Датчик пламени для пожарной сигнализации — особенности установки, виды

Извещатели (датчики) – главный элемент любой пожарной сигнализации. Обращали ли Вы внимание на эти круглые белые коробочки на потолке магазина или офиса расположенные и тут и там? Именно они реагируют на первые признаки возгорания – дым и огонь, и являются своеобразными «глазами и ушами» системы. Они должны обеспечивать надежное обнаружение очага пожара в конкретных помещениях. Поэтому очень важно при выборе пожарного датчика правильно определить вероятный характер возгорания и пути распространения огня.

Использование термина «датчик»
является не совсем правильным, так как датчик — это только часть извещателя (элемент реагирующий на внешнее воздействие – тепло, дым, свет и пр.). Несмотря на это, термин «датчик» используется во многих отраслевых нормах, в значении «извещатель»
.

Существует несколько разновидностей таких датчиков, которые имеют различные принципы работы – обнаружения пожара, особенность монтажа и установки, стоимость и предназначены для использования в различных помещениях. Мы постараемся осветить все эти аспекты.

Тепловые датчики

Одними из первых пожарных датчиков, которые появились еще в 19 веке, были тепловые. Принцип их работы был в использовании плавких материалов, которые разрушались под воздействием высокой температуры. При этом они были одноразовыми.

Сейчас существует несколько типов тепловых датчиков
, в которых по-разному используется технология определения возгорания. Одни работают по принципу изменения электрического сопротивления в зависимости от изменения температуры, другие с использованием деформирующихся материалов. Некоторые используют зависимость магнитной индукции, от температуры.

Устройство теплового датчика

Общее в них одно. Эти датчики срабатывают, если в помещении резко повышается температура. Они могут применяться практически во всех помещениях, в том числе там, где нельзя установить датчики дыма (кухня, санузлы, курительные комнаты и т.д.).

Тепловые пожарные извещатели
применять имеет смысл только тогда, когда самым вероятным признаком пожара будет являться именно быстро нарастающая температура.

Достоинства:

Самая низкая стоимость датчика – от 50 руб. за «пластиковый колпачок»;
Простота в обслуживании.

Недостатки:

Неэффективны, если пожар вызван веществами, которые не выделяют тепла при сгорании;
Неэффективны в помещениях с высоким потолком.

Дымовые датчики

Чаще всего возгорание в начальной стадии сопровождается выделением или тлением дыма, поэтому в большинстве случаев наиболее правильно применение дымовых датчиков
. Устанавливаются они в закрытых помещениях, за исключением – санузлов, лестничных площадок, если там нет горючих материалов и оборудованных «комнат для курения».

Датчик — извещатель пламени пожарной сигнализации — что это такое?

Дымовые датчики устанавливаются, как правило, на потолке, на высоте до 12 метров. Допускается так же установка на стенах, балках и колонах на расстоянии (в среднем) 10-30 см от потолка и не менее 10 см от угла стен. При этом увеличивается время обнаружения очага пожара.

Принцип работы зависит от типа датчика – радиоизотопного или оптико-электронного. Первый на данный момент не используется в наших просторах, хотя и встречается за рубежом.

Принцип работы дымового датчика

Наиболее распространённым типом дымового датчика является второй – точечный оптико-электронный. В нем используется специальная дымовая камера, в которой установлен светодиод и фотоприемник. В обычном режиме эти два элемента никак не взаимодействуют друг с другом, т.к. расположены на разном уровне. Но при попадании дыма или других мелких частиц в дымовую камеру свет преломляется и попадает на фотоприемник, в результате извещатель выдает сигнал «тревоги».

При проектировании дымовой камеры приходится учитывать два противоположных требования – с одной стороны в камеру не должен попадать внешний свет или пыль, что может привести к ложным срабатываниям датчика, с другой стороны обеспечить свободный доступ в неё частицам дыма.

Преимущества:

Позволяют обнаруживать пожар на ранних стадиях;
Невысокая цена, одного датчика около 200 рублей

Недостатки:

Не высокая надежность, может приводить к частым ложным сработкам из-за запыленности.
Точечные детекторы могут не сработать на черный дым, например, при горении резины.

Датчик пламени

Датчики пламени
– устройства, которые реагируют на появление открытого пламени, или тлеющего очага пожара. Такие датчики обычно устанавливаются не в жилых, а в промышленных помещениях, на производствах и открытых площадках, где применение дымовых и тепловых датчиков затруднительно или нецелесообразно.

В зависимости от температуры и интенсивности горения, пламя сопровождает электромагнитное излучение (в оптическом диапазоне), которое подразделяется на ультрафиолетовое, видимое и инфракрасное. Чувствительный элемент такого датчика, реагирует на излучение пламени в одном или нескольких диапазонов волн.

Монтаж охранно-пожарной сигнализации: особенности установки и расценки

Одна из основных областей применения – нефтегазовая и химическая промышленность, где большинство горючих жидкостей при горении не выделяет дыма.

Датчик пламени “Набат”

Из недостатков стоит отметить, что извещатели пламени являются одними наиболее дорогостоящими на рынке среди других типов. Дополнительно возможны ложные срабатывания от ламп накаливания, люминесцентных ламп, солнечного излучения, разрядов молний, излучения электродуговой сварки и других типов оптических и электромагнитных помех.

Газовые датчики

Газовый пожарный датчик

Реагирует на газы, которые появляются в процессе горения или тления. Основными такими газами являются – угарный и углекислый газ.

Газовый датчик
представляет собой бытовое устройство, принцип работы которого заключается в электрохимическом преобразовании. Практически никогда не применяется в автоматических установках пожарной сигнализации из-за возможных ложных тревог. Тем не менее, для квартиры или дома такой тип датчиков рекомендуется к установке, т.к. угарный газ, образующийся при горении материалов, не имеет цвета и запаха и опасен для здоровья человека.

Комбинированные датчики

Комбинированный датчик

Они могут включать в себя одновременно датчики тепла, пламени, дыма. Такие устройства могут фиксировать различные признаки пожара (к примеру, датчик может зафиксировать появление дыма и резкое повышение уровня тепла в помещении).

Наибольшее распространение получила комбинация дымового и теплового датчика, т.к. позволяет более точно определять возгорание от различных источников пожара.

СВЕТОВЫЕ ПОЖАРНЫЕ ИЗВЕЩАТЕЛИ ИЗВЕЩАТЕЛИ ПЛАМЕНИ Выполнил Молчанов М

В настоящее время выпускаются трех и даже четырех канальные комбинированные датчики – дыма, тепла, пламени и газа, но из-за высокой стоимости не получили должного распространения.

Ручные датчики

Этот датчик запускается непосредственно человеком. Как только он видит признаки пожара, то нажимает на кнопку (рычаг, хрупкое стекло или иное приспособление) и включается тревога. Возвращение в дежурный режим осуществляется с помощью специального ключа, что в свою очередь может вызвать трудности в случае его утери.

Устанавливают ручные пожарные датчики
, как правило, на путях эвакуации входах и выходах из помещения, на стенах на высоте 1,5 метра. Они не должны располагаться более чем на 50 метров друг от друга.

Такие устройства следует применять в местах скопления людей – больницах, учебных заведений, бизнес-центров, торговых комплексов и пр.

Ручной пожарный датчик

Отличие адресных от не адресных датчиков

Если не вдаваться в технические подробности, можно сказать, что основное отличие адресных пожарных датчиков от не адресных, заключается в способе их опроса со стороны контрольного прибора.

Не адресные (пороговые) датчики
могут находиться только в двух состояниях – «норма» и «пожар». Для отделения тревожных сообщений от служебных используется разный диапазон сопротивлений для всего шлейфа пожарной сигнализации. Например, если в шлейфе установлены 10 датчиков, мы сможем определить сработку конкретного датчика, только по визуальному осмотру каждого из них. При этом, если эта сработка вызвана обрывом провода или коротким замыканием, нам необходимо будет «прозвонить» весь шлейф для поиска неисправности.

Для сброса состояния тревоги нужно произвести сброс питания всего пожарного шлейфа.

Каждый адресный датчик
имеет свой индивидуальный адрес и может находиться в нескольких состояниях – «норма», «пожар», «неисправность», «внимание», «запылен» и пр. Так же в отличие от неадресных он позволяет с точностью до датчика определять место возникновения пожара или задымления. А значит и в обслуживании такие устройства будут удобнее – можно определить датчики требующие прочистку без необходимости «позванивать» провода.

При использовании кольцевой топологии подключения адресных датчиков, в случае обрыва кабеля, такая система распадается на два независимых шлейфа и сохраняет свою работоспособность.

Еще неоспоримым преимуществом будет то, что согласно нормам пожарной безопасности в России допускается установка одного адресного датчика в помещении, если по его техническим характеристикам площадь обнаружения очага пожара, покрывает всю площадь защищаемой комнаты.

К минусам таких устройств можно отнести только отсутствие совместимости между не адресными и адресными системами и более высокую стоимость последней.

Извещатель пламени применяется в современных моделях пожарной сигнализации, наряду с тепловыми, оптическими, дымовыми и газовыми датчиками. Извещатель пожарный пламени разработан для выявления очага возгорания на начальной стадии. Чуткий прибор срабатывает раньше традиционного теплового датчика, пока температура в контролируемой зоне не достигла критического значения. Датчики пламени эксплуатируются в помещениях и на больших открытых площадках.

Виды датчиков пламени

Датчики пламени отличаются чувствительностью на электромагнитное излучение открытого огня. Любое излучение в природе можно классифицировать как один из видов излучения:

ультрафиолетовое (диапазон длины волны 0,1 — 0,4 мкм).
видимое (диапазон — от 0,4 до 0,75 мкм).
инфракрасное (диапазон — от 0,75 до 1000 мкм),

Реакция датчиков прибора зависит от спектра электромагнитного излучения пламени, возникающего при возгорании различных материалов, и диапазона спектральной чувствительности пожарного извещателя. Все параметры и характеристики представлены в техдокументации на продукцию.

Первые модели детектора пламени появились в конце XX века. С тех пор изделия постоянно модернизируются, становятся более функциональными и надежными, благодаря новейшей электронике. Улучшается степень защиты высокотехнологичного оборудования.

Детекторы пламени классифицируются по зависимости чувствительности от расположения очага горения на котором устойчиво срабатывают датчики прибора: 1 класс — 25м; 2 — 17м; 3 — 12м; 4 — 8м.

Конкретному очагу горения присуща определенная спектральная характеристика со своими особенностями. Датчики пламени безошибочно находят очаги горение жидкостей, древесины, бумаги и полимеров. При определении тлеющих очагов могут возникнуть проблемы, поэтому детекторы пламени комбинируются с датчиками другого типа.

Классификация очагов тестовых пожаров (ГОСТ Р 50898):

открытое горение древесины — ТП-1;
пиролизное тление (сухая перегонка) древесины — ТП-2;
тление хлопка со свечением— ТП-3;
горение полимеров — ТП-4;
горение с дымом легковоспламеняющейся жидкости — ТП 5;
горение без дыма легковоспламеняющейся жидкости — ТП 6.

Детекторы пламени разрабатывают и испытывают на нахождение реальных очагов пламени, стандартных и нестандартных. Технические характеристики, декларируемые производителем прибора, проверяются по ТП-5 и ТП-6, что позволяет дать верную оценку работы датчиков на реальных объектах.

Принцип работы инфракрасного датчика пламени

Физические тела при нагревании начинают излучать инфракрасную энергию. Длина волны электромагнитного излучения находится в зависимости с температурой нагрева. С ростом температуры возрастает и интенсивность излучения, а длина волны становится короче. ИК-излучение составляет 80% спектра электромагнитных волн.

Высокочувствительный фотоэлемент пожарного ИК-извещателя превращает электромагнитное инфракрасное излучение в электрический сигнал. Обнаружив признаки возгорания, оптический датчик пламени фиксирует первые огневые всплески и подает сигнал тревоги. При снятии напряжения на 2 секунды прибор возвращается в первоначальное состояние.

Инфракрасный извещатель позволяет быстро обнаружить очаг возгорания при катастрофах и авариях, в том числе, на нефтяных производствах, в цехах, где используются транспортеры и сложные автоматизированные агрегаты, в ремонтных мастерских, на складах, в гаражах. Поскольку инфракрасный спектр электромагнитного излучения пылью практически не поглощается, ИК-извещатели, в отличие от УФ-приборов, способны функционировать в сильно запыленных помещениях.

Классификация ИК-извещателей пламени по принципу действия:

Приборы, чувствительные к мерцанию огня (пульсация пламени).
Извещатели, датчики которых фиксируют постоянную составляющую пламени.
Приборы, фиксирующие излучение в трех диапазонах инфракрасного спектра.

Преимущество извещателей, чувствительных к пульсации пламени — простота конструкции и невысокая цена. Недостатки — нечеткая фиксация очага возгорания от вспышки, поскольку область вспышки может превышать зону чувствительности прибора.

Пожарные извещали, работающие в одном диапазоне инфракрасного спектра, прекрасно функционируют в зонах, где нет яркого солнечного света, мерцающих световых источников и прочих оптических помех. Роль привода для автоматической противопожарной системы могут играть извещатели с чувствительностью к постоянной составляющей пламени. Эти приборы отличаются невосприимчивостью к солнцу и другим световым источникам, не относящимся к горению.

На объектах нефтегазовой отрасли устанавливают многоспектральные датчики наивысшей степени защиты, которые чувствительны к инфракрасному и ультрафиолетовому спектрам. Детектор переходит в режим оповещения о пожаре только при получении сигналов по двум диапазонам.

Для качественной работы в сложных условиях разработаны помехоустойчивые многодиапазонные датчики с опцией самоконтроля. При малейшем сбое извещатель моментально передает информацию о собственной неисправности, параллельно включается световая индикация. Приборы для наружного монтажа имеют высокую степень защиты оболочки, способны работать в широком температурном диапазоне и при аномальной погоде.

ИК-извещатели нового поколения способны срабатывать в рекордно короткое время после возникновения очага возгорания, до 0,1 секунды
. Ультрасовременное оборудование используется для создания автоматических быстродействующих систем пожаротушения на пороховых/химических производствах и складах.

Специфика установки

Инфракрасный извещатель монтируется на стене, перекрытии, устанавливается на производственном оборудовании. Количество пожарных детекторов и схема расположения приборов должна быть определена таким образом, чтобы исключить возможность появления оптических помех, учитывая назначение противопожарной системы и условия конкретного объекта. Нельзя монтировать ИК- извещатели на вибрирующих конструкциях.

Чтобы исключить ложные срабатывания датчиков ИК-извещателя в результате оптических помех, зону защиты должны контролировать, минимум, 2 извещателя пламени. Датчики устанавливают контроль за зоной с разных направлений. В случае выхода из строя одного из приборов, второй продолжает функционировать.

Чтобы запустить автоматическую установку пожаротушения, где сигнал управления создается, минимум, от двух извещателей, охраняемая зона должна быть под контролем трех приборов. При поломке одного извещателя, система продолжит работу. Площадь, контролируемая извещателем, определяется по значению угла обзора и чувствительности датчиков прибора к пламени по ГОСТ Р 53325-2012. Приборы должны быть доступны для проведения ремонта и профилактических работ.

Каждый производитель разрабатывает свой, уникальный алгоритм нахождения очага возгорания. Что дает возможность приобрести качественные аппараты с нужной спектральной чувствительностью и типом обнаружения источника открытого огня или тлеющего очага.

Осуществляя контроль одной зоны, можно комбинировать извещатели различного типа, что значительно повышает эффективной противопожарной защитной системы. На производствах/складах щелочных металлов и металлических порошков используются только пожарные датчики пламени.

Противопожарные системы в обязательном порядке должны функционировать на всех производствах и в помещениях с большим скоплением людей. Рекомендуется их установка в частных домах и квартирах.

Противопожарное оборудование постоянно модернизируется, используется новейшая электроника. Повышается достоверность выявления очага возгорания. Извещатель пламени становится устойчивее к помехам, не связанным с пожаром. На российском рынке представлен широкий ассортимент датчиков пламени от ведущих мировых и российских производителей.

Другие полезные статьи:

Эффективность работы системы пожарной безопасности определяется скоростью выявления очагов возгорания. Для этого применяются различные датчики, которые фиксируют факт повышения температуры, появления дыма, а также наличия открытых очагов пламени. Первые два типа датчиков отличаются большей инертностью, нежели датчик пламени. Поэтому современные системы пожаробезопасности рекомендуется комплектовать сенсорами, реагирующими на пламя – это позволит выявить пожар еще до того момента, как в помещении поднимется температура или появится достаточное количество дыма, чтобы сработал соответствующий извещатель.

Извещатель пламени разработан с целью выявления возгораний на начальной стадии. Высокая чувствительность прибора позволит констатировать факт пожара еще до того времени, как наступит порог срабатывания дымового и теплового извещателя. Датчики такого типа могут успешно применяться как внутри помещений, так и на площадках открытого и полуоткрытого типа.

Внешний вид датчика пламени

Область применения

Учитывая тот факт, что пожарный датчик пламени способен выявлять возгорание на начальной стадии, их широко используют на тех объектах, где важна скорость выявления очага возгорания. Устройства этого типа нашли широкое практическое применение:

на объектах производства и складирования легко воспламеняемых материалов и веществ;
на промышленных объектах;
в магазинах и торговых павильонах;
на нефтеперерабатывающих предприятиях и объектах складирования топливно-смазочных материалов.

Кроме этого, к местам, где устанавливаются пожарные извещатели пламени, относятся объекты, где постоянно пребывает много людей, помещения, для которых характерен значительный теплообмен, а также открытые площадки, где установка тепловых и дымовых извещателей не принесет требуемого эффекта.

Сенсоры, восприимчивые к пламени, имеют широкое практическое применение также и в различном отопительном оборудовании, на транспорте – например, датчик огня для котла, датчик контроля моторного отделения различных транспортных средств.

Классификация датчиков пламени

Датчики пламени пожарной сигнализации относятся к устройствам, которые реагируют на электромагнитные волны, излучающие в процессе горения. В зависимости от того, на какую часть спектра реагирует сенсор, различают несколько вариантов устройств обнаружения огня.

Ультрафиолетовые

Эти пожарные извещатели наличия пламени относительно недавно начали использоваться в системах пожарной безопасности, но быстро заслужили высокую популярность. Устройства способны фиксировать область жесткого УФ-излучения, которой отвечают волны 185…280 нм. Воздушная атмосфера хорошо поглощает жесткий ультрафиолет, идущий от солнца. Поэтому датчик пламени ультрафиолетовый устойчив к солнечному излучению и не дает ложных срабатываний под его воздействием. Они реагируют исключительно на очаг возгорания.

Ультрафиолетовый датчик пламени

Инфракрасные

Эти устройства способны регистрировать излучение ИК-области спектра очага возгорания. Датчики этого типа отлично зарекомендовали себя на производственных объектах, где воздушная атмосфера отличается высокой концентрацией пыли. В запыленных помещениях пожарные извещатели другого типа работают не совсем корректно, а вот ИК-датчики, вследствие того, что инфракрасное излучение слабо поглощается пылью, хорошо работают и не дают ложных срабатываний.

Инфракрасный датчик пламени

ИК датчик огня в качестве чувствительного элемента использует фоторезистор, фотоэлемент или пироприемник.

ИК-датчики наличия пламени, по принципу своего действия, делятся на три класса:

реагирующие на мерцание (пульсацию) пламени;
реагирующие на постоянную часть пламени;
реагирующие на разные диапазоны ИК-спектра, излучаемого пламенем.
Многодиапазонные

Это еще один тип устройств, которые включают в свой состав ультрафиолетовый и инфракрасный датчик пламени, совместно работающие с использованием логической схемы «И». Тревожный сигнал будет передан только в том случае, когда по УФ и ИК-каналу придет подтверждение наличия очага возгорания. Благодаря применению этой логической схемы обеспечивается высокая помехозащищенность такого типа пожарных датчиков.

Особенности установки

От правильности проведения монтажных процедур и выбора оптимального места для элементов пожарной сигнализации зависит эффективность их работы. В процессе установки устройств обнаружения огня следует учитывать следующие правила:

устройства нужно располагать так, чтобы место наиболее вероятного возгорания попадало по центру области детекции датчика;
нужно следить за тем, чтобы на сенсоры пламени не попадало солнечное излучение (не обязательно для УФ-датчиков);
при использовании на промышленных объектах должен устанавливаться извещатель пламени взрывозащищенный;

Важно!

установка датчиков должна осуществляться с учетом чувствительности датчика (1-го класса – расстояние до 25 м, 2-го – до 17 м, 3-го – до 12 м, 4-го – до 8 м);

датчики огня и дыма должны использоваться в паре – это минимизирует ложные срабатывания системы пожарной защиты и увеличит вероятность выявления пожара по одному из присутствующих факторов: огонь или дым.

ТОП-5 датчиков огня

Детектор пламени Polon-Alfa PUO-35

Это устройство применяется для выявления возгораний в помещениях, в которых в нормальных условиях не предусмотрено появление и использование оборудования или приборов с открытыми очагами пламени.

Омега СППТА

Датчик позволяет быстро выявлять наличие возгораний и отправлять сигнал на электронный блок сигнализации. Устройства этого типа могут использоваться в адресных или безадресных системах пожарной безопасности.

Аметист

Этот извещатель позволяет выявлять очаги возгорания в виде отрытого пламени, которые сформировались в результате взрывного развития пожара. Эффективно работает при выявлении горения быстровоспламеняемых веществ.

Набат-5М

Это пожарный ИК-извещатель наличия пламени. Устройство позволяет на ранней стадии выявлять наличие возгораний и тления, которые сопровождаются излучением инфракрасных волн.