Статьи

К списку статей

Чувствительность дымового извещателя и его контроль

Около 90% пожаров по статистике начинаются с тления материалов, поэтому дымовые пожарные извещатели на большинстве объектов являются эффективным средством защиты от пожара. Современные дымовые пожарные извещатели обнаруживают пожароопасную ситуацию на раннем этапе, при задымлении верхней части помещения, и обеспечивают реальную защиту жизни людей и материальных ценностей. Для обеспечения требуемой скорости обнаружения очага дымовой извещатель должен иметь высокую чувствительность. На этапе эксплуатации крайне важно контролировать чувствительность извещателей и ее соответствие заданному диапазону. В статье рассматриваются способы стабилизации и контроля чувствительности точечных дымовых пожарных извещателей.

Конечно, о чувствительности и о ее контроле имеет смысл вести речь, если конструкция, схемотехника, элементная база и технология изготовления дымовоых извещателей обеспечивают стабильность характеристик, т.е. имеется незначительный разброс по чувствительности от экземпляра к экземпляру - при изменении направления и скорости воздушного потока, при изменении напряжения питания, температуры окружающей среды и влажности. По НПБ 65-97 « Извещатели пожарные оптико-электронные. Общие технические требования. Методы испытаний», по п. 4.1.4., чувствительность оптических извещателей выбирают в пределах 0,05-0,2 дБ/м. Причем от экземпляра к экземпляру чувствительность не должна отличаться в 1,3 раза (п. 5.3.4.3.). По п. 4.1.5. в технической документации на оптический извещатель с дискретным выходным сигналом должно устанавливаться конкретное значение чувствительности, по п. 4.1.6. в технической документации на конкретный оптический извещатель с аналоговым выходным сигналом должен устанавливаться диапазон значений чувствительности. Однако обычно в паспортах на дымовые извещатели российского производства «конкретное значение чувствительности» указывается как 0,05-0,2 дБ/м, т.е. может отличаться в 4 раза! Для измерения чувствительности ДИПов на объекте требуется дорогостоящее импортное оборудование, которое практически недоступно в России. Пользуясь этим, некоторые производители загрубляют чувствительность в 1,5-2 раза для исключения «ложняков», «компенсируя» тем самым отрицательный эффект от удешевления конструкции, примитивных алгоритмов и отсутствия экранировки. Кроме того, по НПБ 65-97, допускается изменение чувствительности извещателей - при изменении ориентации к направлению воздушного потока в 1,6 раза, при изменении скорости воздушного потока в 0,625-1,6 раза, при изменении напряжения питания в 1,6 раза, при изменении температуры окружающей среды до +55° С в 1,6 раза, после воздействия пониженной температуры и влаги в 1,6 раза. Хотя при испытаниях чувствительность извещателей должна оставаться в пределах 0,05-0,2 дБ/м, одновременное воздействие нескольких факторов, что обычно и происходит на практике, может вызвать изменение чувствительности в широких пределах.
Несмотря на требования НПБ 65-97 «4.1.13. Оптические извещатели должны соответствовать на реальные дымы в тестовом помещении не проводятся. Соответственно, при разработке пожарных извещателей не проводится оптимизация чувствительности по различным тестовым дымам в реальных условиях, а стимулируется выпуск экзотических устройств, конструкция которых рассчитана на обнаружение только аэрозоли и только в дымовом канале с ограниченным сечением и с принудительной вентиляцией. Кроме того, результаты испытаний извещателей по тестовым очагам в помещении позволили сформировать общие требования к конструкции и установке. Например, по британскому стандарту BS5839 ч.1:2002 раздел 22 расстояние от чувствительного элемента теплового и дымового датчика до перекрытия должно быть не менее 25 мм и запрещена установка извещателей заподлицо, поскольку непосредственно у перекрытия остается прослойка чистого воздуха. Максимальное расстояние от перекрытия до чувствительного элемента теплового датчика должно быть не более 150 мм, а дымового - 600 мм.
Если чувствительность извещателя лежит в пределах 0,05-0,2 дБ/м, то извещатель активизируется при незначительном задымлении среды, при ослаблении оптического сигнала на дистанции в 1 м на 1,14-4,5%, соответственно, на дистанции 10 м - на 11-37%. По западным экспериментальным оценкам, при удельной оптической плотности дыма 0,2 дБ/м видимость составляет примерно 50 м. Учитывая, что на первом этапе развития очага задымление присутствует только в верхней части помещения, сигнал от дымового извещателя со стандартной чувствительностью порядка 0,1-0,12 дБ/м должен давать большие возможности по пресечению развития пожара, защите людей и имущества. Западные производители обычно указывают конкретное значение чувствительности и допуск на этикетке извещателя и много внимания уделяют обеспечению ее стабильности и возможности контроля при эксплуатации.

Принцип работы точечного дымового оптико-электронного извещателя

Рис. 1. Принцип действия дымового оптико-электронного извещателя

Принцип работы точечного дымового оптико-электронного извещателя 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 не видим, 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. 1а). При появлении частиц дыма часть излучения отражается от них и попадает на фотодиод (рис. 1б).
Для того чтобы данная модель реализовалась в виде дымового извещателя со стабильной чувствительностью в условиях внешних воздействий, необходима тщательно проработанная конструкция и схемотехника. Например, защиту от внешнего света обеспечивает дымовая камера, в которой размещаются светодиод и фотодиод. Принцип действия оптико-электронного пожарного извещателя определяет сильное влияние на его чувствительность и помехоустойчивость формы дымовой камеры, ее цвета, структуры поверхности и диаграмм направленности светодиода и фотодиода и их взаимного расположения в пространстве. При отсутствии дыма минимальный уровень сигнала от светодиода должен поступать на фотодиод. Для этого камера должна иметь черный цвет и матовую поверхность. Конструкция дымовой камеры должна одновременно обеспечивать свободный проход воздуха и значительное ослабление излучения от внешних источников света. Требования противоречивые, и их достаточно полное выполнение возможно при значительных затратах на исследовательские работы, на математическое и натурное моделирование.

Форма дымозахода и вентилируемость дымового извещателя

Для обеспечения стабильной чувствительности в реальных условиях, в отличие от дымового канала с ограниченным сечением и принудительной вентиляцией, большое значение имеют площадь дымозахода и его форма. У большинства европейских пожарных извещателей можно найти общие черты: плоскость дымозахода расположена перпендикулярно горизонтальному воздушному потоку, отдельные элементы конструкции корпуса образуют воронку, направляющую воздушный поток внутрь извещателя, и выступающая часть нижней крышки исключает обтекание корпуса снизу, стойки крепления нижней крышки исключают обтекание корпуса в горизонтальной плоскости (рис. 2).

Рис. 2. Формирование горизонтального дымозахода

Формирование горизонтального дымозахода Кроме того, обеспечивается максимальное соотношение площади дымозахода и внутреннего объема дымовой камеры. Для быстрого заполнения дымом конструкция корпуса извещателя и форма дымовой камеры должны обеспечивать минимальное аэродинамическое сопротивление при горизонтальных потоках вдоль потолка (основное направление движение дыма в помещении на первом этапе развития очага). Корпус извещателя имеет максимально открытый дымозаход и обеспечивает беспрепятственное проникновение дыма внутрь дымовой камеры. Защитная антистатическая синтетическая или металлическая сетка не является препятствием для воздушного потока, но надежно защищает камеру от мелких насекомых.
Для адекватной оценки состояния контролируемой зоны необходимо иметь информацию о ее состоянии в реальном масштабе временим. Например, если тепловой извещатель имеет сенсор значительной массы, на нагрев которого требуется значительное время, то результат измерения будет «точным» только при постоянной температуре. При повышении температуры измеренное значение будет всегда меньше действительного, причем ошибка увеличивается с повышением скорости изменения температуры. Точно так же в дымовом извещателе хорошая вентилируемость дымовой камеры определяет малую инерционность работы. А низкая вентилируемость увеличивает время срабатывания извещателя, что эквивалентно снижению реальной чувствительности при нарастании оптической плотности дыма. Эта задача аналогична проветриванию помещения: открыты форточки - вентилируемость очень слабая, атмосфера внутри и снаружи может значительно отличаться длительное время, открыты окна - вентиляция улучшается, но инерция остается значительной. Идеальная конструкция - это круглое помещение, в нашем случае круглая дымовая камера с полностью открытой боковой стенкой: инерция полностью отсутствует, концентрация дыма внутри и снаружи совершенно одинакова при горизонтальном потоке. В этом случае обеспечивается минимальное время реакции на пороговую концентрацию дыма и отсутствие зависимости чувствительности извещателя от скорости воздушного потока. Чрезвычайно важно сохранить высокую чувствительность извещателя при малых скоростях движения воздуха, что характерно для начального этапа развития ПОЖАРА.
Продолжение статьи
И. Неплохов, к.т.н., эксперт компании «Систем Сенсор»
"Алгоритм Безопасности" № 5, 2007 год.



Дымовые пожарные извещатели

Внешний вид ИПД 3.1М Внешний вид ИПД 3.1М
Извещатель пожарный дымовой оптико-электронный
245

Производитель Артон
Внешний вид ИПДЛ-Д-II/4Р исп.5 Внешний вид ИПДЛ-Д-II/4Р исп.5
Извещатель пожарный дымовой линейный двухпозиционный, рабочая дальность действия 100 м, Uпит.=8...28 В, Iпотр.=60 мА, -40...+50°C, IP65
8 980

Производитель Полисервис
Внешний вид ИПДЛ-52 СМД (8-80) Внешний вид ИПДЛ-52 СМД (8-80)
Извещатель дымовой оптический линейный, 2-х проводный, однопозиционный, дальность от 8...80 м, U-шс.10...30В, I-потр. 0.7 мА, IP40, t-раб.-30...+55°С, 135х120х105 мм
12 180

Производитель ИВС-Сигналспецавтоматика
Внешний вид ИПДЛ-52 СМД (8-100) Внешний вид ИПДЛ-52 СМД (8-100)
Извещатель дымовой оптический линейный, 2-х проводный, однопозиционный, дальность от 8...100 м, U-шс.10...30В, I-потр. 0.7 мА, IP40, t-раб.-30...+55°С, 135х120х105 мм
14 028

Производитель ИВС-Сигналспецавтоматика
Внешний вид ДИП-3СУ Внешний вид ДИП-3СУ
215

Производитель Ирсэт
Внешний вид ДИП-141 Внешний вид ДИП-141
Извещатель пожарный дымовой оптико-электронный для обнаружения загораний
231

Производитель Рубеж
Внешний вид ИП-212-90 Один дома-2 Внешний вид ИП-212-90 Один дома-2
Дымовой пожарный извещатель с системой самотестирования
278

Производитель Юнитест
Внешний вид ИПД 3.4 Внешний вид ИПД 3.4
Извещатель пожарный дымовой оптико-электронный автономный, сирена встроенная 85дБ, питание от батареи 9 В типа "Крона" (опция)
393

Производитель Артон
Внешний вид Артон-ДЛ Внешний вид Артон-ДЛ
Извещатель пожарный дымовой оптический линейный, двухпозиционный, дальность от 10...100 м, 2-х провод., U-пит.8...28В, I-потр.2 мА, t-раб.-30...+55°C, 67х100 мм
2 600

Производитель Артон
Внешний вид ИПДЛ-52 М (8-80) Внешний вид ИПДЛ-52 М (8-80)
Извещатель дымовой оптический линейный однопозиционный (8-80 метров)
12 180

Производитель ИВС-Сигналспецавтоматика
Найдено товаров: 167
1 2 3 4 5

Возврат к списку

Создание проекта системы видеонаблюдения всего за несколько минут;
Все РЕАЛЬНО: в т.ч. сектора наблюдения, параметры кабельных трасс;
Загрузка готовых планов и их масштабирование;
Спецификация обрудования и смета создается автоматически;
Дружелюбный интерфейс;
Индивидуальные настройки программы и оборудования.
Техподдержка встроена непосредственно в программу.
Регистрация занимает одну минуту.

ОТ ЗАПРОСА ДО ОФОРМЛЕННОГО ПРЕДЛОЖЕНИЯ - 15 МИНУТ