煙霧探測器和警報器，第 1 部分

低成本、可靠、無處不在的煙霧探測器是半導體實現的復雜物理和光學的一個例子。

我們已經開始接受零售價僅為 15 至 30 美元的基本住宅煙霧探測器作為標準的家庭安全配件。大多數建筑規(guī)范現在要求在指定區(qū)域或附近，如廚房、臥室走廊和地下室，以獲得入住證明和保險范圍。

那么為何不？它們便宜、可靠且有效。雖然許多關于房屋火災的統計數據和有意義的歷史數據難以評估，但此類火災的總體趨勢肯定是下降的（圖 1）。

圖 1：美國的房屋火災數量一直呈下降趨勢，但可能導致火災數量下降并可能加劇火災的許多因素的相對影響難以辨別。（圖片：統計）

當然，房屋火災數量變化的原因有很多，很難對它們進行梳理、比較和歸一化以得出明確的相關性和結論。一方面，減少吸煙和更好的接線規(guī)范等因素可能會導致減少。另一方面，房屋（住宅）數量和人口的增加、在家的人數增加以及其他難以衡量的項目可能會產生相反的效果。

根據聯邦應急管理協會的數據，家庭火災的三大原因是烹飪、取暖設備和電氣故障。此外，可能不會報告人們自行撲滅的小型“垃圾桶”火災，通常使用滅火器。這是一個非常復雜的數據情況。

當然，煙霧探測器并不能阻止火災的發(fā)生，但它們確實降低了火災相關損害和傷害（包括死亡）的嚴重程度，因為它們更早地發(fā)現了火災；毫無疑問。此外，煙霧報警器可以挽救生命。根據美國國家消防協會 (NFPA) 的數據，在家中使用煙霧報警器可將死于火災的風險降低 55%。

本常見問題解答將介紹基本的煙霧探測器以及如何實施這種體積小、容量大的消費產品，這是現代技術在很大程度上未被認可的“奇跡”。它還將著眼于針對商業(yè)和工業(yè)環(huán)境的先進技術的最新發(fā)展。

問：什么是煙霧探測器？它和火災探測器一樣嗎？

答：煙霧探測器就是這樣：一個用于感知煙霧存在的系統。但俗話說“有煙就有火”。在大多數住宅（非工業(yè)）環(huán)境中，空氣中的煙霧顆粒比火災的熱量更容易被檢測到，因此煙霧探測器是一種早期預警系統。但是，它也可能會誤導人們，因為由于大量灰塵、烹飪油煙和類似物產生的微粒會觸發(fā)煙霧探測器。請注意，煙霧探測器更好和首選的名稱是煙霧報警器，因為它既能檢測又能發(fā)出警告（圖 2）。

圖 2：在這個基本的煙霧探測器背后是使用低成本 IC 實現的復雜物理原理。（圖片：TüV萊茵）

問：房屋是否有火災探測器而不是煙霧探測器？

答：一般情況下，他們不會。當火災的熱量到達探測器時，火災通常已經在進行中。幾乎所有住宅火災都會產生大量煙霧，這與某些工業(yè)和實驗室情況不同，在這些情況下，火災可能只有很少或沒有煙霧。因此，感知住宅中煙霧的存在比感知火災的熱量更有意義和有益。

問：住宅煙霧探測器和警報器的歷史是什么？

A：總之，這并不容易。我們知道煙霧探測器在 1950 年代后期至 1970 年代開始出現。維基百科對參考文獻進行了有趣的討論，但也承認存在有爭議的陳述和細節(jié)。