21. Тепловые точечные пожарные извещатели. Принципы построения извещателей. Возможные варианты схем подключения извещателей в шлейф пожарной сигнализации. Размещения извещателей на охраняемом объекте.

Точечный извещатель реагирует на факторы пожара в компактной зоне. Принцип действия точечных оптических извещателей основан на рассеивании серым дымом инфракрасного излучения. Хорошо реагируют на серый дым, выделяющийся при тлении на ранних стадиях пожара. Плохо реагирует на чёрный дым, поглощающий инфракрасное излучение.

Для периодического обслуживания извещателей необходимо разъемное соединение, так называемая «розетка» с четырьмя контактами, к которой подключается дымовой извещатель. Для контроля отключения датчика от шлейфа существуют два отрицательных контакта, которые замыкаются при установке извещателя в розетку.^[11]

Дымовая камера и электроника точечного дымового извещателя

Во всех точечных дымовых оптических пожарных извещателях ИП 212-ХХ по классификации НПБ 76-98 используется эффект диффузного рассеивания излучения светодиода на частицах дыма. Светодиод располагается таким образом, чтобы исключить прямое попадание его излучения на фотодиод. При появлении частиц дыма часть излучения отражается от них и попадает на фотодиод. Для защиты от внешнего света оптопара — светодиод и фотодиод, размещаются в дымовой камере из пластика чёрного цвета.^[12]

Экспериментальные исследования показали, что время обнаружения тестового очага пожара при расположении дымовых извещателей на расстоянии 0,3 м от потолка возрастает в 2..5 раз. А при установке извещателя на расстоянии 1 м от перекрытия можно прогнозировать увеличение времени определения пожара уже в 10..15 раз.^[13]

Когда разрабатывались первые советские оптические дымовые извещатели, не было специализированной элементной базы, стандартных светодиодов и фотодиодов. В дымовом фотоэлектрическом извещателе ИДФ-1М в качестве оптопары использовалисьлампа накаливания типа СГ24-1,2 и фоторезистор типа ФСК-Г1. Это определяло низкие технические характеристики извещателя ИДФ-1М и слабую защиту от внешних воздействий: инерционность срабатывания при оптической плотности 15 – 20 %/м составляла 30 с, напряжение питания 27±0,5 В, ток потребления более 50 мА, масса 0,6 кг, фоновая освещенность до 500 лк, скорость воздушного потока до 6 м/с. На период 2000...2006 год на российских АЭС эксплуатировалось 629 извещателей ИДФ-М.^[14]

В комбинированном дымо-тепловом извещателе ДИП-1 были применены светодиод и фотодиод, причем расположенные в вертикальной плоскости. Использовалось уже не непрерывное излучение, а импульсное: длительность 30 мкс, частота 300 Гц. Для защиты от помех было применено синхронное детектирование, т.е. вход усилителя был открыт только во время излучения светодиода. Это обеспечило более высокую защиту от помех, чем в извещателе ИДФ-1М и значительно улучшило характеристики извещателя: инерционность снизилась до 5 с при оптической плотности 10%/м, т.е. в 2 раза меньшей, масса снизилась в 2 раза, допустимая фоновая освещенность увеличилась в 20 раз, до 10000 лк, допустимая скорость воздушного потока увеличилась до 10 м/с. В режиме "Пожар" включался светодиодный индикатор красного цвета. Для передачи сигнала тревоги в извещателях ДИП-1 и ИДФ-1М использовалось реле, что определяло значительные токи потребления: более 40 мА в дежурном режиме и более 80 мА в тревоге, при напряжении питания 24±2,4 В и необходимости использования раздельных сигнальных цепей и цепей питания^[15]. Предельная наработка на отказ ДИП-1 в составляет 1,31·10⁴ часа.^[16]

На практике размещение извещателей в значительной степени зависит от конфигурации помещения. Ряд практических требований по размещению ТПИ при наличии конструктивных особенностей помещения (выступающих строительных конструкций, штабелей материалов, стеллажей и др.) и характерных источников помех (воздушных потоков от приточной или вытяжной вентиляции, теплоизлучающих светильников и т.п.) приведен в НПБ 88-01*. Однако рассмотренные варианты далеко не исчерпывают все встречающиеся на практике случаи, поэтому решение, принимаемое при размещении извещателей в "нетиповом" случае, должно в первую очередь учитывать максимальную эффективность сигнализации, от которой зависит пожарная безопасность объекта.

22. Тепловые дифференциальные пожарные извещатели. Принципы построения извещателей. Возможные варианты схем подключения извещателей в шлейф пожарной сигнализации. Размещения извещателей на охраняемом объекте.

В зависимости от контролируемого характера изменения температуры, свидетельствующего о появлении пожара, различают ТПИ максимальные, дифференциальные, максимально дифференциальные и с дифференциальной характеристикой. Максимальные ТПИ формируют извещение о пожаре при превышении температурой окружающей среды установленного порогового значения. Дифференциальные ТПИ срабатывают при превышении скоростью нарастания температуры установленного порогового значения. Максимально дифференциальные ТПИ совмещают функции максимального и дифференциального извещателей. ТПИ с дифференциальной характеристикой имеют температуру срабатывания, зависящую от скорости повышения температуры окружающей среды.

Извещатели максимальные, максимально дифференциальные и с дифференциальной характеристикой в зависимости от температуры и времени срабатывания подразделяются на десять классов: А1, А2, A3, В, С, D, E, F, G, Н. Дифференциальным извещателям присваивают класс R1. Извещателям с дифференциальной характеристикой дополнительно присваивают индекс R. Количественные характеристики по значению температуры (скорости повышения температуры) и связанному с ними допустимому диапазону времени срабатывания приведены в НПБ 85-00. Отметим только, что минимальное значение температуры срабатывания (для классов А1, А2) составляет 54 °С, а значение времени срабатывания для ТПИ всех температурных классов и видов при скорости нарастания температуры до 30 °С/мин должно быть не менее 20 с.

23. Дымовые электронно-оптические пожарные извещатели, регистрирующие отражение оптического излучения от твердых частиц дыма. Принципы построения извещателей, общая структурная схема. Размещения извещателей на охраняемом объекте.

По способу обнаружения дыма можно разделить дымовые извещатели на два типа: радиоизотопные и оптико-электронные. Электрооптические дымовые извещатели подразделяются: извещатели, регистрирующие повышение оптической плотности задымленной среды, извещатели, отражение оптического излучения от твердых частиц дыма.

Принцип действия извещателей основан на регистрации оптической системой твердых частиц дыма попадающих в дымовую камерую извещатели являются точечными и регистрируют твердые частицы дыма по месту установки. Охраняемая площадь извещателей составляет 65 кв.м.

В дымовых оптико-электронных пожарных извещателях используется эффект рассеяния излучения светодиода на частицах дыма. Подобный эффект возникает при прохождении луча прожектора через облако: в чистой среде луч невидим, а в облаке происходит его рассеяние на частицах влаги, часть излучения отражается в сторону наблюдателя и становится четко видна структура луча. Светодиод и фотодиод располагаются под определенным углом, а перегородка исключает прямое попадание сигналов светодиода на фотодиод (рис. 1 а). При появлении частиц дыма часть излучения отражается от них и попадает на фотодиод (рис. 1 б). Для того чтобы данная модель реализовалась в виде дымового извещателя, необходима сложная конструкция, которая обеспечивает его стабильную работу в реальных условиях. Для защиты от внешнего света оптопара светодиод и фотодиод размещается в дымовой камере. Принцип действия оптикоэлектронного ПИ определяет сильное влияние на его чувствительность и помехоустойчивость формы дымовой камеры, ее цвета, структуры поверхности и диаграмм направленности светодиода и фотодидоа, их вщаимного расположения в пространстве.

Чувствительность дымового извещателя – это удельная оптическая плотность среды, измеренная в дБ\м или в %\м. Чем меньше уровень оптической плотности среды вызывает его активизацию, тем выше чувствительность.

24. Дымовые оптические пожарные извещатели, регистрирующие увеличение оптической плотности задымленной среды. Классификация, принцип построения извещателей, общая структурная схема. Формирование линейной, поверхностной и объемной зоны обнаружения.

Дымовые извещатели разделяют: радиоизотопные и оптоэлектронные. Электрооптические дымовые извещатели подразделяются: извещатели, регистрирующие повышение оптической плотности задымленной среды, извещатели, отражение оптического излучения от твердых частиц дыма.

Линейные пожарные извещатели регистрируют увеличение оптической плотности среды при появлении очага возгорания. Они могут быть выполнены по одноблочной, двухблочной или трехблочной схеме.

В состав извещателя входят передатчик ИК излучения и приемник. Принцип работы основан на регистрации мощности ИК излучения оптической плотности среды. При увеличении оптической плотности среды на 6-15% уровень принятого сигнала (ИК излучения) уменьшается до порога срабатывания на выходе приемника ИК излучения. При одноблочной схеме передатчик и приемник объединены в 1 блок. Отражение оптического сигнала за счет специальных отражателей.

25. Пожарные извещатели пламени. Классификация извещателей по виду преобразователей оптического излучения от очага пожара. Принципы построения извещателей. Размещения извещателей на охраняемом объекте.

Извещатели пламени регистрируют электромагнитное излучение, генерируемое как открытым пламенем, так и тлеющим очагом. Известно, что пламя сопровождается характерным излучением, как в ультрафиолетовой, так и в инфракрасной частях спектра.

Горящие материалы, пламя которых имеет относительно низкую температуру и, как правило, окрашено в красный цвет, активно излучают сигнал в ИК диапазоне. Высокотемпературное пламя имеет большую интенсивность излучения в УФ диапазоне. В зависимости от диапазона длин волн регистрируемого излучения, извещатели подразделяют на извещатели пламени ИК диапазона и УФ диапазона. Теоретически возможна регистрация излучения пламени и в видимом диапазоне, однако практически, обнаружение горения в видимом диапазоне связано со значительными техническими сложностями, обуславливаемыми высоким уровнем помеховых сигналов.

При наличии пылеуловителя зона обнаружение уменьшается на 60^о

Дальность обнаружения до 100 м

Все извещатели могут выпускаться с релейным выходом, питаться по четырех проводному шлейфу.

ИП 329-5 «Аметист» регистрирует очаг возгорания по ультрафиолетовому излучению

ИП 330 «Ясень» регистрирует очаг возгорания по ИК излучению. Питание по шлейфу от 18-27В, ток потребления 0,22мА. Помехоустойчивость обеспечивается за счет специальной установки. Мощный поток ИК излучения маловероятен, только очаг возгорания создает такой поток. Регистируется не только мощность излучения ИК, но и частотная составляющая. Очаг возгорания во времени изменяет мощность излучения, данное явление носит названиефлуктуации оптического излучения. Частота флуктуации составляет от 6 до 15 Гц.

Извещатели серии «ПУЛЬСАР» и «СПЕКТРОН» регистрируют очаг возгорания по ИК излучению ближнего диапазона, а именно от 0,8 до 1,1 мкм. Используются обычные ИК фотодиоды. Регистрируют ИК излучение по 3 факторам:1)мощность излучения; 2)контраст излучения; 3)флуктуация (пульсация). Один из вариантов извещателей «ПУЛЬСАР» имеет выносной зонд на котором размещается приемник ИК излучения и оптический сигнал передается по световоду на блок обработки. Длина зонда до 30м, что позволяет поместить зонд в взрывоопасную зону.

ИП-МСП-ЗИК; ИП-МСП –УИК; ИОП 408-3 «ЭХО-А»