Detectoare de fum cu două benzi

Categorii:

IG Nu-i rău
Director tehnic al companiei "Center-SB", doctorat

Detectoarele de incendiu cu detecție electronică a fumului sunt utilizate pe scară largă pentru protecția împotriva incendiilor. Ele oferă detectarea timpurie a unui incendiu în stadiul de furtună a sursei și în conformitate cu NPB110-03 ar trebui să fie folosite pentru a proteja cele mai multe obiecte

Spre deosebire de detectoarele termice de fum, acestea protejează într-adevăr viața oamenilor, dezvăluind o situație periculoasă, chiar înainte ca partea principală a camerei să fie umplute cu fum și monoxid de carbon. Dezavantajele detectoarelor optice de fum sunt, de asemenea, bine cunoscute - fals pozitive din praf, vapori, aerosoli etc. Pentru a neutraliza aceste efecte, se folosesc senzori suplimentari (de exemplu, controlul concentrației de monoxid de carbon, schimbarea temperaturii), ceea ce crește semnificativ costul detectorului. În detectoarele de aspirație, în acest scop sunt instalate filtre suplimentare cu o celulă de ordinul a 30 de microni. Cu toate acestea, există o soluție mult mai ieftin, care nu numai că protejează detectorul de fum de la alarme false, dar, de asemenea, în contrast cu tehnologia multi-touch, eliminând în același timp celălalt dezavantaj crește sensibilitatea la dymam „negru“ la nivelul de detector radioizotop. Această metodă se bazează pe dependența nivelului semnalului împrăștiat de diametrul particulelor și lungimea de undă emițător, atunci când este utilizat în optocuplor două emițătoare cu diferite lungimi de undă.

Proprietățile fumurilor de diferite tipuri

Fumul este format din particule vizibile și invizibile de dimensiuni diferite, structura fumului depinde de tipul de focalizare și de condițiile de mediu. În funcție de procesul de detectare fizică realizat, circuitele și caracteristicile de proiectare, detectorii de fum au sensibilitate diferită la diferite tipuri de fum. Detectoarele opto-electronice lineare care utilizează tehnologia de atenuare a luminii pe măsură ce trec prin zona controlată determină atât particule vizibile, cât și particule invizibile. Sensibilitatea acestora este destul de stabilă în ceea ce privește modificarea dimensiunii particulelor de fum. detector radioizotop, determinarea prezenței fumului prin ionizare a moleculelor de aer din camera de fum, sunt liniare, sensibilitatea este invers proporțională cu mărimea particulelor. Cele mai sensibile astfel detectoarele prezenței foarte mici (10 nm) este particule invizibile, chiar și ei răspund la schimbarea umidității, din cauza a ceea ce este necesar să se introducă camera de compensare suplimentară. Motivul este acela că, la o masă constantă a particulelor, dar cu descreșterea dimensiunii lor crește suprafața totală a particulelor, care are loc recombinarea ionilor, și în consecință cantitatea mare scade curentul de ionizare care curge prin camera. detectori optoelectronic care utilizează tehnologia luminii împrăștiate [1], având o dimensiune a particulei sensibilitate dymam maximă (0,5-1 microni) este comparabilă cu lungimea de undă. În Fig. 1 prezintă nivelul relativ de sensibilitate al detectorilor folosind cele trei metode de detectare a fumului, în funcție de diametrul particulelor, cu condiția ca masa totală să fie constantă [2].

Se crede că mărimea particulelor de fum variază de la 0,1 microni în diametru (dimensiunea particulei astfel predomină în flacăra de ardere) la particule care pot fi mai mari decât un ordin de mărime sau mai mult, ceea ce este caracteristic vetrei în etapa de ardere fără flacără [3].

Dimensiunea reală a particulelor depinde de totalitatea datelor, de exemplu: compoziția fizică a sursei, concentrația de oxigen în aer, natura schimbului de gaz și alți parametri de mediu, în special umiditatea. Mai mult, mărimea particulelor de fum se schimbă în timp, pe măsură ce gazul se răcește, particule mai mici decât un micron sunt legate între ele și precipită cele mai mari particule. Cu alte cuvinte, atunci când fumul este îndepărtat de la sursă în distribuția dimensiunii particulelor, se observă o scădere relativă a numărului de particule de dimensiune minimă. Particulele de abur, aerosoli de uz casnic și praful sunt mult mai mari. Sunt cunoscute soluții tehnice eficiente în care filtrele cu o celulă de aproximativ 30 microni sunt utilizate pentru a proteja detectoarele de fum de la praf și vapori.

Când mocnit incendiile care implică materiale cărbunoase de fum gri în principal distins cu o dimensiune a particulei comparabile cu 1 micron, în timpul combustiei lichidelor inflamabile și spray-uri formate din plastic cu dimensiuni mai mici ale particulelor. Focarele de încercare, care dau spectrul de fum, sunt destul de bine definite în standardele europene EM 54-7, EN 54-1 2, EN 54-20, etc. utilizat pentru teste de certificare a detectoarelor de fum. Aceste focare de încercare sunt de asemenea date în testul de incendiu al detectoarelor de incendiu GOST P50898-96.

Modelul fizic al detectorului optic

În semnalele optoelectronice de fum se utilizează un optocuplor - un LED și o fotodiodă situate în camera de fum în așa fel încât, în absența fumului, nivelul minim al semnalului să cadă pe fotodiodă. Odată cu apariția fumului, semnalul fotodiodă crește brusc datorită împrăștierii radiației diodei luminoase pe particulele de fum (figura 3).

Teoria împrăștierii la dimensiuni mari a particulelor a fost dezvoltată de fizicianul german Gustav Me în 1908. Acest tip de împrăștiere, denumit sub numele său "Mi împrăștiere", diferă semnificativ de împrăștierea lui Rayleigh. Pe măsură ce mărimea relativă a particulelor crește, apare asimetria împrăștierii și crește dispersia înainte.

Cu o creștere suplimentară a dimensiunilor relative ale particulelor, are loc o schimbare semnificativă în diagramă. Este chiar mai întins înainte și devine accidentat în alte direcții, apar maxime laterale. Detectorii de fum optice LED-uri infraroșu cu lungimea de undă utilizată în mod tradițional circa 950 nm, cu axele optice poziționate la un unghi de 120 °. În consecință, robustețea diagramei în acest caz va fi absentă în prezența fumului cu particule de dimensiunea de aproximativ 0,5 microni.

Cu particulele de fum mai mari, diagrama de împrăștiere devine mai îngustă și nivelul semnalului către fotodiodă scade.

LED albastru în detectorul de fum

În Fig. 7 prezintă raportul nivelului de împrăștiere a diodelor emițătoare de lumină albastră și infraroșie obținute într-o cameră optică utilizând particule de polistiren de diferite mărimi. Intensitatea împrăștierii luminii albastre cu particule mici mai mici de 0,2 microni este de 15 ori mai mare decât intensitatea dispersiei luminii infraroșii. Deoarece mărimea particulelor crește, acest raport scade și la o dimensiune a particulelor de aproximativ 1 micron se stabilizează la un nivel minim [5].

Folosind acest efect, una dintre corporațiile japoneze a propus o modalitate ușoară de a proteja detectorul de fum de efectele aburilor și prafului. A fost creat un așa-zis detector optic cu două benzi: în camera de fum a fost instalat un LED albastru suplimentar, la același unghi față de fotodiodă, ca LED-ul în infraroșu (Figura 3). Semnalul fotodiodă a fost măsurat când LED-ul albastru a fost emis și când LED-ul infraroșu a fost emis. Rezultatele măsurătorilor au fost apoi procesate.

Rezultatele studiilor experimentale

Testele au fost efectuate pe un dual-band centre de testare detectoare optice ale TF1, TF2, TF3, TF4, TF5 și expunerea la praf și vapori [5]. În Fig. 5, de exemplu 6 prezintă nivele de reflectanță ale rândurilor albastre și infraroșu-si și relația lor cu TF1 focarele - arderea lemnului și TF2 - lemn mocnit. Raportul dintre semnale la ieșirea fotodiodei când LED-urile albastre și infraroșu în procesul de testare și, practic, nici o schimbare a fost în primul caz, în zona 5, al doilea - în vecinătatea 2.

De asemenea, trebuie remarcat faptul că detectarea fumului în arderea deschisă a lemnului în gama albastru este mult mai devreme decât în ​​infraroșu, ceea ce indică o eficiență semnificativ mai mare izveschate optic gama Leu-albastru pentru detectarea flăcări focare, în comparație cu detectoare în infraroșu convenționale.

Aceste rezultate arată posibilitatea identificării tipului de impact într-un detector optic cu bandă dublă. Pragul de separare a fumului și a altor efecte de incendiu nu a fost stabilit la punctul 1.4. Dacă raportul semnalului depășește 1,4, detectorul generează un semnal "Foc", dacă nu depășește 1,4 - semnalul "Foc" nu este generat.

O dezvoltare ulterioară a algoritmului procesarea rezultatelor de măsurare în detector optic dual-band este utilizarea canalului banda albastra pentru a egaliza indicatori de sensibilitate detectori pe care le prezintă în timpul testării folosind focarele cu flacără deschisă și mocnit focarele și introducerea prag suplimentar pentru detectarea focarelor cu flacără deschisă și compensare pentru sensibilitate la nivelul detectorului de ionizare, și, în plus, introducerea de compensare pentru fiecare kan de praf lu.

Articole similare

• Instalarea de detectoare de căldură și fum de alarmă de incendiu în depozit, corptech

• Dintre varietatea detectoarelor de incendiu, un grup de detectori de incendiu este pentru ziua de azi

• Studiem caracteristicile detectoarelor de fum și alegem un model bun

Trimiteți-le prietenilor: