بررسی انواع دتکتورها
دتکتور (IR/IR/IR)
این دتکتور از ترکیب سه دتکتور مادون قرمز میباشد که یکی از دتکتورها مربوط به دریافت تشعشعات مادون قرمز در طول موج 4.3 تا 4.4 میکرومتر مربوط به CO2 و دو سنسور دیگر یکی انرژی ساتع شده از اطراف شعله و با طول موج مشخص و دیگری اجسام داغ در محدودهی شعله را اندازهگیری میکند.(این دو سنسور معروف به back ground یا black body میباشند) و یک پروسسور نسبت تمامی این تشعشعات را سنجیده و از فالت کاذب جلوگیری مینماید. هنگامیکه تمامی منطق فازی لاجیک دال بر وجود حریق شد، این پروسسور اعلام حریق مینماید. در بعضی از این دتکتورها یکی از سنسورها مقدار نور متشعشع شده از حریق را دریافت و پروسس انجام میپذیرد.(سنسور سیلیکونی نوری).
این دتکتور برد بسیار بالایی دارد و شعله را در فاصلهی 60m را کشف مینماید. هیچ نوع فالتی را نمیتوان از
این دتکتور از ترکیب سه دتکتور مادون قرمز میباشد که یکی از دتکتورها مربوط به دریافت تشعشعات مادون قرمز در طول موج 4.3 تا 4.4 میکرومتر مربوط به CO2 و دو سنسور دیگر یکی انرژی ساتع شده از اطراف شعله و با طول موج مشخص و دیگری اجسام داغ در محدودهی شعله را اندازهگیری میکند.(این دو سنسور معروف به back ground یا black body میباشند) و یک پروسسور نسبت تمامی این تشعشعات را سنجیده و از فالت کاذب جلوگیری مینماید. هنگامیکه تمامی منطق فازی لاجیک دال بر وجود حریق شد، این پروسسور اعلام حریق مینماید. در بعضی از این دتکتورها یکی از سنسورها مقدار نور متشعشع شده از حریق را دریافت و پروسس انجام میپذیرد.(سنسور سیلیکونی نوری).
این دتکتور برد بسیار بالایی دارد و شعله را در فاصلهی 60m ( 1 sq) را کشف مینماید. هیچ نوع فالتی را نمیتوان از IR/IR/IR انتظار داشت، منابع X-Ray، جوشکاری، black body، کرونا و ... این دتکتور نسبت به انواع دیگر بسیار مطلوب جامع و خالی از اشتباه با برد بالا میباشد.
انتظار داشت، منابع X-Ray، جوشکاری، black body، کرونا و ... این دتکتور نسبت به انواع دیگر بسیار مطلوب جامع و خالی از اشتباه با برد بالا میباشد.
دتکتور IR/IR
بررسی کامل شعله با پایه ی هیدروکربن نشان داد که در این شعله گاز CO2 متصاعد شده از اثر سوختن دارای IR تولیدی در رنج 4.3 تا 4.4 میکرومتر میباشد.
همچنین با بررسیهای بیشتر در طیف 0.9 تا 3 میکرون (IR متساعد شده از انرژی خود شعله) مقادیر عظیمی IR وجود دارد.
دتکتور IR/IR که میتواند جهت سوختن مواد با پایهی هیدروکربن از پروسس دو طیف 4.3 تا 4.4 میکرون و 0.9 تا 3 میکرون که در اصل نسبت سنجی یا تفاضل سنجی می نماید. (طیف 0.9 تا 3 میکرون بسیار حجیم میباشد.) و همچنین وجود یک پروسسور که از وجود خطا در فضای حفاظتی میکاهد، استفاده نماید. این دتکتور نسبت به انواع قبل برد و قابلیت اطمینان بیشتری دارد. دتکتورهای IR/IR برای طیفهای 0.8 تا 1 میکرون و 14.7 تا 16 میکرون هم طراحی و ساخته میشوند.
اساس کار:
1- آنالیر فیلکرها
2- اندازهگیری تشعشع و طول موج دریافتی
3- نسبت سنجی بین دو سیگنال رسیده از دو سنسور مادون قرمز
در این دتکتور بیس تشعشع 4.3 تا 4.4 میکرون ناشی از CO2 میباشد. برد مطلوب این دتکتور 20 متر جهت (2sq ft2 ) شعله خواهد بود.
دتکتورهای مادون قرمز IR Detector
دو تیپ دتکتور مادون قرمز وجود دارد:
1- تک فرکانس
2- طیف وسیع
در مدل طیف خاص حساسیت دتکتور بر روی طول موج که طول موج تشعشعی تمامی سوختهای هیدروکربن (پایه ی هیدروکربن) است تنظیم شده است. انتخاب دامنه ی 4.4 میکرون برای دتکتورهای IR و مزیت برجسته به همراه دارد.از یک سو تشعشعات منتتشرهی آتشهای ناشی از این نوع سوختها (هیدروکربنی) در همین پهنا قرار دارند و از سوی دیگر تشعشعات مادون قرمز خورشید در چنین دامنهای توسط جو زمین جذب میشود. فیلکر حریق که بین 1 تا 30 هرتز میباشد در این دتکتور به وسیله ی یک فیلتر جذب میگردد. سرعت زیاد 30 میلی ثانیه نسبت به حریق، مقاومت در مقابل گرفتگی مانند گرد و غبار و روغن، مانند غیر حساس بودن در مقابل نور خورشید (تشعشع خاص ارسالی از خورشید به وسیلهی جو زمین جذب شده است) و عدم حساسیت در مقابل جوشکاری، نور، X-Ray، جرقه، پدیدهی کرونا از مزایای این دتکتور است.
این دتکتور برای حریق با پایهی غیر هیدروکربن مناسب نمیباشد. نسبت به رطوبت، آب، یخ و منابع گرم (black body) حساس میباشد و در عملکرد آن احتمال فالت وجود دارد.
دتکتور طیف وسیع مادون قرمز، دتکتور با حساسیت کم میباشد که در رنج (طول موج) وسیع جهت حریقهای متفاوت استفاده میشود ولی دچار فالت فراوان میباشد که عملا غیر قابل استفاده است. سنسورهای مادون قرمز معمولا از جنس باریم، استرانیوم، تیتانیوم ساخته میشود و IR دریافتی را تبدیل به جریان و پس از عبور از فیلترهای الکترونیکی جریان با فرکانس خاص عبور نموده و وارد سیستم تشخیص میشود تاخیر چند ثانیهای می تواند از بروز خطا در این دتکتور تا حدی جلوگیری نماید.(6 ثانیه)
بررسی حداکثر فاصله ی کشف دتکتورهای IR
فاصلهی 15 متر در دمای 1300درجهی کلوین و سطح شعلهی 1 فوت مربع
فاصلهی 5 متر در دمای 700 درجهی کلوین و سطح شعلهی 1 فوت مربع
دتکتور UV/IR
وجود چند اشکال در دتکتور UV، IR و همچنین داشتن مزایای زیاد از قبیل سرعت، دقت، برد زیاد، سازندگان را بر آن داشت تا از ترکیب این دتکتور جهت رفع معایب و دقت عملکرد استفاده نمایند
همانطور که میدانید شعله ها با پایه ی هیدروکربن در دو طیف مادون قرمز با طول موج 4.3 میکرومتر و فیلکر 1 تا 30 هرتز و اشعه ی ماورای بنفش با طول موج 0.2 تا 0.3 میکرومتر تشعشع قابل توجه دارند. ترکیب دتکتور UV/IR جمع دو دتکتور UV و IR و اندازهگیری فیلکر به صورت And و با سیستم پروسسور با منطق فازی – لاجیک جهت تشخیص به موقع و جلوگیری از اشتباه میباشد. طیف عملکرد دتکتور دو تایی UV/IR قابلیت اطمینان بالاتری نسبت به دتکتورهای قبلی دارد.
این دتکتور در تشخیص حریق هیدروژن که مقادیر زیادی اشعهی ماورای بنفش و کمی مادون قرمز تولید می نماید، نسبت دو طیف تشعشع را نسبت به هم میسنجد و در صورتیکه این نسبت طبق تنظیم اولیه باشد اعلام حریق مینماید.
تشخیص شعله ی زغال:
در این تشعشعات اشعه ی ماورای بنفش کم و مادون قرمز زیاد می باشد در صورتیکه درصد UV/IR اول نمی تواند این نسبت را داشته باشد. میتوان این دتکتور را برای حریق زغال به صورت خاص تنظیم نمود(نسبت خاص UV/IR)
منابع خطا:
در این دتکتور وجود جرقه، نور، کرونای ولتاژ بالا، جوشکاری، IR منابع داغ لامپ هیدروژن، هالوژنه و غیره به تنهایی نمیتواند خطا ایجاد کند. عامل خطا تنها هنگامی پیش میآید که یک منبع اشعهی ماورای بنفش قوی مثل جوشکاری همزمان با جرقه (منبع IR یا اجسام داغ) فعال شوند. در این دتکتور UV با طول موج نور خورشید در کنار فیلیکر مربوط به یک منبع IR که ممکن است از حرکت یک جسم یا یک نفر در جلو جسم داغ به وجود آید عامل خطا میباشد.
همچنین X-Ray و جوشکاری یا سطوح داغ و اشعه ی ماورای بنفش ممکن است خطا به همراه داشته باشد.
محدودیتها
برای شعلههای کربنی(زغال) توصیه نمیشود. گازها، بخارات باعث کور شدن سنسور UV آن می گردند. این دتکتور نسبت به شعلههای هیدروکربن(مایع، گاز، جامد) فلزات (منیزیم)سولفور، هیدروژن، هیدرازین و آمونیاک حساس میباشد. سرعت عملکرد این دتکتور زیر 500 میلی ثانیه است
دتکتورهای شعله ی ماورای بنفش (UV)
اشعهی ماورای بنفش دارای طول موج 1000 تا 4000 آنگستروم میباشد. طول موج ماورای بنفش رسیده از خورشید به زمین حدود 2800 آنگستروم میباشد که در هنگام عبور از جو زمین جذب میگردد. با بررسیهای انجام شده معلوم گشته معمولا تمامی حریقها تشعشع UV بین 1800 تا 2500 آنگستروم تولید میکنند. (دامنهی حسگرها حدودا در همین بازه یعنی 1800 تا 2500 آنگستروم قرار دارد.) دتکتورهای ساخته شدهی اشعهی ماورای بنفش (حساس به اشعهی ماورای بنفش متساعد شده از شعله) نسبت به شعلهی پایهی هیدروکربن-هیدروژن-فلزات بسیار حساس بوده و درسرعت حداکثر 10 میلیثانیه شعله را کشف مینمایند. این دتکتور نسبت به اشعهی ماورای بنفش خورشید غیر حساس است.
سرعت بالا و عکسالعمل نسبتا خوب در فاصلهی زیاد (برد بالا) از مزایای این دتکتور است. این دتکتور نسبت به جوشکاری با طول موج بلند حساس نیست. اما X-Ray، جوشکاری با نور مرئی، جرقه، کرونا و وجود بعضی از گازها درعملکردش اختلال به وجود میآورد. همچنین معمولا نور لامپهای جیوهای فشار پایین و لامپهای خورشیدی ممکن است ایجاد آلارم کاذب نماید. این دتکتور مخصوص نصب در سایتها میباشد، اما به علت وجود شرایط آلارم کاذب در سایتها، نصب آن در سایتهای مسقف بهتر است
دتکتورهای شعله Flame Dertectors
به طوری که هر نوع شعلهای خواص زیر را دارا میباشد.
1- تولید گاز CO2 با حجم زیاد و دمای بالای 500 درجهی سانتیگراد.
2- تولید بخار (H2O) با حجم زیاد و دمای بالای 100 درجهی سانتیگراد.
3- تولید مقادیر گازهای غیر قابل اشباع مانند گاز CO که حجم آن بستگی به دمای شعله و درصد اکسیژن دارد.
4- وجود اجسام داغ (black body) در اطراف شعله.
5- وجود نور خیره کننده و دمای بالای خود شعله.
از سه طریق میتوان یک شعله را احساس و اندازهگیری کرد.
1- گرمای ناشی از شعله به وسیلهی دتکتور حرارتی.
2- انرژی ناشی از شعله، به وسیلهی تغییرات مقادیر وزن هیدروکربنها و تبدیل آن به انرژی.
3- تشعشع ناشی از شعله به وسیلهی دتکتورهای شعله.
این دتکتورها با استفاده از سنسور گیرندهی اشعهی ماورای بنفش شعلهی آتش یا اشعهی مادون قرمز آتش را بسیار سریع تشخیص میدهند. در دو نوع قابل نصب برای فضای داخلی (Indoor) و فضای خارجی (Outdoor) موجود می باشد و ولتاژ کار آنها 12 الی 30 ولت DC است زاویهی دید آنها نیز 120 درجه میباشد
دتکتور دیجیتال LHD
در دتکتورهای دیجیتال برنامههای پیشرفتهتری وجود دارد. در این نوع جدید دتکتور، در ساختمان داخلی کابل به جای موارد قبلی از فیبر نوری استفاده شده است که طول کابل 5 کیلومتر افزایش مییابد. هنگامی که در یک نقطه در طول کابل، درجه حرارت بیشتر از محلهای دیگر شود، نور ارسال شده در آن نقطه از کابل شکسته شده و برگشت پیدا میکند. در این حالت دتکتور از زمان رفت و برگشت جهت پیشبینی محل حریق استفاده میکند. دقت این نوع سیستم در حد چند سانتیمتر اختلاف میباشد.
دتکتور LHD نوع گازی
در نوع گازی (Line Type Heat Detector) از یک دتکتور (فشار سنج) و لولهی مسی با طول 20 تا 130 متر استفاده میشود، که فشار گاز لوله، شرایط و محیط را بیان میکند.
ویژگی های کابل LHD
کابل تشکیل شده است از یک مفتول مسی در وسط، عایق نیمه هادی به دور آن، مس قلع اندود یافته شده و یک لایهی عایق(کاور)، که لایهی دوم یک دیالکتریک، لایهی سوم یک لایهی بافته شده از مس و قلع ولایهی چهارم عایق PVC میباشد. مقدار مقاومت (قدرت دیالکتریک) بین لایهی مسی و لایهی بافته شده، نسبت عکس با دمای محیط دارد
یک مقاومت انتهای خط (End Of Line) در انتهای کابل وجود دارد که در محاسبات عدم پارگی کابل قابل استفاده است.
کابل LHD به طور کامل بر روی محور مورد انتظار (مثل کابلها) پهن یا با فاصلهی مجاز نصب میشود. از این سیستم نیز میتوان به عنوان پایش دائمی (Condition Monitoring) محیط نصب استفاده نمود و محل نصب را دائما از نظر دما و شرایط غیر عادی چک کرد.
دتکتور حرارتی خطی Linear Heat Detector
دتکتورهای خطی به دلیل ساختار رشتهای و طولانی به این نام خوانده میشوند. چنین ساختاری استفاده از آنها را در کنارهها و حاشیههای سقفهای دکوراتیو به نحوی که از نظرها پنهان بمانند، امکان پذیر میسازد. همچنین کاربرد آنها را در اماکن باز و وسیع مانند کارخانجات، محوطههای صنعتی، خطوط انتقال سیال، تونلها، انبارهای بزرگ سرپوشیده یا باز، ایستگاههای قطار، مترو، نیروگاهها (جهت حفاظت از ترانسهای برق) و نظایر آن میسر میسازد. انبساط مایع و یا گاز تحت تاثیر گرما در داخل لولهای بلند و یا استفاده از چندین فلز زودگداز در طول مسیر دتکتور خطی و یا تغییر مقاومت یک زوج سیم در اثر گرما، همگی میتوانند عوامل محرک و فعال کنندهی سیستم اعلام باشند.
این نوع دتکتور جهت مکانهایی طراحی گردیده است که عبور انسان دشوار، غیر ممکن و یا حادثه خیز میباشد و یا امکان نصب مابقی دتکتورها وجود ندارد. در طول مسیر حفاظت وجود یک نقطهی داغ (Over Heating) در روی کابل باعث عملکرد دتکتور میگردد. این نوع دتکتور در خیلی از مکانها قابل نصب میباشد، ولی در مکانهائی با ریسک بالا بهترین کارائی را دارد.
دتکتور خطی از دو قسمت تشکیل شده است:
الف: کابل اصلی که به عنوان حسگر عمل مینماید.
ب: سیستم اندازهگیری دیجیتال که به عنوان سیستم اندازهگیری و اعلام میباشد.
مقاومت مجموع و سیم و مقاومت انتهای خط و با در نظر داشتن طول مسیر مقدار مشخصی است. در صورت بروز حریق در نقطهای فرضی، با از دست رفتن خاصیت عایق پلیمر حساس به گرما، دو سیم اتصال کوتاه شده و در نتیجه مقاومت کل مدار تغییر میکند. نقطه یا مرز حریق بر اساس فاصله و کاهش مقاومت که نسبتی مستقیم با هم دارند مشخص میشوند. دتکتورهای حرارتی خطی با توجه به نوع، طول، قطر و مقاومت سیم و همچنین جنس پوششها و غلافها در دماهای مختلفی از 80 تا 260 درجهی سانتیگراد عمل میکنند و برای متصل نمودن چند حلقه از آنها از ترمینال و پوششهای عایقی مناسب استفاده میکنند
دتکتور گازی ( Gas Detector)
برای تشخیص نشتی گاز و اعلام خطر قبل از به وجود آمدن حریق خصوصا در محلهایی که از گازهای سوختنی (قابل اشتعال) (LPG,CNG) استفاده میشود این دتکتورها مورد استفاده قرار میگیرد. مبنای تشخیص برخی از آنها بوی گاز میباشد و به صورت دیواری یا سقفی نصب میشوند. مورد استفادهی آنها در آپارتمانها، هتلها و مراکز صنعتی میباشد. برخی از انواع این دتکتورها قادرند در صورت کشف نشتی گاز به یک شیر فرمان بدهند و مسیر گاز را ببندند.
نکته: در دتکتورهای پیشرفتهتر تغییرات چگالی گاز توسط مبدل تبدیل به یک جریان 4 تا 20 میلی آمپر شده و با یک کابل سه سیمه برای اندازهگیری و کنترل به پانل کنترل مرکزی ارسال میشود. همچنین سیستمهایی با دتکتور و تابلو مرکزی مخصوص وجود دارند که میزان گاز منو اکسید کربن (CO) را در محیط تشخیص داده و در صورت کم بودن غلظت آن یک سیستم تهویه را راه اندازی می کند و در صورت زیاد بودن غلظت آن در هوای محیط اعلام خطر مینماید. مورد استفادهی این دتکتورها در پارکینگهای عمومی و در تونلهای زیرزمینی و محلهایی میباشد که از سوخت منو اکسید کربن زا مانند زغال یا نفت استفاده می کنند.
گاه دتکتورهای گازی به پنل خاص خود وصل میشوند.
دتکتور دودی میله ای Duct Probe Smoke Detector
برای تشخیص دود در داکتهای تهویه از دتکتورهای دودی اپتیکال استفاده میشود که آن را در محفظهی خاصی که به دو لوله (پراب) وصل است قرار میدهند و در خارج داکت نصب می کنند و لولهها به داخل داکت میرود تا مقداری از هوای عبوری از داخل داکت را نمونه برداری کند. در صورت وجود دود در داخل داکت این دود از طریق لولهها وارد محفظهی دتکتور شده و دتکتور اعلام حریق می کند.
این نوع دتکتور مخصوص سیستمهای تهویهی مطبوع (Heat Ventilation And Air Condition) میباشد. دتکتور میلهای تشکیل شده است از دو لولهی ورودی و خروجی هوا و یک دتکتور نوری. دتکتور میلهای جریان هوای بین 2.5 تا 30 متر بر ثانیه را اندازهگیری میکند. نقطهی نصب در جائی از کانال هوای خروجی میباشد که هوای داخل آن متلاطم نبوده و تعمیرات دتکتور هم راحت باشد. این سیستم هوای خروجی محل مورد نظر را که نمونهی وضعیت داخلی و حریق آن قسمت میباشد دائما نمونه سنجی میکند، بنابراین دتکتور Duct Probe درصورتی کارایی دارد که سیستم تهویه دائما در حال کار باشد، بدین جهت به عنوان یک سیستم کامل شناخته نمیشود و نیاز به یک دتکتور مکمل دارد و یا خود دتکتور مکمل به حساب میآید. طول لولهی ورودی دتکتور بایستی حداقل 70% عرض داکت باشد و طول لولهی خروجی معمولا نصف عرض داکت میباشد. طول لولهی ورودی تا 1000 میلیمتر به صورت استاندارد موجود میباشد که برای داکت با عرض (1250) مناسب است. البته از این طول 875 میلیمتر آن داخل داکت وارد میشود.
قطر سوراخهای ورودی هوا 6mm و با فاصلهی 25mm از یکدیگر میباشد. در صورتیکه عرض داکت بیش از 1250mm برآورد شود میتوان ارتفاع داکت را تغییر داد.دتکتور دودی بر بدنهی داکت طبق شکل با یک واسطهی لاستیکی نصب و مهار میشود و از ورود هوای خارجی به دتکتور بایستی جلوگیری کرد.
به علت ورود دائمی هوا، تمیزکاری مرتب دتکتور الزامی میباشد و در صورتیکه از فیلتر دراین نوع دتکتور استفاده شود نبایستی قطر سوراخهای آن از 10 میکرون کوچکتر باشد. دتکتورهای معمولی در سرعت بالای هوا کارائی ندارند و سریع کثیف میشوند.
دتکتورهای Duct Probe از نوع یونیزه نیز موجود میباشند ولی نوع Optical آن توصیه میشود.
معمولا یک مانومتر، فشار داخل این سیستم را دائما چک میکند و در صورتیکه طول لوله و دتکتور از 900 میلیمتر بیشتر باشد بایستی انتهای لوله ثابت (Fix) شود تا از ارتعاشات جلوگیری گردد. بهترین نقطهی نصب، نزدیکترین محل به دریچهی هواکش میباشد و نباید در پشت فن نصب گردد.
این سیستم در سرعتهای کمتر از 2 متر بر ثانیه کارائی ندارد.
دتکتور شعاعی Beam Smoke Detector
در مواردی که بخواهیم مکان وسیعی مانند سالن یک کارخانه و یا سالن موزه و ... را تحت پوشش سیستم اعلام حریق قرار دهیم و نصب دتکتورهای معمولی مشکل و یا غیر اقتصادی باشند از این نوع دتکتورها استفاده میگردد.
این نوع دتکتورها دارای یک قسمت فرستنده (TX) هستند که اشعهای به سمت گیرنده (RX) می فرستد. این دو قسمت در دو سمت سالن نصب می شوند و هرگاه عاملی مانند دود بین این دو عنصر واقع شود و ارتباط اشعه را قطع کند باعث اعلام خطر می گردد. در بعضی از این نوع دتکتورها فرستنده و گیرنده روی یک قسمت وجود دارد و در قسمت روبرو یک انعکاس دهنده (Reflector) نصب میگردد. این دتکتورها می توانند فضایی به پهنای 15 متر و به طول 10 الی 100 متر را تحت پوشش خود قرار دهند و ارتفاع نصب آنها بین 2.7 متر تا 25 متر است. ولتاژ کار آنها 24 ولت DC و جریان مصرفی درحالت ساکن حدود 50 میلی آمپر و در هنگام اعلام خطر 70 میلی آمپر است. هر چه فاصلهی بین گیرنده و فرستنده افزایش یابد جریان مصرفی نیز افزایش می یابد.
اصول شناخت این دتکتور (Beam) بهخاطر جبران ناتوانی دتکتورهای نقطهای میباشد. این نوع دتکتور به صورت شعاعی (Projector) عمل کرده و به دو نوع تقسیم میشود، در نوع اول فرستنده و گیرنده از هم جدا هستند و در نوع دوم فرستنده و گیرنده بر روی یک قاب سوار و از یک رفلکتور برگشت شعاع نوری استفاده شده است. نوع معمول و مورد استفاده، نوع دوم میباشد.
تعاریف
Beam Range:
فاصله ی خطی بین فرستنده، گیرنده و رفلکتور
Detector Coverage:
سطح قابل پوشش (حفاظتی) که به وسیلهی دتکتور محافظت میشود. در این سطح حساسیت دتکتور در حد قابل قبول میباشد.
Reflector:
(آینه) تجهیزی که سیگنال نور را برگشت داده تا به گیرنده برسد.
Sensitivity:
قابلیت تشخیص دود در مکانهای مختلف سطح حفاظتی. این حساسیت بیشتر بسته به غلظت، حجم و بزرگی ذرات دود میباشد.
Stratification
(لایه بندی) لایههای دود که بستگی به درجهی حرارت حریق دارد. حریقهای داغ لایههای بزرگ و حریقهای گرم لایههای کوچکتر دارند.
Transparence (Filters)
حساسیت یک دتکتور نسبت به دود که از داخل یک جعبهی شیشهای یا پلاستیکی شفاف سنجیده میشود.
این مورد بخشی از استاندارد تست میباشد و جهت بررسی کاربرد این دتکتور در وضعیت جوی نامساعد و یا وجود موانع شفاف مثل شیشه در مقابل آن به کار میرود.
عملکرد
دتکتور شامل یک گیرنده و فرستنده و یک رفلکتور میباشد. فرستنده طیف نوری در ردیف طیف مادون قرمز را به صورت متقارن به سمت رفلکتور میفرستد. در رفلکتور نور رفلکت (منعکس) میشود و در گیرنده این نور گرفته شده، درصد انتشار و درصد جذب نور مقایسه و وضعیت محیط بررسی میگردد. در شروع کار دتکتور اولین مقدار جذب شده پس از تنظیم آینه و دتکتور را به عنوان مبنا قرار میدهد. در صورتیکه در مراحل بعدی درصد نور جذب شده کمتر باشد (طبق تنظیم مثلا کمتر از 60%) این مرحله به عنوان وجود مانع تلقی شده و موجب ارسال آلارم میگردد.
تنظیمات : در تنظیمات نور ساتع شده از فرستنده 100% در نظر گرفته شده و درصد نور گرفته شده توسط گیرنده (مثلا 60%) که به عنوان مبنا یا Threshold است، مبنای کار قرار میگیرد. 40% نور تلف شده به علت عدم تقارن در فرستنده، درصد کم گرد و خاک محیط، عدم انعکاس کامل توسط منعکس کننده و درصد کمی انعکاس توسط گیرنده و همچنین تغییر ماهیت نور در این فاصله به واسطهی عوامل محیطی میباشد. قابل توجه است که امکان دارد تمامی طیف نوری فرستنده یکدست نبوده و در یک طول موج مشخصی نباشد. بنابراین امکان تغییر حالت یا عدم تبدیل آن به ولتاژ – جریان در گیرنده وجود دارد. این مسئله در فاصلههای بالاتر بهتر مشخص میشود. با توجه به اینکه در این نوع دتکتور، فاصلهی حرکتی طیف نور دو برابر فاصلهی گیرنده و رفلکتور است ولی شعاع حفاظتی فقط از آینه تا فرستنده و گیرنده حساب میشود.
در هنگام کار، وجود ذرات گاز، دود، اجسام صلب و مایعات باعث عدم رسیدن شعاع کافی نور به گیرنده شده و آلارم درآن ظاهر میشود. به خاطر کم کردن امکان اشتباه، این حالت بایستی حدود 5 ثانیه به صورت دائمی در دتکتور وجود داشته باشد تا آلارم ظاهر شود. اگر درصد نور رسیده به گیرنده را 100% در نظر بگیریم، میتوان حساسیت آن را بین 30% تا 90% تنظیم نمود. در بعضی از دتکتورها رنج حساسیت 30،50 و 70 میباشد. در این نوع دتکتور، تغییرات کم نور از نظر شعاعی و حجمی و کیفیتی باعث ایجاد آلارم در گیرنده نمیشود. در محاسبهی حساسیت، نسبت نور دریافت شده به نور سد شده مد نظر میباشد.
استاندارد (BS 5445.Part 5)،(UL268) و (NFPA 72) اصول را در این دتکتور مشخص میکند. این دتکتور مانند دتکتورهای نوری نقطهای نسبت به رنگ دود حساسیت داشته و دودهای سیاه رنگ(جاذب شعاع نوری) را سریعتر کشف میکند.
تنظیم ضریب بهره Automatic Gain Control (AGN)
بعضی از عوامل محیطی مانند رطوبت و گرد و غبار ایجاد اشکال تدریجی در این نوع دتکتور میکند. مثلا وجود گرد و غبار دائمی در محیط یا نشست آن بر روی آینه یا دتکتور و در حالت عادی بعد از مدتی آلارمهای رندم به وجود میآورد. تعبیهی سیستم AGN در دتکتور باعث تغییر ضریب بهره یا حساسیت به مقدار کم میشود.
در این سیستم که از یک ریز پردازندهی الکترونیکی (میکروپروسسور) با نرم افزار خاص استفاده شده، اثر گرد و غبار و رطوبت بر روی دتکتور جبران میشود، یعنی درصد ضایعات اندازهگیری و به صورت نرم افزاری جبران میگردد. این درصد محدود و مطابق با Threshold میباشد، بنابراین به مرور AGC کاهش بهرهی دتکتور را جبران مینماید. این مسئله تا آنجا ادامه مییابد که دتکتور یا آینه نیاز به تمیز کاری یا تعویض پیدا کند.
تجهیزات جانبی Accessories
وجود یک تجهیز جانبی میتواند جهت آدرسدهی برای دتکتور Beam این دتکتور Conventional را به یک دتکتور آدرسپذیر (Addressable) تبدیل کند. همچنین میتوان آن را به یک سیستم فرمان از راه دور تبدیل نمود. علاوه بر آن وجود کیت پروسسور میتواند برد و سطح حفاظت دتکتور را افزایش دهد، به طوریکه یک دتکتور میتواند سطحی به اندازهی یک میدان فوتبال فوتبال را حفاظت کند. در این حالت فاصلهی خطی 70 تا 100 متر جزء شعاع حفاظتی میشود.
Self test، آژیر، کنترل از راه دور(Remote Control) و تنظیم حساسیت از راه دور جزء مزیتهای سیستم میباشد. همانند دتکتورهای سقفی این نوع دتکتور نامناسب جهت محیطهای خارجی (Outdoor) است. رطوربت، یخزدگی و باران از عوامل محیطی هستند که باعث عدم کارائی دتکتور Beam میشوند. وجود یخ در روی دتکتور، آینه و فاصلهی بین آن، کارائی دتکتور را کم و این تجهیز را ناکارامد مینماید.
دتکتور مکنده دودی (آسپیریتینگ) Aspirating Smoke Detection System Sensitivity
این دتکتور بر اساس نمونهگیری از هوای یک فضای معین وجود دود را که ممکن است ناشی از حریق باشد تشخیص میدهد. یک هواکش نسبتا کوچک، یک یا دو دتکتور دودی و برد الکترونیکیای که عمل پردازش و ارزیابی را به عهده دارد، اجزای اصلی این نوع دتکتور را تشکیل میدهند. هواکش داخل این محفظه از طریق معابر لولهای شکل، هوا را به داخل دستگاه میمکد. هوا پس از ورود به داخل محفظه از یک صافی عبور نموده و از مسیر استقرار دتکتورهای دودی به سمت منفذ خروجی هدایت میشود. دتکتورها و پردازشگر داخل دستگاه، وضعیت هوا را از نظر مقدار غلظت دود مورد سنجش قرار میدهند.
لولههای هوا در زیر سقف اجرا میشوند و در فواصل معین و مناسبی دارای منافذی برای داخل شدن هوا به شبکه هستند. در فضاهایی که دارای سیستم تهویهی مطبوع و هواساز هستند، میتوان به جای اجرای لولهکشی در زیر سقفف، نمونهگیری را از طریق هوای برگشت هواساز انجام داد.
یکی از مزایای این دتکتور حساسیت زیاد در حجم قابل قبول (فضای حفاظتی) میباشد. به طوری که به این دتکتور HSSD(High Sensitivity Smoke Detector ) نیز میگویند.
درجهی حساسیت این دتکتور در 3 سطح میباشد.
Normal (N) معمولی
Ehhanced (E) قابل قبول
High (H) فوقالعاده
در دتکتورهای HSSD، حساسیت بر اساس درصد اشغال حجم به وسیلهی دود در محفظهی دتکتور بیان میشود. به نقل دیگر درصد پخش نور لیزر (Scattering) در محفظه، در هنگام عبور هوا (دود) در طول یک متر.
واحد اندازهگیری
Obs/metter (persentage obscuration per-meter) %
(درصد تیرگی بر متر)
استانداردهای مربوطه (استانداردهای بریتانیا)
استاندارد (BFPSA) British Fire Protection System Association سه نوع حساسیت برای دتکتورهای نوع Aspirating در نظر گرفته است:
%5 Obs/mette Normal حساسیت نرمال
%2 Obs/mette Ehhanced حساسیت قابل قبول
0.8 % Obs/mette High حساسیت زیاد
حجم فضا یا اتاق مورد حفاظت تاثیر مستقیمی بر رقیق یا غلیظ بودن دود و در نتیجه حساسیت سیستم دارد. عامل موثر دیگر در غلظت دود و حساسیت سیستم، مقدار هوای تازه و جبرانی است.
تعداد منافذ نمونهگیری که در فواصل سقفی بر روی لولهی اصلی قرار میگیرند، عامل مهمی در تعیین حساسیت سیستم هستند، هر یک از منافذ نمونهگیری را میتوان همچون یک دتکتور دودی فرض کرد و در این صورت در فضاهایی که هوا ساکن یا با سرعت بسیار کمی در جریان است میتوان فواصل منافذ را مانند دتکتور دودی 7.5 متر در نظر گرفت. این در حالی است که عرض فضای مورد نظر بیش از 5 متر باشد. تحت این شرایط حساسیت سیستم در حد طبیعی و معمولی خواهد بود.
در سیستم با حساسیت زیاد فواصل منافذ میباید 3.5 متر و برای حساسیت خیلی زیاد 2.5 متر باشد. در فضاهایی که هوا در جریان و حرکت است، برای حساسیت معمولی همان فاصلهی 7.5 متر در نظر گرفته میشود اما برای حساسیت زیاد 5متر و برای حساسیت خیلی زیاد 3.5 متر منظور میگردد. البته کارخانجات سازنده بر اساس آزمایشاتی که بر روی محصول خود انجام میدهند فواصلی را برای در نظر گرفتن منافذ روی شاخهی اصلی تعیین میکنند که مبنای نصب و اجرا قرار میگیرند.
دتکتور HPO
(High Performance Optical Detector)
همانطور که میدانید دتکتورهای یونیزه برای محلهایی که احتمال حریق کم دود یا تمیز وجود دارد استفاده میشود و نسبت به ذرات ریز و کم دود واکنش نشان میدهد. همچنین تمیزکاری آن بسیار حساس بوده و فقط با تخصص انجام میپذیرد. اما در عمل دتکتورهای یونیزه آلارم کاذب بیشتری نسبت به مابقی دتکتورها دارا میباشند. دتکتورهای Optical در مواجه با حریقهای دودزا مورد استفاده قرار گرفته ولی شروع عملکرد آن فقط به واسطهی دود غلیظ و زیاد امکان پذیر است.
دتکتورهای HPO جهت تشخیص حریق (دود) با دو عملکرد فوق استفاده قرار میگیرد. HPO در ابتدا مانند یک دتکتور نوری میباشد ولی به محض افزایش دمای محیط، حساسیت آن به شدت افزایش یافته و مانند یک دتکتور یونیزه میشود یعنی Threshold کاهش یافته و در این حالت از ایجاد آلارمهای کاذب جلوگیری میکند.
طراحی HPO
HPO ترکیبی از یک دتکتور نوری از نوع Scatter و یک دتکتور حرارتی متناسب با شدت حریق (Rate Of Rise) میباشد. که دتکتور حرارتی حساسیت دتکتور نوری را تنظیم میکند. تجربه نشان داده است که در هنگام حریقهای صنعتی دمای محیط افزایش مییابد. این افزایش به وسیلهی دتکتور حرارتی شناخته شده و حساسیت دتکتور دودی را افزایش میدهد. در این نوع دتکتور جهت دریافت دمای محیط از دو ترمیستور (مقاومت تابع حرارت) استفاده میشود. یکی از ترمیستورها در بدنهی دتکتور نصب شده و دمای محیط را اندازهگیری میکند. ترمیستور دوم در معرض ورود دود و هوا میباشد. در هنگامیکه دمای محیط به تدریج افزایش مییابد، اختلاف دمای دو ترمیستور کم میباشد و حساسیت دتکتور کم است(همزمان با بدنه، مقاومت تابع حرارت ورودی نیز گرم میشود) ولی در هنگام حریق، از طریق تشعشع بدنهی دتکتور سریعا گرم شده ولی ترمیستور متصل به ورودی به تدریج گرم میشود. این اختلاف دما باعث افزایش حساسیت دتکتور نوری میشود، یعنی جریان در دو ترمیستور متفاوت شده و حساسیت زیاد شده یعنی Threshold کاهش مییابد.
در این دتکتور ترمیستوری که در معرض هوای ورودی قرار دارد به عنوان رفرنس میباشد. درهنگامی که حریق ادامه مییابد دمای دود ناشی از حریق نیز افزایش یافته و حساسیت دتکتور نوری کمتر (معمولی) میشود ولی به علت وجود دود زیاد عملکرد دتکتور ادامه مییابد. در محلهایی که دستگاههای سنگین وجود دارند. روشن و خاموش شدن باعث افزایش سریع دما و امکان و امکان false alarm این دتکتورها وجود دارد. جدول پیوست درجهی حرارت مربوط به دتکتور و انواع حریق را نشان میدهد. A حداکثر، B متوسط، C حساسیت کم و N عدم کارایی (عدم تطبیق) را نشان میدهد. این دتکتور در حریق با پایهی هپتان (TF6) دچار ضعف پاسخگویی میباشد
مقایسه ی عملکرد دتکتور دودی با CO
Smoke Detector Test Fire
در این گونه تست که بر طبق EN54.pt9 انجام میشود مقادیر مشخص دود در محل فرستاده و عکس العمل دتکتورها بررسی میگردد. اشکال این نوع تست این است که نوع تولید دود یا حرارت طبیعی نبوده و مابقی متعلقات مانند CO،CO2 و ... در این آزمایش وارد نمیشود. همچنین محل حریق طبیعی نبوده و به صورت از پیش تعیین شده میباشد. بنابراین نسبت به حریق طبیعی دچار ضعف میباشد.
همانطوری که پیش بینی میشود در این تست CO دتکتور واکنش سریعتر نسبت به دتکتورهای دودی داشته و واکنش کندتر نسبت به مابقی دتکتورها دارد. مثلا طبق استاندارد EN54، سرعت عملکرد سریعتر است نسبت به TF2و TF3 و کندتر است نسبت به TF4 و TF5، چرا که در تست، مقادیر تولیدی CO به اندازهی کافی نبوده است. (مقادیر شروع کم بوده است
نتیجه گیری
دتکتورهای CO نسبت به آلارمهای ناخواسته و خطا مقاوم میباشد (تمامی حریقهای یاد شدهی بالا از نوع حریقهای دودزا (Smouldering) بودهاند)
منابع زیادی وجود دارند که دتکتورهای دودی نسبت به آنها حساس و موجب آلارم کاذب میشوند. در حالی که دتکتورهای CO ذاتا نسبت به آنها غیر حساس میباشند، مانند بخار، گرد و غبار، مواد شیمیایی معلق در هوا، دودهای نمایشی و مواد معلق. حساسیت دتکتورهای CO فقط مربوط به به منابع تولید CO مانند اگزوز دیزل، هیترها، آشپزخانه و آلودهکنندههای عمومی میباشد. در دتکتورهای CO میتوانیم آستانه(Threshold) را تغییر داده و حساسیت دتکتور را تعیین نمود . دتکتورهای CO برای نصب درمحلهایی که دتکتور دودی آلارم کاذب به وجود میآورد بسیار مفید است. اتاق خواب، انباری، پستو، محلهای نمایش و ... مکان بسیار خوبی برای نصب این نوع دتکتور میباشد. ساختار این دتکتور مانند دتکتور نوری(Optical) دوستار محیط زیست میباشد
بعضی از محدودیتهایی که در مورد دتکتورهای CO وجود دارند و میل به کمال، ساخت یک دتکتور کامل از ترکیب CO دتکتور با دتکتور حرارتی و یا دودی را باعث میگردد. این نوع دتکتور ترکیبی میباشند و مانند HPO بسیار کامل و عاری از خطا است.
استفاده از این نوع دتکتور و نیاز به استفاده از دتکتور یونیزه که بسیار برای محیط زیست خطرناک میباشد را برطرف میکند. دتکتورهای CO برای حریقهای برق، محل باطریخانهی نوع نیکل کادمیم، کارخانهی مواد شیمیایی،حریقهای تند سوز نامناسب میباشد و قابلیت برنامه ریزی جهت دو نوع حساسیت را دارند:
روز N=Normal
شب H=High
دتکتور منوکسید کربن( CO Gas Detector)
این دتکتور در اصل یک سنسور الکتروشیمیایی میباشد که دارای دو صفحهی آند و کاتد و محلول الکترولیت است.
ساخت دتکتورهای جدید CO باعث گردیده است که این دتکتور از حالت صنعتی به دتکتور خانگی تبدیل شود. تحقیقات انجام شده پیرامون حریق ثابت کرده است که تمامی حریقهای خانگی تولید گاز CO مینمایند، این مطلب در نرمافزارهای موجود کاملا مشهود است، بنابراین جایگزینی دتکتور CO به جای دتکتور دودی امری بسیار معقول و پیشنهاد استاندارد UL2075 میباشد.
همچنین دتکتورهای CO جدید با طول عمر بالای 5 سال با آژیر سرخود و باطری پشتیبان و قابلیت تنظیم حساسیت از 10 تا PPM 999 را داشته و امکان وصل به پانل اصلی اعلام و اطفای حریق را دارا میباشد.
همچنین در صورت کم شدن عمر باطری، سیستم هشدار آن به کار میافتد.
دتکتور CO به تمامی عوامل فالتهای کاذب برای دتکتور نوری بیتفاوت بوده و فقط به منابع تولید گاز CO حساس میباشد.
در هنگام نصب دتکتور CO در سقف، تمامی استانداردهای مربوط به دتکتور دودی رعایت میگردد و در تنظیم حساسیت بایستی مقدار آن به حدی باشد که در حریق فعال شود نه به واسطهی روشن کردن تجهیزاتی مانند آبگرمکن یا کشیدن سیگار و غیره
دتکتور حرارتی – دودی (MULTI):
این مدل که ترکیب دو دتکتور دودی و حرارتی میباشد، جهت مواردی استفاده میشود که پیش بینی نوع حریق دشوار و یا احتمال هر دو نوع حریق دودزا و حرارتزا وجود داشته باشد.
این دتکتورها شامل دو طبقه هستند که یکی به عنوان دتکتور حرارتی و دیگری به عنوان دتکتور دودی عمل می کند و در محلهایی که هم امکان وجود دود و هم حرارت هست به کار می روند. (مانند اتاقهای بایگانی، کتابخانهها و آشپزخانهی متصل به هال با وسعت کم در هتلها.)
دتکتور حرارتی با درجه ی حرارت عملکرد ثابت (Fix)
در محلهایی که تغییرات دما ناگهانی اتفاق میافتد از این نوع دتکتورها استفاده می شود. این دتکتورها در دمای ثابتی تنظیم شدهاند از این رو به آنها دتکتور حرارتی فیکس میگویند.
این دتکتور در محدودهی دمای ثابت (مثلا 63 درجهی سانتیگراد) حساسیت دارد و با رسیدن دمای محیط اطراف دتکتور به این دما، دتکتور فعال میشود. در نمونههای جدید ترکیب دو نمونهی ROR و Fix وجود دارد، که مثلا دتکتور در 63 درجهی سانتیگراد و یا با تغییر دما 5c/m عمل مینماید. در دتکتورهای حرارتی جهت درجه بندی سطح آلارم (درجه حرارت) از کلمات رنج و گرید استفاده میشود:
Grade 1,2,3,: Range 2, Range 1
در رنج1 گرید 1 حساسیت زیاد (دمای پایینتر) و گرید 3 حساسیت کمتر (دمای بالاتر)، رنج 2 دمای حدود 90 درجه تا 100 درجهی سانتیگراد
دتکتورهای الکترونیکی جدیدی ساخته شدهاند که هم به صورت دتکتور فیکس و هم دتکتور افزایشی قابل استفاده هستند و به آنها دتکتورهای ترکیبی (Combined) گفته میشود و از قدرت کشف بالاتری نسبت به دو نوع بالا برخوردار است.
در آشپزخانه های بزرگ و اتاق بویلر که دمای محیط داخل سریعا افزایش مییابد، میتوان از نوع مختلط استفاده کرد.
دتکتورهای افزایشی برای فضاهایی با ارتفاع بیش از 9 متر مناسب نیستند و همچنین دتکتورهای حرارتی دمای ثابت نیز برای فضاهایی با ارتفاع بیش از 7.5 متر توصیه نمیشوند
دتکتور حرارتی متناسب با شدت افزایش درجه حرارت (ROR) (Rate Of Rise)
در محلهایی که افزایش دما به صورت تدریجی اتفاق میافتد از این نوع دتکتورها استفاده می شود این نوع دتکتورها دارای ولومی برای تنظیم دما می باشند.
این دتکتور نسبت به تغییرات درجه حرارت حساسیت داشته و بر طبق جدول نمونه تغییرات از 1 درجه تا 20 درجه ی سانتیگراد بر دقیقه میباشد. در این نمونه، دمای ثابت عملکرد وجود ندارد.
در دتکتورهای حرارتی افزایشی از دو حسگر دما استفاده میشود. یکی از حسگرها در محفظهای بسته و به دور از تاثیرات محیطی قرار میگیرد و حسگر دوم در معرض هوای بیرون قرار داشته و تغییرات سریع دمای محیط را تقریبا آنی و مستقیم حس میکند. افزایش نرخ دما در واحد مشخصی از زمان موجب تحریک حسگر خارجی و ایجاد عدم توازن بین دو حسگر و فعال شدن دتکتور میگردد. حسگر داخلی از نوع دما ثابت است و به عنوان حسگر حد نیز عمل میکند
دتکتور حرارتی Heat Detector
این دتکتورها دارای یک مقاومت حرارتی میباشد که در اثر حرارت حاصل از حریق مقاومت آن کم شده و باعث افزایش جریان میشود و به مرکز کنترل اعلام حریق مینماید. نصب آنها نیز به صورت سقفی و طبق استاندارد BS 5839 میباشد.این نوع دتکتورها مانند ترموستاتها دارای یک بخش الکتریکی یا مکانیکی حساس به گرما میباشند. بنابراین میتوان این گونه دتکتورها را به صورت مقدماتی در دو گروه بزرگ الکتریکی و مکانیکی طبقه بندی نمود. دتکتورهایی با حسگر ترموکوپلی یا ترمیستوری در گروه الکتریکی و دتکتورهای دیگری با حسگر فانوسهای یا بیمتالی در گروه مکانیکی جای میگیرند. البته در هر حال فارغ از اینکه حسگر گرمایی، الکتریکی یا مکانیکی باشد، دتکتور در فرایندی الکتریکی قرار میگیرد و پیامهای آن نیز به صورت الکتریکی منتقل میشوند.
قابلیتهایی همچون امکان استفاده در شرایط رطوبتی بالا، غیر قابل نفوذ بودن در مقابل گرد و غبار و ویژگی کاربرد در اماکنی با خطر انفجار از جمله مواردی است که میتواند موجب تغییرات و تنوع ساختار میشود.پوششهای مختلف از نوع آلومنیوم ریختگری یا آپوکسی، واشر بندی خاص، استفاده از تیغههای الکتریکی از جنس طلا یا نقره، پیچهای ضد زنگ استیل و موارد دیگری از این قبیل، نمونههایی از تغییرات ساختاری ویژه هستند که امکان استفاده از دتکتورهای حرارتی را درشرایط خاص فراهم میآورند.
دتکتور حرارتی معمولا در جاهاییکه وجود حریق باعث ایجاد تودهی هوای بسیار گرم شده و حرکت این توده به بالا سریع انجام میپذیرد، کاربرد دارد. معمولا ارزش نصب آن نسبت به دتکتور دودی پایینتر است.
- دو نوع دتکتور حرارتی-نقطهای (Spot یا سقفی) وجود دارد که عبارتند از متناسب با شدت افزایش درجه حرارت Rate Of Rise و دمای ثابت Fix.
دتکتور دودی لیزری
به طور کلی اصول دتکتور لیزری چندان اختلافی با نحوهی عملکرد دتکتور فتوالکتریک که از یک دیود نوری بهره میبرد ندارد. در دتکتور لیزری همچون دتکتور فتوالکتریک، تغییر مسیر نور در محفظه و تاثیرگذاری آن بر سلول حساس موجب فعال شدن و ارسال پیام هشدار میشود. اما اشعهی تقویت شده و بسیار درخشان لیزر که از یک دیود لیزری خارج میشود حساسیتی صد برابر بیشتر به دتکتور میبخشد.
ستون نورانی خارج شده از دیود لیزری به طور مستقیم به یک تله نوری که مانع از هر گونه انعکاسی میگردد تابیده میشود. چنانچه ذرهای دود و یا غبار به محفظه را یابد، نور متفرق شده و دتکتور بر مبنای ماهیت افتراق، منبع آشفتگی پیش آمده را تعیین میکند و به همین دلیل این گونه دتکتورها با تمییز دادن ذرات غبار از دود ضمن حساسیت بسیار بالا دارای دقت خیلی زیادی نیز هستند.
دتکتورهای دودی یونیزاسیون در تشخیص آتشهای سریع بسیار خوب عمل میکنند، اما در شناسایی آتشهای پنهان چندان موثر نیستند و دتکتورهای دودی فتوالکتریک نیز ضمن سرعت داشتن در تشخیص آتشهای پنهان، در مورد کشف آتشهای سریع دارای ضعف هستند. اما دتکتورهای لیزری با استفاده از دیودی با درخشش هزار بار بیشتر از دیودهای معمولی و کاهش اختلالات و انعکاسهای نوری در تشخیص هر دو نوع آتش، بسیار بهتر و دقیقتر عمل میکند.
نور عملی در همهی جهات منتشر میشود، اما لیزر در جهتی واحد و کاملا مستقیم و با طول موجهای برابر و به صورت ستونی باریک منتشر میشود. باریکی و تمرکز ستونی لیزر، انعکاس نور را در محفظهی حسگر بسیار کاهش داده و عملکرد آن را دقیقتر میکند. دتکتورهای لیزری برای استفاده در مراکز ارتباطی و کامپیوتر، اتاقهای تمیز، بیمارستانها، موزهها و مراکز سوئیچینگ بسیار مناسب هستند. نصب این گونه دتکتورها در اماکنی که پخت و پز، جوشکاری و عملیات توام با محصولات احتراق صورت میپذیرد، توصیه نمیگردد. حساسیت دتکتورهای لیزری قابل تنظیم است و در برخی مدلها تا نه مرحله امکان تنظیم وجود دارد
دتکتور با تغذیه از خط اصلی متناوب
اینگونه دتکتورها از طریق خط اصلی تکفاز (220-230 ولت) یا (110-120 ولت) متناوب تغذیه میشوند و در ساختمان آنها محلی برای جاگذاری باتری به منظور بهره برداری در مواقع قطع برق و همچنین زنگ هشدار در نظر گرفته شده است. این نوع دتکتورها نیز همچون دتکتورهای بیسیم کاربرد محلی دارند.
چنین دتکتورهایی بیشتر مصارف خانگی دارند و گونه ی دیگری از آنها به صورت دیواری یا حتی رومیزی مورد استفاده قرار میگیرند.
دتکتور دودی بدون سیم
دتکتورهای دودی بدون سیم مانند یک فرستنده با امواج رادیویی (RF) و یا حتی امواج خیلی بلند (VHF) عمل نموده و به هنگام فعال شدن، سیگنال کد شدهای را برای مرکز اعلام حریق که عملکردی همچون گیرنده را دارد ارسال میکنند. سیگنالهای اختصاصی میتوانند تا 256 کانال مختلف را در بر گیرند.
انرژی الکتریکی اینگونه دتکتورها به وسیلهی باطری تامین میشود و در صورت افت ولتاژ، سیگنال جداگانهای موجب به صدا در آمدن زنگی در داخل گیرنده میشود.
دتکتورهای بدون سیم اغلب از نوع دودی فتوالکتریک مورد استفاده قرار میگیرند. اما انواع دودی یونیزاسیون آن نیز برای استفاده در اماکن وجود دارد.
برخی دتکتورهای بی سیم دارای زنگ هشدار در ساختار داخلی خود هستند که به کمک باتری به صورت منحصر به فرد و خودکفا عمل می کنند. در واقع این نوع دتکتورها به صورت محلی مورد استفاده قرار میگیرند و نیازی به سیستم مرکزی ندارند. دامنهی استفاده از چنین دتکتوری بسیار محدود و مناسب اماکن بسیار کوچک با کاربری محدود است.
دیود نوری دتکتور
برخی دتکتورهای دودی مجهز به دیودی هستند که روشن و خاموش بودن آن و یا زمان چشمک زدن آن می تواند بیانگر وضعیت دتکتور باشد.
چشمک زدن دیود در هر 9 ثانیه نشانهی وضعیت عادی است، چنانکه دیود به طور مستمر روشن بماند نشانهی عمل نمودن دتکتور و ارسال سیگنال هشدار است و اگر دیود خاموش بماند و یا چشکهای سریع (هر 1.5 ثانیه یکبار) بزند نمایانگر عیبی در دتکتور است. در این صورت دتکتور باید مورد بازبینی و سرویس قرار گیرد.
نکاتی که باید در هنگام استفاده از دتکتورهای دودی رعایت گردد:
الف: دتکتور دودی نباید در مسیر کوران هوا نصب گردد.
ب: برای تعیین محل نصب باید از استاندارد BS 5839 پیروی کرد.
ج:در محلهایی که در حالت عادی دود و بخار وجود دارد مانند موتورخانه و کنار بویلر از این دتکتورها استفاده نشود.
نکته: اسپری خاصی وجود دارد که برای تست دتکتورهای دودی به کار می رود و با پاشیدن آن به سمت دتکتور میتوان از عملکرد صحیح آن مطمئن شد
دتکتور یونیزاسیون(Ionization)
این دتکتورها دارای یک عنصر تشعشع کنندهی رادیواکتیو میباشد.این مادهی رادیواکتیو، رادیواکتیو ضعیفی به اسم آمریسیوم 241 میباشد که مقدار این ماده با نیمه عمر 432 در هر دتکتور یک پنج هزارم گرم است. این اشعه یونی از نوع آلفاست که اشعهای با نفوذ کم محسوب میشود، به نحوی که با یک برگ کاغذ معمولی یا چند سانتیمتر هوا مسیر حرکت آن مسدود میشود. در اثر عبور اشعهی رادیواکتیو از هوای داخل محفظه و یونیزه کردن آن مقداری جریان عبور میکند. در مواقعی که دود داخل این محفظه میشود جریان عبوری تغییر می کند و باعث اعلام حریق می شود. به دلیل حساسیت زیاد در برابر دود در جاهایی که حجم آتش زیاد و دود کم حجم ایجاد می شود از این دتکتورها استفاده میکنند ولی به طور کلی می توان آنها را در مجتمعهای مسکونی، ادارات و بیمارستانها نصب نمود. بر روی این دتکتورها علامتی مبنی وجود تعشعات رادیو اکتیو حک میشود. از نظر زیست محیطی دفع این دتکتورها بعد از اتمام شارژ آنها که حدودا هشت سال طول می کشد مشکلاتی به همراه دارد لذا تولید این نوع دتکتورها کم شده است و رو به توقف میباشد.
عملکرد محفظه ی داخلی در دتکتورهای یونیزه:
چمبر موجود در این دتکتور، آلومینیوم دای کاست شده میباشد در داخل این محفظه دو عدد پلیت نصب شده است که معمولا از جنس مس است، یکی قطب مثبت و دیگر قطب منفی یک قطعهی رادیواکتیو از جنس آمریکوم 241 که حدود 0.9 میکروکوریم میباشد و تشعشع آن بین 3 تا 5 سانتیمتر در هوا میباشد وجود دارد. مقدار تشعشع 33300 ذرهی آلفا در ثانیه، و در فضای داخل چمبره زوج یون در هر سانتیمتر مکعب و هر الکترون یا حفره بار کولن میباشد. هر ذرهی آلفا تشعشعی دارای 2 نوترون و 2 پروتون است. (هستهی هلیوم) در زوج یک الکترون و یک یون بار مثبت و هر ذرهی آلفا دارای 6mev مگا الکترون ولت انرژی سینیک میباشد.
ذرات آلفا به فضا پرتاب گشته و در اثر برخورد به ذرات هوا آنها را به بارهای مثبت (یون) و منفی تبدیل کرده و ذرات مثب جذب الکترود منفی و ذرات منفی جذب الکترود مثبت گشته و جریان ضعیف حدود 16nA به وجود میآورد. در اثر ورود مولکولهای دود، تعادل به هم خورده و جریان تا 10nA کم میشود. آزمایش بهترین ولتاژ را 300 ولت برای چمبر و بهترین فاصله را 3 سانتیمتر تایید میکند. اگر فاصله کمتر شود ذرات آنها به شدت به صفحهی مقابل برخورد میکند. اگر فاصله زیادتر شود ذرات در میانهی راه سردرگم و ترکیب ذرات مثبت و منفی در همان فاصله انجام میپذیرد. (Recombine)
دتکتور یونیزه با محفظهی دوتایی (Dual Chamber)
همانطور که میدانید علت وجود جریان در محفظهی دتکتور یونیزه پرتاب ذرات آلفا و یونیزه شدن هوای داخل محفظهی یونیزه و وجود بارهای مثبت و منفی و جذب آنها به وسیله ی الکترودهای منفی و مثبت میباشد. در هنگامیکه دود وارد محفظه میشود ذرات دود به یونها چسپیده و باردار میشوند. (محفظهی دوم) و به علت سنگینی ملوکولهای موجود (دو قلو) در همانجا تعدادی از یونها مجددا با هم ترکیب شده و در نتیجه جریان بین الکترودها کاهش مییابد. (از 16nA به زیر 10nA میرسد.) و مقدمات آلارم به وجود میآید. در دتکتورهای با چمبر دو تایی یکی از چمبرها به عنوان رفرنس میباشد و در آن فقط هوا موجود است و هیچ گونه دود و مادهای وارد نمیشود. این چمبر فقط نشانگر وضعیت رطوبت و فشار هوا میباشد و در چمبر دیگر وجود دود، رطوبت، فشار هوا و ... وضعیت محیط را مشخص میکند.
حال مدار الکترونیکی تفاضل یا مقایسهی جریانها را بر عهده دارد. در این حالت تغییرات رطوبت و فشار هوا و اثر آن از سیستم حذف شده (به علت وجود دو سیستم و دو چمبر) و فقط وجود دود موثر میباشد. بنابراین این دتکتور در مقابل تغییرات فشار و رطوبت فاقد حساسیت میباشد.
جهت استفاده از دتکتور یونیزه چند مورد مد نظر است:
1- دتکتور یونیزه نسبت به ذرات دود با قطر کمتر از میکرون حساسیت دارد.
2- در صورتی نصب دتکتور یونیزه مجاز میباشد که 0.2 متر بر ثانیه نباشد.
3- ملکول دودهایی که دارای خاصیت ضد یونیزه میباشند عملکرد این دتکتور را با اختلال مواجه مینمایند.
4- این دتکتور نسبت به فشار هوا و رطوبت حساسیت نشان میدهد.
در دوازدهمین کنفرانس بینالمللی سیستمهای اعلام حریق مطالب جدیدی به شرح زیر ارائه گردیده است:
در تحقیقات نشان داده است که در یک اتاق معروف به اتاق تست چندین دتکتور دودی، نوری و یونیزه در محلهای مختلف نصب و عکسالعمل آنها نسبت به حریقهای مختلف بررسی گردیده است. در تمامی موارد امتحان شده دتکتورهای نوری همزمان یا سریعتر از دتکتور یونیزه عمل نموده است.
تنها در حریق با پایهی هپتان که معروف به TF6(تست فایر 6) میباشد دتکتور یونیزه سریعتر عمل نموده است. حتی در صورتیکه حساسیت دتکتورها زیادتر شوند باز هم نتیجه دال بر عدم عملکرد سریعتر دتکتور یونیزه نسبت به نوری میباشد.
بر طبق استاندارد UL268 تنها دود چوب و کتان در وسائل خانگی توسط دتکتور یونیزه سریعتر شناخته میشوند.
نتیجه: به هیچ عنوان نصب دتکتور یونیزه در مکانهای اداری و ساختمانهای مسکونی توصیه نمیشود و امکان عدم عملکرد آن در این حریقها بسیار زیاد است. سرعت عملکرد دتکتور یونیزه بر طبق استاندارد UL268 میباشد.
دتکتور نوری Scattering (انکسار نور)
دراین نوع دتکتور از خاصیت شکست نور استفاده شده است. در مدلهای قدیمی از یک منبع نور فیلتر شده و یک دریافت کننده استفاده گردیده بود ولی در مدلهای معمول از منبع لیزر با نور همگرا استفاده میشود. زاویهی فرستنده و گیرنده بر اساس خاصیت شکست نور توسط دود میباشد. این زاویه به نحوی است که عملا دتکتور حساسیت کمتری نسبت به گرد و غبار و بخار آب دارد.
محفظهی داخل دتکتور دارای پیچ و خم میباشد تا از ورود نور اضافه به داخل آن جلوگیری شود. در مدلهای نسل سوم همگرایی لیزر حدود 10000 برابر بیشتر شده و عملا تلفات نور لیزر به صفر رسیده است. زاویهی بین گیرنده و فرستنده به نحوی است که عملا نسبت به اجسام خارجی غیر از دود حساسیت نشان نمیدهد. مدل عملی این دتکتور Pinnacle میباشد.
معمولا اکثر دتکتورهای Optical از نوع Scattering میباشند.در این نمونه استفاده از نور قوی از جنس Laser و زاویهی مناسب انکسار باعث حساسیت مناسب سنسور میگردد که قابلیت کشف دودهای Low Level را هم تا حدی دارا میباشد.
محفظهی داخلی این سنسور به نحوی ساخته میشود که به هیچ عنوان نور از دیوارهها منعکس نمیشود. نور خارجی هم نمیتواند وارد شود و یا اگر وارد شد به هیچ عنوان بر عملکرد آن موثر نمیباشد. در محفظه فقط دود وارد شده و خارج میشود. محفظه به صورت پیچ و خم دار میباشد.
قابلیت این نوع دتکتور به نحوی است که مقادیر کم دود هم میتواند انکسار نور به وجود آورده و سنسور این مقادیر را کشف مینماید. این سنسور قابلیت شناسایی گازهای معلق در هوا را نیز دارا میباشد. این دتکتور (با محفظهی Scattering) قابلیت شناسایی اکثر دودها را دارا میباشد. قابل توجه است که اجسام با پایهی نفتی (هیدروکربورها) که تولید دود سیاه مینمایند، جاذب نور میباشند و ممکن است در عمل شناسایی به وسیلهی این دتکتور با تاخیر نسبت به شناسایی دود سفید مواجه شود.
در مقایسه دتکتورهای HPO با سیستم شکست نور، دود سیاه را بهتر شناسایی میکنند.
درجهبندی حساسیت(پاسخ) دتکتورهای دودی به سه قسم میباشد A_B_C که در آن A بیشترین حساسیت را و C کمترین را دارا میباشد.
دتکتور نوری (جاذب نور) Obscuration
به این نوع دتکتورها فتوالکتریک نیز گفته میشود و دارای یک سلول نوری در داخل خود میباشد که با ورود دود به محفظه و کم شدن نور تحریک شده و اعلام حریق می نمایند. در محلهایی مانند انبارهای PVC که در هنگام بروز حریق دود غلیظ تولید میشود و آتش سوزی به آهستگی انجام می گیرد استفاده از آنها مناسب است.
نور لیزر از منبع مستقیما به دریافت کننده میرسد. وجود دود مابین دو منبع باعث افت شدید نور شده و در دریافت کننده باعث افت ولتاژ خروجی میگردد.
این نوع دتکتور حساسیت زیاد به دود با رنگ تیره دارد و عدم حساسیت به رنگ روشن. ساختمان داخلی و حساسیت نسبت به ورود گرد و غبار، مشکلات فراوان در استفاده از آن به وجود آورده است به نحوی که تولید آن عملا متوقف گردیده است.
دتکتور دودی
سرعت سوختن مواد و درجه حرارت مرکزی هر شعله باعث وجود دود در هر حریق میشود. در صورتیکه سرعت گسترش حریق و درجهی حرارت پایین باشد (سرعت عامل درجهی حرارت است)، بنابراین مقدار دود تولیدی بسیار زیادتر و دود با ذرات بزرگتر میباشد، بهطوریکه دود کاملا قابل مشاهده است. در صورتیکه شعله با درجهی حرارت بالا باشد دود تولیدی کمتر و ذرات آن ریزتر است به نحوی که اکثر حجم آن قابل مشاهده نیست.
دتکتورهای دودی خود بر دو نوع هستند:
دتکتور نوری
دتکتور یونیزه
دتکتورهای نوری بر طبق دو خاصیت جاذب نور و شکست نور (انکسار نور) ساخته شدهاند.
+ نوشته شده در پنجشنبه سی ام خرداد ۱۳۹۲ ساعت 18:48 توسط
|
طراحی و محاسبات معماری سازه برق و مکانیک ساختمان