2. Ультрафиолетовые и инфракрасные извещатели пламени.

Рассмотрим первую группу извещателей.

Ультрафиолетовый извещатель пламени с помощью высоковольтного газоразрядного индикатора постоянно контролирует мощность излучения в спектральном диапазоне 220-280 мкм. При появлении возгорания резко повышается интенсивность разрядов между электродами индикатора, что и фиксируется при превышении порога излучателем. Один такой извещатель может контролировать до 200 кв. м поверхности при высоте установки до 20 м. Инерционность его срабатывания не превышает 5 секунд.

Этот вид датчиков стал использоваться в системах пожарной сигнализации не так давно, однако с каждым днем он становится все популярнее. Чаще всего производители УФ-датчиков используют диапазон от 185 до 280 нм -область жесткого ультрафиолета. Земная атмосфера Земли защищает нас от жестких солнечных УФ-лучей, в результате до земной поверхности никогда не доходят лучи с длиной волны меньше 286 нм. Именно поэтому ультрафиолетовые датчики не реагируют на солнечное излучение, которое является мощным источником оптических помех. Доля ультрафиолета в общем потоке излучения нагретого тела сильно зависит от его температуры. Так, практически все излучение в сильно разогретых телах (лампах накаливания, галогенных и люминесцентных лампах, печах и др.) приходится на видимую и инфракрасную области спектра. Вот почему ультрафиолетовые извещатели довольно помехоустойчивы к нагретым телам и частям оборудования. Еще одним преимуществом УФ-датчиков можно считать быстроту реагирования от 0,5 с (за счет чего ими можно контролировать взрыв) и большую дальность обнаружения - до 80 м. Однако стоит помнить о том, что расстояние до очага пламени прямо пропорционально площади, охваченной огнем, то есть чем больше дальность обнаружения, тем больше должна быть площадь возгорания. Согласно ГОСТ Р53325-2009 извещатели 1-го класса чувствительности обнаруживают очаги ТП-5 и ТП-6 на расстоянии 25 м - это оптимальная зона контроля. УФ-излучение интенсивно поглощается дымом, газами и парами многих горючих веществ, таких как аммиак, нитробензол, ацетон, бензол, фенол, этанол, сероводород и др., поэтому при горении, например, очага ТП-5 большая дальность обнаружения теряет всякий смысл. Ложное срабатывание УФ-извещателей могут вызвать рентгеновские лучи, гамма-излучение, а также излучение, возникающее при электродуговой сварке, разряде молнии и высоковольтной дуге. Ультрафиолетовые датчики чувствительны к запыленности помещения, поэтому требуют постоянного ухода за чувствительным оптическим элементом. Нецелесообразно использовать их в помещениях, где в процессе производства выделяется пыль и горючие газы, в зонах резки металла, а также в покрасочных камерах.

Рассмотрим инфракрасные извещатели.

Энергия в спектре у различных горючих веществ распределяется неравномерно - более 80% ее приходится на инфракрасную часть - самую большую часть спектра излучения. Все тела без исключения, твердые и жидкие, нагретые до определенной температуры, излучают энергию в инфракрасном спектре. При этом длины волн, излучаемые телом, зависят от температуры нагревания: чем выше температура, тем короче длина волны и выше интенсивность излучения. Мощным источником ИК-излучения является солнце, поэтому однодиапазонные извещатели пламени могут выдать ложный сигнал о пожаре из-за воздействия солнечных лучей. Такие датчики применяют только в простых условиях -там, где нет мощных источников помех: теневых зонах помещения или на складах хранения различных материалов.

Пожарные извещатели, реагирующие на ИК излучение пламени очага загорания по принципу действия разделяются на три вида: * извещатели, реагирующие на эффект пульсации (мерцания) ИК излучения пламени обнаруживаемого очага загорания, где за полезный сигнал принимается только его изменение с частотой от 2 до 40 Гц (пульсация), характерное для свободного горения материалов. * извещатели, реагирующие на постоянную составляющую пламени; * извещатели, реагирующие на излучение в различных диапазонах спектра ИК излучения (многодиапазонные датчики).

Для реализации извещателей идентифицирующих пламя по эффекту пульсации необходимо иметь приемник излучения, способный фиксировать низкочастотные колебания пламени в диапазоне от 2 до 20 Гц. Популярность этого метода связана с тем, что в очагах пожара, как правило, имеют место низкочастотные колебания интенсивности излучения пламени, а изменение интенсивности излучения — необходимое условие для работы подавляющего большинства приемников излучения, будь то пироприемник, фотодиод или фоторезистор. Определенным преимуществом обладают пироприемники — широкополосные приемники ИК-излучения. Ведущие иностранные производители используют их практически во всех своих разработках. Однако всем использующим пироприемник датчикам пламени для надежной его идентификации требуется от единиц до десятков секунд. Специальные режимы настройки датчика способны обеспечить минимальное время срабатывания 25-30 мс, но ценой резкого снижения чувствительности и помехозащищенности. Попадание в поле зрения чувствительного элемента колеблющихся с аналогичной частотой световых приборов (мерцание мигалок, вращающиеся маячки на погрузчиках и спецтехнике) создает оптическую помеху для приборов этого типа. Проблема решается путем установки микропроцессорной обработки сигнала с использованием более сложных алгоритмов.

Использование в одном устройстве двух-трех ИК-каналов, работающих в разных диапазонах, решает проблему с мощными оптическими помехами. Логично, что, получив подтверждающую информацию из нескольких каналов, можно сделать правильный вывод об источнике излучения, поэтому комбинация нескольких ИК-каналов и микропроцессорной обработки делает многодиапазонные датчики наиболее совершенными и помехоустойчивыми. ИК-излучение хорошо проникает сквозь дым, пыль, гарь, копоть, загрязнения чувствительного элемента -такой тип датчиков незаменим в производственных цехах, ремонтных депо, на промышленных и особо ответственных объектах.

Чтобы свести к минимуму количество ложных срабатываний, часть производителей выпускают датчики, реагирующие на два спектра излучения - ультрафиолетовый и инфракрасный. Здесь используется принцип спектральной селекции. Для реализации этого метода выбираются несколько приемников (или один матричный многодиапазонный), способных реагировать на излучение в различных участках спектров излучения источника. Как правило, такие датчики имеют высокую степень защиты оболочки, взрывобезопасное исполнение и используются на особо ответственных объектах нефтегазового комплекса.