無論什么樣的設(shè)計(jì)，安全是永遠(yuǎn)的“剛需”。對(duì)于建筑工程來說，防火是必須考慮的要素。在一般的民用和商用建筑中，煙霧報(bào)警是最常用的手段。但在一些特殊的工業(yè)場所，如工業(yè)廠房、倉庫、隧道等，空間尺度大而又要求更快的火災(zāi)報(bào)警響應(yīng)速度，這就需要更為敏銳的感光式火焰探測器了。該類型火焰探測器的原理是：通過專門的傳感器，探測火災(zāi)初期火焰中含有特殊波長的紫外線和紅外線，盡可能在火災(zāi)“萌芽期”就觸發(fā)報(bào)警，為工程安全保駕護(hù)航。

感光式火焰探測器主要分為紫外和紅外兩大類，它們各有特點(diǎn)。傳統(tǒng)上，紫外火焰探測響應(yīng)速度快，但作用的距離比紅外略近，由于對(duì)紫外光敏感，不適用于室外探測;紅外作用距離長，但響應(yīng)速度慢，可用于室內(nèi)和室外。而隨著技術(shù)的進(jìn)步，這樣的分界也逐漸模糊起來，比如今天我們拆解的這款由世健國際貿(mào)易(上海)有限公司設(shè)計(jì)的紅外火焰探測參考方案，就集快速、長距、高靈敏度等性能于一身，讓人刮目相看。

圖1：世健紅外火焰探測參考方案框圖

該方案中，火焰信號(hào)經(jīng)過薄膜熱釋電紅外傳感器轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，經(jīng)過運(yùn)放帶通濾波，再由MCU 片內(nèi)ADC 進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

決定紅外火焰探測系統(tǒng)性能的首要因素，就是其中的紅外傳感器。該方案采用了Pyreos公司的薄膜熱釋電紅外火焰?zhèn)鞲衅?，該系列傳感器可以提?2mS的響應(yīng)速度，典型值高達(dá)100°的探測視野，以及在8-10Hz的火焰閃爍中出色的信噪比。該傳感器中還內(nèi)置了CMOS運(yùn)放，進(jìn)一步增強(qiáng)了探測的穩(wěn)定性和可靠性。負(fù)責(zé)該方案的世健公司技術(shù)支持部高級(jí)經(jīng)理Xavier Xiong介紹，采用此傳感器客戶結(jié)合自己的特征算法探測的距離可達(dá)到65米，遠(yuǎn)超出國標(biāo)規(guī)定靈敏度的一級(jí)25米和二級(jí)19米的要求。

與國內(nèi)目前主流的電壓式紅外火焰探測傳感器不同，Pyreos公司這個(gè)系列的傳感器采用電流模式，這也是其性能能夠突破“極限”的關(guān)鍵——一般電壓模式的紅外傳感器極限探測距離在60米內(nèi)，而且響應(yīng)速度在120mS以上。

世健的紅外火焰探測方案采用了三重紅外(IR3)的架構(gòu)，系統(tǒng)中的三個(gè)紅外探測器各司其職：PY0573進(jìn)行火焰探測，PY0574和PY0575則負(fù)責(zé)識(shí)別來自人體和陽光等外部紅外源的干擾，防止誤報(bào)。

圖2：Pyreos公司的薄膜熱釋電紅外傳感器具有12mS的響應(yīng)速度，可達(dá)65米的探測距離

當(dāng)然，要確保方案整體的性能、提升系統(tǒng)測量精度，只有傳感器是不夠的。世健在配套芯片的選擇上也下了一番功夫。從方案的BOM清單中我們可以看到，世健的工程師特意選擇了ADI 的超低噪聲運(yùn)放ADA4528-2、超低噪聲LDO ADM7160等噪聲性能優(yōu)異的外圍元器件，使得傳感器的特性最大限度地發(fā)揮了出來。

作為一個(gè)參考設(shè)計(jì)，這個(gè)方案的主控芯片選用了流行的ARM Cortex-M3架構(gòu)，這樣能方便開發(fā)者將自己的算法移植進(jìn)行移植，給開發(fā)者帶來更大的靈活度。同時(shí)，參考方案中支持豐富的接口，如RS232、RS485，能夠滿足大多數(shù)應(yīng)用場景的需求。

通過配套的軟件，開發(fā)者可以觀測到方案中不同傳感器通道的測試和分析數(shù)據(jù)，它既可以做Pyreos公司的薄膜熱釋電紅外傳感器為評(píng)估板，也可以直接作為實(shí)際產(chǎn)品的參考設(shè)計(jì)。這其中世健工程師的匠心和誠意可見一斑。

圖3：通過參考方案配套的軟件，直觀呈現(xiàn)測試和分析數(shù)據(jù)

關(guān)于世健——亞太區(qū)領(lǐng)先的元器件授權(quán)代理商

世健是完整解決方案的供應(yīng)商，為亞洲電子廠商包括原設(shè)備生產(chǎn)商(OEM)、原設(shè)計(jì)生產(chǎn)商(ODM)和電子制造服務(wù)提供商(EMS)提供優(yōu)質(zhì)的元器件、工程設(shè)計(jì)及供應(yīng)鏈管理服務(wù)。

世健與供應(yīng)商及電子廠商緊密協(xié)作，為新的科技與趨勢作出定位，并幫助客戶把這些最先進(jìn)的科技揉合于他們的產(chǎn)品當(dāng)中。集團(tuán)擁有三個(gè)研發(fā)中心，專業(yè)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)不斷創(chuàng)造新的解決方案，幫助客戶提高成本效益并縮短產(chǎn)品上市時(shí)間，世健研發(fā)的創(chuàng)新解決方案可應(yīng)用于工業(yè)、無線通信及消費(fèi)電子等領(lǐng)域。

世健的總部設(shè)于新加坡，是新加坡的主板上市公司，擁有超過六百名員工，在亞太區(qū)超過二十五個(gè)城市設(shè)有分公司和辦事處，遍及新加坡、馬來西亞、泰國、越南、中國、印度、印尼、菲律賓、新西蘭及澳大利亞等國家。世健集團(tuán)在2015年的年?duì)I業(yè)額接近8億3千萬美元。世健在1993年開始發(fā)展中國業(yè)務(wù)，中國區(qū)的總部設(shè)于香港，并擁有11個(gè)分公司及辦事處、2個(gè)研發(fā)中心及2個(gè)物流中心，遍及中國多個(gè)城市。