Датчики пожарной сигнализации
Извещатели (датчики) – главный элемент любой пожарной сигнализации. Обращали ли Вы внимание на эти круглые белые коробочки на потолке магазина или офиса расположенные и тут и там? Именно они реагируют на первые признаки возгорания – дым и огонь, и являются своеобразными «глазами и ушами» системы. Они должны обеспечивать надежное обнаружение очага пожара в конкретных помещениях. Поэтому очень важно при выборе пожарного датчика правильно определить вероятный характер возгорания и пути распространения огня.
Использование термина «датчик» является не совсем правильным, так как датчик — это только часть извещателя (элемент реагирующий на внешнее воздействие – тепло, дым, свет и пр.). Несмотря на это, термин «датчик» используется во многих отраслевых нормах, в значении «извещатель».
Существует несколько разновидностей таких датчиков, которые имеют различные принципы работы – обнаружения пожара, особенность монтажа и установки, стоимость и предназначены для использования в различных помещениях. Мы постараемся осветить все эти аспекты.
Тепловые датчики
Одними из первых пожарных датчиков, которые появились еще в 19 веке, были тепловые. Принцип их работы был в использовании плавких материалов, которые разрушались под воздействием высокой температуры. При этом они были одноразовыми.
Сейчас существует несколько типов тепловых датчиков, в которых по-разному используется технология определения возгорания. Одни работают по принципу изменения электрического сопротивления в зависимости от изменения температуры, другие с использованием деформирующихся материалов. Некоторые используют зависимость магнитной индукции, от температуры.
Общее в них одно. Эти датчики срабатывают, если в помещении резко повышается температура. Они могут применяться практически во всех помещениях, в том числе там, где нельзя установить датчики дыма (кухня, санузлы, курительные комнаты и т.д.).
В таких датчиках установлены тепло-чувствительные элементы, которые улавливают, когда температура достигнет определенного уровня и скорость, с которой это происходит. Для большинства тепловых датчиков порог срабатывания составляет 70-72 градуса Цельсия.
Раньше большинство тепловых извещателей были пороговыми. Они фиксировали лишь момент достижения пороговой температуры. Сейчас они уже уходят в прошлое и их сменяют интегральные извещатели. Они фиксируют скорость изменения температуры.
Тепловые пожарные извещатели применять имеет смысл только тогда, когда самым вероятным признаком пожара будет являться именно быстро нарастающая температура.
Дымовые датчики
Чаще всего возгорание в начальной стадии сопровождается выделением или тлением дыма, поэтому в большинстве случаев наиболее правильно применение дымовых датчиков. Устанавливаются они в закрытых помещениях, за исключением – санузлов, лестничных площадок, если там нет горючих материалов и оборудованных «комнат для курения».
Дымовые датчики устанавливаются, как правило, на потолке, на высоте до 12 метров. Допускается так же установка на стенах, балках и колонах на расстоянии (в среднем) 10-30 см от потолка и не менее 10 см от угла стен. При этом увеличивается время обнаружения очага пожара.
Принцип работы зависит от типа датчика – радиоизотопного или оптико-электронного. Первый на данный момент не используется в наших просторах, хотя и встречается за рубежом.
Наиболее распространённым типом дымового датчика является второй – точечный оптико-электронный. В нем используется специальная дымовая камера, в которой установлен светодиод и фотоприемник. В обычном режиме эти два элемента никак не взаимодействуют друг с другом, т.к. расположены на разном уровне. Но при попадании дыма или других мелких частиц в дымовую камеру свет преломляется и попадает на фотоприемник, в результате извещатель выдает сигнал «тревоги».
При проектировании дымовой камеры приходится учитывать два противоположных требования – с одной стороны в камеру не должен попадать внешний свет или пыль, что может привести к ложным срабатываниям датчика, с другой стороны обеспечить свободный доступ в неё частицам дыма.
Датчик пламени
Датчики пламени – устройства, которые реагируют на появление открытого пламени, или тлеющего очага пожара. Такие датчики обычно устанавливаются не в жилых, а в промышленных помещениях, на производствах и открытых площадках, где применение дымовых и тепловых датчиков затруднительно или нецелесообразно.
В зависимости от температуры и интенсивности горения, пламя сопровождает электромагнитное излучение (в оптическом диапазоне), которое подразделяется на ультрафиолетовое, видимое и инфракрасное. Чувствительный элемент такого датчика, реагирует на излучение пламени в одном или нескольких диапазонов волн.
Одна из основных областей применения – нефтегазовая и химическая промышленность, где большинство горючих жидкостей при горении не выделяет дыма.
Из недостатков стоит отметить, что извещатели пламени являются одними наиболее дорогостоящими на рынке среди других типов. Дополнительно возможны ложные срабатывания от ламп накаливания, люминесцентных ламп, солнечного излучения, разрядов молний, излучения электродуговой сварки и других типов оптических и электромагнитных помех.
Газовые датчики
Реагирует на газы, которые появляются в процессе горения или тления. Основными такими газами являются – угарный и углекислый газ.
Газовый датчик представляет собой бытовое устройство, принцип работы которого заключается в электрохимическом преобразовании. Практически никогда не применяется в автоматических установках пожарной сигнализации из-за возможных ложных тревог. Тем не менее, для квартиры или дома такой тип датчиков рекомендуется к установке, т.к. угарный газ, образующийся при горении материалов, не имеет цвета и запаха и опасен для здоровья человека.
Комбинированные датчики
Они могут включать в себя одновременно датчики тепла, пламени, дыма. Такие устройства могут фиксировать различные признаки пожара (к примеру, датчик может зафиксировать появление дыма и резкое повышение уровня тепла в помещении).
Наибольшее распространение получила комбинация дымового и теплового датчика, т.к. позволяет более точно определять возгорание от различных источников пожара.
В настоящее время выпускаются трех и даже четырех канальные комбинированные датчики – дыма, тепла, пламени и газа, но из-за высокой стоимости не получили должного распространения.
Ручные датчики
Этот датчик запускается непосредственно человеком. Как только он видит признаки пожара, то нажимает на кнопку (рычаг, хрупкое стекло или иное приспособление) и включается тревога. Возвращение в дежурный режим осуществляется с помощью специального ключа, что в свою очередь может вызвать трудности в случае его утери.
Устанавливают ручные пожарные датчики, как правило, на путях эвакуации входах и выходах из помещения, на стенах на высоте 1,5 метра. Они не должны располагаться более чем на 50 метров друг от друга.
Такие устройства следует применять в местах скопления людей – больницах, учебных заведений, бизнес-центров, торговых комплексов и пр.
Отличие адресных от не адресных датчиков
Если не вдаваться в технические подробности, можно сказать, что основное отличие адресных пожарных датчиков от не адресных, заключается в способе их опроса со стороны контрольного прибора.
Не адресные (пороговые) датчики могут находиться только в двух состояниях – «норма» и «пожар». Для отделения тревожных сообщений от служебных используется разный диапазон сопротивлений для всего шлейфа пожарной сигнализации. Например, если в шлейфе установлены 10 датчиков, мы сможем определить сработку конкретного датчика, только по визуальному осмотру каждого из них. При этом, если эта сработка вызвана обрывом провода или коротким замыканием, нам необходимо будет «прозвонить» весь шлейф для поиска неисправности.
Для сброса состояния тревоги нужно произвести сброс питания всего пожарного шлейфа.
Каждый адресный датчик имеет свой индивидуальный адрес и может находиться в нескольких состояниях – «норма», «пожар», «неисправность», «внимание», «запылен» и пр. Так же в отличие от неадресных он позволяет с точностью до датчика определять место возникновения пожара или задымления. А значит и в обслуживании такие устройства будут удобнее – можно определить датчики требующие прочистку без необходимости «позванивать» провода.
При использовании кольцевой топологии подключения адресных датчиков, в случае обрыва кабеля, такая система распадается на два независимых шлейфа и сохраняет свою работоспособность.
Еще неоспоримым преимуществом будет то, что согласно нормам пожарной безопасности в России допускается установка одного адресного датчика в помещении, если по его техническим характеристикам площадь обнаружения очага пожара, покрывает всю площадь защищаемой комнаты.
К минусам таких устройств можно отнести только отсутствие совместимости между не адресными и адресными системами и более высокую стоимость последней.
Виды пожарных извещателей и принципы их работы
Своевременное оповещение о пожаре очень важно. Многие из нас в общественных зданиях замечают на потолках круглые белые коробочки. А между тем, это и есть первая линия защитного барьера от возникновения возгорания — датчики пожарной сигнализации. Они первые реагируют на любые признаки, которые могут означать как начало пожара, так и скорость его распространения. От надежности таких пожарных извещателей зависит безопасность людей находящихся внутри помещения или во всем здании.
Признаки пожара
Собственно говоря, это основная функция детектора — вовремя оповестить о возгорании. А как распознается пожар?
Именно на эти признаки пожара и должен автоматически реагировать датчик пожарной сигнализации.
Это современное техническое приспособление, которое направлено на то, чтобы вовремя передать сигнал о возгорании на приемно-контрольный пульт. На нем отображается сигнализация, которая оповещает об обнаружении возгорания. У современных устройств очень широкая область применения и, исходя из его возможностей, строится вся противопожарная сигнализация в помещении.
При проектировании противопожарной системы учитываются особенности извещателя, которые в полной мере соответствуют параметрам помещения. Это особенно удобно, так как такие приборы могут устанавливаться как в общественных зданиях, так и личных квартирах и домах.
От выбора типа датчика зависит:
Алгоритм работы
Принцип работы у всех извещателей общий. Вот как выглядит пошагово алгоритм обнаружения пламени, если установлены дымовые датчики и другие детекторы:
Все это произойдет, если на контрольный пункт от управляющего прибора пройдет сигнал как минимум от двух тепловых датчиков или сработают другие типы пожарных извещателей.
Разнообразие извещателей
Разновидностей пожарных детекторов существует очень много, но, в общем, их можно сгруппировать таким образом:
Исходя из названия, происходит и классификация пожарных извещателей по принципу работы, а главное по способу передачи тревожного сигнала о начале возгорания.
Рассмотрим каждый класс приборов более детально.
Аналоговый
Это наиболее известный тип датчиков, так как их применение началось очень давно. Их основная задача отправить на ПКП информацию по определенному набору характерных признаков пожара:
Работают по кольцевой схеме, когда все детекторы объединены в единый кольцевой проводной шлейф.
Такая схема дает возможность:
Может также устанавливаться пороговый датчик, который может сигнализировать о наличии определенного условия пожара, например, такого как температура.
На крышку прибора выведена пара светодиодов, каждый их которых подключен к своему шлейфу. Если горит зеленый светодиод — ситуация штатная и реакции датчика нет.
Если горит красный — произошел пожар или есть неполадка в цепи.
Есть и определенные недостатки:
Если от такого датчика поступил сигнал на пульт — непонятно, в каком месте возгорание и что именно случилось. Понятно только одно — тревога! А есть ли пожар?
Подобный датчик пожарной сигнализации монтируют в квартире или в небольших по площади помещениях. Если такие детекторы использовать в промышленных масштабах, то для того чтобы определить место возгорания и есть ли оно потребуется увеличить количество шлейфов.
Адресный
Пожарный адресный извещатель более точно указывает проблемную зону и имеет обратную связь с ПКП. Контрольный прибор благодаря тому, что у каждого датчика есть свой личный id-адрес, более достоверно определяет от какого детектора пошел тревожный сигнал.
Но и это еще не всё.
Он может определить тип опасности — задымление или огонь. Видна будет и температура в тревожной зоне. Может и определить свойства самого извещателя (год выпуска, серийный номер и прочее).
Понятно, что если есть такая подробная информация, то можно уточнить степень угрозы и принять необходимые меры.
Такие адресные датчики находят применение на объектах большой площади, где очень важно вовремя оценить уровень опасности и точность определения очага возгорания.
Но есть и определённые неудобства у таких устройств.
На этапе проектирования противопожарной системы адресного типа необходимо более детальное описание раздела пусконаладочных работ. И скорее всего, забивать в систему id-адрес каждого устройства придется вручную, так как не все модели поддерживают автоматическое получение номера в противопожарной системе.
Автономный
Беспроводной автономный пожарный датчик в отличие от других устройств может работать:
Беспроводной датчик дыма автономного типа малогабаритный, округлой формы. Реагирует на образование дыма в охраняемой зоне.
Электроснабжение на батарейках, работы которой хватает примерно на год активного применения. Если заряд батарейки снизился, об этом сообщит мигающий светодиод на корпусе детектора.
Есть на рынке модификации, у которых электропитание происходит от несъемного аккумулятора. Они могут работать непрерывно в течение 10 лет.
Такой датчик определения дыма для квартиры обладает рядом преимуществ:
Разделение по типу активации
Также все противопожарные датчики делятся по способу активации:
Также есть градация датчиков по подконтрольной зоне:
По типу связи с приёмно- контрольным пунктом:
Ручные сигнализаторы
Специфическая модификация — извещатель пожарный ручной (ИПР).
Чаще всего, выполнен в виде кнопки или специального рычага под стеклянной или пластиковой панелью.
Принцип работы ИПР: если нажимается кнопка или изменить положение рычага, то замыкается цепь и на ПКП уходит тревожный сигнал и звучит сирена.
Ручные пожарные извещатели размещают в легкодоступном месте и, как правило, на путях эвакуации людей из здания или помещения.
Кроме того, извещатель пожарный ручной имеет характерную окраску красного цвета. Находится на стене и прикрыт прозрачной пластиковой крышкой. На нем часто можно встретить надпись: «При пожаре открыть крышку».
Тепловые датчики
Тепловые извещатели для пожарной сигнализации реагируют на резкую трансформацию температуры. Если произошло резкое изменение температуры, устройство моментально реагирует и подает тревожный звонок.
Применяются как взрывозащищенные, так и обычные тепловые датчики.
Один тепловой пожарный индикатор подходит для установки на взрывоопасных объектах, другой применяют за отслеживанием пожароопасной ситуации в обычных помещениях.
На производстве и в больших по площади помещениях, устанавливаются точечные и многоточечные ЛДПИ или термокабель.
ИПДЛ может улавливать изменение температурного фона по всей длине кабеля.
Кабель термозащищенный и может работать продолжительное время в зоне открытого горения.
Обычно извещатель пожарный тепловой кабельного типа крепится на потолке.
Можно встретить тепловой датчик и в варианте крепления на стену.
Дымовые датчики
Линейные дымовые пожарные извещатели созданы для раннего обнаружения дымной взвеси в воздухе замкнутого пространства. Как только на оптико-электронную камеру извещателя попадет даже малейшая частица дыма, прибор это сразу уловит, а от скорости насыщения дымной взвеси возрастает и скорость срабатывания прибора.
Если уровень дыма превысит контрольный уровень, звучит тревожный сигнал от извещателя.
Если устанавливаются оптические дымовые датчики то они, как правило, беспроводного типа и могут работать самостоятельно без подключения к системе АПС.
Вообще существующие дымовые извещатели систематизированы:
Извещатель пожарный дымовой линейный включен в специальные нормативные требования на установку приборов этого типа в зданиях, где возможно большое скопление людей. Кроме того, на всех объектах, на которых, при возникновении пожара, возможно обильное дымообразование.
Оптико-электронные
Это противопожарные датчики, которые автоматически регистрируют образование в воздухе летучих примесей дыма от процесса горения. Восприимчивый элемент датчика может определить:
Активируются, если появляются летучие дымовые продукты горения, которые изменяют излучение:
Электронные дымовые извещатели работают по такому принципу:
Ионизационные
Еще одно высокотехнологичное устройство, которое способно регистрировать очаг возгорания по изменению характеристик, в атмосфере подконтрольного помещения, летучих компонентов от процесса горения, таких как копоть или гарь — противопожарные ионизационные датчики дыма.
Этот способ регистрации пожара основан на редкой способности ионизированного воздуха — притягивать частицы именно дымового потока.
По своей эффективности этот способ сравним с аспирационными и проточными датчиками. Мало того он значительно превышает показатели оптико-электронных конструкций созданных для аналогичных целей.
Основное отличие ионизационных пожарных извещателей от других устройств подобного уровня — это способность обнаруживать как размер частиц горения, так и их цвет. Серый и черный дым имеют разные физико-химические характеристики. Именно это и регистрируют подобные приборы.
Проведем небольшой анализ, как работает датчик дыма такой интересной конфигурации.
Они обладают низкоуровневым источником радиации — порядка 0.9 мкКюри. Корпус прибора разделен на две разные камеры:
Если дым просачивается в измерительный отдел, это вызывает уменьшение тока, проходящего через нее. Это изменение сравнивается с контрольной камерой. Если есть малейшее несоответствие с эталоном, запускается процесс тревоги.
Учитывая необходимость обязательной утилизации этих детекторов по истечению срока годности (5 лет), высокую стоимость и специфические особенности в обслуживании, эти приборы устанавливаются в помещениях, к которым предъявляются особые требования по их эксплуатации:
Аспирационные
Виды датчиков пожарной сигнализации пополняет пожарный индикатор аспирационный.
Это более усложненный вариант прибора, который способен перехватывать частицы от продуктов горения.
Сам по себе прибор выполнен в виде пластикового блока с отступающего от него воздухозаборными трубками. В этих трубках есть отверстия, через которые всасывается воздух, который попадает вовнутрь системного блока. В нем есть специальный электронный приемник, который анализирует поступающий воздух.
Если в поступившем образце присутствует дым, сработает сигнал тревоги.
Для разных по площади помещений виды пожарных таких извещателей различаются длиной воздухозаборных трубок. Они могут выполняться разной длины, которая может достигать нескольких десятков метров. Правда, надо отметить, что для таких длинных участков нужна дополнительная регулировка всасывающего вентилятора, чтобы гарантировать нужный темп забора проб воздуха.
Такой датчик пожарной сигнализации устанавливается как в квартире жилого многоквартирного дома, так и в производственных помещениях.
Так как у аспирационных пожарных извещателей расширенный диапазон чувствительности, он может найти применение в помещениях различной архитектуры:
Газовые
Появление в помещении газов от процессов тления или горения регистрирует газовый извещатель противопожарной сигнализации.
Он быстро регистрирует образование в воздушном пространстве замкнутых помещений угарного или углекислого газа или может анализировать, как изменился химический состав воздуха.
Давно известно, что при горении или тлении может выделяться угарный газ. На стенках уловителя газового детектора нанесен оксид углерода, который вступает в реакцию с угарным газом и система переводится в рабочее состояние. Соответственно от степени концентрации этого опасного газа зависит скорость срабатывания датчика пожарной сигнализации.
Конструктивно состоит из газочувствительного элемента и полупроводниковой пластины, от изменения емкости которой зависит скорость срабатывания датчика.
Чем хорош именно этот тип датчика, что как раз этот газ является наиболее вредным из всех известных продуктов горения содержащих углерод.
Он особенно опасен, так как не имеет запаха и цвета и, попадая в организм человека, может быстро привести к летальному исходу.
Если помещение плохо вентилируется или забит дымоход, не обеспечивая приток свежего воздуха, повышается риск отравления угарным газом. Надёжный и проверенный извещатель угарного газа и метана делает безопасным проживание в частном доме или квартире.
Такие извещатели особенно актуальны в ситуациях, когда необходимо обнаружить «медленный пожар».
Из-за потребления большого количества электроэнергии их нельзя применять в качестве автономных датчиков. Но они с успехом показывают свою эффективность при применении на стратегически важных взрывоопасных промышленных объектах.
Инфракрасные
Виды чувствительных пожарных датчиков дополняет инфракрасный извещатель пожарный — устройство, способное обнаруживать очаг возгорания в инфракрасном диапазоне. Рекомендован к установке в помещениях с высокими потолками.
Датчик построен на том эффекте что, открытое пламя выделяет электромагнитное излучение, которое состоит из ультрафиолетового, видимого и инфракрасного (ИК) спектра:
Если практически все другие пожарные датчики работают во внутренних помещениях, ИП могут контролировать наружные зоны большой площади и конечно внутренние масштабные объекты, такие как сборочные цеха, хранилища и другое.
Кроме того специфика их работы позволяет контролировать и взрывоопасные зоны, так как могут обеспечить минимальное время обнаружения возгорания тех материалов, которые могут не иметь стадии тления таких как горючие жидкости или пластмассы.
Так как открытое пламя может излучать и УФ- и ИК-лучи, сами детекторы различают на два подвида:
Датчики такого типа отличаются своим высоким быстродействием и не реагируют на:
Может использоваться для защиты таких объектов как :
Такие модификации, как правило, с гермовводами, что гарантирует удобство при монтаже и обслуживании инфракрасного извещателя.
Подключаются линейные пожарные извещатели к приемно-контрольному пульту по двухпроводному или четырехпроводному шлейфу.
Как выбрать
Для организации системы противопожарной защиты нужно правильно подготовиться и задать себе несколько вопросов:
Пожарные датчики в квартире выбираются на основе информации о том, что для вас является приоритетным признаком пожара:
Необходимо смотреть на условные обозначения на корпусе устройства.
Не забываем, что производители подобных устройств предусмотрели нанесение специальных меток, которые снимают вопросы, как установить и как отключить прибор.
Заключение
Мы в рамках данной статьи рассмотрели много типов пожарных извещателй, которые можно применять в помещениях различного назначения согласно норм пожарной безопасности. В заключении добавим, что от того как работает датчик дыма зависит ваша безопасность.
