8(495)909-90-01
8(964)644-46-00
pro@sio.su
Главная
Системы видеонаблюдения
Охранная сигнализация
Пожарная сигнализация
Система пожаротушения
Система контроля удаленного доступа
Оповещение и эвакуация
Контроль периметра
Система домофонии
Парковочные системы
Проектирование слаботочных сетей
Аварийный
контроль
Вы находитесь в разделе Типовых решений систем безопасности

Тенденции развития пожарных извещателей



Первые пожарные датчики были разработаны в XIX веке и основывались на определении температуры, значит по существующей классификации являлись тепловыми пожарными извещателями (ПИ). Работали они на основе изменения под действием температуры формы или объема материала (жидкости или пружины).

Тепловые пожарные извещатели

Простота изготовления тепловых ПИ предопределила их большое распространение, особенно в России. Первый автоматический ПИ был разработан в 1960-е гг. Он состоял из двух проводников, спаянных специальным сплавом, разрушающимся под воздействием температуры и вследствие этого размыкающим электрический контакт. Поскольку сплав разрушался, то необходимо было менять ПИ после срабатывания.

Другой разработкой был ПИ, использующий геркон (герметизированный контакт с двумя кольцевыми магнитами). При повышении температуры магниты теряют свои свойства, что приводит к переключению геркона и размыканию электрической цепи. Применение геркона позволило сделать ПИ многоразовым.

Надо иметь в виду, что эффективность тепловых ПИ сама по себе крайне низкая. А эффективность максимального извещателя даже в рамках тепловых ПИ самая низкая, поскольку такой ПИ обеспечивает выдачу сигнала “Пожар” только при достижении температурой окружающей среды некоторого порога (температуры срабатывания). Для большинства отечественных датчиков этот порог составляет 70—72 °С.

Дифференциальный или максимально-дифференциальный ПИ более эффективен, поскольку он способен обеспечить выдачу тревожного сигнала на более ранней стадии развития пожара при быстром повышении температуры. но наличие двух термоэлементов и необходимость обработки сигналов от них вызывает определенное удорожание ПИ.

Определенной вехой в истории развития тепловых ПИ стало появление линейных тепловых извещателей. Их основное преимущество — принцип. возможность защиты одним сенсором протяженного пространства. Наиболее простым вариантом такого ПИ является термокабель с двумя проводниками, изолированными слоем материала, разрушающегося под действием температуры. В месте возникновения локального перегрева термокабеля изолированные проводники замыкаются, что регистрируется блоком обработки. За исключением возможности контроля протяженного пространства, термокабель такого типа не имеет преимуществ перед обыкновенными точечными максимальными ПИ.

Более широкие возможности дает термокабель с проводниками, выполненными из специального материала, сопротивление которого зависит от температуры. В данном ПИ блок обработки постоянно измеряет сопротивление проводников термокабеля и обрабатывает полученную информацию в соответствии с заданным алгоритмом.

Такие ПИ имеют ряд преимуществ по сравнению с рассмотренными ранее извещателями.

Во-первых, они дают принцип. возможность установки алгоритма работы в блоке обработки (который может быть установлен вне зоны контроля).

Во-вторых, эти ПИ обеспечивают наличие так называемого коммулятивного (суммирующего) действия, что позволяет суммировать значения сопротивления по длине отрезка кабеля, подвергнувшегося нагреву. Особую актуальность коммулятивное действие приобретает на больших высотах. Действительно, теплая струя воздушного потока, поднимаясь вверх от источника возгорания, на высотах около 10 м начинает значительно расширяться из-за смешивания теплого воздуха с более холодным. При этом падает температура восходящей струи, но увеличивается площадь воздушного потока, что делает применение точечных максимальных ПИ неэффективным. Каждая точка рассматриваемого термокабеля прогревается слабее, но на большей длине. Абсолютное изменение сопротивления кабеля остается достаточным для возможности обнаружения очага пожара. высота установки рассматриваемого ПИ оказывает меньшее влияние на его способность обнаружения, чем на точечные тепловые ПИ.

Применение тепловых ПИ имеет смысл только , когда наиболее вероятным признаком возникновения пожара является выделяющееся тепло. В нашей стране применение теплового максимального пассивного ПИ обусловлено соблазнительной низкой ценой.

Использование линейного теплового ПИ в кабель-каналах и в подвесном потолке оправдано для защиты электропроводом, если термокабель станет буквально опутывать провода. Иначе линейный ПИ не дает принципиальных преимуществ по отношению к точечным максимально- дифференциальным.

Во всем мире понятие эфф. системы уже давно неразрывно связывают с применяемыми ПИ. Поэтому использование столь любимых у нас тепловых максимальных ПИ с порогом 70—72 °С может рассматриваться только для таких помещений, в которых применение других типов ПИ невозможно ввиду наличия внешних факторов, способных вызвать их ложное срабатывание. Примером может служить котельная, где дифференциальный канал может давать ложные срабатывания из-за возможных колебаний температур, а более низкий порог использовать крайне не желательно из-за высокой температуры в помещении.

Дымовые пожарные извещатели

На на данный моментшний во всем мире принято считать, что основным фактором возгорания является дым. Он обеспечивает ранее обнаружение, поскольку в подавляющем большинстве на первой стадии пожара происходит тление материала, сопровождающееся задымлением, и лишь затем образуются открытые очаги пламени и, следовательно, выделение тепла. Это привело к повсеместному распространению дымовых ПИ.

Исторически сложилось, что первым дымовым ПИ был точечный ионизационный радиоизотопный извещатель, содержащий ист. радиоактивного излучения со сверхнизким уровнем излучения. За счет ионизации молекул воздуха и наличия электрического поля в дымовой камере обеспечивался направленный поток заряженных частиц — электрический ток. Попадание частиц дыма внутрь приводило к уменьшению величины тока, что и фиксировалось схемой обработки. На на данный моментшний день в России производство радиоизотопных ПИ полностью прекращено.

Другим типом дымового ПИ является оптико-электронный дымовой извещатель, в котором используют оптический эффект рассеяния инфракрасного излучения на частицах дыма. Это самый распространенный тип извещателей — более 80% дымовых извещателей в мире работают на этом принципе, а у нас в стране — все 95%.

Внутри дымовой камеры расположены ИК-излучатель и приемник, принимающий ИК-сигнал, отраженный от частиц дыма. При этом конструкция дымовой камеры и расположение ИК-передатчика и приемника рассчитываются специально, чтобы излуч. светодиода в нормальных условиях практически не попадало на фотоприемник. В случае появления в воздухе частиц дыма они попадают в оптическую камеру. Чем выше концентрация этих частиц, тем больше излучения отражается от них и попадает на приемник. При достижении определенной оптической плотности среды (определенной концентрации дыма) в дымовой камере сигнал на выходе приемника возрастает до некоторого порогового значения и ПИ фиксирует возгорание в контролируемом помещении.

Все крупные производители ПИ уделяют огромное внимание дымовой камере, поскольку именно она определяет основные характеристики извещателя и степень совершенства ПИ в целом. При разработке приходится учитывать

как минимум два противоречивых требования, а именно: затруднить доступ в камеру частицам пыли, грязи и внешнего света, но в тоже время облегчить доступ частицам дыма. При этом именно в разработке и производстве дымовой камеры сосредоточена основная стоимость извещателя, поскольку от качества и состава материала, конструкции и исполнения камеры зависит качество прибора. Стоимость электронных компонентов практически одинакова и составляет небольшую часть стоимости ПИ. Как следствие, одни производители постоянно совершенствуют дымовую камеру, а другие используют одну и ту же конструкцию или же просто "передирают" ее у других. Это отчетливо прослеживается на российском рынке, где есть все группы производителей, и первая дымовая камера, использованная в ДИП-1 так же в начале 1980-х годов, применяется в ряде извещателей до сих пор без каких-либо изменений.

Отдельно стоит отметить линейные дымовые извещатели, которые представляют собой, по сути, активный инфракрасный барьер. Сигнал “Пожар” формируется при достижении определенного уровня поглощения оптического сигнала задымленным участком среды по линии обнаружения, протяженность которой обычно составляет до 100 м.

Этот тип дымовых извещателей используется при работе в больших помещениях, и при высоких потолках (по нормативам выше 12 м, но целесообразно – уже выше 8 м), там, где время достижения дымом обычного извещателя велико, а концентрация дыма при этом весьма мала, — следовательно, эффективность точечного извещателя практически нулевая.

В последнее время появились так называемые аспирационные ПИ, представляющие собой точечные дымовые извещатели с высокой чувствительностью, установленные в специальном корпусе, и систему труб с отверстиями, через которые с помощью вентилятора всасывается воздух из контролируемого помещения. Данный тип дымовых извещателей на на данный моментшний день является довольно-таки экзотическим и дорогостоящим.

В целом можно выделить следующее:

  • среди отечественных дымовых ПИ наметилась тенденция перехода на SMТ, что позволяет сделать ПИ более технологичными и качественными;
  • идет постоянное усовершенствование алгоритмов обработки введением интеллекта в ПИ. Вследствие этого формируются различные сигналы индикатора при переходе в режим “Пожар” или в режим “Неисправность”, если последний вызван необходимостью чистки дымовой камеры. Нередко присутствует такая функция, как автоматическая компенсация запыленности дымовой камеры, которая продлевает срок службы извещателя м. чистками без увеличения уровня ложных тревог;
  • совершенствование линейных ПИ привело к появлению однопозиционных датчиков, совмещающих в одном корпусе и приемник и передатчик с пассивным рефлектором в конце зоны, что значительно упрощает монтаж и обслуживание системы;
  • благодаря здравому смыслу и совершенствованию нормативной базы у нас в стране уже наметился переход от тепловых ПИ к дымовым, хотя колебания в этом переходе все так же весьма заметны и обусловлены противоречием в требованиях НПБ в различных редакциях.

Извещатели пламени

Иногда необходимо зарегистрировать наличие пожара при первом появлении пламени (до начала горения окружающих материалов). В этом случае необходимо использовать извещатели пламени, которые регистрируют излучение, генерируемое как открытым пламенем, так и тлеющим очагом.

Горящие материалы, пламя которых имеет относительно низкую температуру и, окрашено в красный цвет, активно излучают сигнал в ИК-диапазоне. Высокотемпературное пламя имеет большую интенсивность излучения в УФ-диапазоне. Поэтому в зависимости от диапазона длины волн регистрируемого излучения извещатели подразделяют на извещатели пламени ИК-диапазона и УФ-диапазона. Теоретически возможна регистрация излучения пламени и в видимом диапазоне, но практически обнаружение горения в видимом диапазоне связано со значительными техническими сложностями, обуславливаемыми высоким уровнем помеховых сигналов.

Извещатели пламени применяют в тех случаях, когда применение тепловых или дымовых извещателей невозможно или нецелесообразно. Одним из основных направлений применения извещателей пламени являются объекты, где присутствуют вещества, быстро распространяющие горение, но горящие без выделения дыма, например объекты нефтегазовой, химической промышленности.

Основным ограничением применения извещателей пламени является наличие искусственных и естественных помех, способных вызвать срабатывание извещателя без наличия пламени. Высокий уровень излучения создается источниками искусственного освещения, солнечным светом, нагретыми предметами (радиаторами, работающими двигателями), сварочными работами, отражением излучения зеркальными поверхностями и т.д. Произвести селекцию помехового излучения от излучения пламени является сложной задачей.

Площадь, контролируемая извещателем пламени, не нормируется (как для дымовых и тепловых ПИ), а рассчитывается исходя из расстояния м. извещателем и контролируемой поверхностью, и паспортного значения угла обзора извещателя.

Извещатели пламени являются наиболее дорогими приборами и сфера их применения затрагивает в основном промышленные объекты.

Газовые пожарные извещатели

В цикле горения различных веществ и материалов газовый состав атмосферы претерпевает значительные изменения. Принцип действия газовых ПИ основан на регистрации этих изменений с целью формирования тревожного сигнала. Основным элементом газового ПИ является чувствительный элемент (сенсор), обеспечивающий перевод значения концентрации в атмосфере того или иного газа в электрический сигнал.

Наиболее распространенные горючие вещества и материалы, обращающиеся как в производстве, так и в быту, представляют собой органические соединения. Основными газами, образующимися при сгорании таких горючих веществ, являются углекислый газ (СО2) и угарный газ (СО).

Известным в технике чувствительным элементом, регистрирующим наличие в атмосфере повышенного содержания недоокисленных газов, например угарного газа, является так называемый датчик Тагучи. При попадании угарного газа на поверхность датчика происходит его доокисление, датчик меняет свою электрическую характеристику, что является сигналом к срабатыванию ПИ. В то же время датчик Тагучи регистрирует не только угарный газ, но и многие другие недоокисленные газы, значит обладает низкой селективностью, что приводит к ложным срабатываниям газовых ПИ, реагирующих на распространяющиеся в окружающей среде газы, не связанные с возгоранием.

В силу оговоренных выше сложностей в создании газовых ПИ, эти приборы пока не нашли широкого применения и весьма редко используются в автоматических системах пожарной сигнализации.

Комбинированные пожарные извещатели

На защищаемой территории могут быть материалы с различными характеристиками горения, что предполагает использование разных физ. принципов обнаружения возгорания. Поскольку ниразу не известно, что загорится первым, а значит, и какой фактор пожара будет первичен, необходимо ставить несколько различных извещателей. но для решения этой задачи выпускаются специальные комбинированные извещатели, где в одном корпусе объединены два или более типа ПИ, реагирующих на разные факторы пожара. Сочетание используемых принципов действия и обнаруживаемых факторов пожара может быть различным. В любом случае чем больше факторов пожара мы будем контролировать, тем надежнее и эффективнее будет обнаружение пожара.

Наиболее часто в одном ПИ объединяют дымовой и тепловой извещатели. Такой ПИ дает принцип. возможность обнаруживать горение широкого класса веществ. На этапе начальной стадии горения при повышенном дымообразовании обнаружение пожара будет осуществлено дымовым каналом комбинированного ПИ. Если же горючей нагрузкой является вещество, практически не выделяющее

при горении дым, то пожар будет обнаружен тепловым каналом ПИ.

В любом случае ПИ, реагирующие на два или более факторов пожара, являются более эффективными по сравнению с обычными. Во всем мире применение того или иного типа ПИ анализируется именно с точки зрения эфф. обнаружения очага пожара, а следовательно, расширяется применение комбинированных ПИ как наиболее эффективных устройств обнаружения. У нас в стране этот цикл сильно заторможен, поскольку комбинированный ПИ по защищаемой площади приравнен к обычному тепловому, что значительно удорожает установку по сравнению с дымовыми ПИ.

Что может гарантировать качество?

В настоящее время в стране существуют десятки предприятий, выпускающих пожарные извещатели. Значительно возросла номенклатура ПИ, расширился выпуск адресных и адресно-аналоговых извещателей. В то же время российский менталитет и экономическая обстановка в стране накладывают определенный отпечаток на качество производимой продукции. Хочется отдать должное тем предприятиям, кто постоянно следит за своим производством и пытается повысить качество продукции.

Для гарантии качества все ПИ должныбыть сертифицированы в Системе сертификации в области пожарной безопасности. цикл сертификации серийного производства извещателей заключается в проработке экспертами технической документации на извещатели конкретных типов, анализе производства и, конечно, проведении испытаний.

В большинстве своем требования и методы испытаний извещателей, регламентируемые отечественными нормативными документами, гармонизированы с международными и европейскими стандартами серии ISO и EN. За рубежом требования стандартов ISO и EN в некотором роде являются рекомендуемыми для производителя, но их выполнение и подтверждение соответствия оказывает прямое влияние на конкурентоспособность выпускаемой продукции. Требования отечественных нормативных документов пока являются обязательными.

Численные значения некоторых требований, предъявляемых к извещателям отечественными нормативными документами, также имеют отличия от требований стандартов ISO и EN. Так, например, для всех типов извещателей ужесточены требования по устойчивости к изменению напряжения питания, для извещателей пламени — по помехоустойчивости. В то же время не все испытания чувствительности ПИ, например, к тестовым очагам пожара, обязательные по EN, являются обязательными у нас. Кроме того, введены некоторые отличия по классификации и немного изменены требования к инерционности тепловых ПИ. В целом же, как было указано выше, требования и методы испытаний извещателей, регламентируемые отечественными нормативными документами, гармонизированы со стандартами серии ISO и EN.

С точки зрения совершенствования ПИ основными тенденциями являются интеллектуализация и разработка алгоритмов, повышающих достоверность обнаружения пожара, минимизирующих ложные тревоги и обеспечивающих дополнительные сервисные функции.

Примерами могут служить:

  • алгоритм стабилизации чувствительности дымового канала. В цикле эксплуатации возможно изменение чувствительности извещателей, причем как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения. Например, накопление пыли на стенках дымовой камеры изменяет ее цвет на серый. Соответственно увеличивается сигнал, принимаемый фотодиодом в нормальных условиях, т.е. возникает тот же эффект, как при появлении дыма. Разница заключается в скорости протекания циклов. Медленные изменения фонового сигнала на выходе фотодиода компенсируются соответствующим изменением порога срабатывания. Использование адаптивного порога позволяет увеличить интервалы времени м. техническим облуживанием и обеспечить высокий уровень защиты от помех;
  • алгоритм обработки, позволяющий разделить сигналы о неисправности ПИ и о необходимости проведения сервисного обслуживания;
  • алгоритмы для работы в условиях жестких электромагнитных помех.

В то же время у нас в стране есть и другая, настораживающая тенденция, а именно: попытаться найти неточности в нормативных документах, чтобы потом их использовать для продвижения своей продукции, а иногда и подменить термины НПБ. Вольная трактовка требований НПБ на на данный моментшний день свойственна нашему рынку и никак не контролируется соответствующими органами.

Хочется надеяться, что все прогрессивное, накопленное у нас в стране, будет иметь дальнейшее развитие, уровень пожарной безопасности достигнет европейского уровня, и мы будем уверены нашей безопасности.




Читайте далее:
Человек хочет не знаний, а определенности
Адресно-аналоговые системы
В безопасность необходимо вкладывать деньги
Начался прием заявок на соискание "ЗУБР-2007"
На смену традиционным решениям. Инновационные технологии в области пожарной безопасности
Новый рубеж безопасности
Новые периметровые радиотехнические извещатели и системы
Новый извещатель TMD15 от Pyronix Ltd.
Охранные устройства слишком редки, чтобы с ними считаться...
Оптические кабели в системах безопасности
О состоянии и некоторых тенденциях в развитии современных периметровых радиотехнических (радиоволнов
Пестрые 868 мегагерц
Рейтинг@Mail.ru