上下班、周末、节假日等情况，自动调节报警阈值。

大分子团

烟颗粒 灰尘

2.5早期报警

一般情况下，火情的发展可分为四个阶段：不可见烟阶段、阴燃可见烟阶段、明火阶段、剧烈高温阶段，并且火灾酝酿的不可见烟阶段时间较长，通常可达数小时。传统的火灾报警系统通常是在可见烟阶段才能探测到火情，发出警报，此时火情所造成的经济财产损失已不可避免。而在此之前，不可见烟阶段给我们提供了相对充裕的时间，威士达（VESDA）可以提前发现火情，从而避免火灾的发生和蔓延。

通常，威士达（VESDA）在火灾的初始阶段（即不可见烟阶段）就可提供多达三级的预警，提醒人们检查检查火灾隐患。一般情况下，威士达（VESDA）较传统的点式探测器提前报警几个小时。

图8 火灾发展的阶段

2.6保护面积

威士达（VESDA）主机四根采样管总长不超过200m，单机最大保护面积2000m2。小型机Micra一根采样管，长度不超过50m，单机最大保护面积500m2。微型机VLT －103基站探测器，最大保护面积为50m2。

2.7灰尘过虑与灰尘识别技术

系统采集来的气体样本首先经过过滤器，将粒径大于20μm的灰尘滤掉，消除其干扰。在激光探测腔内部的特定位置上，安装有两个传感器，相当于人的两只眼

睛。传感器接收由粒子散射来的激光，三维成像，交火灾烟雾与水分子团、灰尘等粒子区分开来。

2.8自动调整报警阈值

威士达（VESDA）系统能够自动分辨白天与夜间、工作日与节假日，根据不同的环境来修正报警阈值，防止误报警，如：白天与工作日的报警点要比夜间与节假日的高，环境恶劣的环境要比洁净环境的报警点高。

2.9神经网络智能软件

根据米（G. Mie）散射理论、蒙特 卡罗（Monte Calo）模型及实验测得的不同烟雾粒子散射曲线，运用人工神经网络技术，对散射光的强度、角度、偏振等各参数综合分析，智能识别烟雾粒子。威士达（VESDA）运用能识别火灾烟雾粒子的神经网络技术，使吸气式高灵敏度感烟探测器有了质的飞跃。

2.10参照探测器

为防止因保护区外的烟雾进入保护区，引起保护区内的威士达（VESDA）探测器报警，可在威士达（VESDA）网络上设一台或多台参照探测器，用于监测保护区外的污染情况，其他保护区的探测器根据其受外界环境的影响程度，确定出一个系数，并通过运算消除此影响。

2.11自学习功能

威士达（VESDA）在完成基本设置后，可设定15分钟至15天的自学时间。在此期间，VESDA不断检测保护区内的空气状况，统计保护区域内空气中烟雾浓度的平均数值。在自学结束后，VESDA即根据检测结果，自动调整已设定的报警阈值，使之更加符合保护区的实际情况。在自学期间，VESDA仍按照原设定报警阈值报警。一旦发生报警，自学习需重新开始。

2.12没有误报警

威士达（VESDA）探测系统实现了超高灵敏度的同时，完全解决了误报警问题，捍卫了其在技术和性能上的领先地位。其主要措施总结如下：

二级过滤器，消防灰尘的影响；

灰尘过滤与灰尘识别相结合；

自动调整报警阈值，使之符合实际情况；

设置参照探测器，消除保护区外大气环境的影响；

设置报警延时，消除偶发烟雾的影响；

合理设计采样管网。

2.13气泵转速连续可调

威士达（VESDA）的抽气泵转速从3200转/分到4000转/分连续可调，以适应管网及环境的要求。转速的调整可通过编程器或编程软件来实现。

另外，威士达（VESDA）还有一项功能：自动报气流故障。例如，空气采样探测器经过长期的运行，采样孔的孔径因堵塞而变小，管网阻力增加，从而使抽气量变小。威士达（VESDA）会自动报出气流故障，提醒清洗管网系统。

2.14模块化设计，积木式组合

威士达（VESDA）系统采用模块化结构，单台设备由探测器主机、显示模块、编程模块组成。其中显示模块和编程模块可选的，可用白板代替。显示器可放在值班室供集中监控，用一部编程器即可实现对VESDA网络上的所有探测器主机编程。一台探测器可由多个显示模块在不同的地点显示，同一个网络显示模块也可显示多台探测器主机的状态。威士达（VESDA）系统的模块化设计既节约了费用，又便于集中管理。

2.15二级过滤与免维护

威士达（VESDA）系统采集来的空气样本的90%直接排掉，只有10%进入激光探测器，防止污染激光腔。待测样本首先经过一级过滤器，将大于20 m的灰尘滤掉，此气样的10%进入激光探测腔进行检测，其余气样进入第二级过滤器，进行精细过滤，形成洁净空气，冲洗激光腔内的光学元件。清洗和探测同时进行，因此，威士达（VESDA）时刻在自维护，不会发生烟尘积累，激光探测腔十年免维护。

2.16自诊断功能

威士达（VESDA）具有完善的自诊断系统，随时监测其自身系统的运行情况，一旦发生故障，立即告警，并指出故障的类型，提醒人们及时处理。

2.17网络功能

威士达（VESDA）探测主机上既有RS485接口，又有RS232接口，系统网络功能强大，即可以通过RS485通信接口组成本地网VESDAnet，又可以通过GPRS、GSM、PSTN、DDN、E1、环境动力网、DCN网（TCP/IP）实现远程联网，集中监控。

图9 威士达（VESDA）本地网VESDAnet

2.18 威士达（VESDA）的主要特点

综上所述，威士达（VESDA）系统主要有以下特点：

（1）主动抽吸气样，即克服了空气流动的影响，又赢得了时间。

（2）激光探测，灵敏度高，可以探测到不可见烟。

（3）极早期报警。可以在形成火灾之前数小时提供预警。

（4）管网布置灵活。即可以根据实际情况确定采样点，又可以提供全面的综合保护。

（5）独特的结构。具有专利保护的独特结构，抗灰尘、抗干扰，无误报警。

（6）没有误报警。软件与硬件技术相结合，将理论转化为技术，消除了误报警。

（7）网络功能强，便于集中监控。威士达（VESDA）系统可以联成本地网VESDAnet，又可以通过电信公用网络，实现集中监控。

（8）自学习，自适应。

三、威士达（VESDA）系统采样方式

威士达（VESDA）系统采样方式灵活，主要有以下几种采样方式：

（1）顶板下采样。采样管布置在顶棚下（屋顶下或天花板下），主动抽吸上升来的烟雾。

图10 顶板下采样

（2）回风采样。在安装有空调系统的环境中，威士达（VESDA）管网安装在回风口。当烟雾随气流流经回风口时，被威士达（VESDA）系统抽取。威士达（VESDA）主动抽吸的探测方式不受空气流动的影响。

图11 回风采样

（3）机柜内采样。利用毛细管伸入机柜内部，对机柜内的空气进行采样探测，保证在第一时间发现火灾隐患。发现早，损失小。

图12 机柜内采样

（4）地板下采样。在旧机房，地板下走线，而且线路混敷，隐患比较大。通过将采样管布置在机房地板下，保护线缆。

图13 地板下采样

（5）综合采样。对重要的机房，采用一种以上的采样方式，确保保护效果。如，设回风口采样，不管哪里发生了火情，其烟雾都要流到回风口，同时设顶板下采样，兼顾空调停止运转时的不同情况。

图14 综合采样

四、威士达（VESDA）系统主要部件

除了前面介绍的激光探测腔等部件外，威士达（VESDA）系统还有

以下主要部件：

4.1高效抽气泵

威士达（VESDA）的高效抽气泵是澳大利亚VISION公司专利产品。抽气泵可以通过处理器，连续调节转速，采用低功耗、低

噪声、高效率的一体化电机，并采用悬浮技术，

减少了摩擦，使用寿命十年以上。

4.2过滤器

威士达（VESDA）采用高效灰尘捕捉技术，

有效地过滤空气中粒径在2020 m以上的灰尘，

降低其对激光探测腔的干扰。

威士达（VESDA）过滤器可容纳400万个灰

尘粒子，其捕获的灰尘颗粒数受到系统的监测。

过滤器的理论使用寿命为5年，实际使用中随

环境的不同有所变化。过滤器捕获的粒子数及

剩余的天数可在编程器上显示，到期后自动提

醒更换。

威士达（VESDA）采用二级过滤技术，实现

自维护，有效避免了因频繁的人工维护所带来

的不便。

4.3多管入气组件

威士达（VESDA）的多管入气组件如右图所示。其

入气口非常精密，Φ25的PVC管可以直接插入，而且越

插越紧，不会漏气，不需要加任何密封材料即可实现密

封。

四个入气口内有四个气流传感器，监测气流量。如

果发现某一入口的气流量变大或变小，立即报气流故

障，提醒值班人员检查管路，有无破裂、堵塞等异常情

况。

4.4采样管网

威士达（VESDA）的采样管网为Φ25的PVC或ABS管，在市场上很容易买到。PVC或ABS都是绝缘材料，本身不带电，也不受电磁场的干扰。威士达（VESDA）的

采样管网既可以布置在电信的交换机柜内，及回风口、地板下、回风道内，不会对原系统构成影响，也可以安装在核电厂、发电机的转子室等有强电磁的场所，不会受其影响。

4.5显示模块

显示模块的组成及功能如下：

四级报警显示，内置讯响；

20段垂直光柱直观显示烟雾浓度；

多功能LED数字显示：烟雾浓度、灵敏度、探测器区

号、报警管路（扫描型）；

全面故障显示；

操作按键包括：隔离、复位、静音（扫描）、显示模式

转换、测试。

4.6编程模块

交互式LCD显示；

三级密码设置；

一个编程器可对VESDAnet上所有设备编程、查看；

即可安装在探测器上，又可以布置在远程的19″机架

上，或手持；

可以设定探测器的区号、名称和场所；

可以设定四级报警阈值；

设定白天、夜间、周末、节假日报警阈值；

气流故障阈值的设定；

可以查看报警、故障及操作情况；

可以设定参照探测器；

设置自学习等。

4.7主端接板

主端接板又称继电器板，如图所示的左半部分。威士达（VESDA）探测器配有7——12个可编程继电器。通过编程配置，继电器的动作可分别对应不同级别的报警、故障、隔离等状态。继电器可设为常开或常闭，保持或不保持。

继电器可用于启动声光报警或其它消防设备，还可用于实现与传统火灾自动报警系统的连接，继电器板和显示器一块可以在远程安装。

4.8电源

威士达（VESDA）系统使用24V直流电源，单机最大耗电功率为18W。威士达（VESDA）电源将220VAC或48VDC变为24VDC，并带蓄电池以备在断电情况下供电8小时以上。

五、威士达（VESDA）系列产品

威士达（VESDA）系列产品主要包括探测器主机、远程集中显示、编程装置、高级接口、VSMIII监控软件，分别介绍如下。

5.1探测器主机

威士达（VESDA）探测器主要有四个类型：VLP激光增强型、VLS激光扫描型、VLC小型机、VLT基站探测器BSSD。

5.1.1 VLP激光增强型

VLP型探测器是威士达（VESDA）产品系列中的主流产品，VLP-000是基本机，主机面板为三个白板，根据有无显示器、编程器，其型号相应变化。

型号释义：

V L P —0 1 2

精确地探测出烟雾上升的情况。

VLP-000为基本型探测器，若增加模块2，VLP-002具有显示功能，若增加模块1，VLP-010具有编程功能，再增加模块2，VLP-012同时具有编程和显示功能。此机型可安装四条采样管，每条采样管长不超过50米，保护区最大面积为2000m2。机器在工作时四条管中任一管出现了达到报警阈值的烟雾时，开始声光报警并显示出烟雾值，但不区分是哪条管产生的报警。

VLP设备表

VLP型探测器性能参数

5.1.2 VLS激光扫描型

威士达（VESDA）激光扫描型探测器探测到一定烟雾时，进行扫描以判断出是哪根采样管所在的保护区的烟雾最高，并首先报警，然后连续对其余各管烟雾值的变化情况进行监测。

VLS 型探测器的型号含义如下：

V L S — 2 1 4

VLS 型探测器可为每条管分别提供出四级报警（Alert 一级、Action 二级、Fire1三级1和Fire2三级2）。每条管的各级报警阈值可以分别设定，以确保其能为每个保护区提供合理的报警阈值。

VLS 型探测器的面板显示与VLP 型类似。当设备处于连续扫描状态时，面板上的光柱图可逐一显示出各管的烟雾值。同时显示首次报警分区。

其基本机型为VLS －200或VLS －300，可安装四条采样管，每条采样管长不超过50米，可独立保护四个小区。四条采样管总的保护面积为最大2000m 2。若增加模块可具有编程和显示功能。 VLS 设备表 VLS 型探测器性能参数 4：代表有扫描型显示器

5.1.3 小型机VLC型

VLC小型机型号含义为：

V L C — 5 0 5