Извещатели пламени(световые) — виды, типы, характеристики

Пожарный извещатель пламени — автоматический извещатель, реагирующий на электромагнитное излучение пламени. Очаги горения различных веществ имеют разные спектральные характеристики. Отличие спектров породило разновидности типов извещателей.

Виды датчиков пламени

Датчики пламени отличаются чувствительностью на электромагнитное излучение открытого огня. Любое излучение в природе можно классифицировать как один из видов излучения:

• ультрафиолетовое (диапазон длины волны 0,1 — 0,4 мкм).
• видимое (диапазон — от 0,4 до 0,75 мкм).
• инфракрасное (диапазон — от 0,75 до 1000 мкм),

Реакция датчиков прибора зависит от спектра электромагнитного излучения пламени, возникающего при возгорании различных материалов, и диапазона спектральной чувствительности пожарного извещателя. Все параметры и характеристики представлены в техдокументации на продукцию.

Первые модели детектора пламени появились в конце XX века. С тех пор изделия постоянно модернизируются, становятся более функциональными и надежными, благодаря новейшей электронике. Улучшается степень защиты высокотехнологичного оборудования.

Детекторы пламени классифицируются по зависимости чувствительности от расположения очага горения на котором устойчиво срабатывают датчики прибора: 1 класс — 25м; 2 — 17м; 3 — 12м; 4 — 8м.

Конкретному очагу горения присуща определенная спектральная характеристика со своими особенностями. Датчики пламени безошибочно находят очаги горение жидкостей, древесины, бумаги и полимеров. При определении тлеющих очагов могут возникнуть проблемы, поэтому детекторы пламени комбинируются с датчиками другого типа.

Классификация очагов тестовых пожаров (ГОСТ Р 50898):

1. открытое горение древесины — ТП-1;
2. пиролизное тление (сухая перегонка) древесины — ТП-2;
3. тление хлопка со свечением— ТП-3;
4. горение полимеров — ТП-4;
5. горение с дымом легковоспламеняющейся жидкости — ТП 5;
6. горение без дыма легковоспламеняющейся жидкости — ТП 6.

Детекторы пламени разрабатывают и испытывают на нахождение реальных очагов пламени, стандартных и нестандартных. Технические характеристики, декларируемые производителем прибора, проверяются по ТП-5 и ТП-6, что позволяет дать верную оценку работы датчиков на реальных объектах.

Виды и принцип работы пожарных извещателей

Сегодня на рынке представлены модели детекторов пламени двух типов:

Ультрафиолетовые (УФ) пожарные извещатели

Датчики этого вида реагируют на УФ-излучение в диапазоне 185-280 нм. При этом земная атмосфера не пропускает лучи с длиной волны менее 286 нм, поэтому излучение от Солнца не создает существенных помех в работе ультрафиолетовых извещателей.

В зависимости от материала сенсора они чувствительны к горению тех или иных веществ. Так, устройства на основе молибдена подходят для обнаружения возгорания серы, а модели, в которых используется никель, — реагируют, если горение сопровождается выделением водяных паров.

Большая часть УФ-устройств способна контролировать территорию площадью до 200 кв. м. с высоты, не превышающей 20 м.

Инфракрасные (ИК) пожарные извещатели

Такие детекторы реагируют на инфракрасное излучение и используются для обнаружения возгорания веществ, содержащих углерод. В качестве приемника в них используются фотодиоды и фоторезисторы.

Существуют три вида пожарных ИК-детекторов пламени:

• устройства, реагирующие на эффект пульсации ИК-излучения огня с частотой 2-40 Гц;
• детекторы, реагирующие на постоянную составляющую огня;
• устройства, реагирующие на информационное излучение в конкретных диапазонах спектра инфракрасного излучения.

Особо востребованы варианты первого типа, так как в очагах возгорания наблюдаются низкочастотные колебания интенсивности ИК-излучения пламени, вызывающие реакцию пироприемника, фотодиода или фоторезистора

Европейские производители обычно предпочитают использовать пироприемники (широкополосные приемники) инфракрасного излучения. Как правило, устройства на их основе срабатывают за время от нескольких единиц до десятков секунд, однако уменьшить промежуток от появления пламени до срабатывания извещателя до 25-30 мс можно путем специальной настройки датчика.

Характеристики:

• время срабатывания (измеряется в секундах);
• максимальное расстояние, на котором устройство обнаруживает пламя;
• ток активной нагрузки (в амперах);
• напряжение на входе (в вольтах);
• угол обзора (в градусах);
• время восстановления, которое складывается из времени обнаружения неисправности детектора и времени ее устранения (в секундах);
• диапазон рабочих температур.

Применение

Извещатели пламени обладают высокой чувствительностью и малой инерционностью. Они могут применяться для обнаружения быстроразвивающихся пожаров. Зона действия извещателя пламени определяется углом обзора, что позволяет их использовать в локальных установках.:25

Извещатели пламени обеспечивают возможность защиты зон со значительным теплообменом и открытых площадок, где невозможно применение тепловых и дымовых извещателей. Извещатели пламени применяются для организации контроля наличия перегретых поверхностей агрегатов при авариях, например, для обнаружения пожара в салоне автомобиля, под обшивкой агрегата, контроля наличия твёрдых фрагментов перегретого топлива на транспортёре.

Эффективны в случае, если первоначальным источником пожара является поджог, совершенный забросом в помещение ёмкости с горящей ЛВЖ.

Принцип работы инфракрасного датчика пламени

Физические тела при нагревании начинают излучать инфракрасную энергию. Длина волны электромагнитного излучения находится в зависимости с температурой нагрева. С ростом температуры возрастает и интенсивность излучения, а длина волны становится короче. ИК-излучение составляет 80% спектра электромагнитных волн.

Высокочувствительный фотоэлемент пожарного ИК-извещателя превращает электромагнитное инфракрасное излучение в электрический сигнал. Обнаружив признаки возгорания, оптический датчик пламени фиксирует первые огневые всплески и подает сигнал тревоги. При снятии напряжения на 2 секунды прибор возвращается в первоначальное состояние.

Инфракрасный извещатель позволяет быстро обнаружить очаг возгорания при катастрофах и авариях, в том числе, на нефтяных производствах, в цехах, где используются транспортеры и сложные автоматизированные агрегаты, в ремонтных мастерских, на складах, в гаражах. Поскольку инфракрасный спектр электромагнитного излучения пылью практически не поглощается, ИК-извещатели, в отличие от УФ-приборов, способны функционировать в сильно запыленных помещениях.

Классификация ИК-извещателей пламени по принципу действия:

1. Приборы, чувствительные к мерцанию огня (пульсация пламени).
2. Извещатели, датчики которых фиксируют постоянную составляющую пламени.
3. Приборы, фиксирующие излучение в трех диапазонах инфракрасного спектра.

Преимущество извещателей, чувствительных к пульсации пламени — простота конструкции и невысокая цена. Недостатки — нечеткая фиксация очага возгорания от вспышки, поскольку область вспышки может превышать зону чувствительности прибора.

Пожарные извещали, работающие в одном диапазоне инфракрасного спектра, прекрасно функционируют в зонах, где нет яркого солнечного света, мерцающих световых источников и прочих оптических помех. Роль привода для автоматической противопожарной системы могут играть извещатели с чувствительностью к постоянной составляющей пламени. Эти приборы отличаются невосприимчивостью к солнцу и другим световым источникам, не относящимся к горению.

На объектах нефтегазовой отрасли устанавливают многоспектральные датчики наивысшей степени защиты, которые чувствительны к инфракрасному и ультрафиолетовому спектрам. Детектор переходит в режим оповещения о пожаре только при получении сигналов по двум диапазонам.

Для качественной работы в сложных условиях разработаны помехоустойчивые многодиапазонные датчики с опцией самоконтроля. При малейшем сбое извещатель моментально передает информацию о собственной неисправности, параллельно включается световая индикация. Приборы для наружного монтажа имеют высокую степень защиты оболочки, способны работать в широком температурном диапазоне и при аномальной погоде.

ИК-извещатели нового поколения способны срабатывать в рекордно короткое время после возникновения очага возгорания, до 0,1 секунды. Ультрасовременное оборудование используется для создания автоматических быстродействующих систем пожаротушения на пороховых/химических производствах и складах.

Оптические элементы

Для улавливания излучения и фокусировки его на чувствительный элемент фотоприемника используются оптические элементы. С их помощью удается во много раз увеличить облученность оптического элемента. Для исключения попадания прямых солнечных лучей и других засветок используют специальные конструкции объективов.:181

Оптические элементы для инфракрасной области спектра аналогично оптике видимой области. Основное отличие в материалах, которые должны иметь хорошую пропускающую или отражающую способность в соответствующих участках спектра.:181

Для ослабления энергии Солнца применяют оптические фильтры. Для выделения нужной полосы частот применяют полосовые оптические фильтры.:181

Как пользоваться

В помещениях или на открытой площадке требуется использовать не менее 2-х пожарных извещателей, устанавливаемых так, чтобы они контролировали защищаемую зону в двух направлениях, соединяя по схеме «ИЛИ».

При необходимости повысить достоверность сигнала, рекомендуется добавить еще один детектор, подключенный к двум другим по логической схеме «И» но, возможен вариант построение схемы «И» с дополнительным датчиком, подключенным по логике «ИЛИ». Для наглядности примера см. рисунок.

Исключить ложное срабатывание можно и путем повышения помехоустойчивости:

• Закрашивают бликующие поверхности.
• Если извещатель используют в условиях воздействия помех из зон, не относящихся к числу контролируемых, на устройство устанавливают бленду. Она ограничивает его угол обзора в требуемых пределах. Для тех же целей подходят линзы.
• При размещении детекторов фиксируют и учитывают ход прямых солнечных лучей и их отражение от стен, пола и поверхностей оборудования в разное время суток и месяцы года.
• При постоянном наличии в помещении горячих поверхностей функционирующего оборудования перед размещением извещателей оценивают уровень его фонового излучения и применяют модели с узкой диаграммой направленности.

Установка

Извещатели размещают так, чтобы в процессе эксплуатации было возможно осуществлять их ремонт и техническое обслуживания. При этом следует соблюдать следующие правила:

• извещатели устанавливаются на перекрытиях, стенах и других конструкциях промышленных сооружений различного назначения и на технологическом оборудовании (иногда подвешиваются на тросах);
• размещение детекторов производится так, чтобы были исключены возможные воздействия оптических помех;
• контролируемую извещателем площадь зоны или промышленного оборудования определяют, исходя из величины его угла обзора и в соответствии с максимальной дальностью обнаружения пламени (указывается в технической документации).

Спектры источников излучения

Солнечное излучение

Солнце излучает в большом объёме. Значительная часть излучения задерживается атмосферой. На рисунке хорошо видна «холодная» зона в области поглощения СО2. Использование для обнаружения пламени таких зон позволяет создавать извещатели, у которых будут отсутствовать ложные срабатывания от солнечного света.

ИК излучение

Селективные полосы излучения продуктов горения имеют в инфракрасном диапазоне следующие поддиапазоны: Н2О 2,5…2,9 мкм и СО2 4,0…4,4 мкм.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...

Читайте также:

Ответственный за пожарную безопасность —... Сроки службы (годности) огнетушителей ра... Обучение мерам пожарной безопасности раб... Пожарная безопасность в СНТ (на дачных и...