книги из ГПНТБ / Гуськов М.Г. Противопожарная защита морских судов (вопросы проектирования)
.pdfВ помещениях |
площадью |
более 25 м 2 устанавливают не менее двух |
пожарных извещателей . |
|
|
. В качестве |
чувствительного элемента теплового пожарного |
извещателя максимального действия может служить устройство,
представляющее собой |
стеклянную колбу, заполненную |
легкоиспа- |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
ряющейся жидкостью, например четырех- |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
хлористым углеродом или бромистым этилом. |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
При заданной температуре жидкость, расши |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
ряясь, разрушит колбу, в результате чего кон |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
такты сигнального луча будут разомкнуты или |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
сомкнуты — сигнальная система сработает. Та |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
кие извещатели просты по устройству, срав |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
нительно |
дешевы |
в изготовлении, |
надежны |
||||||||||||||
|
|
|
|
в эксплуатации, стойки против коррозии, но не |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
имеют |
устройства |
для |
регулирования |
|
преде |
||||||||||||
|
|
|
|
лов |
|
срабатывания . |
После |
|
срабатыва |
||||||||||||
|
|
|
|
ния |
извещатель |
|
должен |
|
быть |
|
заменен |
||||||||||
|
|
|
|
новым. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
В качестве чувствительного элемента изве |
||||||||||||||||
|
|
|
|
щателей |
такого |
типа |
можно |
использовать |
|||||||||||||
|
|
|
|
т а к ж е полупроводниковые |
|
термосопротивле |
|||||||||||||||
|
|
|
|
ния |
( П Т С ) , обладающие, |
к а к |
известно, |
боль |
|||||||||||||
|
|
|
|
шим отрицательным значением температур |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
ного |
коэффициента |
сопротивления. |
|
Б л а г о д а р я |
|||||||||||||
|
|
|
|
этому, пожарный извещатель приобретает вы |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
сокую чувствительность при ничтожной тепло |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
вой |
инерционности. |
Так, |
например, |
период |
|||||||||||||
|
|
|
|
с р а б а т ы в а н и я |
извещателей |
с |
ПТС |
из |
окислов, |
||||||||||||
|
|
|
|
нитридов, |
карбидов |
металлов, |
составляет |
до |
|||||||||||||
|
|
|
|
10 с, они действуют при температуре в поме |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
щениях |
от — 60 до |
|
+ 1 8 0 ° . Т а к ж е |
полупровод |
|||||||||||||
|
|
|
|
никовые тепловые |
автоматические |
извещатели |
|||||||||||||||
Рис. |
18. |
Конструкция |
максимального |
действия сокращенно |
называ |
||||||||||||||||
полупроводник о в о г о |
ются |
П Т И М (рис. |
18). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
термосопротив л е н и я |
|
В качестве чувствительного элемента теп |
|||||||||||||||||||
|
КМТ-10. |
|
|||||||||||||||||||
|
лового |
пожарного |
извещателя |
максимального |
|||||||||||||||||
/ — основание; |
2 — нике |
||||||||||||||||||||
действия |
марки П Т И М - 2 |
использовано |
ПТС |
||||||||||||||||||
левые |
выводы; |
3 — по |
|||||||||||||||||||
лупроводниковое |
тер- |
с |
высокоразвитым |
|
релейным |
эффектом |
типа |
||||||||||||||
мосопротнвленне; |
4 — ла |
КМТ-10. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
тунный |
корпус; |
5 — ла |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
тунные кольца. |
|
Сущность |
так |
|
называемого |
|
«релейного |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
эффекта» заключается в том, что при нагреве |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
ПТС |
до |
определенной |
температуры |
электри |
|||||||||||||
ческое сопротивление падает, и при известных соотношениях |
его |
||||||||||||||||||||
величины, температуры |
о к р у ж а ю щ е й среды |
и |
напряжения |
проис |
ходит резкое увеличение тока. Инерционность извещателя, уста новленного на температуру срабатывания 50°,— не более 50 с при переносе его из среды с температурой 20° в среду с температурой 100°. Питание осуществляется от приемной станции СТУ-2 постоян ным током (напряжение — 60 В, потребление энергии — 0,0015 Вт) .
98
К о н т р о л и р у е м ая площадь — |
10 м2 . Габариты: диаметр — 50 мм, вы |
|||||||
с о т а — 38 |
мм. |
Вес — 0,27 |
кгс. |
|
|
|
|
|
Термосопротивление типа КМТ, чувствительный элемент |
кото |
|||||||
р о г о — миниатюрное полупроводниковое |
термосопротивление, |
вы |
||||||
полнен в |
виде |
стерженька |
длиной 3,5 |
мм |
и |
диаметром |
0,60 |
мм. |
Д л я обеспечения механической прочности |
и |
повышения |
стойкости |
к влажности его прикрывают металлическим колпачком. П р о м ы ш
ленные образцы П Т С |
типа КМТ-10 пригодны к работе при темпе |
ратуре окружающего |
воздуха от —50 до + 1 2 0 ° при относительной |
влажности воздуха |
до 98%. |
|
Рис. 19. |
Эскиз теплового |
дифференциального |
извещателя: |
|
||||
а — т и п а «Теплозвон». |
/ — пористый |
клапан; |
2 — к о л ь ц о скрепляющее; |
3 — контакт* |
|||||
|
|
пая группа; 4 и |
6 — камеры; |
5 — м е м б р а н а : |
|
|
|||
|
б— типа Машковнча. / — корпус: 2 — пластина; 3— контактная группа. |
|
|||||||
К |
тепловым |
дифференциальным |
пожарным |
извещателям |
отно |
||||
сятся |
извещатели |
типа «Теплозвои» |
и Машковича . |
И з в е щ а т е л ь |
|||||
типа |
«Теплозвон» |
(рис. 19, а) |
основан на принципе объемного рас |
||||||
ширения воздуха при нагревании. Он состоит из двух |
наполненных |
воздухом камер, разделенных мембраной, и контактной группы,
смонтированной внутри камеры 4. К а м е р а 6 герметически |
закрыта |
мембраной, а камера 4 сообщается с о к р у ж а ю щ е й средой, |
так как |
скрепляющее кольцо неплотно посажено . В центре мембраны име ется пористый клапан, при помощи которого давление в обеих ка мерах уравнивается с давлением о к р у ж а ю щ е й среды. Контактная группа, опираясь на винт, скрепленный с клапаном, воспринимает деформации мембраны и при значительных отклонениях вверх р а з м ы к а е т электрическую цепь. При медленном повышении темпе ратуры о к р у ж а ю щ е й среды давление в камерах успевает выравняться, поэтому мембрана мало деформируется и извещатель не реагирует. При быстром повышении температуры воздух, находя щийся в камере 6, которая имеет больший объем, не успевает про
ходить через клапан и выгибает |
мембрану вверх, отчего контакты |
р а з м ы к а ю т с я — звучит сигнал |
тревоги. |
99
П о ж а р н ы й извещатель Машковича (рис. 19, б) работает на принципе линейного расширения металлов . Он состоит из металлического корпуса корытообразной формы, пластины, жестко
прикрепленной своими |
концами |
к |
корпусу, и |
контактной |
группы. |
|
|
|
|
Дифференциальность |
действия |
этого |
извещателя |
достигается |
за счет различия в теплоемкости массы корпуса и пластины вслед ствие разности их объемов. При медленном повышении темпера туры среды, в которую помещен извещатель, корпус и пластина нагреваются равномерно и размеры вследствие равенства их длин увеличиваются т а к ж е одинаково. Поэтому в пластине никаких дополнительных напряжений, а следовательно, и деформаций не
возникает. П р и резком повышении |
температуры о к р у ж а ю щ е й |
|
среды пластина с меньшей теплоемкостью нагревается |
и удлиня |
|
ется быстрее корпуса; в ней создаются |
дополнительные |
н а п р я ж е |
ния, вследствие чего первичный прогиб пластины увеличивается и контакты, включенные в сигнальную цепь, р а з м ы к а ю т с я — пода ется сигнал тревоги.
Все перечисленные извещатели являются повторно действую щими, т. е. при понижении температуры или уменьшении скорости нарастания температуры о к р у ж а ю щ е й среды самовосстаиавливаются и снова готовы к работе.
В состав системы пожарной сигнализации кроме пожарных из
вещателей входят |
приемные станции (коммутаторы) . По емкости |
их р а з д е л я ю т на |
установки: |
а) малого типа, оборудованные приемным аппаратом емкостью менее 50 номеров извещателей;
б) среднего типа, оборудованные одним или несколькими при емными а п п а р а т а м и общей емкостью 50 номеров и более;
в) большого типа, состоящие из нескольких приемных станций среднего типа.
Приемные станции пожарной сигнализации, используемые на судах, д о л ж н ы
иметь хорошо видимые оптические сигналы тревоги; иметь контрольные приборы перегорания предохранителей, па
дения напряжения батарей питания, а т а к ж е всех основных пов реждений (при этом сигналы о повреждениях д о л ж н ы отличаться один от другого); различные приборы для записи на ленту номера пожарного извещателя, а т а к ж е даты и времени подачи сигнала тревоги;
безотказно принимать сигналы тревоги при одностороннем по вреждении линии, устранить которое мог бы дежурный при помощи
простейших |
операций; |
|
|
иметь устройства |
д л я |
двусторонней связи с пожарными пзве- |
|
щателями, |
а т а к ж е |
для |
подачи обратного сигнала, контролирую |
щего получение сигнала |
тревоги на приемной станции. |
Рассмотрим подробно устройство станции судовой пожарной - сигнализации, разработанной Центральным проектно-конструктор- ским бюро Министерства морского флота С С С Р . При подаче све-
100
тового и звукового |
с и г н а л о в 1 о пожарной |
опасности на |
световом |
табло указывается |
место возникновения |
очага п о ж а р а . |
Система |
может принять автоматические сигналы о п о ж а р е из 34 групповых пунктов. В к а ж д о й группе может быть до 10—12 извещателей . В комплект системы автоматической пожарной сигнализации вхо дят сигнальный пульт, щиток питания и термоконтакторы, дубли рующий сигнальный пульт, блок-реле, аккумуляторные батареи . Блок-схема системы приведена на рис. 20. Этими системами обо
рудованы |
морские |
суда |
« М а р ш а л |
Говоров», «Псков», |
«Туркмени |
||||||||
стан» |
и др. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В комплект сигнального пульта входят вольтметр ПС-70 со шка |
|||||||||||||
лой 0—30 В, сигнальные лампочки типа |
К-24, реле обрыва |
цепи, |
|||||||||||
реле общей сигнализации, реле |
звонка громкого |
боя, реле |
контроля |
||||||||||
батареи, |
сигнальные |
звонки |
и |
|
|
|
|
|
|
|
|||
другие |
коммутирующие |
при |
|
|
|
|
|
|
|
||||
боры. |
Д у б л и р у ю щ и й сигнальный |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
пульт |
аналогичен |
основному. |
|
Jp |
h—\ ° ^ |
|
|
||||||
Блок - реле |
состоит |
из |
|
группы |
|
-CDHI |
|||||||
электромагнитных |
реле |
(68 шт . ), |
|
' |
1 |
I 5ш |
|
<=>кзь |
|||||
смонтированных на д ю р а л ю м и |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
ниевой |
плате. На |
щитке |
пита- |
р И с . 20. Блок-схема |
автоматической |
||||||||
ния |
установлены |
амперметр |
|
пожарной |
сигнализации. |
||||||||
ПМ-70 |
на 5 А, амперметр |
ПМ-70 |
|
|
|
|
|
|
|
||||
на 20 А, вольтметр |
ПС-70 на 30 В, поляризованное |
реле РП - 4, |
лам |
||||||||||
почки |
К-24, сигнализирующие |
об утечке |
тока, |
четырехполюсный |
|||||||||
рубильник, |
предохранители нормального |
типа |
на 5 и |
15 А. Элек |
тропитание всей установки обеспечивают две аккумуляторные ба
тареи |
напряжением 24 В |
(рабочая |
и р е з е р в н а |
я ) . |
|
|
||
Система сигнализации работает |
следующим |
образом (рис. 21). |
||||||
При |
включении |
питания |
реле обрыва |
Р01-—Р034 |
и |
сигнальные |
||
реле |
PCI—РС34 |
находятся под током, |
но они не могут |
сработать, |
так как величина тока ограничена наличием сопротивления в конце
каждого луча. Пр и срабатывании пожарного извещателя |
сопротив |
|||||
ление шунтируется и величина |
тока в луче |
становится |
достаточной |
|||
д л я срабатывания реле |
PC. |
В результате |
з а м ы к а ю т с я |
его |
кон |
|
такты, питание подается |
на общую лампу тревоги ЛТ, |
реле |
звон |
|||
ков громкого боя РЗГБ |
и общее сигнальное реле РОС. |
Последнее |
||||
получает питание через |
номерную лампу луча. Реле |
РОС |
вклю |
|||
чает звонок тревоги, находящийся в сигнальном пульте. |
Сигналы |
тревоги могут быть включены переключателем П1 либо при обрыве
луча с |
помощью |
реле. PC и РО. При этом |
РО з |
а м ы к а е т |
своими |
|
контактами цепь |
общего реле обрыва РОО |
через |
л а м п у |
«Обрыв» |
||
и |
цепь |
РОО через соответствующую номерную лампу . Р е л е РОО |
||||
и |
РОС, |
сработав, замкнут цепь лампы «Тревога», звонка |
тревоги |
|||
и |
реле |
РЗГБ. |
|
|
|
|
1 В этой системе извещатель — термоконтактный датчик, который представляет собой ртутный термометр с платиновыми контактами. Они замыкаются ртутным столбиком, образуя электрическую цепь для срабатывания реле. Обычно термокон такторы срабатывают при температуре выше 35 или 60°.
101
|
Система позволяет осуществлять контроль за напряжением ба |
||||||
тареи. |
|
|
|
|
|
|
|
|
К недостаткам |
системы можно отнести следующее: а) |
отсутст |
||||
вие |
контроля |
за |
всеми |
видами |
повреждения |
линейных |
проводов; |
б) |
включение |
сигнала пожарной |
тревоги при обрыве одного из лу |
||||
чей; в) слабую надежность датчиков. |
|
|
|||||
|
Р00 |
|
РЗГБ |
PD0 |
|
|
|
„Обрыв" |
|
|
|
J |
о + |
|
|
|
|
|
|
|
|
\3в. т |
|
|
|
|
|
|
|
' Выключен |
|
|
|
|
|
|
PC |
|
|
|
36. ГБ |
|
|
РО |
|
Н1 |
|
|
|
|
|
|
|||
К 36 |
|
|
|
|
|
|
Г5 |
>+ +iiJ |
|
PC
РО
3f
|
|
|
|
Я - |
|
|
|
Рис. 21. |
Принципиальная |
схема |
автоматической |
пожарной |
сигнализации. |
||
Более |
совершенной, |
чем |
предыдущая, |
является |
р а з р а б о т а н н а я |
||
Ленинградским телефонным |
заводом система автоматической по |
||||||
ж а р н о й сигнализации |
типа |
СПЛО-ЗОм, отвечающая требованиям |
|||||
Регистра |
Союза С С Р . |
Она работает в комплекте с |
извещателями, |
||||
имеющими нормально |
замкнутые контакты: П К И Л - 4 м 2 , |
АТИМ - 3, |
|||||
ТРВ - 1 и т. п., которые включают станцию через |
релейные кон |
||||||
такты Р К И М - 2 . СПЛО-ЗОм рассчитана на |
30 лучей. |
Срабатывание |
|||||
извещателей регистрируется |
оптическими |
и звуковыми |
сигналами, |
||||
при этом |
указывается номер |
луча и характер сигнала. |
Н а |
станции |
предусмотрены автоматическое включение внешних сигналов тре
воги, |
контроль |
за напряжением |
батарей, контроль за исправ |
ностью |
линий |
и предохранителей. |
Н а п р я ж е н и е установки — 24 В |
102
постоянного тока, сила контрольного тока |
в л у ч е — |
18—19 |
мА. Со |
||
противление проводов должно быть не |
более |
50 |
Ом. |
|
|
П р и е м н а я станция работает следующим образом |
(рис. |
22). |
|||
Реле Р1 при нормальном состоянии линии находится под током, |
|||||
но благодаря тому, что направление обмоток / |
и |
/ / |
встречное, |
||
якорь реле не притянут. При срабатывании |
извещателя |
происходит |
последовательно обрыв и восстановление линии. При обрыве об мотка / и реле Р1 обесточиваются, якорь притянут. При этом пи
тание подается |
на |
л а м п ы ЛК и реле |
Р2. Реле Р2 срабатывает и |
||
блокируется в этом |
положении, получая питание через |
собственный |
|||
PI |
|
Р2 |
|
|
|
|
|
РТ |
|
|
|
|
I. |
|
РВС |
. |
к |
|
|
|
„Тревога" |
||
|
|
~ |
|
|
Внешним |
ЛК |
|
|
- |
сигналам |
|
|
+ • |
|
|
|
|
ли |
|
+ • |
|
|
|
- е - |
|
|
РП |
|
|
|
|
|
Повреждение |
|
|
Рис. |
22. |
Принципиальная схема |
станции СПЛО-ЗОм. |
|
контакт. При последующем восстановлении линии токи в обмотках
реле Р1 |
уравновесятся |
и реле отпустит якорь, цепь |
реле |
тревоги |
|||||||
РТ и номерной лампы |
ЛИ |
замкнется . Реле РТ срабатывает, |
вклю |
||||||||
чается табло |
« П о ж а р » |
и |
одновременно |
срабатывает |
реле |
внешней |
|||||
сигнализации |
РВС, |
которое включает |
колокола |
громкого |
боя |
на |
|||||
судне. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При |
обрыве одного |
из проводов луча обмотка / |
обесточится, |
||||||||
реле Р1 |
сработает, |
включится л а м п а Л К и реле |
Р2. |
При этом |
пи |
||||||
тание будет подаваться на реле повреждений РП, |
которое |
мед |
|||||||||
ленно включается |
(замедление осуществляется с |
помощью |
термо |
реле, не показанного на схеме) . Время замедления подобрано та
ким |
образом, |
что |
при |
сигнале |
« П о ж а р » |
реле |
РТ |
срабатывает |
||||||||||
раньше |
РП. |
Если |
восстановления |
линии |
не |
произойдет |
за |
это |
||||||||||
время |
|
(обрыв |
линии), |
реле |
РТ |
не |
сработает, |
но |
зато |
включится |
||||||||
реле |
РП — з а ж и г а е т с я |
табло |
«Повреждение», |
звучит |
сигнальный |
|||||||||||||
звонок |
Зв. |
При |
коротком замыкании |
проводов |
луча |
ток |
в |
обмотке |
||||||||||
/ будет |
больше, |
чем в |
обмотке |
/ / , |
так как |
сопротивление |
в |
луче |
||||||||||
шунтируется. В результате сработает |
реле Р1, |
затем |
Р2, |
загорится |
||||||||||||||
л а м п а |
ЛК |
и |
вступит в |
действие |
реле |
РП. |
Характер |
повреждения |
103
определяется с помощью миллиамперметра, встроенного в корпус
станции. В схеме станции применены |
малогабаритные круглые |
||||
реле типа |
РКМ и |
роликовые |
ключи |
типа |
КТРО. |
Система СПЛО-ЗОм имеет недостатки: а) состояние луча кон |
|||||
тролируется |
только |
на участке |
приемная |
станция — релейный ком |
плект; б) проверка работоспособности отдельных узлов приемной
станции не |
предусмотрена; в) отсутствует |
возможность |
работы |
|||
с бесконтактными |
датчиками . |
|
|
|
|
|
Р а з р а б о т а н н а я |
О К Б Псковского завода |
АТС система |
пожарной |
|||
сигнализации |
Т О Л - 1 0 / 5 0 с предназначена |
для |
установки |
на |
судах |
сгххххюооо
|
|
|
|
If 5 S 7 «js 1j п |
1'I |
15 |
16 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
/ |
г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L |
|
|
|
|
|
|
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
17 |
К блокам |
fj |
2-5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Рис. 23. Блок-схема |
станции пожарной сигнализации |
ТОЛ-10'50с. |
|
|||||||
|
/ — блок |
питания; 2 — электронный |
зуммер; |
3 — пожарные |
извещатели; |
|
|||||
|
4—13 — лучи; |
14—общестанцнонный |
блок |
и |
блок |
лучевого комплекта |
|
||||
|
К° ]; 15 — счетчик сигналов тревоги; |
16 — счетчик |
ревизий; |
17 — сигналь |
|
||||||
|
|
|
|
ное устройство. |
|
|
|
|
|
||
с неограниченным районом плавания . Она принимает |
сигнал |
о по |
|||||||||
ж а р е |
от любого |
типа |
извещателей, |
р а б о т а ю щ и х |
на |
размыкание |
|||||
контактов или на увеличение сопротивления |
в несколько раз, |
и по |
|||||||||
д а е т |
звуковой |
и |
световой сигнал. Станция |
имеет |
незащищенный |
код. В установке предусмотрен автоматический контроль за со
стоянием |
всех лучей, достоверностью |
сигнала тревоги. Исправность |
||||
луча контролирует |
постоянный |
ток, |
достоверность сигнала — пере |
|||
менный. |
Емкость |
станции — 50 |
лучей, |
одного блока — 10 |
лучей |
|
(рис. 23). |
К а ж д ы й |
луч может включать |
до 20 извещателей. |
В уста |
новку могут подключаться автоматические бесконтактные п о ж а р
ные |
извещатели |
типа Д П М и Д П М Д через |
специальное переход |
ное |
устройство |
П О С Т - 1 . Питание приемной |
станции осуществля |
ется |
от постоянного источника напряжением 24 ± 2 В мощностью |
||
не |
менее 100 |
Вт. |
|
П р и е м н а я станция ТОЛ-10/50с регистрирует сигналы тревоги; фиксирует повреждения звуковыми и оптическими сигналами; обес печивает автоматический контроль за состоянием любого луча; автоматически сигнализирует о перегорании предохранителей, кои-
104
тролирует наличие питания; автоматически переключается с ос новного на резервный источник питания. С пульта этой станции можно вручную включать и выключать внешние сигналы тревоги, проверять работоспособность станции при участии всех извеща
телей |
проверяемого |
луча, вести |
телефонные переговоры. |
|||
Станция пригодна |
д л я |
работы |
с ручными |
пожарными |
извеща- |
|
телями |
П К И Л - 4 м 2 |
и |
автоматическими |
тепловыми |
АТИМ - 3, |
*Л2
Рис. |
24. Схема включения извещателей в луч ТОЛ-10/50с. |
|
|||||
М Д П И - 0 2 8 |
и |
Т Р В - 1 . Схема |
включения |
извещателей |
в луч |
пока |
|
зана на рис. |
24. |
|
|
|
|
|
|
§ |
13. |
Системы |
п о ж а р н о й с и г н а л и з а ц и и с дымовыми |
||||
|
|
и световыми |
и з в е щ а т е л я м и |
|
|
||
В |
зависимости |
от |
принципа |
обнаружения |
следов |
дыма |
или пламени системы пожарной сигнализации можно разделить на следующие три вида: 1) с косвенным обнаружением следов дыма в воздухе; 2) с непосредственным контактным обнаружением сле дов д ы м а в воздухе; 3) реагирующие на ультрафиолетовый спектр пламени при пожаре . Основным звеном этих систем сигнализации является чувствительный элемент извещателя или контролирую щего прибора (датчик) . В настоящий момент наиболее распростра нены: а) фотоэлементы различных типов; б) ионизационные ка меры; в) излучатели гамма - частиц; г) извещатели, основанные на отражении света (световые).
В качестве извещателя, реагирующего на появление дыма или пламени, чаще применяют фотоэлементы, действующие на прин ципе фотоэффекта. Явление фотоэффекта заключается в том, что при освещении поверхности металлов или полупроводников час тицы лучистой энергии вырывают электроны из атомов освещае мого вещества. Существуют три типа фотоэлементов: с внешним и внутренним фотоэффектом и вентильный фотоэлемент (в запираю щем слое) . Фотоэлементы с внешним фотоэффектом основаны на способности света вырывать электроны с поверхности некоторых металлов; фотоэлементы с внутренним фотоэффектом — на свой стве полупроводников изменять электропроводность под действием
105
световой энергии. В вентильном фотоэлементе электроны под воз действием света переходят из полупроводника в проводник, отде
ленный тонким |
изоляционным |
слоем |
(так называемым |
запираю |
щ и м ) . При этом |
м е ж д у слоями |
двух |
веществ возникает |
разность |
потенциалов. |
|
|
|
|
Фотоэлементы с внешним фотоэффектом использованы, напри мер, в системе дымовой пожарной сигнализации «Рич Аудио» на теплоходе «Грузия».
Устройство фотоэлемента с внешним фотоэффектом весьма не
сложно . Он представляет собой стеклянный баллон, |
в котором соз |
|||||||||||
дан высокий вакуум. Иногда |
баллон заполнен |
весьма |
разреженными |
|||||||||
(под давлением 0,001—0,01 |
мм рт. ст.) |
газами (гелий, |
аргон, |
неон, |
||||||||
|
|
|
|
|
криптон |
и д р . ) ; такой фотоэле- |
||||||
|
|
|
|
|
мент |
называется |
газонапол |
|||||
|
|
|
|
|
ненным |
(рис. |
25). |
|
||||
|
|
|
|
|
|
В |
баллон |
1 |
(см. рис. 25) |
|||
|
|
;=; |
U=U0+Un |
|
впаяны сетчатый |
анод 2 |
(иног |
|||||
|
|
|
|
|
да он имеет вид кольца) |
и ка |
||||||
|
|
|
|
|
тод |
3. |
Катод — это |
пластинка, |
||||
|
|
|
|
|
покрытая |
слоем |
металла, |
спо |
||||
+ U U - |
|
|
|
собного |
испускать |
электроны |
||||||
|
Эскиз (а) и схема (б) |
|
под |
|
воздействием |
лучистой |
||||||
Рис. 25. |
включе |
энергии. К таким |
м е т а л л а м от |
|||||||||
|
ния |
фотоэлемента. |
|
носятся, например, натрий, ли |
||||||||
|
|
|
|
|
тий, цезий или их сплавы. |
|||||||
Часто |
слой |
этого |
м е т а л л а |
наносят |
на |
внутреннюю |
сторону |
бал |
лона. Выводы от катода и анода находятся снаружи для подклю
чения |
к электрической |
цепи. |
В |
газонаполненных |
фотоэлементах за счет вторичного явления |
ионизации газа фототоки больше, чем в вакуумных, но зато они отличаются некоторой инерционностью. Вакуумные фотоэлементы реагируют на появление огня практически мгновенно, нарастание тока в газонаполненном фотоэлементе отстает от нарастания све тового потока.
Отечественная промышленность выпускает следующие типы фотоэлементов с внешним фотоэффектом: 1) газонаполненные с кис- лородно-цезиевым катодом Ц Г , ЦГ-2, ЦГ - 3 , ЦГ - 4, ЦГТ - 4; 2) цезие-
вые |
вакуумные |
Ц В - 1 , ЦВ - 3 , |
ЦВ - 4; 3) вакуумные с |
сурьмяно-цезие- |
вым |
катодом СУВ-4, С Ц В - 5 |
1 ; 4) газонаполненные |
с сурьмяно-це- |
|
зиевым катодом |
СЦГ - 4; Ц Г - 5 1 . |
|
||
Фотоэлемент |
с внутренним фотоэффектом или |
фотосопротивле |
нием обычно выполнен из селена или сернистого таллия, у которых внутренний фотоэффект проявляется наиболее интенсивно ( р и с . 2 6 ) .
Тонкий слой селена или сернистого таллия нанесен на решетки тонких проводников. Вследствие изменения его сопротивления от
освещенности |
меняется и сила тока в цепи. Преимущество |
фото |
||||
сопротивлений |
перед |
фотоэлементами |
с внешним |
фотоэффектом |
||
в |
их высокой |
чувствительности в области инфракрасных |
лучей. |
|||
К |
числу недостатков |
следует отнести |
нелинейность |
характеристик, |
106
значительную инерционность, |
большую частотную и температур |
ную погрешность, некоторую |
нестабильность характеристик . |
Вентильные фотоэлементы |
(рис. 27) состоят из стальной про |
кладки, являющейся электродом, на которую нанесен слой селена. Поверх него нанесен тонкий изолирующий (запирающий) слой; запирающий слой покрыт полупрозрачной пленкой золота, являю
щейся другим |
электродом. Пр и прохождении светового тока через |
||
пленку золота |
на границе з а п и р а ю щ е г о |
слоя создается вентильный |
|
фотоэффект, |
который используется как |
источник самостоятельной |
|
э. д. с. при |
замыкании внешней электрической цепи через сопро- |
/2
Wv/7/)
|
|
|
|
|
|
|
|
Л |
|
МЛ |
1ч> |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||
Рис. 26. |
Схема |
фотосопро- |
Рис. 27. Схема включения вентильного фо |
|||||
тив.пения |
с |
внутренним |
|
тоэлемента. |
|
|||
фотоэффектом. |
|
/ — стальная |
прокладка; 2 — с е л е н ; 3 — запираю |
|||||
/ — слой |
селена |
или |
сернистого |
щий слой; 4 — полупрозрачная |
пленка золота. |
|||
таллия; |
2 |
и 3—решетки |
тон |
|
|
|
||
ких |
проводников. |
|
|
|
|
|||
тивление |
нагрузки |
Ra. |
Достоинствами |
вентильных |
фотоэлементов |
являются отсутствие внешнего источника питания, большая чув
ствительность |
(у |
селенового фотоэлемента она |
равна |
200— |
||
500 м к А / л м ) |
и близость спектральной характеристики к макси |
|||||
мальной чувствительности человеческого глаза . |
|
|
||||
Вследствие |
того |
что |
абсолютные величины фототоков |
очень |
||
незначительны |
(в пределах 500 мкА), фотоэлементы в современ |
|||||
ной |
технике |
используют |
с усилителями. Совокупность фотоэле |
|||
мента с ламповым усилителем и электромагнитным |
реле на |
выходе |
||||
н а з в а н а фотореле. Фотореле может действовать |
на постоянном |
|||||
токе |
(рис. 28). |
|
|
|
|
Смещение на сетке л а м п ы подбирают таким образом, чтобы при затемненном фотоэлементе л а м п а была «заперта» (анодный ток равен нулю) . Пр и освещении фотоэлемента в цепи его возникает электрический ток, смещение на сетке л а м п ы благодаря падению напряжения на Rc от фототока изменится, через анодную цепь лампы потечет ток, величина которого будет зависеть от началь ного смещения на сетке лампы, анодного напряжения и освещен ности фотоэлемента. П о д б и р а я указанные параметры, можно
107