研究火灾自动报警技术的应用现状及发展趋势(英译中)

第一篇：研究火灾自动报警技术的应用现状及发展趋势(英译中)

研究火灾自动报警技术的应用现状及发展趋势

摘要：针对当前火灾自动报警系统存在的误报漏报频繁、智能化和网络化程度低、特殊恶劣条件下火灾探测报警抗干扰能力弱等问题，新技术、新工艺、新材料和新设备的应用研究势在必行，火灾自动报警技术向高可靠性、高灵敏性、低误报率、系统网络化、技术智能化方向发展是一种必然的趋势。

关键词：消防工程；火灾自动报警技术；发展趋势

以火灾自动报警技术为核心的建筑消防系统，是预防和遏制建筑火灾的重要保障。近年来，我国火灾自动报警工程应用技术实现了较快发展。但由于在实际应用中，火灾自动报警系统的通讯协议不一致，火灾自动报警工程技术水平还相对落后，还存在着一些比较突出的问题。（1）适用范围过小。我国火灾自动报警系统技术比美、英等发达国家起步较晚，安装范围主要是《高层民用建筑设计防火规范》、《建筑设计防火规范》规定的场所和部位，而在易造成群死群伤的中小型公众聚集场所和社区居民家庭甚至部分高层住宅都没有规定安装火灾自动报警系统，适用范围过小，防范措施不到位。（2）智能化程度低。我国使用的火灾探测器虽然都进行了智能化设计，但由于传感器探测的参数较少、支持系统的软件开发不成熟、各种算法的准确性缺乏足够验证、火灾现场参数数据库不健全等，火灾自动报警系统难以准确判定粒子（烟气）的浓度、现场温度、光波的强度以及可燃气体的浓度、电磁辐射等指标，造成迟报、误报、漏报情况较多。（3）网络化程度低。我国应用的火灾119动报警系统形式基本上以区域火灾自动报警系统、集中火灾自动报警系统和控制中心火灾自动报警系统为主，安装形式主要是集散控制方式，自成体系，自我封闭，尚未形成区域性网络化火灾自动报警系统。（4）组件连接方式有待改善。火灾自动报警系统以多线制和总线制连接方式为主，探测器和报警器及控制器之间是采用两条或多条的铜芯绝缘导线或铜芯电缆穿管相接，存在耗材多、成本高、抗干扰能力差的缺点。同时，铜导线耐高温性能差、易磨损，系统施工维修复杂，影响了火灾自动报警系统的可靠性和更广泛的应用。（5）火灾自动报警系统误报、漏报问题较多。由于火灾探测器的安装环境极其复杂，加之各种传感器在探测火灾方面存在着某些先天不足，无法准确地感应各种物质在燃烧过程中所特有的声波、光谱、辐射、气味等诸多方面发生的微妙变化，对火灾发生过程中所产生的不同粒径和颜色的烟存在探测“盲区”，误报、漏报现象时有发生。（6）超早期火灾探测器技术应用还几乎处于空白。国外已开发出适合洁净空间高灵敏度感烟火灾探测报警系统，如激光式高灵敏度烟火灾探测器，吸气式高灵敏度感烟火灾探测报警系统和气体火灾探测报警系统，与普通火灾探测报警系统相比，其探测灵敏度提高了两个数量级，甚至更多，这些系统采用了激光粒子计数、激光散射等原理监视被保护空间，以单位体积内粒子增加的多少来判断是否发生火灾，系统可在火灾发生前几小时或几天内识别潜在的火灾危险性，实现超早期火灾报警。而该技术我国目前还处于起步阶段，有待进一步研究开发使用。

针对上述问题，火灾自动报警应用技术进一步着眼于当前国际发展的新形势，加快更新改造进程，加强对数字技术和新工艺、新材料的应用，改进系统能力，使火灾自动报警应用技术向着高可靠、低误报和网络化、智能化方向发展。当前，国外火灾自动报警应用技术的发展趋势主要表现为七个方面。

1.网络化

火灾自动报警系统网络化是用计算机技术将控制器之间、探测器之间、系统内部、各个系统之间以及城市“119”报警中心等通过一定的网络协议进行相互连接，实现远程数据的调用，对火灾自动报警系统实行网络监控管理，使各个独立的系统组成一个大的网络，实现网络内部各系统之间的资源和信息共享，使城市“119”报警中心的人员能及时、准确掌握各单位的有关信息，对各系统进行宏观管理，对各系统出现的问题能及时发现并及时责成有关单位进行处理，从而弥补现在部分火灾自动报警系统擅自停用，值班管理人员责任心不强、业务素质低、对出现的问题处置不及时、不果断等方面的不足。

2.智能化

火灾自动报警系统智能化是使探测系统能模仿人的思维，主动采集环境温度、湿度、灰尘、光波等数据模拟量并充分采用模糊逻辑和人工神经网络技术等进行计算处理，对各项环境数据进行对比判断，从而准确地预报和探测火灾，避免误报和漏报现象。发生火灾时，能依据探测到的各种信息对火场的范围、火势的大小、烟的浓度以及火的蔓延方向等给出详细的描述，甚至可配合电子地图进行形象提示、对出动力量和扑救方法等给出合理化建议，以实现各方面快速准确反应联动，最大限度地降低人员伤亡和财产损失，而且火灾中探测到的各种数据可作为准确判定起火原因、调查火灾事故责任的科学依据。此外，规模庞大的建筑使用全智能火灾自动报警系统，即探测器和控制器均为智能型，分别承担不同的职能，可提高系统巡检速度、稳定性和可靠性。

3.多样化

（1）

火灾探测技术的多样化。我国目前应用的火灾探测器按其相应和工作原理基本可分为感烟、感温、火焰、可燃气体探测器以及两种或几种探测器的组合等，其中，感烟探测器一枝独秀，但光纤线性感温探测技术、火焰自动探测技术、气体探测技术、静电探测技术、燃烧声波探测技术、复合式探测技术代表了火灾探测技术发展和开发应用研究的方向。此外，利用纳米粒子化学活性强、化学反应选择性好的特性，将纳米材料制成气体探测器或离子感烟探测器，用来探测有毒气体、易燃易爆气体、蒸气烟雾的浓度并进行预警，具有反应快、准确性高的特点，目前已列为我国消防科研工作的重点研究开发课题。

（2）

设备连接方式的多样化。随着无线通信技术的成熟、完善和新型有线通信材料的研制，设备间、系统间可根据具体的环境、场所的不同而选择方便可靠的通信方式和技术，设备间可以用无线技术进行连接，形成有线、无线互补，同时新型通信材料的研制开发可弥补铜线连接存在的缺陷。而且各探测器之间也可进行数据信息传递和交流，使探测器的设置从枝状变成网状，探测器不再是各自对立的，使系统间、设备间的信息传递更方便、更可靠。

4．小型化

火灾自动报警系统的小型化是指探测部分或者说网络中的“子系统”小型化。如果火灾自动报警系统实现网络化，那么系统中的中心控制器等设备就会变得很小，甚至对较小的报警设备安装单位就可以不再独立设置，而依靠网络中的设备、服务资源进行判断、控制、报警，这样火灾自动报警系统安装、使用、管理就变得简洁、省钱、方便。

5．社区化

目前我国火灾自动报警系统只被安装在重要建筑上，而在美国、日本等发达国家，包括许多居民家庭都安装了火灾自动报警系统。随着我国经济的不断发展、人们安全意识的增强、火灾自动报警系统的进一步完善以及智能化程度的提高，在社区家庭特别是高级住宅积极推广应用防盗、防火联动报警装置或独立式感烟探测器，对于预防居民家庭火灾是非常必要和行之有效的措施。

6.蓝牙技术

无线技术与有线火灾自动报警系统相比，蓝牙技术无线火灾自动报警系统具有施工简单、安装容易、组网方便、调试省时省力等特点，而且对建筑结构损坏小，便于与原有系统集成且容易扩展，系统设计简单且可完全寻址，便于网络化设计，可广泛应用于医院、文物古建筑、机场、综合建筑和不便联网、建筑物分散、规模较大，干扰较小的建筑。对正在施工或正在进行重新装修的场所，在未安装有线火灾自动报警系统前，这种临时系统可以充分保障建筑物的防火安全，一旦施工结束，蓝牙技术无线系统可以很容易转移到别的场所。

7.高灵敏化

以早期火灾智能预警系统为代表。该系统采用先进的激光探测技术和独特的主动式空气采样技术以外，还采用了“人工神经网络”算法，具有很强的适应能力、学习能力、容错能力和并行处理能力，近乎于人类的神经思维。此外，该系统的子机与主机可以进行双向智能信息交流。使整个系统的响应速度及运行能力空前提高，误报率几乎接近零，灵敏度比传统探测器高1000倍以上，能探测到物质高热分解出的微粒子，并在火灾发生前的30min到20min预警，确保了系统的高灵敏性和高可靠性，实现早期预警。

针对当前火灾自动报警系统存在的通讯协议不一致，系统误报、漏报频繁，智能化程度低，网络化程度低、特殊恶劣环境的火灾探测预警抗干扰等问题较为突出的现象，提出在符合国家消防规范的基础上采用统一、标准、开放的通讯协议，通过对新技术、新工艺、新材料和新设备的应用研究，对系统方案、设备选型的优化组合，改进火灾自动报警系统的工作性能、减少维护费用和维护要求，向着高可靠性、高灵敏性、低误报率、系统网络化、技术智能化方向发展，为更好的预防和遏制建筑火灾提供了强有力的保障，从而更好的保护国家和人民的生命、财产安全。这是火灾自动报警应用技术的研究发展趋势。

参考文献：

［1］ 于潇浅谈我国火灾自动报警系统生产行业的发展概况 ［J］科技咨讯，2005，（23）［2］ 李卓 蓝牙技术在火灾自动报警系统中的应用探讨 ［J］消防科学与技术，2005.，（3）

第二篇：第一节火灾自动报警讲稿

第一节

火灾自动报警

一、火灾自动报警系统的作用

火灾自动报警系统是一种设置在建、构筑物中，通过自动化手段实现早期火灾探测、火灾自动报警和消防设备联动控制的自动消防设施。火灾自动报警系统对早期发现和通报火灾，及时通知人员疏散并进行灭火，以及预防和减少人员伤亡、控制火灾损失等方面起着至关重要的作用。

许多火灾、火警实例说明，火灾自动报警系统有着良好的作用，能够早期报告火灾，及时进行扑救，减少和避免重大火灾的发生。

如北京某饭店，一位国外旅客吸烟，将未熄灭的烟头扔进塑料纸篓内就入睡了，烟头经过一段时间的阴燃起火，由于火灾自动报警系统准确地报了警，该饭店服务员打开房门，迅速扑灭了火苗，避免了一场火灾。

还是北京某饭店，安装在8 楼的火灾自动报警装置，突然发出火警信号，火警灯发出了红光，指示灯一闪一闪，值班员见到87 号探测器的楼道内烟雾弥漫，与此同时，电话间的火灾自动报警集中控制器也发出了火警信号，饭店安全部门也接到火警电话，这时值班员很快奔赴出事地点，经过一场紧张的灭火战斗，很快扑灭了火灾，避免了一场重大事故的发生。

二、火灾自动报警系统的设置场所

现行国家标准《建规》GB50016、《高规》GB50045《人民防空工程

设计规范》GB50098、《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》GB50067等中对自动火灾报警系统的设置场所分别做了具体规定。下面我们就我们能够经常接触的到的进行举例说明一下，就不用全部都讲解了，有兴趣的可以自己找资料学习下。《建筑设计防火规规》：

11.4.1下列场所应设置火灾自动报警系统： 大中型电子计算机房及其控制室、记录介质库，特殊贵重或火灾危险性大的机器、仪表、仪器设备室、贵重物品库房，设有气体灭火系统的房间；（条文解释：建筑中有需要与火灾自动报警系统联动的部位，如设有二氧化碳等自动灭火系统的其他房间或设置防火卷帘处等。这些场所多为大中型电子计算机房、重要通讯机房、重要资料档案库、珍藏库等或是需要进行防火分隔的部位，需要满足早报警、早扑救或有效分隔的目的。）每座占地面积大于1000m2 的棉、毛、丝、麻、化纤及其织物的库房，占地面积超过500m2或总建筑面积超过1000m2 的卷烟库房；（每座占地面积超过1000m2 棉、毛、丝、麻、化纤及其织物等丙类仓库。占地面积超过500m2或总建筑面积超过1000m2 的卷烟仓库。这些仓库储量大、价值高，发生火灾后损失大。）任一层建筑面积大于1500m2 或总建筑面积大于3000m2 的制鞋、制衣、玩具等厂房； 任一层建筑面积大于3000m2 或总建筑面积大于6000m2 的商店、展览建筑、财贸金融建筑、客运和货运建筑等；（商店和展览馆中的

营业、展览厅和航空、水运、汽车、火车客运楼(站)中的旅客等候、休息、购票、娱乐的场所等，人员较密集、可燃物较多、容易发生火灾，要早报警、早疏散、早扑救。）图书、文物珍藏库，每座藏书超过100 万册的图书馆，重要的档案馆；（图书、档案馆的书库或资料档案库，存有大量文献资料，有的还是价值高的绝本图书、珍贵文物文献等，火灾后的损失较大。其阅览室为公共场所，办公室也有大部分是用作研究或实验的场所，具有一定火灾危险性。本条中重要的档案馆，是根据与《档案馆设计规范》协调后确定的，主要指国家档案馆。对于其他专业档案馆，则视具体情况确定。）地市级及以上广播电视建筑、邮政楼、电信楼，城市或区域性电力、交通和防灾救灾指挥调度等建筑；（电力和防灾调度指挥楼、广播电视、电信和邮政楼的重要机房或资料库、邮袋库等。这些建筑的重要机房发生火灾，将会发生通信、广播电视中断或邮件、数据损失，造成重大经济损失和不良政治影响甚至严重影响生产、生活或防灾救灾指挥，要重点保护。鉴于我国各地经济发展不平衡、人口密度不一，对于地市级以下的这类建筑，可视工程具体情况确定是否设置火灾报警设施。重要机房主要是指性质重要、价值特高的精密机器、仪器、仪表设备室。）特等、甲等剧院或座位数超过1500 个的其它等级的剧院、电影院，座位数超过2000 个的会堂或礼堂，座位数超过3000 个的体育馆；（体育馆观众厅、休息室、餐厅、有可燃物的吊顶内及其电信设备室

等，影剧院、会堂、礼堂等的观众厅、舞台、化妆室、休息室、餐厅等，这些部位主要是有配电线路、木马道、风管可燃绝热材料、道具、布景等物，或是人员较密集的公共场所。关于影剧院的级别是与国家 现行标准《剧场建筑设计规范》JGJ 57—2000 等协调后确定的。）8 老年人建筑、任一楼层建筑面积大于1500m2 或总建筑面积大于3000m2 的旅馆建筑、疗养院的病房楼、儿童活动场所和大于等于200 床位的医院的门诊楼、病房楼、手术部等；（疗养院、老人与儿童福利院以及医院等，其使用人员特点是行为能力弱、常需要他人帮助。这些场所中供人员诊疗、住宿、休息的场所以及走道，应设置火灾自动报警系统。）建筑面积大于500m2 的地下、半地下商店； 设置在地下、半地下或建筑的地上四层及四层以上的歌舞娱乐放映游艺场所；（设在地下、半地下的商店和歌舞娱乐放映游艺场所，具有人员密集、可燃物多、疏散困难、火灾时热烟排除困难等特点。）11 净高大于2.6m 且可燃物较多的技术夹层，净高大于0.8m 且有可燃物的闷顶或吊顶内。

《高层民用建筑设计防火规规》：

9.4.1 建筑高度超过100m 的高层建筑，除游泳池、溜冰场、卫生间外，均应设火灾自动报警系统。

9.4.2 除住宅、商住楼的住宅部分、游泳池、溜冰场外，建筑高度不超过100m 的一类高层建筑的下列部位应设置火灾自动报警系统： 9.4.2.1 医院病房楼的病房、贵重医疗设备室、病历档案室、药品库。

9.4.2.2 高级旅馆的客房和公共活动用房。

9.4.2.3 商业楼、商住楼的营业厅，展览楼的展览厅。9.4.2.4 电信楼、邮政楼的重要机房和重要房间。9.4.2.5 财贸金融楼的办公室、营业厅、票证库。

9.4.2.6 广播电视楼的演播室、播音室、录音室、节目播出技术用房、道具布景。

9.4.2.7 电力调度楼、防灾指挥调度楼等的微波机房、计算机房、控制机房、动力机房。

9.4.2.8 图书馆的阅览室、办公室、书库。9.4.2.9 档案楼的档案库、阅览室、办公室。9.4.2.10 办公楼的办公室、会议室、档案室。

9.4.2.11 走道、门厅、可燃物品库房、空调机房、配电室、自备发电机房。

9.4.2.12 净高超过2.60m 且可燃物较多的技术夹层。9.4.2.13 贵重设备间和火灾危险性较大的房间。9.4.2.14 经常有人停留或可燃物较多的地下室。

9.4.2.15 电子计算机房的主机房、控制室、纸库、磁带库。9.4.3 二类高层建筑的下列部位应设火灾自动报警系统： 9.4.3.1 财贸金融楼的办公室、营业厅、票证库。9.4.3.2 电子计算机房的主机房、控制室、纸库、磁带库。9.4.3.3 面积大于50m2 的可燃物品库房。9.4.3.4 面积大于500m2 的营业厅。

9.4.3.5 经常有人停留或可燃物较多的地下室。9.4.3.6 性质重要或有贵重物品的房间。

注：旅馆、办公楼、综合楼的门厅、观众厅，设有自动喷水灭火系统时，可不设火灾自动报警系统。

三、火灾自动报警系统的组成及工作原理

（一）火灾自动报警系统的组成

一般由触发器件、火灾报警装置、火灾警报装置、电源等组成，复杂的还包括消防控制设备。

1、触发器件

在火灾自动报警系统中，自动或手动产生火灾报警信号的器件称为触发器件。主要包括火灾探测器和手动报警按钮。

火灾探测器是用来响应其附近区域由火灾产生的物理和（或）化学现象的探测器。火灾探测器是组成自动火灾报警系统的重要组件，是系统的“感觉器官”。它的作用是监视呗保护区域有无火灾发生，一旦发现火情，就将火灾的特征物理量，如温度、烟雾、气体和辐射光等转换成电信号，并立即动作，向火灾报警控制器发送报警信号。对于易燃、易爆场合，火灾探测器主要探测其周围空间的气体浓度，在浓度到达爆炸下限以前报警。

1.1、火灾探测器的类型

不同类型的火灾探测器使用于不同类型的火灾和不同的场所，才能真正发挥火灾探测器的效能，有效地探测火灾，从而实现早期发现火灾。早期报警的目的。1.根据结构分类

（1）点型火灾探测器——响应警戒范围内某点周围的火灾参数的探测器。

（2）线型火灾探测器——响应警戒范围内某一连续线路周围的火灾参数的探测器。2.根据探测火灾参数分类（1）感烟探测器（2）感温探测器（3）感光探测器（4）复合型探测器（5）可燃气体探测器 3.根据使用环境分类（1）陆用型探测器（2）船用型探测器（3）耐酸型探测器（4）耐寒型探测器（5）耐碱型探测器（6）防爆型探测器 4.根据操作后是否复位分类

（1）可复位火灾探测器

在产生火灾报警信号的条件下，当火灾信号已消除的情况下，不需要更换组件即能从报警状态恢复到监视状态。根据复位方式不同，又可分为3种：

○1自动复位火灾探测器：能自动恢复到监视状态。○2遥控复位火灾探测器：通过遥控操作能恢复到监视状态。○3手动复位火灾探测器：通过手动调节能恢复到监视状态。（2）不可复位火灾探测器

在火灾报警信号已消除的情况下，需更换组件才能从报警状态恢复到监视状态或动作后不能恢复到监视状态。5.根据其维护时是否可拆分类（1）可拆式探测器（2）不可拆式探测器

1.2 火灾探测器的构成

火灾探测器一般由敏感元件、电路、固定部件和外壳组成。1.敏感元件

敏感元件是探测器的核心，其作用是将火灾特征的物理量转换成电信号。2.电路

电路是探测器中不可缺少的环节。电路的作用是将传感元件转换所得的电信号进行放大或处理成所需要的信号。探测器的电路一般由转换

电路、抗干扰电路、保护电路、指示电路和接口电路等组成。（1）转换电路

是将敏感元件输出的电信号变换成符合报警控制器要求的信号。（2）抗干扰电路

用于抗御探测器所处环境中可能受到的各种干扰（如电火花、强电磁场、高速气流等），减少工作环境的影响，提高自身的稳定性。（3）保护电路

用来监视探测器和传输线路的故障，检查自身电路和元件是否完好，保证探测器正常工作。（4）指示电路

用于指示探测器是否动作。一般采用发光二极管作指示灯。（5）接口电路

用来完成探测器和报警控制器的连接，以及信号的输入和输出，同时起到保护探测器不至于因安装错误而损坏的作用。3.固定部件和外壳

火灾探测器的固定部件和外壳，又称探测器的机械结构。其作用是将传感元件、印刷线路板、接插件及确认灯等有机的连成一体，构成一定的造型，达到足够的机械强度，满足规定电气性能的要求，防止外界光线、灰尘、气流、电磁波和机械力对探测器的干扰和破坏。

1.3、火灾探测器的选择

1.选择的原则

（1）火灾初期有阴燃阶段，产生大量的烟和少量的热，很少或没有

火焰辐射的，应选用感烟探测器。

（2）对火灾发展迅速，产生大量热、烟和火焰辐射的，应选用感烟、感温、火焰探测器或他们的组合。

（3）对火灾发展迅速，有强烈的火焰辐射和少量的烟、热的，选用火焰探测器。

（4）对情况复杂或火灾形成特点不可预料的，可进行模拟试验，根据试验选用合适的探测器。

（5）对产生、使用或聚集可燃气体或可燃液体、蒸汽的场所，应选用可燃气体探测器。2.不同高度火灾探测器的选择

（1）房间高度小于20M，大于12M，选用火焰探测器（2）房间高度小于12M，大于8M，选用感烟或火焰探测器（3）房间高度小于8M，大于6M,感烟、感温Ⅰ级、火焰探测器（4）房间高度小于6M，大于4M，感烟、感温Ⅰ、Ⅱ级、火焰探测器

（5）房间高度小于4M，感烟、感温Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级、火焰探测器 3.宜选用点型感烟探测器的场所

（1）宾馆、饭店、教学楼、办公楼的厅堂、办公室等。（2）计算机房、通信机房、影视放映室等。（3）书库、档案库等。（4）楼梯、走廊、电梯机房等。（5）有电气火灾危险的场所。

4.不宜选用离子感烟探测器的场所（1）相对湿度大于95%的场所（2）气流速度大于5m/s（3）有灰尘、粉尘或水蒸气滞留的场所（4）有可能产生腐蚀性气体的场所（5）厨房及其他正常情况下有烟滞留的场所（6）产生醇类、醚类、酮类等有机物的场所 5.不宜选用光电型感烟探测器的场所（1）有可能产生黑烟（2）有大量粉尘、水雾滞留（3）可能产生蒸汽和油雾（4）在正常情况下有烟滞留 6.感温探测器的适用场所（1）相对湿度经常高于95%（2）有可能发生无烟火灾（3）有大量粉尘

（4）正常情况下有烟和蒸汽滞留

（5）厨房、锅炉房、发电机房、烘干车间等（6）吸烟室

（7）其他不宜安装感烟探测器的场所。7．火焰探测器适用的场所（1）火灾时有强烈的火焰辐射

（2）液体火灾等无阴燃阶段的火灾（3）需对火焰做出快速反应 8.不宜选用火焰探测器的场所（1）有可能发生无焰火灾（2）在火焰出现前有浓烟扩散（3）探测器镜头易被污染（4）探测器的“视线”易被遮挡

（5）探测器易受阳光或其他光源直接或间接照射等影响可能产生阴燃或发生火灾不及时报警将造成重大损失的场所，不宜选择感温探测器；温度在0℃以下的场所不宜选择定温探测器；温度变化较大的场所，不宜选择差温式探测器。安装自动灭火系统、联动装置以及用单一探测器不能有效确认火灾的场所，宜采用感烟、感温、火焰探测器（或复合型）的组合。9.可燃气体探测器的适用场所（1）使用管道煤气或天然气的场所。（2）煤气站及充装、储存场所。

（3）其他散发可燃气体和可燃蒸汽的场所。（4）有可能产生CO气体的场所 10.可不设火灾探测器的场所（1）厕所、浴室等

（2）不能有效探测火灾的场所

（3）不能维修、使用（重点部位除外）的场所

1.4 手动报警按钮

火灾自动报警系统应有2中出发装置。各种类型的火灾探测器是自动触发装置，而手动报警按钮是手动触发装置，可以认为确认火情，具有认为手动发生火警信号的特殊作用。

当人们发现火灾后，可通过装于走廊、楼梯口登等处的手动火灾报警按钮进行人工报警。手动报警按钮是装于金属盒内的按键，一般将金属盒嵌入墙内，外露红色边框的保护罩。人工确认火灾后，敲破保护罩或将保护罩按下，将火警信息送到火灾报警控制器，发生火灾报警。

手动火灾报警按钮的紧急程度比探测器报警紧急，一般不需要确认，所以，手动报警按钮要求更可靠、更确切，处理火灾要求更快。

2、火灾报警装置

在火灾自动报警系统中用于接收、显示和传递火灾报警信号，并能发出控制信号和具有其他辅助功能的控制指示设备称为火灾报警装置。包括中继器、探测器报警控制装置、火灾报警控制器和火灾显示盘。（后面消控室中会具体讲到，就不加详细解释了。）

3、火灾警报装置

在火灾自动报警系统中，用于发出区别于环境声、光的火灾报警信号的装置。火灾警报器就是一种最基本的警报装置，通常与火灾报警控制器组合在一起。它以声、光声响方

式向报警区域发出火灾警报信号，以警示人们采取安全疏散、灭火救灾措施。

警铃也是也是一种火灾警报装置，用于将火灾报警信息通过声音报警的一种电气设备，警铃大部分安装于建（构）筑物的公共空间部分，如走廊、大厅等。

4、电源

安装火灾自动报警系统的场所均为重要建筑或场所，火灾报警装置如能及时、正确报警，可以使人命的生命、财产得到保护或少受损失。所以，要求其主电源的可靠性高，同时还要有直流备用电源，以确保其供电切实可靠。火灾自动报警系统的主电源应采用消防电源，严禁使用电源插座，主电源的保护开关不应采用漏电保护开关。直流备用电源宜采用火灾报警控制器的专用蓄电池或集中设置的蓄电池。当直流备用电源采用消防系统集中设置的蓄电池时，火灾报警控制器应采用单独的供电回路，并应保证在消防系统处于最大负荷状态下不影响报警控制器的正常工作。系统电源除为火灾探测器供电外，还为与系统相关部分消防控制设备供电。

主电源：采用220V的市电，且为消防专用电源。备用电源：采用火灾报警控制器专用的蓄电池，电压为24V/12V。

5、消防控制设备

在火灾自动报警系统中，当接收到来自触发器件的火灾报警后，能自动或手动启动相关消防设备并显示其状态的设备，称为消防控制设备。消防控制设备主要包括火灾报警控制器、自动灭火系统的控制装置、室内消火栓系统的控制装置、排烟系统及空调通风系统的控制装置，常开防火门和防火卷帘的控制装置、电梯回降控制装置，以及火灾应急广播、火灾警报装置、消防通信设备、火灾应急照明与疏散指示标志的控制装置等控制装置中的部分或全部。消防控制设备一般设置在消防控制中心，以便于实行集中统一控制，有的消防控制设备在呗控制消防设备所在现场，但其动作信号则必须返回消防控制室，实行集中与分散相结合的控制方式。

（二）火灾自动报警系统的工作原理

火灾自动报警系统的工作原理是：平时建、构筑物内的火灾探测器常年累月地实时监测被警戒的现场或对象。当建、构筑物内某一被监视现场发生火灾时，火灾探测器探测到火灾产生的烟雾，高温，火焰及火灾特有的气体信号并转换成电信号，立即传送到火灾报警控制器，控制器接收到火警信号，经过与政策状态阈值或参数模型分析比较，若确认发生着火，则输出两回路信号：一路指令声光报警显示装置动作，显示火灾现场地址（楼层，房号等），记录下发生火灾的时

间，同时启动警报装置发出音响报警；另一路指令启动消防控制设备。

自动联动启动断电控制装置、防排烟设施、防火卷帘、消防电梯、火灾应急照明、消火栓、自动灭火系统等消防设施，防止火灾蔓延、控制火势、及时扑救火灾。另外，为了防止系统失控或执行器中组件，阀门失灵而贻误救火时间，现场附近还设有手动报警按钮。

火灾探测器将探测到的火灾参数转化为电信号，通过传输导线输送到报警控制器，发出声、光报警信号，并显示报警部位和时间，告知消控值班人员，并采取相应措施。在现场的人员若发现火情，可用手报发出报警信号。

第三篇：环境监测技术的应用现状及发展趋势

环境监测技术的应用现状及发展趋势

摘要：在环境问题日益严峻和环境保护工作不断深入的今天，环境监测技术成为了影响环保工作开展的重要因素。利用现代环境监测技术对污染物进行准确、及时的监测和分析，对实现环境污染的预防和控制具有重要的现实意义。本文通过对现有研究结果的分析，总结了环境监测技术的应用现状，3S技术、生物技术、信息技术、物理化学科学技术在水、大气、土壤等环境介质的污染物监测中应用广泛。同时，本文对环境监测技术的未来发展趋势进行了探讨，将向着以有机污染物作为监测的主要目标、监控介质范围扩大、监测分析精度痕量化、分析技术快速化、实验室管理系统应用广泛化的方向发展。关键词：环境监测；环境保护；技术；污染

Application Status and Development Trends of Environmental

Monitoring Technology Abstract：Today, environmental problems are increasingly serious and environmental protection workis deepening, and environmental monitoring technology has become an important factor affecting the environmental work to carry out.Using modern environmental monitoring technology to monitor and analyze the pollutants accurately and timely has important practical significanceto prevent and control the environmental pollution.By analyzing the results of existing studies, this paper summarizes the application status of the environmental monitoring technology.3S technology, biotechnology, information technology, physical and chemical science and technology are widely used in the monitoring of contaminants in water, air, soil and other environmental media.At the same time, this paper discusses the development trends of environmental monitoring technology, it will be toward to regard the organic pollutants as the main monitoring targets, expand the scope of monitoring media, analyze to achieve mark quantization, analyze fast, and use the laboratory management system widely in the direction of development.Key words： Environmental monitoring；Environmental protection；Technology；Pollution 引言

近年来，随着经济的快速发展，环境问题日益严峻，环境问题和人民生产生活息息相关，保护环境刻不容缓。环境监测不仅是加强环境监督与管理的重要手段，也是保护环境的前提和基础。随着环境问题的不断凸显，政府及社会各界不断地提高环境保护意识，从而对环境监测技术提出了更高的要求。因此，分析总 结当前环境监测技术的应用现状并在此基础上探讨其未来的发展趋势是十分必要的，具有很强的现实意义和重大的战略意义。

本文简要介绍了环境监测的内涵、作用及发展历史，总结分析了环境监测技术的应用现状并对其发展趋势进行了探讨，为今后环境监测工作的开展提供了更多的分析资料，促进环境监测技术的开发与完善，对实现人类的可持续发展具有重要的意义。环境监测概述

2.1 环境监测的内涵及作用

环境监测(Environmental Monitoring)是环境科学和环境工程的重要组成部分，是在环境分析的基础上发展起来的一门学科。它是指运用各种分析、测试手段，对影响环境质量因素的代表值进行测定，确定环境质量(或污染程度)及其变化趋势，从而为开展环境工作提供服务的活动。

环境监测的目的是运用现代科学方法，对人类赖以生存的环境质量进行定量描述，用监测数据来表示环境质量受损程度，准确、及时、全面地反映环境质量现状及发展趋势，为环境管理、污染源控制、环境规划提供科学依据，进而保护人类正常生存与发展。具体有以下几个方面[1]：对污染物及其浓度(强度)作时间和空间方面的追踪，掌握污染物的来源、扩散、迁移、反应、转化，了解污染物对环境质量的影响程度，并在此基础上对环境污染作出预测、预报和预防；了解和评价环境质量的过去、现在和将来，掌握其变化规律；收集环境背景数据、积累长期监测资料，为制订和修订各类环境标准、实施总量控制、目标管理提供依据；实施准确可靠的污染监测，为环境执法部门提供执法依据；在深入广泛开展环境监测的同时，结合环境状况的改变和监测理论及技术的发展，不断改革和更新监测方法与手段，为实现环境保护和可持续发展提供可靠的技术保障。

环境监测在人类防治环境污染，解决现存的或潜在的环境问题，改善生活环境和生态环境，协调人类和环境的关系，最终实现人类的可持续发展的活动中，起着举足轻重的作用。

环境监测的对象大致分为以下两种：一种是自然环境，包括水源、大气、土 壤等；另一种是人文环境，包括固体废弃物、环境生物、噪音、放射性物质等。环境监测通常包括背景调查、确定方案、优化布点、现场采样、样品运送、实验分析、数据收集、分析综合等过程。

2.2 环境监测的发展历史

20世纪50年代，针对发达国家不断发生的化学毒物造成的严重环境污染事故，对环境样品进行化学分析以确定其组成和含量的环境分析便成为这个阶段环境监测的主要特征。自20世纪60年代末开始，环境监测逐渐引入物理的、生物的手段，这一时期的监测工作以对污染源的监督性监测为主要特征。自20世纪70年代中期以来，发达国家把环境监测焦点从对污染源监控转移到环境质量监控上来，使环境监测范围发展到面源污染及区域性环境质量方面。20世纪80年代初，发达国家相继建立了自动连续监测系统和宏观生态监测系统，并借助地理信息系统技术、遥感技术和全球卫星定位系统技术，连续观察空气、水体污染状况变化及生态环境变化，预测预报未来环境质量，扩大了环境监测范围，提高了监测数据的获取、处理、传输、应用的能力，为环境监测动态监控区域环境质量乃至全球生态环境质量提供了强有力的技术保障，极大促进了环境监测的现代化发展，实现了监测的实时性、连续性和完整性。

我国环境监测起步较晚，经过30多年的发展，现已发展到物理监测、生物监测、生态监测、遥感、卫星监测，从间断性监测逐步过渡到自动连续监测。监测范围从一个断面发展到一个城市、一个区域乃至全国。一个以环境分析为基础，以物理测定为主导，以生物监测、生态监测为补充的环境监测技术体系已初步形成[2]。环境监测技术的应用现状

3S技术、生物技术、信息技术、物理化学科学等现代化监测技术已被广泛应用于大气环境监测、水资源调查评价等监测工作。3.1 3S技术在环境监测中的应用

3S技术是以遥感技术(RS)、地理信息系统(GIS)和全球定位系统(GPS)为基础，将这三种独立技术与其他高新技术有机地构成一个整体而形成的一项新的综合技术，它集信息的获取、处理和应用于一身，凸显信息获取与处理的高速、实时与应用中的高精产度、可定量化等方面的优点[3]。3.1.1 3S技术在水资源管理中的应用

当前国内外3S的技术在水资源的调查与评价上的应用是非常广泛的。其主要应用在流域水文模拟、水资源评价、生态环境变迁分析、生态耗水变迁分析、监测水体沼泽、监测水体富营养化等等[4]。在水质遥感监测方面，近几年来，对构成水的质量的一些要素进行定量监测的研究有了一定的进步，这些要素包括浑浊度、总悬移质泥沙含量、pH值、总含氮量等等。

卫星遥感监测技术已经广泛应用于海洋环境监测，并取得良好成效。一般陆地卫星的多光谱扫描仪是用于沿海悬浮泥沙含量和其扩散状态的监测；用于工业排污与生活污水的监测。在1972—1977年间出现了3次大范围海上溢油问题，采用海洋水色成像仪与沿岸带水色扫描仪用于悬浮物浓度或者海域叶绿素的分析，实现全天24小时的海洋油污实时监测，具体监测溢油的分布范围、油膜厚度、移动扩散状况和溢油量等。3.1.2 3S技术在湿地研究中的应用

(1)3S技术在湿地资源动态变化监测中的应用。

运用多时相、多平台的遥感动态变化监测技术及时获取湿地的动态信息，通过地理信息系统技术的空间分析功能和数据管理功能对遥感技术获取的湿地信息进行实时更新，可以获得湿地的动态变化情况[5]。

(2)3S技术在湿地制图中的应用。

迄今，中国、加拿大和爱沙尼亚等国已经出版了国家沼泽湿地图。中国运用3S技术还编制了不同比例尺的湿地景观生态图[6]；完成了黄河三角洲1：5万和1：10万地图的编制[7]等。3.1.3 3S技术在土壤环境监测中的应用

过土壤波谱分析，应用高光谱遥感数据能较好地探测土壤表层或浅表层的性状，并且结合相应的野外采样测量或实地观察建立起各种不同类型的分析模型，对土壤机械组成、酸碱度、水、养分含量、矿物质等参量、土肥状况等实现定量观测[8]。自2003年起，中国科学院在高光谱遥感技术的支持下对青藏高原地区2003—2010年表层土壤水分进行了成功反演[9]，从而为脆弱生态区土壤环境的监测奠定了基础。

为了保护土壤，防止土壤侵蚀面积不断扩大，美国农业部自然资源保护局运用3S技术开展全国土壤资源调查，并且进行小流域调查与制图。在此基础上，美国国家土壤侵蚀研究实验室建立了诸如土壤侵蚀方程、评价土壤侵蚀模型、水蚀预报模型、风蚀预报系统等[10]，从而为各种情况下土壤侵蚀预测和评价提供技术和方法支持。

此外，在草地、森林等生态系统相关领域的环境监测中，3S技术都在发挥着重要的作用。

3.2 生物技术在环境监测中的应用

随着生物技术的迅猛发展，以现代生物技术为代表的高新技术在环境科学中得到了越来越广泛的应用。现代生物技术是以DNA重组技术的建立为标志的多学科交叉的新兴综合性技术体系，它以分子生物学、细胞生物学、微生物学、遗传学等学科为支撑，与化学、化工、计算机、微电子和环境工程等学科紧密结合和相互渗透，极大地丰富了各学科的内涵，推动了科学理论和应用技术的发展。

现代生物技术正被利用或嫁接到环境监测领域，构成了现代生物监测技术。目前，在环境监测领域，应用比较广泛的有生物大分子标记物检测技术和PCR(多聚酶链式反应)技术，此外，当今研究和应用比较广泛的生物技术还有单细胞凝胶电泳、生物传感器、酶联免疫技术等。3.2.1 生物大分子标记物检测技术

生物大分子标记物监测技术可以在分子水平阐述分子适应等生态问题的机制，具有预警性和广泛实用性的特点，有助于更好地揭示生物与环境之间的相互作用机制，为污染环境的生物修复提供理论依据。主要的生物大分子标记物及其检测技术有核酸分子损伤检测技术、报告基因标记技术、DNA芯片技术、酶分子标记物检测、金属硫蛋白的检测、抗氧化剂防御系统的检测等。3.2.2 PCR技术

多聚酶链式反应(简称PCR)技术是在体外合成特异性DNA片段的方法，其原理类似于生物体内DNA的复制。通过选择生物的一段特异性基因进行体外扩增，再由凝胶电泳等DNA分析技术确定其种类及含量。近年来，依据PCR分析突变的相关技术进展很快，主要有[3]：寡核苷酸探针杂交；DNA直接测序；限制性内切酶图谱；变性梯度凝胶电泳等。

作为最现代的生物技术之一的PCR技术，具有快速、灵敏、准确、简便、特异性强的特点，可以针对某种或某几种致病微生物作出检测判断，因此在水环境微生物检测中应用越来越广泛。

Tay等[11]利用特异性16S rDNA 引物扩增两种甲苯降解菌。荧光定量PCR 结果显示：自养黄色杆菌和分枝杆菌在甲苯污染地区的数量比非污染地区的高，这与先前调查结果一致。但自养黄色杆菌只在污染地区夏季有相对短暂的繁盛，而分枝杆菌超过5个月时数量仍很高，表明了分枝杆菌在甲苯降解方面比想象的更为重要[12]。

Cummings等[13]通过荧光定量 PCR 技术监测了沿湖泊重金属污染浓度梯度中还原铁离子泥土杆菌家族的丰度与分布。结果表明其分布相对均匀，泥土杆菌家族的分布不受重金属离子浓度的影响。

何闪英等[14]为建立快速、准确鉴定和定量检测赤潮生物的方法，以圆海链藻为例，以其中18S rDNA序列为寻找种特异性引物的靶区域，通过分析 18S rDNA 序列，设计出适合用于荧光定量PCR的引物与探针，并通过常规PCR验证确定其特异性，进而以圆海链藻荧光定量PCR的引物和探针，建立了定量检测圆海链藻的实时荧光定量PCR检测方法。与传统的显微镜计数方法比较，两 者所获结果无显著性差异，证明了本方法的可行性，从而为我国沿海水域赤潮问题的研究提供了良好的技术检测途径。

变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术在微生物群落多样性和种群动态监测中得到广泛使用[15]。赵兴青[16]等从玄武湖、莫愁湖和太湖沉积物中直接提取微生物总 DNA，然后通过 DGGE技术指纹图谱来分析湖泊表层沉积物中微生物群落结构的差异性，结合条带回收、扩增、序列测定，从而了解不同湖泊和相同湖泊不同位点的微生物群落结构的多样性。3.2.3 其他生物技术

单细胞凝胶电泳(SCGE)，即彗星试验是一种通过检测DNA链损伤来判别遗传毒性的技术。环境中的遗传毒物浓度一般很低，而彗星试验检测低浓度遗传毒物具有高度灵敏性，所研究的细胞不需要处于有丝分裂期。同时，这种技术只需要少量细胞[17]。Mirjana Pavlica等[18]用暴露在五氯苯酚(PCP)中的淡水蚌类血细胞进行彗星试验，观察血细胞中DNA损伤程度。在进行实验室实验和原位实验后，发现高浓度的 PCP(80g/L)会引起血细胞中DNA断裂，表明用彗星试验检测DNA损伤能够监测水体中的PCP污染。

生物传感器[19]是将生物学、化学和物理学融为一体的一种新装置，可以根据生物的酶、亚细胞器以及细胞或组织对污染的反应，将其转换为电信号，通过放大系统显示，再用计算机系统处理检测信号，实现自动化监测。目前，这种生物传感器技术可以对水质的BOD进行快速监测。

3.3 信息技术在环境监测中的应用

随着计算机、网络等现代信息技术在各领域应用的不断深入，信息技术已经被广泛应用于环境监测中。3.3.1 无线传感器网络技术

环境监测应用中无线传感器网络属于层次型的异构网络结构，最底层为部署在实际监测环境中的传感器节点。向上层依次为传输网络、基站，最终连接到网络。通过该技术能够将监测的数据传送到数据处理中心，监护人员(或用户)可以 通过任意一台连入网络的终端访问数据中心，或者向基站发出命令。

许妍等[20]研究的基于无线传感器网络技术的农田灌溉系统可实现对农田土壤的湿度、温度等参数的在线监测和实时控制，从而提高了农业生产效率。3.3.2 PLC技术

可编程逻辑控制器(PLC)是集自动化技术、计算机技术和通信技术于一体的新一代工业控制装置，在结构上对耐热、防尘、防潮、抗震等都有精确考虑，在硬件上采用隔离、屏蔽、滤波、接地等抗干扰措施，非常适用于条件恶劣的户外及工业现场[21]。此外，可以用于雨水的远程监测，对于农业生产及防洪抗旱有着积极的意义，还可以对河水水位、流速、水质的测量实现远程监视。

3.4 物理化学科学在环境监测中的应用

近年来，由于高分子化学、分析化学、物理科学等科学的不断发展与完善，物理化学科学在环境监测中有了较为广泛的应用。3.4.1 动态膜压法监测技术

动态膜压法的理论基础是Gibss用热力学的方法推导出的吸附公式，该方法不需要对水样进行预处理，不同性质、不同浓度的有机成膜分子可以得到不同的动态膜压图谱，有效地将成膜分子的状态、结构及分子间的相互作用等反应出来。并且不需要添加任何化学试剂，无二次污染，外界干扰因素小，测定速度快，灵敏度高。用此法可对受污染水体以及其他未知天然水系的微表层进行研究[22]。3.4.2 DOAS技术

差分光学吸收光谱技术(DOAS)的工作原理是利用分子的窄带吸收光谱来辨别气体的成分，通过其吸收谱的强度推导被测气体的浓度，其理论基础是朗伯比尔定律。DOAS系统通过一系列优化的数据处理流程和环节，可以成功地监测大气中多种气体成分的浓度。此外，物理化学方法如电感耦合等离子体质谱(ICP—MS)法、激光熔蚀法(LA)、氢化物发生法(HG)、偏振能量色散X射线荧光光谱法等在土壤样品分析，尤其是痕量元素的测定及分析中得到较广泛的应用[23]。环境监测技术的发展趋势

环境监测技术经过几十年的发展，在实践中发挥着重要的作用。随着社会的发展，环境监测技术也在进一步的发展，从目前环境监测技术的发展来看，未来的发展趋势主要表现在以下几方面。

4.1 以有机污染物作为在线监测的主要目标

通过对大量的研究数据和结果的分析可以了解到，目前有机污染物的污染十分严峻，而且这些有机污染物都有毒有害。因此，对有机污染物进行监测已经成了当前的一项重要任务。所以，今后需要适时的、全面的、系统的开展有机污染物的监测工作，及时有效地将环境中的有机污染物监测出来。

4.2 扩展监控介质范围，对有毒有害物质进行全面监控

多环芳烃类、多氯联苯类以及某些重金属有毒污染物会在一定的外界条件影响下，在不同的环境介质如大气、水、沉积物中迁移、转化和积累，因此，需要对多种环境介质进行监控，实现对有毒有害物质的全面监测，保证人类健康和环境安全。

4.3 运用痕量分析，提高监测分析精度

环境中的许多有毒有害物质，尽管其浓度很低，但是会对人体造成巨大的伤害。因此，有必要发展和使用痕量和超痕量分析技术，进一步提高监测的精度，全面掌握受污染的状况，以便采取有效措施，预防和控制污染物对人体和环境的危害。4.4 监测分析器小型化，现场快速分析技术得到普及

在环境管理的实践中，往往需要对一些污染事故的现场进行监测，包括污染物排放源和现场污染情况等，这就需要对污染进行定性和分析，及时分析出某种污染物的类别、构成或浓度，因此，有必要发展和使用现场快速分析技术，以便能够更加有效的对现场污染进行监测，而监测仪器的小型化也为其提供了物质保障。

4.5 实验室管理系统将得到广泛应用

使用实验室管理系统(LIMS)，能够进一步提高实验室的管理水平，提高实验室采集数据和分析数据的自动化程度，减少人为因素的干预，进一步确保数据的原始性和准确性。从而达到降低成本，规范数据分析的目的，促进数据分析工作的流程化。还可以加深管理人员对实验室基本情况的认识和了解，及时发现不符合规定的管理行为，并积极采取措施加以改进，从而规范实验流程，提高数据的可靠性，降低实验室的运行成本，提高工作效率。小结

环境监测技术能够为环境保护提供科学合理的依据，对防治环境污染，加强环境保护有着重要的现实意义。环境监测技术的发展不是一朝一夕的事情，需要一代人甚至几代人的不断努力。只有了解环境监测技术的现状，坚持不懈地完善环境监测技术，才能保证环境监测的可靠性。在今后的工作实践中，我们需要重视环境监测技术的运用，加大资金投入，进一步规范环境监测的各项工作，提升监测技术、更新监测设备、提高监测人员的综合素质，建立健全完善的环境监测体系，推动环境监测工作的进一步发展，从而实现人类的可持续发展。参考文献

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第四篇：LED路灯技术应用现状及发展趋势

LED路灯技术应用现状及发展趋势

摘 要：随着各国积极推动落实节能减排工作，路灯作为城市照明的重要组成部分，在节能中的效果日益凸显，尤其是LED的智能控制特性不仅强化了LED路灯产品的优势，更大大提升了道路照明系统节能的空间。所以，在当前节能减排，各地政府广泛推广LED路灯产品的背景下，开发新型高效、节能、使用时间长、环保的路灯对城市照明具有重要意义。

关键词：LED路灯；LED照明；现状；发展趋势

随着LED道路照明的快速发展，LED路灯成城市道路照明的重要组成部分，由于传统的路灯采用光效低的高压钠灯，造成了巨大的能源浪费，在全球能源危机与环保压力日益凸显的形势下，我国LED因商机巨大受到路灯厂家的青睐，再加之LED路灯照明系列指数近期整体呈现持续上扬态势，大大刺激了LED路灯照明市场。今天我们就从多方面探讨LED路灯照明的发展现状以及未来市场发展预测分析。

一、LED路灯技术应用现状及问题

1、产品多样，未标准化

当前市场推出的LED路灯，产品外观、LED的发光颗粒的排布方式与数量、整流电路的外型尺寸和等都存在多样性。比如：单管功率数量各异，1～5瓦不等；光分布的情况也各异，有蝠形、矩形等；封装有多芯片封装和单科芯片封装等。这些差别都给普及使用后的运行、维护工作带来极大不便，也不符合市政公用设施标准化，通用化的设计原则。

所以，我认为，在今后发展中，生产厂家应严格按照国家统一标准进行，确保产品在设备安全性能、电气性能等方面安全可靠。同时，必须对LED产品包括但不限于电气元件、灯具主体、整流电路等主要电气元件依据国家标准实现必要的统一标准。

2、光学设计、散热是LED路灯面临的主要技术问题

目前，大功率LED路灯研制发展迅速，但在实际应用中却还存在着不同程度的瓦流明低、二次光效处理水平较低、寿命短、光色不

一、驱动器多故障等一系列问题。其中，光学设计、散热设计和电源稳压器系统设计等关键技术问题是提高LDE发光效率和寿命的关键。

3、成本高，价格高，成本回收周期长

目前，LED路灯的成本远高于高压钠灯，正常情况下LED路灯价格在4000元-8000元，甚至更高，但一套进口品牌的高压钠灯价格不超过1500元。即使LED路灯的耗电量仅是高压钠灯的三分之一，但因为价格比高压钠灯高许多，用LED路灯代替高压钠灯成本回收周期仍然较长。

二、LED路灯发展前景预测

1、LED路灯优势

据美国能源部的固态照明研究与开发计划，与高强度气体放电（HID）灯泡、荧光灯管和节能灯（CFL）、卤素灯和白炽灯相比，LED灯具有更高的效能和更长的寿命。一只冷白光LED的最大效能是132流明/瓦（l/W），而白炽灯只有区区的15流明/瓦，二者的寿命分别为5万与1千小时。而LED照明所使用的功耗只是白炽灯的20%――这在全球都日益重视节能的但价格较高是其缺点。美国能源部估计，如果所有的人都改用固态照明，那么到2020年，所节省下来的电力可以满足3200万个家庭的需求。LED已经节省的电能，相当于25万个家庭的用电量。除此之外，LED灯还有如下优势：

1）LED路灯的光衰小，一年的光衰不到3%，使用10年仍达到道路使用照度要求，因此，LED路灯在使用功率的设计上可以比高压钠灯低；

2）LED路灯可以自动调光，能实现在满足不同时段照明要求，最大可能的降低功率，节省电能；

3）LED是低压直流器件，驱动单颗LED的电压为安全电压，所以它是一个比使用高压电源更安全的电源，特别适用于公共场所。直流的特点使LED特别适合与太阳能、风电进行结合；

4）每个单元LED晶粒只有很小体积，所以可以制备成各种形状的器件，并且适合于易变、易震的环境；

5）安装简便：直接将LED路灯灯头安装于灯杆替换原有的钠灯灯头。

2、LED路灯发展前景预测

1）全国LED路灯安装数量未来5年将增加3倍

中国早在2009年就提出“十城万盏”计划，却因没有国家标准配合，品质良莠不齐、路灯故障频传，进度远远落后欧美；当前，在发达的城市安装速度较快，目前在发达的城市安装进度较快，如广东省珠三角六大城市去年LED路灯就装了30万盏。台湾LED路灯的上市公司包括亿光，未上市则有光林等专业厂商。去年在5都11县安装了25万盏路灯，接下来还有80万盏路灯有待汰换，以每盏8000元单价计算，商机也有64亿元新台币。

2）LED路灯迎来换装潮 10年后更换率超过9成根据Navigant公司一份对智能路灯的研究报告，预测到2023年全球路灯约93.8%为LED，如今，这一数据刚刚超过53%，在2014～2017年全球LED户外照明将迎来替换潮。但由于LED的价格继续走低及LED产品替代更迭率下降，在很长一段时间路灯收入下滑。

进入2014年以来，全球LED户外照明换装潮加速。美国共有超过600个城市正在计划LED路灯换装计划，其中纽约将在2017年更换全市25万盏路灯，之后还会将城市商业区的装饰照明灯具更换为LED灯具，这将是北美规模最大的LED路灯换装计划。其他新兴市场国家，例如泰国、俄罗斯、拉美和非洲地区也会在2014年迎来大规模的路灯换装潮。直到2015年，LED路灯渗透率逐渐平缓，增长率开始下降，全球每年LED路灯换装和新增LED路灯的规模会维持在1000万盏/年左右。

所以，LED路灯要在道路照明市场正式推广，价格及成本仍然是最大障碍。要使LED路灯下滑到与现有灯具的竞争价格，需要各厂商的成本下降。而近期只能是在LED技术不断成熟，发光效率不断提高的前提下，通过LED的寿命优势、节能优势来弥补灯具价格上的劣势。

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第五篇：浅谈钻井技术现状及发展趋势

浅谈钻井技术现状及发展趋势

【摘要】随着油田的深入开发，钻井技术有了质的发展，钻井工艺技术研究、破岩机理研究、固控技术研究、钻井仪表技术研究、保护油气层钻井完井液技术研究以及三次采油钻井技术等都取得了科研成果，施工技术逐渐多样化，目前已在水平井、径向水平井、小井眼钻井、套管开窗侧钻井、欠平衡压力钻井等方面获得了突破。一些先进的钻井技术走出国门，走向世界，如：计算机控制下套管技术、套管试压技术、随钻测斜技术、密闭取心技术、固控装备、钻井仪表、钻井液监测技术、MTC固井技术及化学堵漏技术等，本文就国内钻井技术的现状及发展趋势进行分析。

【关键词】钻井技术；发展趋势；油田开发

引言

通过钻井技术及管理人员的不懈努力，钻井硬件设施已经比较完善，很多钻井公司配备了先进的钻井工艺实验室、固控设备实验室、钻井仪表实验室、油田化学实验室、高分子材料试验车间、全尺寸科学实验井等，这些硬件设施满足了各种钻井工程技术开发与应用的需要。钻井技术也有了长足发展，具备了世界先进水平，钻井技术的进步为油田科技事业的发展做出了积极的贡献，并取得了良好的经济效益和社会效益，如TZC系列钻井参数仪作为技术产品曾多次参与国内重点探井及涉外钻井工程技术服务，并受到外方的认可。多年来，由于不断进行技术攻关研究与新技术的推广应用，水平井钻井技术迅速提高。水平钻进技术是在定向井技术基础上发展起来的一项钻进新技术，其特点是能扩大油气层裸露面积、显著提高油气采收率及单井油气产量。对于薄油层高压低渗油藏以及井间剩余油等特殊油气藏，水平井技术更具有明显的优势。

1、钻井技术发展现状

从世界能源消耗趋势看，还是以油气为主，在未来能源消耗趋势中，天然气的消耗增加较快，但是在我国仍然以石油、煤炭作为主要能源。尽管如此，我国的油气缺口仍然很大，供需矛盾很突出，60%石油需要进口，从钻井的历史看，我国古代钻井创造了辉煌历史，近代钻井由领先沦为落后，现代钻井奋起直追，逐步缩小差距，21世纪钻井技术有希望第二次走向辉煌。随着钻进区域的不断扩大及钻井难度的不断增加，各种新的钻井技术不断出现，目前，水平井钻井技术逐渐成为提高油气勘探开发最有效的手段之一。各种先进的钻井技术在油田开发中显示出了其优越性，新技术、新工艺日益得到重视和推广应用。例如：旋转钻井技术，是目前世界上主要的钻井技术，旋转钻井方式有以下几种：转盘（或顶驱）驱动旋转钻井方式、井下动力与钻柱复合驱动旋转钻井方式（双驱）、井下动力钻具旋转钻井方式、特殊工艺旋转钻井方式：欠平衡钻井、套管钻井、连续管钻井、膨胀管钻井等、冲旋钻井方式（空气锤钻井等）。其中，冲击旋转钻井就是在普通旋转钻井钻头上部接一个冲击器。冲击器（有液动冲击器，气动锤等）是一种井底动力机械，依靠高压钻井流体，推动其活塞冲锤上下运动，撞击铁砧，并通过滑接套传递给钻头，钻头在冲击动载和静压回转的联合作用下破碎岩石。冲击力不同于静压力，它是一种加载速度极大的动载荷，作用时间极短，岩石中的接触应力瞬时可达最大值并引起应力集中，岩石不易产生塑性变形，表现为脆性增加，岩石易形成大体积破碎，提高钻井速度。从破岩机理来看，空气锤钻井主要依靠空气锤活塞对钻头的高频冲击作用破岩，而不需要采用大钻压迫使钻头吃入地层破岩。因此，钻井作业中，空气锤钻井技术是采用低转速（20～30rpm）、小钻压（5～10kN）及高频震击破岩方式的钻进技术，既能有效满足井斜控制要求，又能大幅度提高机械钻速，是一种比较理想的防斜打快钻井技术。

2、与钻井技术相关难题分析

（1）针对我国复杂深井和超深井钻井工程中面临的严重井斜和低效率等技术难题，应积极组织优势力量，从客观（地层各向异性）和主观（垂钻系统）两个方面进行技术攻关研究，以期尽快获得具有自主知识产权的先进控制工具、科学计算软件及智能钻井系统等。随着材料、信息、测量与控制等相关学科领域的发展，钻井与油气井工程技术不断朝着信息化、智能化及自动化的方向发展，如旋转导向钻井系统、智能完井等。应积极发展膨胀管技术，以便彻底革新井身结构，推动油气井工程的技术革命。这不仅能够大幅度提高石油工程效率和效益，而且能够为不断创造人类“入地、下海”的新纪录提供高技术支持。

（2）复杂结构井、深井超深井、高危气井及特殊工艺钻井等技术系列，在20世纪90年代已得到迅速发展与应用。进入21世纪后，这些技术系列仍是油气资源勘探与开发所需要的关键技术系列，并将得到进一步发展与提高。与国外先进水平相比，我国在这些技术方面整体上仍存在较大的差距。国外先进的自动垂钻系统，虽然可以在昂贵的复杂深井和超深井垂直钻井工程中发挥有效作用，但目前的技术水平仍在使用条件上具有一定的局限性，在实际工作中应注意对其进行科学评估与合理选用。

（3）钻井逐渐与录井、测井及地震等信息技术融为一体，以有效地解决钻井过程中的不确定性问题，从而可提高油气钻探与开发的效果和效益，如LWD和SWD等技术即为典型例证。

3、油气钻井技术发展趋势

油气井包括普通结构井和复杂结构井。复杂结构井包括多分支井、大位移井、水平井、复杂地条件下的深井超深井、高危气井、高温高压气井等。地下环境的复杂性及其不确定性（地应力、地层压力、各向异性、可钻性、理化特性、不稳定性等地层特性十分复杂和异常）给油气钻探造成极大困难：钻井事故多、速度慢、质量差、效益低（成本高），严重制约了油气勘探开发的步伐。目前，钻井复杂深井油气钻探难度很大，钻井技术正在根据实际需求，不断攻克难关，未来钻井技术的发展趋势：大位移井技术在我国逐步应用，采用大位移井技术已经开发了南海西江24-1油田和流花11-1油田；欠平衡钻井技术正在各大油田推广应用；国外已经成熟的CTD（连续管钻井）技术，我国也逐渐开始常识应用；膨胀管钻井技术和套管钻井技术也有了实质性发展；旋转导向钻井技术正在研制中；钻井向地球的更深处钻探、井身结构有重大革新、挑战大位移井延伸极限、钻井的信息化与智能化发展、井下测量与可视化计算。

结束语

经过历代钻井人员的努力，国内各油田钻井队伍不断壮大，钻井装备水平逐渐提高，生产管理水平实现现代化，众多先进钻井技术已经达到世界先进水平。但是，随着油田开发的不断深入，油田开采难度逐渐加大，勘探开发有了更高的要求，这给钻井技术带来了新的挑战，钻井难度不断加大。相信在钻井人员在苦难面前一定能够正确面对，一定能够不断的进行技术创新和技术进步，一定能够不断解决世界性难题，为油田勘探开发打下良好的基础作用。

参考文献

[1]沈忠厚，黄洪春，高德利.世界钻井技术新进展及发展趋势分析[J].中国石油大学学报（自然科学版），2009年04期

[2]李东方.我国石油钻井技术现状及发展趋势初探[J].化工管理，2014年08期