Статьи

К списку статей

Чувствительность дымового извещателя и его контроль.

В начало статьи
Конструкция дымовой камеры
Конструкция камеры должна одновременно удовлетворять ряду противоречивых требований, например, обеспечить свободный доступ для горизонтальных воздушных потоков и исключить влияние внешнего света, электромагнитных помех и пыли. Все крупные производители пожарных извещателей уделяют огромное внимание разработке оптической камеры, поскольку именно она определяет основные характеристики пожарных извещателей. Для решения этой сложнейшей технической задачи используются методы математического моделирования и экспериментальные исследования. Причем оптимизируются одновременно конструкция дымовой камеры, диаграммы направленности светодиода и фотодиода, а также их расположение. Поэтому «заимствование» конструкций оптических камер ведущих производителей, при использовании стандартных свето- и фотодиодов, с широкими диаграммами и с неотъюстированными оптическими осями, не дает удовлетворительных результатов. Вдобавок низкий уровень конструкторской проработки иногда приводит к «появлению» в дымовой камере электролитических конденсаторов, которых не удалось разместить в другом месте, а использование некачественного пластика вызывает деформацию первоначальной формы камеры.
Отношение уровня сигнала фотодиода, при котором активизируется извещатель, к величине фонового сигнала определяет его помехозащищенность. Для повышения чувствительности и помехоустойчивости при отсутствии дыма минимальный уровень сигнала должен поступать на фотодиод. Для этого камера изготавливается из пластика черного цвета и с матовой поверхностью. Кроме того, неизбежное накопление пыли, как правило, серого цвета, на стенках дымовой камеры, приводит к повышению сигнала фотодиода, что со временем вызывает ложные срабатывания. Излучение светодиода отражается от запыленных стенок оптической камеры так же, как от частиц дыма (рис. 3).
Отражение сигнала от стенок дымовой камеры
Рис. 3. Отражение сигнала от стенок дымовой камеры
Этот эффект определяет необходимость периодического проведения технического обслуживания дымовых оптико-электронных извещателей, которое заключается в разборке извещателя и чистке его дымовой камеры.
От конструкции дымовой камеры зависит, как быстро будет происходить увеличение сигнала фотодиода. При использовании неэффективной конструкции дымовой камеры ложные срабатывания могут возникать достаточно быстро. Причем нередко это не является признаком высокой чувствительности извещателя, а скорее говорит о нестабильности чувствительности и слабой защите от внешних воздействий. Максимально быстро этот процесс происходит, когда внутренняя сторона дымовой камеры имеет практически сплошную поверхность. В этом случае даже незначительное запыление которой приводит к увеличению отраженного сигнала, увеличению чувствительности и появлению ложных срабатываний. При дальнейшей эксплуатации такого извещателя сигнал может превысить уровень порога и режим ПОЖАР не будет сбрасываться даже при отключении питания. Для замедления этого процесса необходимо уменьшить площадь поверхности дымовой камеры, от которой происходит отражение сигнала. Например, по периметру дымовой камеры располагаются вертикальные пластинки с заостренными краями, обращенными внутрь дымовой камеры. Здесь основная часть излучения светодиода проходит между пластинками и лишь незначительная часть от узкой кромки отражается во внутрь дымовой камеры. Для уменьшения отражения от дна и крышки дымовой камеры их поверхность делают рифленой под определенным углом и используют свето- и фотодиоды с узкими диаграммами. В этом случае чувствительность сохраняется в допустимых пределах в течение нескольких лет.
Примеры конструкции дымовой камеры
Рис. 4. Примеры конструкции дымовой камеры
На рисунке 4а приведен пример тщательно проработанной конструкции дымовой камеры. Форма пластинок, расположенных по периметру дымовой камеры, выбрана исходя из требований максимального ослабления фонового освещения как от светодиода оптопары, так и от наружных источников света. Даже прямые лучи света попадают на фотодиод после минимум 4-кратного переотражения и ослабления на черной поверхности камеры. Одновременно использованная форма пластинок с плавными изгибами не вызывает резких изменений направления воздушного потока и обеспечивает хорошую вентилируемость дымовой камеры. Расположение свето- и фотодиода нарушает регулярность структуры дымозахода, в местах их установки возникает повышение аэродинамического сопротивления. Для выравнивания чувствительности по различным направлениям воздушных потоков используются дополнительные пластинки различной формы. Для удобства технического обслуживания эта дымовая камера выполнена из двух частей - из основания и крышки, пластинки которых совмещены на фото. Ясно видно, с какой тщательностью проведена экранировка фотодиода для защиты от электромагнитных помех.
На рисунке 4б приведен другой пример дымовой камеры: абсолютно круглая в горизонтальной плоскости с пластинками сложной формы, расположенными по ее периметру, обеспечивающими одновременно хорошую продуваемость со всех направлений и защиту от внешнего света. Здесь также обеспечивается 4-кратное переотражение внешнего излучения и практически полное его затухание. Незначительное аэродинамическое сопротивление определяет отсутствие снижения чувствительности при малых скоростях воздушного потока. Оптопара, расположенная на «втором этаже», чуть выше дымозахода, защищена от пыли, которая в основном скапливается на дне крышки дымовой камеры. Асимметричное расположение оптопары компенсируется дополнительными конструктивными элементами в центральной части крышки дымовой камеры, в которой также размещена и защитная сетка.
Минимальный разброс чувствительности извещателей от образца к образцу обеспечивается при использовании инфракрасных светодиодов и фотодиодов со стабильными характеристиками и с отъюстированными оптическими осями. Использование узких диаграмм направленности светодиода и фотодиода порядка ± 10° позволяет не только снизить освещение боковых стенок камеры, но создать высокий уровень освещения в центральной части дымовой камеры и уменьшить ток потребления извещателя в дежурном режиме. Таким образом, обеспечивается низкий уровень фонового сигнала, принимаемого фотодиодом, за счет переотражения от стенок камеры даже при их запылении.
Контроль чувствительности
Контроль чувствительности
Рис. 5. Универсальный адаптер MOD400R
Когда обеспечена стабильность чувствительности извещателей и используется высококачественная элементная база, обеспечивающая повторяемость характеристик, возможно обеспечить контроль отклонения чувствительности от номинального значения. В зарубежных извещателях прошлого века контролировался уровень фонового сигнала фотодиода в дежурном режиме. Через специальный разъем к извещателю подключался универсальный адаптер MOD400R (рис. 5), который импульсный сигнал преобразовывал в постоянное напряжение для измерения стандартным вольтметром. На этикетке извещателя указывались допустимые пределы изменения напряжения.
Например, для дымового извещателя 2151Е диапазон MOD400R составлял 0,80 - 1,37 В, при исходном значении около 1,1 В. В извещателях 2112/24 были установлены два дополнительных порога, соответствующие границам MOD400R, при достижении которых прекращалось мигание светодиодного индикатора (рис. 6).
Дополнительные пороги для контроля чувствительности
Рис. 6. Дополнительные пороги для контроля чувствительности
Таким образом, по дрейфу фонового сигнала контролировался уровень чувствительности дымового извещателя.
В современных извещателях с аналого-цифровыми преобразователями имеется возможность не только фиксировать выход чувствительности за допустимые пределы, но и застабилизировать ее на исходном уровне. Медленные изменения чувствительности компенсируются соответствующим изменением порога срабатывания (рис. 7), причем алгоритм работы должен учитывать возможность медленного нарастания оптической плотности дыма в реальных условиях.

Рис. 7. Компенсация изменения чувствительности
Уровни сигналов, соответствующие чистой среде, и величина компенсации хранятся в двоичном коде в энергонезависимой памяти и не стираются даже при длительном отключении питания. При помощи многофункционального пульта дистанционного управления (МПДУ) можно считать уровень запыления с дискретом в процентах от предела автокомпенсации (рис. 8).
Индикация уровня запыления
Рис. 8. Индикация уровня запыления
В адресных и адресно-аналоговых системах обеспечивается автоматическое сообщение на контрольный прибор о достижении границы автокомпенсации. Использование адаптивного порога, кроме сохранения уровня чувствительности в процессе эксплуатации, позволяет увеличить интервалы времени между техническим обслуживанием, спрогнозировать сроки его проведения и обеспечить высокий уровень защиты от помех.
Использование эффективной конструкции дымовой камеры, стабилизация и контроль чувствительности обеспечивают в современных дымовых извещателях возможность корректировки инсталлятором чувствительности без риска выхода за допустимые пределы по НПБ 65-97. Например, в извещателях серии «ПРОФИ» и «ЛЕОНАРДО» заводской уровень чувствительности 0,12 дБ/м может быть перепрограммирован при помощи МПДУ на 0,08 дБ/м или на 0,16 дБ/м - в зависимости от условий эксплуатации. Использование высокой чувствительности несколько сокращает диапазон компенсации и в равных условиях потребует более частого технического обслуживания, пониженная чувствительность, наоборот, позволяет увеличить периоды между техническим обслуживанием. Следовательно, повышенную чувствительность желательно использовать в достаточно чистых помещениях, а в относительно пыльных зонах можно устанавливать пониженную чувствительность.
Таким образом, можно отметить, что современное развитие микроэлектроники позволяет значительно поднять интеллектуальный уровень пожарных извещателей, однако не может скомпенсировать недостатки конструкторской проработки. Электроника не может скомпенсировать разброс датчиков по чувствительности и оптимизировать дымозаход. К тому же, простейшее исключение дрейфа сигнала фотодиода не соответствует стабилизации чувствительности - необходимо учитывать более сложные зависимости.

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