Ответы по Производственной и Пожарной Автоматике

1 Вопрос. Классификация пожарных извещателей по виду контролируемого признака пожара.

Пожарные и охранно-пожарные извещатели классифицируются по целому ряду признаков: по виду контролируемого признака пожара (тепловые, дымо­вые, пламени и комбинированные извещатели); по виду контролируемой зоны (точечные, линейные, объемные и комбинированные извещатели); по виду порога срабатывания (максимальные, дифференциальные и максимально-дифференциальные извещатели); по принципу действия чувствительного элемента.

Наибольшее распространение в автоматических системах пожарной сигнализации получили тепловые и дымовые пожарные извещатели. Это объясняется как спецификой начальной фазы процесса горения большинства пожароопасных веществ, так и относительно простой схемой и конструкцией этих извещателей.

В тепловых пожарных извещателях широко используется термоэлектрический эффект, изменение при определенных температурах магнитных свойств ферромагнитных материалов, механических свойств легкоплавких спаев, электропроводности полупроводниковых материалов, линейных размеров металлов и др. В табл. 6.5 приведены характеристики ряда тепловых пожарных изве-щателей.

Дымовые пожарные извещатели, наиболее широко используемые у нас в стране и за рубежом, по принципу действия разделяются на ионизационные (радиоизотопные) и фотоэлектрические.

В радиоизотопных извещателях осуществляется непрерывный контроль ионизационного тока измерительной камеры, открытой для доступа дыма, его сравнение с током контрольной камеры, изолированной от внешней среды, и формирование сигнала о загорании при превышении порогового значения отношения этих токов. Ионизация воздушной среды в соответствующих камерах осуществляется источником радиоактивного излучения.

Достоинством таких извещателей является способность практически одинаково реагировать как на светлый, так и на темный дым.

Фотоэлектрические дымовые пожарные извещатели подразделяются на линейные и точечные.

Устройство линейных дымовых пожарных извещателей основано на принципе ослабления электромагнитного излучения между разнесенными в про­странстве источником излучения и фотоприемником под воздействием частиц дыма. К достоинствам линейных дымовых извещателей можно отнести большую дальность действия (до 100 м). Линейные дымовые пожарные извещатели хорошо реагируют как на темный, так и на серый дым.

К недостаткам следует отнести необходимость прямой видимости между источником и приемником излучения, а также накопление пыли на линзовой оптике или защищающих конструктивных элементах.

В точечных фотоэлектрических дымовых пожарных извещателях используется принцип регистрации оптического излучения, отраженного от частиц дыма, попадающих в дымовую камеру извещателя. Точечные фотоэлектрические дымовые пожарные извещатели имеют высокую чувствительность к светлому и серому дыму, малую инерционность и по этим параметрам не уступают радиоизотопным. Их недостаток — слабая чувствительность к темному дыму.

Извещатели пламени, реагирующие на излучение открытого пламени, наибольшее развитие получили в тех отраслях промышленности, где используются взрывоопасные материалы, легковоспламеняющиеся жидкости, горючие газы. Основные преимущества извещателей пламени по сравнению с тепловыми и дымовыми: повышенное быстродействие, независимость времени срабатывания от направления воздушных потоков в защищаемом помещении, высоты потолков перекрытий, объема и конфигурации помещений. Однако с извещателями пламени в большей степени связана проблема обеспечения требуемой помехозащищенности от прямого и отраженного излучения источников естественного и искусственного освещения, от излучения нагретых частиц технологического оборудования, от грозовых разрядов и т. п. Решение этой проблемы приводит к усложнению схем и конструкции данных приборов.

Классификация пожарных извещателей по виду контролируемого признака пожара

о возможности восстановления работоспособности после срабатывания различают извещатели однократного и многократного действия. Извещатели однократного действия (невосстанавливаемые) в настоящее время во вновь проектируемых системах пожарной сигнализации не применяются, но на объектах их еще достаточно много.

По способу приведения в действие пожарные извещатели подразделяют на автоматические и ручные. Ручные извещатели предназначены для ручного включения сигнала пожарной тревоги в системах пожарной сигнализации и пожаротушения. Они обеспечивают передачу в шлейф пожарной сигнализации тревожного извещения при включении приводного элемента (рычага, кнопки, хрупкого элемента или иного приспособления, предназначенного для перевода извещателя из дежурного режима в режим выдачи тревожного извещения при помощи механического воздействия). Технические требования, предъявляемые к ручным извещателям, изложены в НПБ 70-98. В отличие от ручных, автоматические извещатели реагируют на факторы, сопутствующие пожару, автоматически.

По виду контролируемого признака пожара автоматические извещатели подразделяют на следующие группы: тепловые, дымовые, пламени, газовые и комбинированные.

Тепловые извещатели являются средствами обнаружения конвективного тепла от очага пожара и реагируют на повышение температуры окружающей среды. Технические требования, предъявляемые к тепловым извещателям, изложены в НПБ 85-2000.

Дымовые извещатели являются средствами обнаружения аэрозольных продуктов термического разложения и реагируют на частицы твердых или жидких продуктов горения или пиролиза в атмосфере. На начальной стадии пожара в результате процесса медленного горения выделяется большое количество дыма, представляющего собой совокупность твердых частиц, взвешенных в воздухе или другой газообразной среде. Дымовые извещатели построены, исходя из двух принципов обнаружения дыма: оптического и ионизационного. Принцип действия ионизационных (радиоизотопных) извещателей основан на изменении электрических параметров радиоизотопной камеры. Эта камера является чувствительным элементом дымового извещателя и определяет его основные характеристики. Принцип действия оптических (оптико-электронных) извещателей основан на контроле оптической плотности среды. Контролируя оптические свойства среды, дым можно обнаружить двумя способами: по ослаблению первичного светового потока (за счет уменьшения прозрачности окружающей среды) и по интенсивности отраженного (рассеянного) светового потока частицами, из которых состоит дым. Технические требования на дымовые оптические извещатели изложены в НПБ 65-97, на дымовые ионизационные - в НПБ 81-99, на дымовые линейные - в НПБ 82-99.

Пожарные извещатели пламени являются средствами обнаружения оптического излучения пламени очага пожара и реагируют на электромагнитное излучение пламени или тлеющего очага пожара. Пожар в любой стадии сопровождается процессом возникновения электромагнитного излучения в оптическом диапазоне, который в зависимости от длины волны подразделяется на ультрафиолетовый (УФ), видимый и инфракрасный (ИК). Излучение очага пожара в зависимости от температуры горения и вида химической реакции имеет различный спектральный состав. Спектр излучения пламени достаточно сложный, однако для каждого конкретного состава горючих веществ характерен определенный вид спектра. Чувствительный элемент извещателя пламени представляет собой преобразователь электромагнитного излучения в электрический сигнал и реагирует на электромагнитное излучение пламени в ИК, видимом или УФ-диапазоне длин волн, в соответствии со спектром электромагнитного излучения. Преобразователи видимого излучения практически не используются в связи с существенными трудностями в обеспечении помехозащищенности. Наибольшей чувствительностью обладают извещатели пламени на основе УФ-преобразователей. Однако их использование накладывает ряд ограничений на эксплуатационные характеристики извещателей. Это и низкое значение фоновой освещенности, и малый срок службы, и высокое напряжение питания. Кроме того, к недостаткам УФ-преобразователей следует отнести невозможность регистрации низкотемпературных очагов и повышенную чувствительность к ионизирующим излучениям. Вследствие указанных причин, извещатели УФ-излучения до сих пор не нашли широкого применения. Многодиапазонные извещатели реагируют на электромагнитное излучение пламени в двух или более участках спектра. Технические требования, предъявляемые к извещателям пламени, изложены в НПБ 72-98.

Газовые извещатели являются средствами обнаружения невидимых газообразных продуктов термического разложения и реагируют на газы, выделяющиеся при тлении или горении материалов. В газовых извещателях, в основном, применяются полупроводниковые газовые сенсоры и датчики на основе электрохимических преобразователей. Технические требования, предъявляемые к газовым извещателям, изложены в НПБ 71-98.

Комбинированные извещатели совмещают контроль нескольких факторов пожара одновременно и бывают теплодымовыми, светодымовыми, теплосветовыми и т.д. Наибольшее распространение получили теплодымовые извещатели, в которых сигнал тревоги формируется при срабатывании либо дымового канала, либо теплового. Комбинированные извещатели обеспечивают более надежное обнаружение пожара, однако при их применении следует учитывать, что зона защиты рассчитывается по одному признаку пожара, а второй признак является дополнительным.

По характеру реакции на контролируемый признак пожара извещатели подразделяют на максимальные, дифференциальные и максимально-дифференциальные. Максимальные извещатели фиксируют наличие первичного признака пожара по превышению порога, заданного в абсолютной величине (конкретное значение концентрации дыма, оптической плотности, температуры окружающего воздуха и т.д.). Дифференциальные извещатели реагируют на превышение порога по скорости изменения контролируемого признака. Максимально-дифференциальные извещатели реагируют на превышение порога как по абсолютной величине, так и по скорости изменения контролируемого признака.

По способу электропитания извещатели подразделяют на питаемые по шлейфу (двухпроводное включение), питаемые по отдельному проводу (четырехпроводное включение) и автономные.

По конфигурации зоны обнаружения различают точечные, многоточечные и линейные извещатели. Точечный извещатель реагирует на наличие факторов пожара в компактной зоне. Многоточечный извещатель обеспечивает мониторинг пожарной обстановки в защищаемом помещении посредством контроля наличия факторов пожара в нескольких, распределенных в пространстве, компактных зонах. Линейный извещатель реагирует на факторы пожара в протяженной, линейной зоне.

По возможности установки адреса извещатели подразделяют на адресные и неадресные. Адресные извещатели передают на приемно-контрольный прибор не только извещение о пожаре, но и код своего адреса, по которому можно определить его местоположение.

По виду передаваемой информации пожарные извещатели подразделяются на пороговые, многопороговые и аналоговые. Пороговые извещатели передают на приемно-контрольный прибор сигнал о пожаре при обнаружении превышения первичным признаком заданного уровня (по абсолютному значению или скорости). Многопороговые извещатели способны различать несколько уровней контролируемых параметров с формированием соответствующих извещений. Аналоговые извещатели обеспечивают передачу на приемно-контрольный прибор информации о текущем значении контролируемого параметра (как правило, в цифровом виде), поэтому их несколько некорректно называть извещателями, а было бы правильнее именовать датчиками.

Немаловажное значение имеет классификация пороговых неадресных извещателей по видам формируемых выходных сигналов (стабилизатор напряжения, ограничитель тока, реле с нормально-замкнутыми или нормально-разомкнутыми контактами), так как это определяет возможность их совместимости с различными приемно-контрольными приборами.

Кроме того, по способам обнаружения первичного признака пожара извещатели могут подразделяться на различные группы, например:

тепловые (с использованием термо-ЭДС, линейного или объемного расширения, эффекта Холла, с использованием зависимости от температуры электрического сопротивления, магнитной индукции, модуля упругости и т.п.);

дымовые (оптические и ионизационные);

пламени (ультрафиолетового, инфракрасного и видимого спектров излучения, а также многодиапазонные);

газовые (по видам обнаруживаемых газов).

Иногда извещатели подразделяют также по наличию у них некоторых специальных функций, таких как компенсация запыленности, самоконтроль работоспособности, возможность программирования параметров и тактики работы или наличие специальных защит. Существуют и другие отличительные особенности извещателей, по которым их можно классифицировать. Таких особенностей становится все больше и больше, принимая во внимание тот факт, что прогресс не стоит на месте.