施志成，周 勇，程旭东

(中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室，合肥，230026)

0 引言

火灾探测技术能够实现在火灾发展初期提供预警信息，为人员的疏散和灭火救援提供宝贵的时间。在火灾探测过程中，烟雾是最重要的参数之一，而散射型光电感烟探测器由于能够有效识别大部分火灾成为了火灾早期探测的主要方法。锂离子电池作为一种可再生能源应运而生，因其具有高能量密度、轻质量和无污染等优点被广泛应用。然而，锂离子电池在生产、运输和使用过程中容易受温度、气压以及碰撞和挤压等多种因素的影响从而发生火灾和爆炸事故[1]。目前市场上还未有一款专用于锂离子电池火灾场景的探测器，因此利用光散射原理的火灾烟雾探测方法能否对锂离子电池火灾进行有效识别，需要进一步探究。

本文采用锂离子电池电解液燃烧过程中产生的烟雾进行散射实验研究，并且利用基于不对称比的气溶胶识别方法分析电解液火灾烟雾与正庚烷明火烟雾、棉绳阴燃烟雾以及非火灾气溶胶的区别，为锂离子电池火灾探测器的设计提供了理论参考和数据支持。

1 基于散射不对称比的气溶胶识别方法

根据Mie散射理论，散射光的强度在一定方向上取决于粒子的大小、复折射率、形状、散射角度和入射光的波长，总的散射光强可以表示为：

(1)

(2)

(3)

式中i1(θ)，i2(θ)为散射光的强度函数，s1(θ)，s2(θ)为振幅函数，对球型颗粒，强度函数与振幅函数、介质球相对周围介质的折射率m=m2/m1(m2为介质球折射率)以及尺寸参数x=πd/λ有关。……