Принцип действия датчиков пожарной сигнализации
Существует масса причин, по которой в помещении может произойти возгорание – это и неправильная работа техники, и короткое замыкание проводки, неправильное обращение с обогревательными приборами и прочее. Учитывая, что в наше время все помещения, как офисные и промышленные, так и домашние переполнены различными устройствами и техникой, а также быстро воспламеняющимися материалами, важно позаботиться о наличии специальных систем пожарной безопасности, которые позволят вовремя выявить начинающейся пожар, быстро передать сигнал тревоги и управлять автономными системами пожаротушения и эвакуации людей. Основу такого рода систем составляют специальные чувствительные сенсоры и датчики. Собираясь установить у себя на объекте систему пожаробезопасности, нужно знать, какие существуют датчики пожарной сигнализации и принцип их действия.
Виды пожарных датчиков
Существует несколько типов извещателей, классификацию которых проводят в зависимости от того на что реагирует датчик пожарной сигнализации.
Устройство датчиков
Устройства этого типа представляют собой компактные устройства, основу которых составляет система измерения температуры. Для реализации этой задачи используются специальные чувствительные сенсоры. Их роль могут выполнять механические, термочувствительные, оптические или электромеханические устройства, которые могут менять свои электрические, механические или оптические рабочие параметры в зависимости от изменений температуры среды. Основной задачей этих элементов является непрерывный контроль температурного режима в определенной зоне помещения.
Устройство датчика пожарной сигнализации этого типа включает в свой состав элемент, генерирующий световой луч – лазер или светодиод и фотоэлемент, который принимает прямой луч от излучателя или отраженный от области задымленности. В зависимости от конструкционной особенности устройства он будет срабатывать, когда на фотоэлемент попадает или не попадает генерируемый луч.
Датчики этого типа в основном применяются на производственных объектах, где характерно наличие дыма в среде и повышенной температуры воздуха. В таком случае тепловые и дымовые извещатели попросту не подойдут для таких условий.
Основу датчиков пламени составляют детекторы, которые способны улавливать ту или иную область спектра – ИК, УФ, электромагнитную.
Извещатели этого типа построены на основе высокочувствительных УЗ-датчиков, которые действуют аналогично охранным приборам движения. Устройства этого типа позволяют улавливать перемещения воздуха и выдавать в этом случае сигнал тревоги.
Принцип действия датчиков
Такого типа устройства должны передавать сигнал тревоги на центральный блок сигнализации при достижении определенной температуры или скорости ее нарастания. В зависимости от алгоритма работы тепловые устройства могут срабатывать:
Функционирование такого типа извещателей основано на непрерывном контроле прозрачности воздушной среды в контролируемой области. В случае линейного датчика дыма генерируется направленный УФ или ИК-луч, который пройдя определенный участок пути должен попасть на фотоэлемент. Если в помещении присутствует дым, то он попадает в активную зону датчика, что приводит к рассеиванию луча и не попаданию его на фотоэлемент. В таком случае происходит срабатывание прибора и генерирование сигнала тревоги к центральному блоку.
Точечные дымовые извещатели функционируют не так как работают датчики пожарной сигнализации линейного типа. Эти устройства направляют в воздушную среду ИК-луч слабой интенсивности, который рассеивается на чистом воздухе.
Если в среде будет присутствовать задымленность, то ИК-луч отразится от дыма и попадет на чувствительный сенсор датчика, приводя к его срабатыванию.
Работа датчиков пламени основана на улавливании их чувствительными сенсорами излучения в той или иной области спектра. Такого типа приборы могут фиксировать УФ или ИК излучение, генерируемое открытым пламенем. Существуют также конфигурации датчиков, которые являются многодиапазонными и обеспечивают срабатывание в обоих спектральных диапазонах. Также существуют устройства, которые реагируют на эффект пульсации или мерцания ИК-илучения, что характерно для открытого пламени.
Функционирование таких датчиков основано на разном распространении ультразвуковых волн в неподвижном и подвижном воздухе. Когда возникает возгорание, нагретый воздух перемещается вверх, провоцируя перемещения воздушных масс. Именно на это движение и срабатывает датчик, фиксирующий начало пожара
Заключение
Покупая пожарные датчики, как работает их функциональная часть, будет важным аспектом правильного выбора. Ведь неправильно подобранный извещатель будет либо давать ложные срабатывания, либо не сработает при появлении факторов, свидетельствующих о начале возгорания. Корректно подобранные и правильно расставленные датчики будут гарантировать эффективную работу пожарной сигнализации и высокий уровень безопасности на объекте.
Как работает пожарная сигнализация
Основные функции пожарной сигнализации
Чтобы разобраться с тем, как работает система пожарной сигнализации, необходимо определиться с ее задачами. Главные функции такой системы заключаются в следующем:
Срабатывание сигнализации дает возможность обеспечить своевременную эвакуацию с объекта и оперативно начать тушение пожара. Благодаря этому удается устранить угрозу жизни и здоровью людей, быстро локализовать и потушить возгорание, за счет чего предотвращается большой материальный ущерб.
Помимо этого, принцип действия пожарной сигнализации позволяет предусматривать выполнение целого ряда дополнительных функций при обнаружении возгорания:
Из чего состоит пожарная сигнализация
Схема устройства пожарной сигнализации состоит из следующих основных компонентов:
Автоматическая пожарная сигнализация устроена таким образом, что когда срабатывает любой из датчиков, по каналам передачи данных сразу подается сигнал на ПКП, который обрабатывает информацию и передает ее на диспетчерский компьютер. Одновременно с этим включаются оповещатели, которые предупреждают людей о необходимости эвакуации.
Устройство и принцип действия извещателей
Извещатели — это датчики, которые определяют появление различных признаков возгорания. К таким признакам относится задымление воздуха, быстрое повышение температуры, интенсивное свечение. На основе анализа этих факторов и работают пожарные извещатели.
Различают 5 основных видов пожарных датчиков:
Датчики дыма
Стандартный датчик дыма состоит из разъемного корпуса, внутри которого располагается электронная плата и оптическая система. Схема установки дымовых извещателей предусматривает их размещение на потолке, поскольку дым при возгорании поднимается вверх и концентрируется именно под потолком.
При появлении дыма и его накоплении в пространстве под потолком он проникает в корпус прибора. Это вызывает срабатывание оптической системы датчика. Оптическая система состоит из светодиода, который генерирует луч света, и фотоэлемента, который при этом вырабатывает электрический импульс при попадании на него света.
Особенностью конструкции оптической системы является то, что в нормальном состоянии луч света от светодиода не попадает на фотоэлемент. Если же в корпусе оказывается дым, то на его частицах происходит преломление света, в результате чего фотоэлемент освещается и вырабатывает электрический импульс. При этом формируется сигнал, который передается на приемное устройство системы сигнализации.
Датчики дыма также чувствительны к попаданию в корпус водяного пара или газов, которые вызывают преломление световых лучей. Это приводит к ложному срабатыванию пожарной сигнализации. В связи с этим такие извещатели не устанавливаются в душевых, ванных комнатах, кухнях и других помещениях. Также их не монтируют в местах для курения.
Монтаж датчиков дыма целесообразен в местах, где при возгорании может выделяться достаточное количество дыма от тления изоляции электрических проводов, тканей и других материалов. В том числе их устанавливают на складах, в лабораториях, местах размещения электрооборудования, на промышленных предприятиях и т.д.
Тепловые датчики
Тепловые извещатели также устанавливаются на потолке, поскольку тепло, выделяемое при горении поднимается вверх. В зависимости от принципа срабатывания различают:
Пороговые извещатели реагируют на повышение температуры среды выше установленного предела. Современные приборы этого типа строятся на базе заменяемых плавких вставок. Принцип их действия заключается в том, что при повышении температуры окружающей среды до 60-70 °C происходит замыкание электрической цепи и сигнал подается на приемное устройство.
Интегральные датчики реагируют на скорость изменения температуры. Их работа основана на измерении электрического сопротивления металлов, которое зависит от температуры их нагрева. На клеммы металлического контрольного элемента интегрального датчика постоянно подается напряжение стабильного значения. Измерительное устройство измеряет силу протекающего по цепи тока, величина которой зависит от сопротивления металла.
При возгорании в зоне контроля датчика он начинает нагреваться. При этом увеличивается сопротивление элемента, и уменьшается величина тока. Скорость его изменения измеряется электронной платой. Она настраивается на срабатывание при достижении скорости изменения температуры выше определенного значения. Обычно эта величина устанавливается на рост скорости 5 °C в секунду. Такая скорость повышения температуры характерна для воздействия открытого огня. При срабатывании датчика формируется сигнал, который по каналам связи передается на приемный модуль. Интегральные датчики демонстрируют высокую эффективность обнаружения возгорания нефтепродуктов, горючих жидкостей, топлива, горючих твердых материалов.
Датчики пламени
Датчики пламени представляют собой сложный тип пожарных извещателей. Они срабатывают при появлении открытого огня или тления материалов без выделения дыма. Основой такого прибора является фотоэлемент, срабатывающий при воздействии на него полного диапазона оптического спектра или только определенной его части. Это достаточно дорогостоящие датчики, которые применяются, главным образом, в промышленных условиях (обычно в нефтегазовой отрасли).
Для дешевых устройств этого класса характерны ложные срабатывания от света люминесцентных ламп, яркого солнца, сварочной дуги, а также при воздействии электромагнитных помех оптического спектра. Предотвращение ложных срабатываний обеспечивается при помощи специальных фильтров.
Комбинированные датчики
Комбинированные извещатели — современный тип пожарных датчиков, которые реагируют сразу на два или три признака возгорания. Чаще всего они сочетают в себе функции датчиков дыма и тепловых датчиков (двухканальные датчики). Также в некоторых моделях применяется функция датчиков пламени (трехканальные датчики). На ответственных промышленных объектах могут устанавливаться также четырехканальные датчики, которые дополнительно оснащены сенсором контроля концентрации угарного газа в воздухе.
В зависимости от устройства и работы пожарной сигнализации по проекту комбинированные датчики могут настраиваться на срабатывание при появлении какого-либо одного из признаков возгорания или только при их совместном одновременном воздействии.
Ручные извещатели
В нормативных документах установлен принцип, как должна работать пожарная сигнализация. В соответствии с этим принципом, помимо автоматического срабатывания, обязательно должна предусматриваться возможность приведения сигнализации в действие вручную. Для этой цели на объекте устанавливаются ручные извещатели.
Ручной извещатель представляет собой тревожную кнопку в корпусе с защитной крышкой. При ее нажатии происходит срабатывание системы и подача сигнала на пульт охраны. При этом извещатель устроен таким образом, что он блокируется и после отпускания кнопки сигнал не прекращается. Разблокировать извещатель можно только при помощи специального ключа, который хранится у работника, ответственного за пожарную безопасность.
Оснащение системы пожарной сигнализации ручными извещателями позволяет любому человеку, находящемуся в здании, подать сигнал тревоги при обнаружении признаков возгорания. Тем самым, обеспечивается возможность срабатывания системы даже при отказе автоматической части. Тревожные кнопки должны устанавливаться во всех производственных и общественных зданиях, где пребывает большое количество людей. Он монтируются на стенах на высоте 1,5 м с интервалом не более 50 м.
Каналы передачи данных
Каналы передачи данных соединяют между собой пожарные датчики и приемно-контрольный прибор. Они служат для передачи сигналов между ними. Сигнал от сработавшего датчика поступает на ПКП, который формирует сигнал тревоги на пульт диспетчера. Также между ПКП и всеми датчиками регулярно производится обмен сигналами с целью контроля исправности извещателей.
Каналы передачи данных представляют собой шлейфы, которые формируются из проводов с медными жилами. Они прокладываются отдельно от других кабельных линий. При прокладке обязательно предусматривается возможность доступа к шлейфу для контроля его состояния. Также предусматриваются технические решения, позволяющие предотвратить механические повреждения линии.
Пульты приема и контроля
ПКП представляет собой «мозг» системы пожарной сигнализации, построенный на базе мощного процессора. Этот прибор обеспечивает постоянный контроль состояния каждого подключенного датчика. При срабатывании любого из установленных в системе извещателей он автоматически передает тревожный сигнал на пульт охраны, а также дает команду на включение оповещателей, которые предупреждают людей в здании о необходимости эвакуации. Также ПКП обеспечивает постоянный контроль исправности пожарных датчиков. При выходе из строя любого из них формируется особый сигнал на пульт диспетчера, что позволяет своевременно заменить или отремонтировать неисправный извещатель. Таким образом, обеспечивается контроль того, как работает автоматическая пожарная сигнализация на объекте.
Пульты контроля и приема могут иметь разную степень сложности и функциональности. Наиболее сложные приборы обладают расширенными возможностями. Они могут использоваться для подключения не только пожарных, но и охранных датчиков, формируя систему охранно-пожарной сигнализации.
ПКП подключаются к централизованной электрической сети. Кроме того, обычно предусматривается источник резервного питания в виде аккумулятора большой емкости. Он способен поддерживать работоспособность системы в автономном режиме при отключении электроэнергии до нескольких суток.
Оповещатели
К обязательным элементам пожарной сигнализации относятся устройства оповещения о пожаре. Они приводятся в действие автоматически после того, как срабатывает пожарная сигнализация. Предусматривается использование звуковых и пожарных оповещателей.
В качестве звуковых устройств чаще всего используются сирены. Также могут применяться речевые оповещатели, зачитывающие тревожное сообщение.
Световые оповещатели — это сигнальные таблички, на которых размещены сигналы тревоги, а также указатели путей эвакуации и выходов. При срабатывании сигнализации автоматически включается их подсветка. Благодаря этому они могут не только предупреждать людей о пожаре, но и способствовать быстрой эвакуации.
Также предусматривается установка комбинированных средств оповещения, сочетающих функции звуковых и световых приборов.
Системы Безопасности
Блог Эдуарда Валитова
Сегодня-это завтра о котром мы позаботились вчера
Извещатели пожарные, типы
Здравствуйте, дорогие читатели.
Сегодня я хочу затронуть насущный вопрос о датчиках пожарной сигнализации
и рассказать, как работает извещатель пожарный дымовой
и другие датчики в составе системы ПС, либо самостоятельно.
Опишем виды, принцип работы и узнаем некоторые тонкости выбора и монтажа пожарных извещателей.
Извещатели пожарные
Конечно, большинство людей знает, что такое пожарный датчик (или детектор, ИП, извещатель).
И все же дадим определение.
Извещатели пожарные это устройства, смонтированные на охраняемом объекте, и передающие сигнал о пожаре на ПКП, и/или оповещающие о возгорании отображением на контрольном приборе соответствующей тревожной информации.
Учитывая самый живой интерес к нашей теме, постараемся дать полную информацию об этих устройствах.
Как обнаружить пожар
Это и есть главная задача детектора.
Он определяет наличие возгорания по трем основным признакам.
Благодаря своему техническому устройству определенный автоматический извещатель пожарный и определяет появление очага огня.
Нормы установки извещателей
Следующие нормативы отвечают на вопрос, где устанавливаются ручные, автономные и прочие пожарные извещатели, приводят нормы выбора вида датчиков для объекта.
Положения всех документов направлены на эффективное использование приборов и безопасность людей и материальных ценностей.
На заметку. На практике очень часто используют иностранные нормативы при монтаже ИП. К примеру, британский стандарт BS-5839 позволяет подобрать оптимальное место монтажа для каждого особого помещения, смоделировать различные стадии возгорания.
Принцип работы
Алгоритм действия у всех детекторов общий.
Опишем пошагово принцип обнаружения пожара дымовыми и другими извещателями пожарными.
Не забудем, друзья, что сигнал от управляющего прибора на запуск автоматических систем посылается при срабатывании как минимум двух тепловых, автономных или других пожарных извещателей.
Виды датчиков
Извещатели пожарные, какие же они бывают?
Конечно, их разновидностей очень много.
Полную классификацию ИП сообщает нам п. 41. ГОСТа 53325.
Но в самом общем плане их можно классифицировать на три основных типа.
Эти виды и описывают принцип их работы – способ передачи сигнала о пожаре.
Расскажем о каждом классе детекторов отдельно.
Аналоговый
Эти датчики появились первыми.
На ПКП они циклически передают информацию по определенному протоколу, сообщают о текущем состоянии контролируемого фактора пожара (температуры, дым и т.п.), величине импульсного сигнала.
Они имеют кольцевую топологию, то есть последовательно объединены в кольцевой шлейф.
Такая организация позволяет отслеживать участки обрыва шлейфа, «отсекать» ложные тревоги, различать неисправности шлейфа, информационные сигналы и тревожные сообщения.
Система индикации у извещателей пожарных аналоговых представлена рядом светодиодов.
Каждый из них отвечает за определенный шлейф.
Зеленый цвет светодиода означает штатную ситуацию, а красный сообщает о пожаре или какой-то неполадке.
При поступлении сигнала на пульт, он не отличает, какой именно датчик послал его.
Пришел сигнал – «все на выход», а что именно случилось, и нужно ли тушить пожар – это «решайте сами».
При прокладке шлейфа аналоговой ПС используется сечение провода от 0,5 мм, негорючая изоляция и экранирование.
Такие детекторы могут сгодиться для работы в небольших помещениях.
Получение более точных данных о месте возгорания влечет за собой увеличение количества шлейфов.
Адресный
Это устройство более точно контролирует вверенную ему территорию.
Тепловые, дымовые или другие извещатели пожарные адресные имеют обратную связь с приемно-контрольным прибором.
Каждый датчик имеет свой адрес («id»).
Так, ПКП теперь достоверно знает, какой из детекторов послал сигнал о тревоге.
Помимо этого, он различает тревожный фактор – задымление, огонь, определяет температуру в тревожной зоне, разбирается в технических данных детектора (адрес, дата выпуска, номер и пр.).
обладая такой подробной информацией, можно сразу принять конкретные меры.
Комбинированные или другие адресные извещатели пожарные используются на больших объектах, где важна максимальная точность выявления пожара.
Но и этот ИП имеет недостатки.
При проектировании адресной системы необходимо предусматривать в документации раздел пусконаладочных работ.
Еще возможно Вам придется вручную присваивать номер каждому датчику.
Поскольку некоторые модели не умеют получать номер автоматически.
Автономный
Это устройство способно работать без подключения к шлейфу и внешнего источника питания.
Датчик уже содержит в себе аккумулятор, сирену, световую индикацию и сенсор для реакции на пожар.
Наиболее распространены автономные извещатели пожарные дымовые, реагирующие на появление дыма в защищаемой зоне.
Детектор компактный, округлой формы.
Питается от одной батарейки, работающей примерно 1 год.
Пожарные извещатели на батарейках сообщат о низком уровне заряда миганием светодиода.
Есть модели с несъемным аккумулятором, которого хватает на 10 лет.
Сигнал тревоги такого датчика звучит примерно 4 минуты.
Преимущества автономных детекторов.
К недостаткам относят частые ложные сработки, когда в корпусе накапливается много пыли, или туда залетает насекомое.
При несъемном отработавшем аккумуляторе придется менять весь датчик.
По способу запуска все извещатели делятся на:
Срабатывание автоматических детекторов всегда происходит без участия человека.
По защищаемой зоне некоторые виды детекторов (согласно п. 4.1.1.7 ГОСТ 53325) делятся на:
По связи с приемно-контрольным устройством извещатели бывают проводные и беспроводные.
Ручные
Особый тип – извещатели пожарные ручные (ИПР).
Обычно эта кнопка или рычаг, покрытый стеклом или пластиком.
Принцип срабатывания извещателей пожарных ручных (ИПР):
при нажатии рычага или кнопки нагрузочный резистор в цепи замыкается (либо размыкается) и отправляет на ПКП сигнал о пожаре.
При пожаре к ручным пожарным извещателям легко получить доступ, путем разрушения защитного материала.
Монтируются они всегда вблизи маршрутов эвакуации.
О размещении «ручников» можно подробно прочитать в НПБ 88-2001, п.п. 12.41-12.42, Приложение 13.
Извещатели пожарные ручные имеют свой отличительны знак.
Обычно они закреплены на стене в красной коробочке под защитным стеклом с надписью на нем «При пожаре открыть крышку».
Тепловые
Тепловые линейные пожарные извещатели срабатывают при резком повышении температуры.
Как только зафиксирован резкий температурный скачок, устройство сразу подает тревожный сигнал.
Нормальную температуру сработки тепловых ИП определяет Таблица 4.1 из ГОСТа 53325.
Первые устанавливают на взрывоопасных объектах, другие подходят для помещений стандартного типа.
Точечные и многоточечные тепловые детекторы подходят почти для любых объектов.
А тепловые линейные пожарные извещатели это обычный термокабель, который контролирует изменение температуры по всей длине, защищая помещение по одной линии.
К тому же, он продолжает работать длительное время при воздействии на него огня.
Монтируются в основном на потолке, а также бывают в настенном исполнении.
Дымовые
Линейные или точечные дымовые пожарные извещатели фиксируют образование в воздухе дымной примеси.
Как только концентрация задымленности превышает заданный предел, датчик издает тревожный сигнал.
Оптические дымовые извещатели пожарные в основном беспроводные и работают без подключения к пульту АПС.
Все дымовые детекторы тоже имеют классификацию.
Оптико-электронные
Принцип работы оптико электронных дымовых пожарных извещателей: в корпусе два ИК-луча, направленные друг на друга.
Когда дым попадает в корпус, ИК-лучи рассеиваются.
Встроенный приемник фиксирует изменение направления лучей и сравнивает это изменение с установленной нормой.
Если отклонение значительно, это фиксируется фотоприемником, и активируется звуковой тревожный сигнал.
Ионизационные
Имеют в составе источник радиации с очень низким уровнем излучения – 0,9 мкКюри.
Внутри корпуса две камеры: измерительная для наблюдения за воздухом в защищаемой зоне и контрольная.
Как только задымление проникает в измерительную камеру, сразу уменьшается ток, идущий через нее.
Анализ тока у ионизационных автономных дымовых пожарных извещателей проводится отдельным сигналом между измерительной и изолированной камерами.
Неудобство в обязательной утилизации ионизационных детекторов после завершения срока их эксплуатации (около 5 лет).
Линейные
Или лучевые пожарные извещатели.
Работают так: в корпусе активный инфракрасный элемент (ИК-барьер), испускающий луч.
Как только дымная примесь попала на этот луч, сигнал на выходе фотоприемника понижается, и аппарат издает звук.
Лучевой диапазон линейных дымовых пожарных извещателей может перекрыть длину до 100 м.
Применяются на производственных объектах с потолками высотой до 12 м.
Аспирационные
Более сложное устройство.
Содержит прибор анализа воздуха, вентилятор который прогоняет воздушные потоки через анализатор и участки трубы с насадками на всасывание.
Они служат для забора образцов воздуха в конкретных точках.
То есть, все дымовые аспирационные извещатели пожарные улавливают продукты горения.
При наличии в забранном образце дыма, срабатывает сигнал тревоги.
Дымовые извещатели очень часто устанавливаются в жилых многоквартирных домах.
Лучевые пожарные извещатели активно используются на производстве.
Газовые
Такой детектор откликается на появление в воздухе угарного или углекислого газа,
т.е. реагирует на изменение химического состава воздушной среды.
Имеет в корпусе газочувствительный элемент и полупроводниковую пластину, изменение емкости которой вызывает срабатывание датчика.
Газовые извещатели пожарные потребляют много электричества, а потому не могут использоваться как автономные.
Очень точно, поэтому применяются на стратегически важных промышленных объектах.
Такие пожарные извещатели часто устанавливаются как взрывозащищенные на объектах с опасными средами.
Пламени
Часто требуется фиксировать огонь на начальной стадии, при первом возникновении пламени, когда ничего еще не горит.
Здесь нас выручают извещатели пожарные пламени или лучевые ИП.
Пламя излучает УФ- и ИК-лучи. Поэтому детекторы делятся на два подвида: инфракрасные и ультрафиолетовые.
Рассмотренные типы пожарных извещателей применяются в административных, жилых помещениях, открытых площадках в составе АПС или автономно.
Каждый датчик обязательно имеет маркировку, которую определяет п. 4.1.2 ГОСТа 53325.
Сертификация извещателей
Заметим, друзья, что тепловые, ручные, газовые пожарные извещатели обязательно должны иметь Сертификат соответствия требованиям Техрегламента 123-ФЗ.
В ходе сертификации проводятся испытания, где измеряется:
Детектор должен сработать при превышении критического значения одной из замеряемых величин.
Срок получения сертификата – 30 суток с момента подачи заявки.
Сертификаты на извещатели пожарные выдаются любо организацией по сертификации, аккредитованной МЧС.
Что запомнить
Подведем, уважаемые читатели, итог нашей статьи о пожарных датчиках и выделим ее основные утверждения.
Желаю Вам, дорогой читатель, всегда правильно подходить к выбору пожарных извещателей для своего объекта.
И неважно, что это за объект – частный жилой дом или большое производство.
