انواع دتکتور اعلام حریق و کاربرد آن

موضوع: انواع دتکتور اعلام حریق و کاربرد آن

مقدمه

تشخیص زودهنگام آتش سوزی نقش مهمی در ایجاد ایمنی ساکنین برای انجام واکنش اضطراری دارد. اکثر سیستم‌های اعلام حریق برای این در محل قرار داده شده‌اند که ساکنین و ماموران آتش نشانی بتوانند در مواقع اضطراری به سرعت واکنش نشان دهند و روند کنترل حریق را سرعت بخشند.  دتکتور های سیستم اعلام حریق یکی از مهم ترین اجزای این سیستم هستند

دتکتور چیست؟

دتکتور به معنی آشکارساز یا کشف کننده است، هدف از طراحی دتکتور تشخیص آتش قبل از گسترش و همه گیر شدن آن است تا ساکنین بتوانند به سرعت و به صورت ایمن مکان را تخلیه کننداز این رو دتکتور مهم ترین قطعه در سیستم های کشف و اعلام حریق به شمار می رود.

دتکتورهای اعلام حریق (بسته به این که به کدام مشخصه آتش حساس باشند) در گروه‌های سنسورهای دود، سنسورهای حرارت، سنسورهای منو اکسید کربن، سنسورهای شعله و سنسورهای ترکیبی جای دارند. انواع  دتکتورهای حریق عبارتند از:

انواع دتکتورها به 4 دسته کلی تقسیم می شوند:

• دتکتور دودی

این نوع از دتکتورها با شناسایی دود موجود در محیط، هشدارهای لازم را به پنل کنترل مرکزی ارسال نموده و اعلام هشدار می نماید. دتکتورهای دودی اعلام حریق از متداول ترین دتکتورهای اعلام حریق اتوماتیک می باشند. دتکتورهای دودی نسبت به دتکتورهای حرارتی سرعت عمل، قیمت و سطح پوشش بالاتری دارند. ولی قابلیت اطمینان و پایداری آنها کمتر است و می توان از آنها در محیط هایی که آلودگی، گرد و غبار معمولی دارند مانند: اتاق خواب، راهروها، مسجد، فروشگاه، اتاق برق، هتل، بیمارستان، دفاتر کار، کتابخانه و … استفاده نمود. دتکتورهای دودی نباید در معرض دریچه های جریان هوا قرار گیرند، زیرا بر عملکرد دتکتور تأثیر منفی دارد. دتکتورهای دودی در محیط هایی با آلودگی و رطوبت زیاد مانند: آشپزخانه، پارکینگ و … کاربردی نداشته و قابل استفاده نمی باشند.

• یونیزاسیون

دتکتور دودی یونیزاسیون دارای یک محفظه است که با هوای بیرون ارتباط دارد. فضای داخلی محفظه به وسیله یک منبع رادیواکتیو یونیزه می شود (یونیزاسیون مرحله ای است که مولکول های هوا به یون های مثبت و الکترون های منفی تبدیل می شوند). حال چنانچه یک ولتاژ بین این محفظه برقرار شود، یون ها به طرف صفحه با قطب مخالف حرکت می کنند. یون های مثبت به طرف الکترود منفی و الکترون ها به سمت الکترود مثبت حرکت می کنند. حرکت این الکترون ها و یون ها یک جریان الکتریکی را به وجود می آورد. مقدار جریان الکتریسیته بستگی به شکل محفظه ، منبع رادیواکتیو ، ولتاژ تغذیه ، درجه حرارت و رطوبت هوا دارد. در اثر ورود هوا به این محفظه جریان الکتریسیته کاهش می یابد (وجود ذرات دود باعث کاهش میزان جریان الکتریسیته می شود). و باعث عملکرد دتکتور شده و دتکتور فعال می شود. دتکتور دودی یونیزاسیون سریع‌تر به دود ناشی از آتش پاسخ می‌دهند.

اکثر آتش‌سوزی‌های شعله‌ور و سریع، در نتیجه‌ی آتش گرفتن مایعات قابل اشتعال، چوب یا کاغذ ایجاد می‌شوند.

• اپتیکال (نوری یا فوتوالکتریک)

به این نوع دتکتورها، دتکتور فوتوالکتریک 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 می‌نماید. در محل‌هایی مانند انبار مواد PVC که در هنگام بروز حریق دود غلیظ تولید می‌شود و آتش‌سوزی به آهستگی انجام می‌گیرد استفاده از آن‌ها توصیه می‌شود.

• بیم دتکتور

بیم دتکتور یا دتکتور دود خطی به نوعی از دتکتورهای دودی اطلاق می‌شود که با استفاده از ویژگی‌های امواج مادون قرمز دود و آتش‌سوزی را تشخیص می‌دهند. بیم دتکتورها اغلب برای کشف و اعلام حریق مکان‌های بزرگ و مهم مثل انبارها، فرودگاه‌ها و آشیانه هواپیما، کارخانه‌ها، بناهای تاریخی و سایر فضاهای مشابه به کار می‌روند. دلیل استفاده از بیم دتکتور در این قبیل مکان‌ها پوشش‌دهی بزرگتر و بیشتر آن (چیزی در حدود ۱۰ تا ۱۰۰ متر) نسبت به انواع دتکتورهای خطی است.

• نمونه گیر هوا (مکنده ی دود)

دتکتور نمونه گیر هوا یا مکنده ی دود به وسیله ی موتوری که در داخل آن وجود دارد و از طریق لوله کشی هایی که در قسمت های مختلف آن سوراخ هایی ایجاد شده است از هوای محیط نمونه برداری می کند و با پردازش روی نمونه هوای دریافتی در صورت وجود ذرات شبیه دود آلارم را اعلام می کند.این دتکتور ها برای فضاهای حساس تری مانند اتاق های سرور، اتاق های عکس برداری بیمارستانها، انبارهای سردخانه، مجاری سیستم های تهویه تاسیساتی و … کاربرد دارند. معمولا از این دتکتور ها برای فضاهایی با متراژ 450، 750 و 1850 استفاده می کنند که البته سازندگان این تجهیزات، به نسبت رنج متراژی فضاهای مختلف 90 متر مربع تا 2500 متر مربع، تجهیزات متناسب تهیه کرده اند که مورد استفاده قرار می گیرد.

• ترکیبی (مولتی)

دتکتور مولتی یا دتکتور ترکیبی محصولی است که هم به دود و هم به حرارت حساس است و دارای دو حسگر دود و حرارت می باشد و در جاهای خاصی مانند کتابخانه ها و یا اتاق های بایگانی کاربرد دارد. طریقه نصب دتکتور ترکیبی دودی حرارتی هم مشابه دیگر دتکتور ها می باشد و با استفاده از سیم به پنل اعلام حریق متصل می شوند. به دلیل دو منظوره بودن، می توانند بازه وسیعی از محل ها کاربرد داشته باشد. از دتکتور ترکیبی در مکان هایی که امکان پیش بینی نوع حریق به هنگام بروز آن در آنها وجود ندارد، آشپزخانه های متصل به سالن، مقابل درب انباری منازل مسکونی، کتابخانه و بایگانی، بیمارستان و راه های خروج اضطراری، اتاق های هتل و اماکنی که امکان بروز حریق دود زا و حرارت زا تواما در آنها وجود دارد و سایر مکان ها، استفاده می‌گردد.

• داکت دتکتور (دود کانال)

هدف از نصب دتکتورهای دود کانال، کاهش میزان دود و جلوگیری از خسارت‌های جانی و مالی حاصل از آن است. از دتکتور دود کانال می‌توان برای محافظت از سیستم‌های تهویه‌ی مطبوع در برابر آتش‌سوزی و دود استفاده کرد. کاربرد دیگر این نوع دتکتور، استفاده از آن به عنوان سیستم کمکی برای حفاظت از تجهیزاتی مانند کانال‌های هوا و تهویه‌ی رایانه‌های مرکزی و همینطور داروسازی است.

• دتکتور حرارتی ثابت

دتکتور حرارتی ثابت ، به درجه ثابتی از دما که از قبل برای آن تعریف شده است (مثلا 57 درجه) حساس است و به محض رسیدن دمای محیط به آن، فرایند اعلام حریق آغاز می شود. دتکتور حرارتی ثابت دارای یک کلید با دو فلز است که دارای ضریب انبساط حرارتی متفاوتی هستند که با رسیدن حرارت به درجه از پیش تعریف شده، کلید خم و منحنی شکل می شود و پس از آن کلید قطع و هشدار آغاز می شود. دتکتور حرارتی ثابت با برچسب آبی نمایش داده می شود. دتکتور حرارتی ثابت، مناسب مکان هایی با افزایش سریع دما است و در مکان هایی با نوسان زیاد دما کاربرد کمی دارد. در محلی مثل آشپزخانه و یا آزمایشگاه که همیشه دمای محیط آن بالا است و تحت تأثیر افزایش سریع دما قرار می گیرد استفاده می شود.

• نرخ افزایشی

دتکتور حرارتی افزایشی به مقدار افزایش دما حساس بوده و در صورت افزایش آن از میزان تعیین شده، اعلام حریق فعال می شود. در دتکتور حرارتی دو عامل زمان و دما مهم است. این نوع دتکتور ها سازگار با تغییرات نرمال درجه حرارت در دقیقه هستند اما تغییرات غیر نرمال را اعلام می کنند. دتکتور حرارتی افزایشی نسبت به دتکتور حرارتی ثابت حساسیت بیشتری دارد و در اکثر مکان ها کاربرد دارد. دتکتور حرارتی افزایشی برای محیطی که تغییرات دمایی سریع دارد توصیه نمی شود و مناسب محیطی است که ضمن ثبات در اندازه معمولی، احتمال رخ دادن آتش با سرعت بالا در آنجا زیاد باشد مثل آشپزخانه، همچنین بیشتر در مکانی مثل سیلو ها کاربرد دارد.

• خطی

مهم ترین مزیت دتکتور حرارتی خطی (کابل حرارتی) این است که با توجه به ویژگی هایی که دارند در شرایط سخت مانند رطوبت وآلودگی نیز کاربرد دارند که همین امر احتمال هشدار کاذب را بسیار کاهش می دهد. همچنین مزیت دیگرکابل های حرارتی این است که نیاز به تمیز کردن و نگهداری ندارند. مزیت بعدی دتکتور های حرارتی خطی این است که حتی اگر در یک نقطه حرارت بالا رود خطر را اعلام می کنند.

• دتکتور شعله

• مادون قرمز

این نوع از دتکتور شعله ای به اشعه مادون قرمز حساس بوده و سرعت واکنش آن زیاد است. از این دتکتورها در محیط های داخلی استفاده می شود. دتکتورهای شعله ای به اشعه ایکس، جوشکاری، روشنایی، اشعه خورشید و قوس های الکتریکی حساس نیستند و در مقابل گرد و غبار پایدار می باشند. سرعت تشخیص این دتکتور بین 5-3 ثانیه متغیر است. در صورتی که اشیاء داغ در محیط اطراف دتکتور قرار گیرند، احتمال تشخیص نادرست دتکتور وجود دارد. می توان با تعیین الگوریتم مناسب که توانایی تشخیص فرکانس فلیکدینگ شعله آتش را دارند، این عیب را برطرف نمود.

• فرابنفش

این نوع از دتکتورهای شعله ای نسبت به امواج ماوراء بنفش شعله آتش حساس بوده و در صورتیکه دامنه حساسیت آنها رعایت شود، در محیط های باز و بسته قابل اجرا می باشند. این دتکتور سرعت عمل بالایی نسبت به مواد هیدروکربنی و هیدروژنی دارد. سرعت عمل این دتکتور به اندازه ای است که می تواند کمتر از 4 میلی ثانیه حریق را تشخیص دهد. این دتکتور جهت جلوگیری از هشدار کاذب با 3 ثانیه تأخیر طراحی می شود. از جمله معایب این دتکتورها می توان به حساسیت آنها به قوس های الکتریکی ناشی از جوشکاری و اشعه ایکس اشاره نمود.

• مرکب مادون قرمز و فرابنفش

در این نوع از دتکتور شعله ای هر دو سنسور مادون قرمز و فرابنفش استفاده می شود. سرعت عمل این دتکتور بالا بوده و نسبت به اشعه خورشید، اشعه ایکس و قوس الکتریکی حساس نمی باشد.

• فلیم دتکتور

فلیم دتکتور براي تشخیص تشکیل شدن شعله در داخل محفظه احتراق به کار می رود و هدف آن جلوگیري از تزریق سوخت به داخل محفظه احتراق در صورت عدم تشکیل شعله است. در صورت خاموش شدن شعله سیستم حفاظت شعله بین در عرض یك ثانیه عمل کرده و فرمان بسته شدن دریچه سوخت را صادر می کند.  به این ترتیب، از تجمیع سوخت داخل محفظه احتراق و انفجار احتمالی جلوگیري می شود.

• دتکتورگازی

با توجه به تولید گازهای گوناگون در مراحل مختلف حریق و همچنین نشتی گاز که یکی از مهمترین دلایل وقوع حریق می باشد، نصب دتکتور گازی در مکان هایی که گاز قابل اشتعال مانند گازهای CNG و یا LPG وجود دارد، باعث شناسایی نشت گاز و جلوگیری از خسارات سنگین احتمالی پیش از رخداد حریق می شود. این دتکتور نسبت به گازهای حاصل از حریق (کربن مونوکسید، کربن دی اکسید، بخار و …) حساسیت نشان میدهد. دتکتورهای گازی پیشرفته می توانند در صورت تشخیص نشتی گاز، فرمان قطع شدن شیر گاز را صادر و مسیر گاز را ببندند.

اساساً ، انواع مختلف دتکتورهای گاز ی به دو دسته قابل حمل و ثابت تقسیم می شوند.

• دتکتورهای گاز قابل حمل

معمولاً به صورت دستی یا بر روی تجهیزات ایمنی به منظور نظارت بر فضای اطراف پرسنل استفاده می شوند. آشکارسازهای گاز قابل حمل اغلب هنگام تشخیص سطوح خطرناک گازها هشدارهایی با سیگنالهای شنیداری و بصری صادر می کنند.

• دتکتورهای گاز ثابت

سیستم های نظارتی ای هستند که عموماً در نزدیکی ناحیه فرایند یک کارخانه یا اتاق کنترل یا در منطقه ای که نیاز به حفاظت دارد ، مانند پارکینگ های زیرزمینی خودرو ، نصب می شوند. آشکارسازهای گاز ثابت معمولاً هنگام تشخیص گازهای خطرناک هشدارهای بصری و شنیداری می دهند. و میزان سطح بیش از یک گاز خاص را کنترل می کنند.

 انواع دتکتور های گازی اعلام حریق

دتکتورگاز الکتروشیمیایی

آشکارساز های الکتروشیمیایی، غلظت یک گاز خاص را با اکسیداسیون اندازه گیری می کنند. و جریان مثبت یا منفی ایجاد می کنند. سنسورهای گاز الکتروشیمیایی معمولاً برای اندازه گیری غلظت گاز مورد نظر در یک مدار خارجی استفاده می شوند. هنگامی که تعداد انواع آشکارسازهای گاز را در نظر می گیریم ، فن آوری های گازهای قابل احتراق الکتروشیمیایی و کاتالیزوری رایج ترین و قابل استفاده ترین هستند.

دتکتور مهره کاتالیزوری

آشکارسازهای گاز کاتالیزوری معمولاً برای اندازه گیری گازهای قابل احتراق که هنگام انفجار بین حد پایین انفجار (LEL) و حد بالای انفجار (UEL) ایجاد می شوند ، مورد استفاده قرار می گیرند. آشکارسازهای گاز کاتالیزوری بر این اصل استوارند که وقتی گاز اکسید می شود ، گرما تولید می کند. و سنسور تغییرات دما را از طریق یک مدار از نوع پل Wheatstone تبدیل می کند.

یکی از مهره های حسگر کاتالیزوری شامل یک کاتالیزور ویژه است که اکسیداسیون را تقویت می کند و دیگری برای مهار اکسیداسیون استفاده می شود. جریان از سیم پیچ ها عبور می کند و به دمای اکسیداسیون (500 درجه سانتیگراد) می رسد. مقاومت سیم پیچ پلاتین را افزایش داده و منجر به عدم تعادل پل می شود. تغییر مقاومت مستقیماً به غلظت گاز در اتمسفر اطراف مربوط می شود و قرائت گاز را بر روی کنتور یا دستگاه نشانگر مشابه نشان می دهد.

دتکتور گاز مادون قرمز

به عنوان جایگزینی برای اندازه گیری گازهای قابل احتراق ، سنسورهای مادون قرمز زمانی استفاده می شوند که اکسیژن وجود نداشته باشد یا در شرایطی که غلظت دی اکسید کربن را اندازه گیری می کنید. با استفاده از اصل جذب نور ، تغییر شدت نور جذب شده نسبت به شدت نور در طول موج مرجع اندازه گیری می شود. سنسور مادون قرمز تفاوت نور جذب شده را محاسبه کرده و غلظت گاز حاصل از جذب را گزارش می کند.

دتکتور گاز فتونیزاسیون

یک آشکارساز گاز نوری، از یک منبع نور ماوراء بنفش برای یونیزه کردن گازها به یون های مثبت و منفی استفاده می کند که به راحتی با یک آشکارساز قابل تشخیص است. یونیزاسیون زمانی اتفاق می افتد که یک مولکول انرژی نوری گاز را جذب می کند. نوریزاسیون، بار گازهای یونیزه را تشخیص داده یا اندازه گیری می کند ، که بار تابعی از غلظت ترکیبات آلی فرار (VOCs) موجود در جو است.