пожарные извещатели – тип, описание
Добрый день, Уважаемые Читатели и коллеги по цеху! Анализируя письма и вопросы, которые приходят в личку и на почту от наших Читателей, мне стало понятно, что наш блог читают не только эксперты, специалисты и проектировщики, а также люди достаточно далекие от понимания сути составных узлов и элементов противопожарных систем. Однако, учитывая интерес этой категории Читателей к нашему блогу, который мы не можем не одобрить, сегодня я открываю цикл статей «Пожарная автоматика». В этих статьях я постараюсь самым простым доступным образом выдать информацию о составных элементах, узлах и видах противопожарной автоматики. Первая статья из цикла – «пожарные извещатели – тип, описание». Итак, начнем по порядку.
- пожарные извещатели
Основным элементом системы пожарной сигнализации является устройство, обнаруживающее возгорание по каким-либо его признакам. Это есть пожарные извещатели, от качества работы которых в полной мере зависит эффективность работы всей системы, наличии «ложняков»(ложных срабатываний системы АПС), время обнаружения пожара и еще многие параметры, с которыми мы будем разбираться подробно далее.
Пожарные извещатели классифицируются по параметру активации и физическому принципу обнаружения. Для обнаружения возгорания используются три основных параметра активации извещателя:
- Концентрация в воздухе частиц дыма;
- Температура окружающей среды;
- Излучение открытого пламени.
Под физическим принципом обнаружения указанных параметров понимается конкретный физический процесс, используемый для обнаружения конкретного параметра активации.
1 тепловые пожарные извещатели
Тепловые пожарные извещатели реагируют на изменение температуры окружающей среды. Они устанавливаются в следующих случаях:
– когда в контролируемом обьеме структура использующихся материалов такова, что при горении выделяет больше тепла, чем дыма (например, если стены в помещении облицованы деревянными панелями).
– когда распространение дыма затруднено вследствие тесноты (в кабельном канале) или наличие активного проветривания, выветривающего первичный признак обнаружения пожара – дым.
– когда использование дымового пожарного извещателя невозможно из-за наличия признаков, ведущих к ложному срабатыванию или выходу из строя дымового извещателя (низкая температура, большая влажность и т. д.).
– когда в воздухе присутствует высокая концентрация каких-либо аэрозольных частиц, не имеющих никакого отношения к процессам горения (например, копоть от работающих машин в гараже, наличие пара или взвешенная в воздухе мука на мукомольных производствах).
Самыми простейшими и недорогими являются максимальные тепловые пожарные извещатели – устройства, выдающие сигнал тревоги при превышении заранее заданной максимально допустимой температуры. Наиболее простые устройства состоят из спаянного контакта двух проводников. При нагреве, олово пайки плавится, электрическая цепь разрывается, за счет чего и формируется сигнал тревоги. К извещателям этого типа относятся, в основном, приборы отечественного производства, такие как ИП-105 и аналогичные им.Обычно устанавливаемая в них максимальная температура составляет 75 oС. В более сложных моделях используется термочувствительный полупроводниковый элемент, образующий замкнутую электрическую цепь с отрицательным температурным сопротивлением, к которой приложена определенная разность потенциалов. При повышении температуры сопротивление цепи падает и по ней начинает протекать больший ток. Величина тока контролируется, и при превышении заданного значения вырабатывается сигнал тревоги. Основными достоинствами этих приборов по сравнению с предыдущими являются более высокая скорость реагирования, а также то, что величина максимальной температуры может принимать различные значения и при выработке сигнала тревоги не происходит разрушения прибора. Обычно предлагается целая линейка таких устройств с различными температурами срабатывания – например, 60, 65, 75, 80, 100 и даже 120-180 оС (используются в саунах, к примеру).
Наиболее быстрыми по скорости реагирования и устойчивыми в работе являются дифференциальные тепловые пожарные извещатели. Они имеют два термоэлемента, один из которых находится внутри корпуса извещателя и не имеет непосредственного контакта с окружающей средой, а второй вынесен наружу. Токи, протекающие через эти две цепи, подаются на входы дифференциального усилителя, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный разности токов на входах.
В нормальной обстановке температура внутри и снаружи практически одинакова и сигнал на выходе дифференциального усилителя мал. При возгорании ток, протекающий через внешнюю цепочку, резко возрастает, в то время как во внутренней цепи он остается практически неизменным, что приводит к дисбалансу токов и, соответственно, резкому увеличению сигнала на выходе дифференциального усилителя и формированию сигнала тревоги.
Использование внутренней термопары позволяет исключить влияние плавных температурных изменений, вызванных естественными причинами, не имеющими никакого отношения к наличию пожара. Таким образом, обеспечивается наибольшая надежность работы.
Бывают ситуации, когда использование рассмотренных выше тепловых извещателей либо неэффективно, либо невозможно вовсе: кабельные каналы, большие производственные цеха, цистерны в нефтехимической промышленности, транспортные депо, химические реакторы и др. Во всех этих случаях необходимо использовать линейные тепловые извещатели. Работа этого типа устройств основана на использовании специального сенсорного кабеля, который представляет собой четыре медных проводника с оболочками из специального материала с отрицательным температурным коэффициентом.
Проводники упакованы в общий кожух так, что плотно соприкасаются своими оболочками. Провода соединяются в конце линии попарно между собой, образуя две петли, соприкасающиеся оболочками.
При увеличении температуры оболочки уменьшают свое сопротивление, изменяя общее сопротивление между петлями, которое и измеряется специальным блоком обработки результатов. По величине этого сопротивления и принимается решение о наличии возгорания. Чем больше длина кабеля, тем выше чувствительность прибора.
Многоточечные тепловые пожарные извещатели – это цепь из термопар, которые измеряют окружающую температуру каждая в своем конкретном месте расположения, а блок согласования и контроля, входящий в состав многоточечного пожарного извещателя, анализирует амплитуду перепада температур на всей протяженности цепи термопар и формирует извещение «Пожар», по результатам проведенного анализа.
2. Дымовые пожарные извещатели
Дымовые пожарные извещатели реагируют на появление в воздухе заданной концентрации частичек дыма. Поскольку понятие “дым” является менее элементарным, чем базовое понятие “температура”, стоит рассмотреть его более подробно. Дым есть совокупность аэрозольных частиц различной природы, выделяющихся при процессе горения различных материалов. Он однозначно описывается четырьмя параметрами: химическим составом частиц, их размером, концентрацией и скоростью движения. Состав, размер и концентрация зависят от химической природы горящего вещества, а концентрация и скорость движения зависят от распределения воздушных потоков в контролируемой зоне. Собственно дымовой извещатель определяет лишь один параметр из четырех: концентрацию частиц дыма до определенной максимальной скорости их движения (обычно не выше 10 м/с). Однако, поскольку состав частиц может быть очень различным, существуют два вида дымовых извещателей с различными физическими принципами обнаружения: оптические и ионизационные, на которых остановимся подробнее..
Ионизационные дымовые пожарные извещатели содержат источник слабого радиоактивного излучения (чаще всего используется америций-241) со сверхнизким уровнем порядка 0,9 мкКюри (ниже фонового излучения).
Поток радиоактивных частиц направляется в две отдельные камеры: изолированную от окружающей среды контрольную и открытую для внешнего воздуха измерительную. При попадании частиц дыма в измерительную камеру происходит уменьшение тока, протекающего через нее, поскольку при этом происходит уменьшение длины пробега альфа-частиц и увеличение рекомбинации ионов. Для обработки используется разностный сигнал между измерительной и контрольной камерами.
Важно подчеркнуть, что ионизационные извещатели не наносят ни малейшего вреда здоровью людей, и единственное затруднение при работе с ними связано с необходимостью специального захоронения после окончания срока службы (который составляет не менее 5 лет).
Оптические дымовые пожарные извещатели используют оптический эффект рассеяния инфракрасного излучения на частицах дыма.
Измерительная камера этого устройства содержит ИК-светодиод и фотоприемник, ориентированные относительно друг друга так, чтобы излучение светодиода в нормальных условиях практически не попадало на фотоприемник. Для исключения возможности случайного попадания постороннего светового излучения, фотоприемник и светодиод располагаются в специальной оптической камере, входящей в состав конструкции оптического дымового извещателя. При появлении в воздухе частичек дыма, они попадают в оптическую камеру и на них происходит хаотическое рассеивание излучения диода, вследствие чего часть его начинает попадать на фотоприемник, обеспечивая формирование электрического сигнала. Уровень этого сигнала тем выше, чем больше концентрация рассеивающих частиц дыма в воздухе внутри дымовой камеры извещателя. При превышении сигналом определенного порога, извещателем принимается решение о наличии возгорания.
Важно отметить, что для устойчивой работы оптического извещателя весьма важной является степень совершенства конструкции оптической камеры, поскольку именно она определяет степень совершенства всего прибора и, во многом, его стоимость определяется именно сложностью конфигурации этой самой камеры.
Для всех дымовых пожарных извещателей немаловажен вопрос формы корпуса извещателя, так как с одной стороны, дизайн корпуса должен обеспечить максимальную недоступность для загрязнения и легкость для очистки от пыли. С другой стороны, естественно, необходимо обеспечить хорошие аэродинамические характеристики для эффективного всасывания дыма.
Линейные дымовые пожарные извещатели представляют собой активный инфракрасный барьер, при попадании частиц дыма на луч которого уменьшается сигнал с выхода фотоприемника. Этот тип дымовых извещателей используется в тех случаях, когда либо необходимо минимальным количеством извещателей перекрыть большие линейные пространства, либо при достаточно высоких потолках (от 4 до 12 метров), когда время обнаружения дыма извещателем с закрытой дымовой камерой велико. Также играют роль помехи на площадях, например больших производственных цехов, которые не позволяют полноценно проводить техническое обслуживание обычных дымовых пожарных извещателей, расставленных по площади всего потолка цеха. В этих случаях вешают на стену излучатель, напротив на другой стороне на стену – приемник или отражатель, и всю длину (до 100 метров), луч линейного дымового извещателя перекрывает.
3. Комбинированные пожарные извещатели
На защищаемой территории могут присутствовать материалы с различными характеристиками горения, что предполагает использование разных физических принципов обнаружения возгорания этих материалов. Именно по этому предполагается установка пожарных извещателей с различным принципом обнаружения факторов пожара. В целях удешевления и уменьшения громоздкости системы применяются специальные комбинированные пожарные извещатели, в которых в едином корпусе собраны несколько типов пожарных извещателей.
Подобная модель дымового датчика обладает двумя преимуществами: во-первых, может обнаружить весьма широкий спектр различных горючих материалов, во-вторых, этот датчик может различать подлинные продукты горения и помехообразующие частицы, такие, как водяные испарения. Это стало возможным за счет использования двухугольной технологии рассеивания света. Обычно дымовые датчики контролируют свет, рассеянный под единственным углом, из-за чего они могут надежно идентифицировать только некоторые типы дыма. Датчики последнего поколения работают по двум углам отражения света, что позволяет измерять и анализировать соотношение характеристик прямого и обратного рассеивания света, определяя типы дыма и снижая количество ложных тревог. Дело в том, что интенсивность сигналов, измерянных по прямому и обратному рассеянному свету, изменяется в зависимости от типа сгораемого материала. Отношение прямого рассеянного света к обратному для темного дыма (например, при открытом сгорании дизельного топлива) больше, чем для светлых типов дыма (например, при тлеющем огне), и еще выше оно для сухих веществ, подобных мучной пыли. Датчики, которые регистрируют свет под единственным углом, не могут вычислять это отношение и, таким образом, неспособны классифицировать типы дыма. В нового типа извещателях помехообразующие частицы могут быть точно дифференцированы от подлинных продуктов горения, сводя число ложных тревог к минимуму.
Некоторые производители выпускают и так называемые трехмерные комбинированные пожарные извещатели, в которых в одном корпусе объединены дымовой оптический, дымовой ионизационный и тепловой принцип обнаружения.
4. пожарные извещатели пламени
Иногда необходимо зарегистрировать наличие пожара при первом появлении пламени (до горения окружающих материалов). В этом случае необходимо использовать извещатели пламени.
Открытый факел пламени содержит характерное излучение как в ультрафиолетовой, так и в инфракрасной частях спектра. Соответственно, существует два типа этих устройств: ультрафиолетовые и инфракрасные.
Ультрафиолетовые пожарные извещатели пламени с помощью высоковольтного газоразрядного индикатора постоянно контролируют мощность излучения в спектральном диапазоне 220-280 мкм. При появлении возгорания резко повышается интенсивность разрядов между электродами индикатора, что и фиксируется при превышении порога излучателем. Один такой извещатель может контролировать до 200 кв. м поверхности при высоте установки до 20 м. Инерционность его срабатывания не превышает 5 секунд.
Инфракрасные пожарные извещатели пламени с помощью ИК-чувствительного элемента и оптической фокусирующей системы регистрируют характерные всплески ИК-излучения при появлении открытого пламени. Этот прибор позволяет определять в течение 3 секунд наличие пламени размером от 10 см на расстоянии до 20 м при угле обзора 90о.
5. ручные пожарные извещатели
Для принудительного перевода системы в режим обнаружения пожара человеком служат ручные пожарные извещатели. Они бывают выполнены в виде рычагов или кнопок, покрытых прозрачными материалами (пластик или стекло), легко и без вреда для здоровья разбиваемыми или открываемыми при пожаре. Устанавливаются вблизи эвакуационных путей. Собственно, при механическом воздействии цепь, шунтированная нагрузочным резистором размыкается (или замыкается) и формируется сигнал «пожар».
6. аспирационные пожарные извещатели
Аспирационные пожарные извещатели можно отнести к категории дымовых пожарных извещателей по различению фактора пожара. Однако по принципу действия аспирационные извещатели гораздо сложнее чем обычные дымовые извещатели. В следующих статьях мы обязательно вернемся подробнее к устройству конструкции, параметрам и сферам использования аспирационных извещателей. Сейчас же достаточно упомянуть, что в состав аспирационных извещателей входят непосредственно сам блок анализа воздушной среды, вентилятор, прогоняющий воздушною среду через участок анализа извещателя и специальные патрубки с всасывающими насадками для отбора образцов среды по месту расположения.
Ну вот, для ближайшего ознакомления, все основные виды пожарных извещателей, применяемых в системах автоматической пожарной сигнализации. В продолжении цикла статей «Пожарная автоматика» мы рассмотрим другие составные элементы систем обнаружения пожара.
Пока же, на этом статью « пожарные извещатели – тип, описание»завершаю. Буду рад, если в данной статье Вы почерпнули для себя какую то полезную информацию. Копировать статью для размещения на иных ресурсах в интернете разрешаю только при условии сохранении всех нижеперечисленных ссылок на наш сайт, предлагаю Вам ознакомиться с другими статьями нашего блога по ссылкам:
https://www.norma-pb.ru/termokabel-oblast-primeneniya-pozharnaya-signalizaciya/ – термокабель – область применения – пожарная сигнализация.
https://www.norma-pb.ru/grazhdanskaya-poziciya/– Гражданская позиция гражданина России
https://www.norma-pb.ru/mnogotochechnyj-teplovoj-pozharnyj-izveshhatel/ – многоточечный пожарный извещатель
https://www.norma-pb.ru/rezhim-raboty-svetovyx-opoveshhatelej/ – режим работы световых оповещателей
https://www.norma-pb.ru/sistemy-avtomaticheskogo-pozharotusheniya-obzor-variantov/ – системы автоматического пожаротушения – обзор вариантов
https://www.norma-pb.ru/pozhar-na-tushinskom-mashinostroitelnom-zavode/ – пожар на Тушинском машиностроительном заводе
https://www.norma-pb.ru/pozharnaya-signalizaciya-ili-pozharotushenie-na-obekte/ – пожарная сигнализация или пожаротушение на объекте?
https://www.norma-pb.ru/dva-evakuacionnogo-vyxoda-iz-pomeshheniya-torgovogo-zala/ – два эвакуационных выхода из помещения торгового зала
Читайте наши публикации в социальных сетях:
Наша группа В Контакте – https://vk.com/club103541242
Мы в Одноклассниках – https://ok.ru/group/52452917248157
Мы в Facеbook – https://www.facebook.com/НОРМА-ПБ-460063777515374/timeline/
Мы на Майле – https://my.mail.ru/community/norma-pb/
Мы в Гугл+ https://norma-pb.blogspot.com
Мы в Твитере – https://twitter.com/z8NYoBs6Xitx7aL
Мы на Яндекс Дзен – https://zen.yandex.ru/id/5c86022fcd893400b3e4ea8c
Мы в Instagram – https://www.instagram.com/norma.p.b/
Мы в Телеграмме – https://t.me/norma_pb
