Оптико-электронные пожарные извещатели: основные типы и их принцип действия

Дымовой пожарный извещатель предназначен для реагирования на определенную концентрацию дыма в воздухе. Используют прибор в помещениях, на производстве, где в большинстве используются материалы, при возгорании которых, образуется наибольшая задымленность, чем жар.

В процессе возгорания в воздух выделяются мелкие частицы, нахождение которых фиксируют дымовые извещатели.

Содержание:

Виды дымовых пожарных извещателей ↓
Точечный, линейный, оптико-электронный, автономный и т.д. ↓
Принцип работы и особенности каждого ↓
Оптико-электронный ↓
Ионизационные ↓
Аспирационные ↓
Критерии выбора ↓
Технические характеристики ↓
Лучшие модели ↓
Описание ↓
Плюсы и минусы ↓
Цена ↓
Советы/рекомендации по выбору ↓

Работоспособность и реагирование прибора зависит от следующих параметров:

Размера частиц.
Химического состава воздуха.
Скорости движения частиц.
Плотности и концентрации задымленности воздуха.

Приборы бывают различных видов и классифицируются по нескольким признакам. Каждый из них имеет свой принцип действия и определенные характеристики.

Виды дымовых пожарных извещателей

Основная классификация устройств происходит по принципу обнаружения задымленности при возгорании. Каждый вид прибора, затем разделяют по способу передачи сигнала, наличия функции повторного срабатывания и другим характеристикам.

По способу обнаружения возгорания, устройства разделяют на следующие типы:

Оптико-электронный;
Ионизационного типа;
Аспирационного типа.

Принцип работы и особенности каждого

Каждый из типов подразделяется на конкретные виды и модели извещателей. Модели имеют отличительные характеристики и различную функциональность.

Оптико-электронный

Оптико-электронный при работе контролирует состав воздуха в помещении. Эти устройства имеют два вида:

Пожарный дымовой извещатель – устройство, типы, установка

Линейный (двухкомпонентный, однокомпонентный);
Точечный.

Линейное устройство используют в помещениях с высокими потолками и большой площадью. Его чувствительность максимальна при концентрации в воздухе черного дыма. Но реагирование происходит на любой вид задымленности.

Двухкомпонентный линейный извещатель выглядит как приемник и передатчик, которые монтируются в помещении по разным сторонам. Реагирование происходит, когда дым появляется между ними. Однокомпонентные состоят из одного блока и пассивного рефлектора.

Точечные извещатели определяют дым, используя инфракрасное излучение. В его дымовой камере находится приемник, распознающий дым и инфракрасный излучатель. Точечные устройства реагируют на обычный дым, поэтому на производствах резиновой промышленности и подобных предприятиях, его не используют. Однако он обладает некоторыми преимуществами:

Простая установка;
Большой выбор моделей;
Минимум некорректных срабатываний;
Доступная цена.

Точечные извещатели бывают радиоканального типа и автономного. Первый вариант работает от встроенного элемента питания. Второй – от батарейки. Контроль за ним менее удобный.

Ионизационные

Принцип работы устройств заключается в определении дыма через ионизацию воздуха. Выделяют два типа этих приборов:

Радиозотопные;
Электроиндукционные.

Конструкция ионизационных извещателей включает в себя две пластины, которые находятся под напряжением. Ионизатор располагается между ними. Такую конструкцию нельзя назвать безвредной, поэтому устанавливаются устройства в помещениях бытового типа, где нет высокой проходимости людей.

Аспирационные

Такие извещатели считаются наиболее сложными и используются в больших помещениях, где находятся предметы с большой материальной ценностью. В герметичном корпусе устройства находится точечный лазерный извещатель и воздухозаборные трубки с фильтрами.

Принцип действия оптико-электронного извещателя, область использования пассивных и активных устройств

По принципу оповещения устройства бывают двух вариантов:

Адресные;
Безадресные.

Адресный отличается способностью определять и указывать на пульте управления место срабатывания датчика. Использовать их удобно в сложных помещениях. Однако, аспирационые извещатели мало распространены из-за своей высокой стоимости.

Критерии выбора

При выборе надо обращать внимание на несколько критериев. В первую очередь, надо учитывать тип и площадь помещения. Слишком чувствительные устройства не стоит выбирать для запыленных помещений, и производств, где характерна небольшая концентрация дыма в воздухе. Маленькая площадь помещения не подойдет для установки линейных извещателей.

Для производств с повышенной влажностью могут не подойти некоторые модели устройств, что немаловажно учесть при выборе. Также, следует обращать внимание на технические характеристики каждого прибора.

Технические характеристики

Извещатели обладают следующими техническими характеристиками:

Чувствительность;
Время и порог реагирования;
Мощность;
Дальность действия;
Иннерционность;
Возможность безотказного функционирования;
Площадь реагирования;
Длительность функционирования.

Лучшие модели

Из зарубежных компаний по производству дымовых пожарных извещателей большую популярность имеет Siemens. Две его модели OH720 и OP720 пользуются большим спросом.

Российское производство представлено наиболее популярными компаниями – Рубеж, НПП ВЭРС, ОАО Радий. Компания рубеж производит недорогие модели извещателей. Наиболее популярны из них – ИП 212-45 и ИП 212-141 М.

Описание

Siemens OP720
– это оптический дымовой датчик реагирования. Он направлен на обнаружение тления и различных возгораний, выделяющих дым. Принцип рассеянного света лежит в основе работы прибора, дополнен он оптическим сенсором. Модель позволяет выбирать подходящий режим работы и реагирования.

Пожарный извещатель

Модель Siemens OH720
представляет собой мультисенсорный прибор, предназначенный для реагирования на задымленность помещения при возгорании. Он хорошо распознает тление предметов, возгорание жидких и твердых веществ и предметов. Работоспособность устройства аналогична предыдущей модели. Но. В этом случае дополнительный тепловой сенсор обеспечивает защиту от некорректного реагирования, из-за воздействия ложных факторов.

Рубеж ИП 212-45
– извещатель оптико-электронный, который способен быстро реагировать на начальное возгорание. Он способен обнаружить даже малую долю дыма в воздухе. При этом уменьшается внутреннее сопротивление устройства, и свечение оптического индикатора становится постоянным. Питание прибора и передача сигнала “Пожар” выполняется по двухпроводному шлейфу сигнализации и сопряжено с включением оптического индикатора, при срабатывании извещателя.

Рубеж ИП 212-141 М
– аналогичен по своему устройству ИП 212-45. Но, эта модель дополнена уникальной микросхемой, в которой используется схематическое решение, позволяющее исключить реагирование, возникающие из-за близкого размещения незаземленных электроприборов, электропроводки, источников освещения. В результате исключается ложное реагирование прибора на электромагнитные возмущения.

Плюсы и минусы

Зарубежные модели, представленные компанией Siemens, обладают высокой чувствительностью и быстрым реагированием на возникновение дыма. OH720 отличается наличием мультисенсора, а в OP720 есть возможность выбора режима. Однако, зарубежные модели обладают высокой ценой.

Отечественные устройства более доступны по стоимости. Тем не менее они отвечают всем нормам и требованиям. Рубеж ИП 212-141 М выделяется своим свойством исключения ложного реагирования и имеет большую популярность.

Цена

Приблизительная стоимость модели Siemens OH720 равняется 6000 руб.
Цена на Siemens OP720 равна 500-5500 руб.
Стоимость устройства Рубеж ИП 212-45 колеблется в пределах 220-270 руб.
Цена Рубеж ИП 212-141 М примерно равна 300 руб.

Советы/рекомендации по выбору

При выборе надо основываться на параметрах помещения,
так как каждый из приборов имеет свой радиус реагирования;
Чувствительность датчика должна быть приблизительно 0,05 до 0,2 дБ/м.
Более высокий показатель может провоцировать некорректное срабатывание, а низкий – увеличит скорость реагирования;
Большинство приборов чувствительно к пару, поэтому применять их на небольшой кухне не рекомендуется;
Для небольших жилых помещений
лучше всего выбирать оптические извещатели точечного типа, которые состоят из двух частей;
Для выявления пожара в музее, архиве или других зданиях масштабного значения
, лучше всего использовать приборы аспирационного типа;
Для больших и габаритных помещений лучше всего подходят линейные устройства.
Они способны включать режим самопроверки и передавать сигнал о реагировании на пульт.

Пожар считается одним из самых страшных бедствий, поэтому раннее обнаружения очага возгорания и его локализация, гарантирует минимальный материальный ущерб и позволяет избежать возможных жертв. Пожар характеризуется такими факторами как задымление, появление открытого пламени и повышение температуры. Пожарный оптико-электронный дымовой извещатель позволяет выявить возгорание на ранней стадии, срабатывая на появлении дыма в помещении.

Принцип работы дымового извещателя

В самом начале пожара, задолго до повышения температуры и появления открытого огня, в помещении появляется дым. В системах пожарной сигнализации применяются устройства, которые способны зафиксировать даже слабое задымление. Основным элементом такого прибора
являются разнесённые передатчик и приёмник. Принцип работы дымового датчика основан на изменении светового потока между приёмником и передатчиком. Передающее устройство представляет собой светоизлучающий диод инфракрасного диапазона, а роль приёмника играет фотодиод, подключенный к электронной схеме.

Оптико-электронные дымовые извещатели бывают двух типов:

Точечные датчики
Линейные датчики

В точечных извещателях передающий и приёмный элементы установлены в дымовой камере на небольшом расстоянии друг от друга и под определённым углом. При отсутствии задымления излучение светодиода не попадает на фотоприёмник, и электронная схема не формирует сигнал тревоги. При попадании дыма в рабочую камеру извещателя, свет отражается от мельчайших частичек золы и фиксируется фотодиодом, что вызывает изменение его сопротивления. Мостовая схема, в плечо которой включен фотоприёмник разбалансируется, электронная схема переключается и на приёмно-контрольный прибор поступает сигнал о срабатывании датчика, что вызывает включение сигнала тревоги.

В линейных датчиках используется тот же самый принцип, но конструктивно устройство отличается от точечного извещателя. Приёмник и передатчик выполнены в виде отдельных блоков, расстояние между которыми может достигать 100 метров. Срабатывание линейного датчика происходит при появлении дыма между инфракрасным излучателем и приёмником, при этом интенсивность излучения падает.

Конструкция извещателя

Внешне дымовой датчик выполнен в виде пластиковой полусферы диаметром 80-100 мм. Устройство состоит из двух частей:

Основание
Рабочая часть

На плоском основании находится колодка для подключения проводных линий и пружинные контакты. Основание жёстко фиксируется на потолке с помощью крепежных элементов. К колодке подключаются провода шлейфа пожарной сигнализации. После установки рабочей части на основание, она фиксируется защёлкой, при этом проводная линия, через пружинные контакты, оказывается подключенной к плате электроники.

Пластмассовый корпус
имеет окна-прорези для свободного проникновения дыма внутрь оптической системы. Окна закрыты сеткой, пропускающей дым и блокирующей попадание в дымовую камеру внешнего освещения, поскольку засветка может вызвать ложное срабатывание дымового пожарного датчика. На корпусе расположен красный светодиод индицирующий состояние дымового извещателя. В дежурном режиме он мигает с частотой один раз в секунду, а при срабатывании датчика свечение становится постоянным. По такому типу свечения можно выявить дымовой извещатель, который постоянно находится в сработавшем состоянии из-за загрязнения (запыления) оптической системы. На корпусе так же имеется кнопка встроенной системы тестирования, при нажатии которой формируется имитация задымления оптической системы.

Особенности рабочей части датчика

Рабочая часть дымового извещателя, кроме корпуса, состоит из двух элементов:

Дымовая камера
Плата электроники

Дымовая камера
изготовлена из матового чёрного пластика, который позволяет избежать световых бликов и отражений. По периметру камеры расположены «Г» образные пластины. Их применение значительно ослабляет проникающее в камеру внешнее освещение. В некоторых моделях используются пластины сложной конфигурации, которые имеют волнистую поверхность и не оказывают сопротивления воздушному потоку.

Дело в том, что на них, в процессе эксплуатации, оседает пыль, которая отражает световой поток на фотоприёмник, поэтому пожарная сигнализация с применением дымовых извещателей требует регулярного обслуживания.

Плата электроники отделена от дымовой камеры изолирующей прокладкой, чтобы избежать попадания частичек горения на элементы платы. Недорогие дымовые извещатели имеют в составе схемы операционные усилители, на которых собран компаратор (схема сравнения) и устройство индикации, а так же твердотельное реле с небольшим током потребления. Электронная схема
надёжно экранируется от внешних электромагнитных полей.

Точечные дымовые пожарные извещатели не требуют настройки и после установки на основание, к которому подключен шлейф пожарной сигнализации, сразу готовы к работе. Приёмный и передающий узел линейных дымовых извещателй, в процессе установки, необходимо юстировать по совпадению оптических осей. От этой процедуры свободны одноэлементные линейные датчики, которые состоят из приёмно-передающего блока и пассивного отражателя. Такая конструкция допускает отклонение луча в пределах 10 %.

Типы систем пожарной сигнализации

В настоящее время используются три типа пожарной сигнализации:

Пороговая (традиционная)
Адресная
Адресно-аналоговая

Тип системы определяется используемыми датчиками и приёмно-контрольными приборами
. В отличие от пороговых датчиков, дымовой оптико-электронный адресно-аналоговый извещатель представляет собой сложное устройство с микропроцессорным управлением. Такой датчик срабатывает не по превышению определённого порога, а фиксирует скорость изменения задымления с анализом возможного развития ситуации в режиме реального времени. В пороговых системах, по индикации на панели приёмно-контрольного прибора, можно только определить номер шлейфа, в котором произошло срабатывание датчика, причём шлейф обычно контролирует несколько помещений, а число датчиков в нём может быть 20 и более.

Установка дымовых пожарных извещателей

Монтаж системы пожарной сигнализации регламентируется СНиП
и специальными нормативными документами. Существую жёсткие нормы, предписывающие максимально допустимое расстояние между датчиками и от датчиков до стен.

Один пожарный дымовой извещатель теоретически может контролировать до 80 м²
площади, но при установке датчиков, их монтируют таким образом, чтобы зона одного устройства перекрывала зону другого, не менее чем на 30%.

Площадь контролируемой зоны зависит от высоты потолков. Если она превышает 7 метров, точечные извещатели уже не применяются, а используются линейные датчики.

Для монтажа пожарной сигнализации используется кабель КСПВ с двумя или четырьмя жилами. Кроме извещателей и приёмно-контрольной
панели, в адресно-аналоговых системах применяются контроллеры двухпроводной линии (КДЛ). Контроллер постоянно опрашивает датчики и принимает от них числовые значения уровней. К каждому контроллеру можно подключить до 127 адресно-аналоговых извещателей.

Дымовой оптико-электронный адресно-аналоговый извещатель ИП-212-34А предназначен для обнаружения задымления в составе комплексной пожарной сигнализации. Датчик может быть интегрирован в любую адресно-аналоговую систему. Извещатель работает под управлением КДЛ и по запросу может сообщить уровень задымления или уровень запылённости оптической системы. При высоте потолков до 3,5 метров, датчик контролирует площадь не менее 85 м²
. Максимально допустимое расстояние между соседними извещателями не должно превышать 9 метров. Напряжение шлейфа от 8 до 11 В. Время подготовки к работе, включая режим внутреннего тестирования, не более 60 секунд.

Полномасштабный пожар всегда начинается с небольшого возгорания.

Как раз в это время, когда пламя начинает только распространяться, важно обнаружить очаг и потушить его. Не всегда удается узнать о возгорании в момент его появления.

Если помещение, где это произошло, не является часто посещаемым или объект загорелся в ночное время – оперативно среагировать очень сложно. Вот здесь поможет противопожарная система с оптико-электронными пожарными извещателями.

Электронные датчики, построенные на принципе оптического реагирования, могут обнаружить возгорание достаточно быстро и передать сигнал об опасности на центральный пульт, который уже включит сирену или противопожарные форсунки.

Для чего предназначено устройство

Извещатель пожарный дымовой оптико-электронный в большинстве случаев является частью целой системы.

Эта система включает центральный пульт, датчики, устройство звукового оповещения, в некоторых случаях — систему пожаротушения.

Схема работы оптико-электронного пожарного извещателя

Извещатели разработаны только с определенными целями:

Обнаружить очаг возгорания;
Передать информацию о пожаре на центральный блок.

Конструкция датчиков предназначена для закрепления их на любой гладкой поверхности при помощи шурупов (на специальной платформе).

Сама электронная часть соединяется с платформой при помощи быстросъемного механизма и легко снимается для проведения ревизии и обслуживания.

Большинство электронных схем не предназначено для работы под воздействием прямого пламени. Их задача – сигнализировать о возникновении пожара в первоначальный момент времени.

Какие бывают виды пожарных элементов оптического действия

Для разных условий работы конструкторами разработаны разные виды устройств обнаружения пожара.

Характеристики извещателей пожарных дымовых оптико-электронных у них у каждого свои.

Отличие условий состоит в основном в объеме помещения, где предполагается установка системы и в необходимой оперативности определения возгорания. Основным реагентом, благодаря которому происходит срабатывание датчика, является дым.

Существуют такие виды извещателей:

Дымовые аналогового типа автономные;
Дымовые адресно-аналогового типа;
Пожарные линейного типа;
Адресно-аналоговые оптико-электронные взрывозащищенные;
Пожарные оптико-электронного действия аспирационные.

Извещатель дымовой аналогового типа автономный

Этот прибор относится к точечному типу устройств, то есть он контролирует пожарную ситуацию в определенном ограниченном месте.

Автономным он является потому, что электронная схема получает питание от собственного источника электроэнергии, а не по проводам от центрального блока.

Автономный дымовой пожарный извещвтель ДИП-43М

Информацию о возникновении пожара такой излучатель передает на базу посредством радиоканала. Иногда в само устройство вмонтирован зуммер, который подает тревогу при срабатывании датчика.

Автономные извещатели пожарные дымовые оптико-электронные точечные, согласно техническим требованиям, устанавливают по несколько штук на единицу площади помещения.

Извещатель дымовой адресно-аналогового типа

Еще один вид точечного оборудования, но в отличие от вышеописанного устройства здесь нет собственного питающего элемента, а электроэнергия подается на схему с блока управления через провода.

Извещатели пожарные дымовые оптико-электронные адресные служат только для передачи информации о возникновении пожара на центральный компьютер, который уже включает сирену или систему пожаротушения.

Адресно-аналоговый пожарный извещатель

Аналоговым прибор называется потому, что его схема собрана на аналоговых элементах, а основную роль срабатывающего механизма выполняет оптопара. Приборы такой конфигурации могут обслуживать только определенную площадь помещения, поэтому на большой объект их количество рассчитывают исходя из требования заполнения пространства.

Извещатель пожарный линейного типа

Датчики линейного действия относятся к электронике оптического типа. Здесь принцип действия схож с работой точечных приборов, но, в отличие от них, где фотоизлучатель воздействует на фотоприемник на маленьком расстоянии, линейная система действует на большом расстоянии посредством лазерного луча.

Извещатель дымовой пожарный оптико-электронный линейный состоит из двух элементов: излучателя, испускающего луч и приемника, который его принимает.

Извещатель пожарный дымовой, оптико-электронный линейного типа

Оба эли элемента закрепляют друг напротив друга на противоположных стенах помещения. В исходном положении луч имеет определенную мощность, как только по причине задымленности мощность луча падает – это регистрирует приемник и система срабатывает.

Извещатель адресно-аналоговый оптико-электронный взрывозащищенный

Приборы повышенной надежности, корпус которых помещен в оболочку, выдерживающую взрыв.

Схемотехника устройства собрана так, что позволяет анализировать уровень задымленности и загазованности помещения в конкретный момент времени.

Интеллект прибора позволяет предупредить об опасности возгорания намного раньше (по сравнению со срабатыванием обычного дымаря порогового действия).

Извещатель адресно-аналоговый оптико-электронный взрывозащищенный ИП 212-108

Извещатели пожарные дымовые оптико-электронные взрывозащищенные в основном устанавливают на объектах, имеющих высокий класс взрывоопасности. Их схемы надежно защищены от искрообразования и опасности детонации.

Извещатель пожарный оптико-электронного действия аспирационный

Приборы этого уровня наделены интеллектуальной схемой анализа задымленности, как и предыдущие устройства.

Они постоянно сканируют пространство с помощью лазерного луча и формируют информацию на основании отраженной составляющей светового потока.

То есть, если луч проходит через прозрачный воздух, не отражаясь, – значит в помещении нет дыма и возгорания тоже нет. В противном случае, когда есть дым, часть светового потока будет отражена обратно в датчик, и он сработает.

Извещатель пожарный оптико-электронный аспирационный ИПА

Системы такого типа не устанавливают в помещениях, где наблюдается повышенный уровень пылеобразования в воздухе.

Принцип работы устройства

Стандартный дымовой датчик состоит из:

Корпуса, имеющего полимерную структуру;
Светоизлучающего прибора;
Камеры для концентрации дыма;
Фотоэлемента приемного действия;
Защитной перегородки от воздействия посторонних лучей на чувствительный фотоэлемент.

Дымарь работает следующим образом:

При подаче напряжения на схему, светоизлучающий прибор начинает испускать инфракрасное излучение;
Это излучение направлено в камеру для концентрации дыма;
Если в камере чистый воздух – лучи проходят сквозь нее, не преломляясь;
Когда в камеру поступил дым, плотность пространства возрастает, и часть лучей преломляется, изменяя свое направление;
Преломление приводит к тому, что излучение попадает на фотоприемник, и тот срабатывает;
В результате этого сопротивление дымаря изменяется. Центральный блок воспринимает изменение в состоянии датчика как сигнал пожара.

Заключение

Дымовые датчики оптико-электронного типа являются эффективными устройствами противопожарной безопасности.

Они способны среагировать до момента полномасштабного пожара на этапе небольшого возгорания.

Устройства требуют регулярной ревизии и обслуживания. Основная проблема для чувствительности оптико-электронных пожарных извещателей – запыленность помещения.

Пыль, которая оседает на фотоэлементе, снижает чувствительность элемента.

Обслуживание устройств состоит в удалении пыли с поверхности внутренней схемы методом протирки или продувания воздухом под давлением.