Газовый пожарный извещатель – принцип действия, правила установки

Газовый пожарный извещатель - принцип действия, правила установки Анемометр

Извещатели пожарные газовые: что они обнаруживают и как они устроены

Общие принципы работы извещателей пожарных газовых

Извещатели пожарные газовые (далее – ИПГ) обладают рядом отличительных свойств, которые делают их незаменимыми сверхраннего обнаружения пожара, для применения в промышленности, в том числе во взрывоопасных зонах.

Извещатели пожарные газовые реагируют на изменение химического состава воздуха, контролируя появление газа или газов, характерных для тления или горения. Этим определяются особенности ИПГ. Наиболее распространены ИПГ, срабатывающие по уровню угарного газа СО.

Что важно для пожарного извещателя? Как можно более раннее обнаружение пожара. Пожар начинается с нагрева какой-либо пожарной нагрузки, происходит деструкция материала, выделяются газы, т.е. появляется возможность обнаружения пожара с помощью ИПГ. Лишь потом, при последующем нагреве появляются значительно более крупные частицы, сажа. Т.е. сначала пожар возможно обнаружить с помощью ИПГ, а потом, по мере развития пожара – пожар можно обнаружить дымовым ИП и т.д. ИПГ обеспечивает наиболее раннюю реакцию на тление.

Поскольку ИПГ использует иной принцип обнаружения пожара, чем у извещателей дымовых, температуры и пламени, то решается ряд проблем.

У ИПГ нет ложных сработок от пыли, аэрозолей и дымов. ИПГ работают с газами, молекула угарного газа на 4 порядка меньше в размерах, чем самая мелкая пыль, вследствие этого пыль не может мешать передвижению молекул угарного газа. Поэтому даже осаждение пыли непосредственно на газочувствительном сенсоре не приводит тому, что извещатель перестает действовать, причем без всяких ухищрений с компенсацией пыли.

Нет проблемы влияния тепловых выбросов и воздушных потоков, низких температур очагов пожара, эти причины существенно не сказываются на обнаружении пожара с помощью ИПГ. Это связано с тем, что в отличие от конвекционных потоков, газ распространяется во все стороны от источника пожара, угарный газ распространяется достаточно равномерно. Конечно, тепловой поток может ускорить этот процесс, но если он слаб (в результате того, что мал очаг пожара или низкая температура окружающей среды), то ИПГ обнаружит пожар вследствие заполнения объема помещения диффузионным механизмом движения газов.

Однако возможна ложная сработка по выбросу контролируемого газа, присущего технологическому процессу. Например, ИПГ на СО нельзя применять в подземных парковках, поскольку высокий фоновый уровень СО и быстрый темп нарастания угарного газа в выбросах автомобилей приведет к ложной сработке извещателя.

Что касается защиты людей от отравления весьма токсичным угарным газом, который выделяется при пожаре, то ИПГ предупреждает людей о появлении СО в уровнях, пока что безопасных для человека. Однако ИПГ не предназначен для контроля ПДК в рабочих зонах. Функция ИПГ – быстро обнаруживать пожар по выделению СО в малых концентрациях, этим и определяется его специфика.

Особенностью применения любых пожарных извещателей в промышленности является то, что нужно обеспечить работоспособность в условиях большого количества источников затрудняющих обнаружение пожара, ложных сработок (пыль, аэрозоли, взвеси, электромагнитные помехи, газы, тепловые выбросы, открытые очаги пламени, электросварка, электромагнитные помехи).

На промышленных производствах возможно смешение различных газов, присущих технологическому процессу и процессу выделения газов при тлении и пожаре. В этом случае особенно остро стоит задача селективности ИПГ к контролируемому газу. Что это означает: у каждого типа сенсора, применяемых в ИПГ, есть характеристика чувствительности к перекрестным газам, т.е к газам, которые вызывают электрическую реакцию такую же или подобную, как реакцию на контролируемый газ, поэтому измерительная часть ИПГ отреагирует на сторонний газ так же, как на контролируемый газ, что приведет к ложной сработке извещателя. Исходя из селективности извещателя в Руководстве по эксплуатации на ИПГ должен быть описан список газов, веществ, которые могут привести к ложной сработке ИПГ.

Соответственно, чем избирательнее сенсор ИПГ, тем лучше сам извещатель, он точнее определяет наличие ложки дегтя в бочке меда.

В настоящее время в составе ИПГ используются два типа сенсоров: полупроводниковый и электрохимический.

Принцип действия полупроводниковых газовых сенсоров основан на изменении сопротивления полупроводникового слоя при химической адсорбции газов на его поверхности. Слой подбирается таким образом, чтобы был селективен к определенным газам, присущих различным стадиям пожара. Для того, чтобы процессы на поверхности газочувствительного полупроводникового слоя протекали достаточно быстро, этот слой наносится на проводящую подложку, которая периодически разогревается до температуры 450-500 °С.

Про анемометры:  Датчик угарного газа: устройство, разновидности, принцип работы, как установить

В качестве чувствительного полупроводникового слоя чаще всего используются оксиды металлов (SnO2, ZnO, In2O3 и др.) с легирующими добавками Pl, Pd и др. Для нагревателя в качестве подложки используется пластина, электрически изолированная от полупроводникового слоя, выполненная из Pl, RuO2, Au и др. Основное энергопотребление сенсора требуется на обеспечение нагрева подложки, что и определяет потребление извещателя на уровне 30 мА при питании 12В.

Электрохимический газовый сенсор представляет из себя гальванический элемент, который вырабатывает ток тем больший, чем выше концентрация контролируемого газа. Действие сенсора основано на специфической химической реакции в электрохимической ячейке, которая представляет собой ёмкость с электролитом и электродами. Анализируемый газ вступает в химическую реакцию с электролитом ячейки. В результате в электролите появляются заряженные ионы и между электролитами протекает ток, пропорциональный концентрации контролируемого газа в воздухе. Селективность и быстродействие электрохимического газового сенсора определяется материалом электродов и применяемым электролитом. Ток, вырабатываемый сенсором, небольшой, в диапазонах обнаружения пожара ток составляет 1 – 10 мкА. Следовательно, электрохимический сенсор требует хорошего малошумящего АЦП и защиты от электромагнитных наводок.

Извещатели пожарные газовые. С чем они работают.

Начиная с тления, в воздух выделяются молекулы угарного газа. На их появление реагирует ИПГ.

Для начального этапа пожара характерно выделение молекул угарного газа СО. Уровень 20-40 штук молекул СО на миллион прочих (т.е 20-40ppm) означает, что началось тление материала.

Поскольку СО появляется раньше, чем дым или увеличение температуры воздуха, то пожар может быть обнаружен, начиная со стадии тления, что уменьшит потери от пожара и тушения пожара.

Выделение СО продолжается и при развитии пожара.

ИПГ реагирует на пожар, начиная с тления

Газовый пожарный извещатель - принцип действия, правила установкирис.1

Молекулы угарного газа СО распространяются во все стороны от очага пожара, по мере повышения температуры пожара вертикальная мобильность молекул СО усиливается тепловыми потоками.

При пожаре выделяются молекулы СО, распространяющиеся вдоль тепловой колонки и во все стороны от очага пожара

Газовый пожарный извещатель - принцип действия, правила установкирис.2

Даже при малых температурах очага пожара (менее 400 °С) из тлеющего материала выделяются молекулы угарного газа, которые движутся во все стороны от очага пожара.

Молекулы СО распространяются в результате диффузии газов, т.е. процесса взаимного проникновения молекул СО между прочими молекулами воздушной среды.

Газ СО «стремится» равномерно заполнить весь объем помещения

Газовый пожарный извещатель - принцип действия, правила установкирис.3

По мере увеличения концентрации СО будет заполнять всё помещение, чему не могут препятствовать строительные конструкции (балки, колонны и т.п.).

ИПГ не требователен к месту установки

Газовый пожарный извещатель - принцип действия, правила установкирис.4

Диффузионные процессы позволяют молекулам СО проникать сквозь горячие припотолочные слои (которые могут появиться в результате пожара или нагрева крыш зданий солнцем).

На работоспособность ИПГ

не влияет эффект стратификации

Газовый пожарный извещатель - принцип действия, правила установкирис.5

Пониженная температура помещения приводит к остыванию тепловой колонки, значит пожар не фиксируется дымовыми ПИ.

Поскольку молекулы СО переносятся диффузионными процессами и тепловыми потоками, то при уменьшении мощности теплового потока (при малом очаге пожара или пониженной температуры помещения) остается перенос диффузией, что обеспечит сработку ИПГ.

ИПГ реагирует на пожар в условиях слабого очага пожара, пониженной температуры воздуха

Газовый пожарный извещатель - принцип действия, правила установкирис.6

Молекулы СО обладают значительно меньшим аэродинамическим сопротивлением, чем сажа, поэтому воздушные потоки значительно меньше влияют на распространение СО.

ИПГ реагирует на СО в воздушных потоках

Газовый пожарный извещатель - принцип действия, правила установкирис.7

Молекула угарного газа на более чем в 10 тысяч раз меньше в размерах, чем самая мелкая пыль, вследствие этого пыль не может мешать передвижению молекул угарного газа.

Поэтому даже осаждение пыли непосредственно на газочувствительном сенсоре не приводит тому, что извещатель перестает действовать, причем без всяких ухищрений с компенсацией пыли.

ИПГ может эксплуатироваться в запыленных помещениях без потери чувствительности

Газовый пожарный извещатель - принцип действия, правила установкирис.8

ИПГ хорошо обнаруживает пожары типов ТП9, ТП2, ТП3 – относительно медленные, тем и сложные в обнаружении.

Разница во времени сработки между Типг и Типд – запас времени для ликвидации пожара, эвакуации людей.

По мере роста мощности источника пожара будут срабатывать дымовые ПИ, тепловые и пламени.

Принципы работы ИПГ обеспечивают сверхраннее обнаружение пожара типов ТП9, ТП2, ТП3, тления

Газовый пожарный извещатель - принцип действия, правила установкирис.9

ИПГ на угарный газ, обнаруживая пожар, одновременно выполняют функцию раннего обнаружения токсичного газа, предупреждая возможную смерть от отравления угарным газом при пожаре.

Про анемометры:  Как устранить утечку газа в резьбовом соединении - Искра Газ

ИПГ обеспечивают защиту людей от отравления угарным газом при пожаре

Газовый пожарный извещатель - принцип действия, правила установкирис.10

Одно из самых главных требований к ИПГ – селективность к СО.

Селективный сенсор реагирует только на СО и не реагирует на другие газы.

Селективный сенсор обеспечивает помехозащищенность.

ИПГ должен реагировать только на молекулы СО

Газовый пожарный извещатель - принцип действия, правила установкирис.11

Постепенно усиливается внимание к ИПГ, изменяется и нормативная база: появился проект новой редакции ГОСТ Р 53325, новой редакции СП 5.13130. Это позволяет надеяться на более широкое применение ИПГ.

Сайдулин Е.Г. , директор ООО «ЭТРА-спецавтоматика»,

лауреат Национальной отраслевой премии «ЗУБР-2022»

Источник: Daily (.sec ru)

Газовые

Основная задача этого типа противопожарного оборудования – фиксация изменений химического состава воздушной среды. В зависимости от типа детектора ИПГ бывают:

  • СО, реагирующие на угарный газ. С их помощью можно обнаружить тлеющие очаги возгорания органических материалов;
  • СО2, срабатывающие на углекислый газ, образующийся при переходе пожара в активную фазу;
  • СхНу, фиксирующие продукты нефте- и газопереработки;
  • обнаруживающие газы при горении технологических установок.

При установке ИПГ в помещении оборудование настраивается индивидуально в зависимости от площади и назначения объекта. Преимуществом газовых датчиков является быстрота реагирования: от момента фиксации утечки газа до передачи информации на пункт проходит не более 5 секунд.

Датчики пламени

Характеризуются повышенной реакцией на электромагнитное излучение открытого огня и регистрируют источник возгорания с помощью ультрафиолетового, инфракрасного и электромагнитного диапазонов. Такие датчики используют на промышленных объектах, где перепад температур и задымление считается нормой. Выделяют несколько видов ИПП:

  1. Многодиапазонные, работающие с ИК и УФ-датчиками или оптико-электронным устройством анализа спектра.
  2. Адресные, позволяющие определить очаг возгорания в определенном месте.
  3. Взрывозащищенные, устанавливаемые в помещениях и складах категорий А/Б по риску взрыва или пожара.
  4. Инфракрасные, считающиеся самыми распространенными и использующиеся для контроля возгораний на объектах нефтехимической промышленности.

Сферой использования датчиков пламени является:

  • помещения с высокими потолками;
  • складские помещения для хранения горюче-смазочных материалов;
  • объекты для хранения товарно-материальных ценностей;
  • объекты с применением топлива и масла.

Дымовые

Срабатывают на появление задымления в помещении. По строению делятся на два типа:

  1. Оптические, принцип действия которых основан на работе светового излучателя и фотоприемника. Такие технические средства бывают точечные и линейные.
  2. Ионизационные – детекторы, контролирующие состояние воздуха через вентиляцию. На таком виде датчика-извещателя установлена камера с противоположно заряженными частицами, срабатывающими на дым.

Самыми распространенными являются оптические точечные извещатели. Принцип их устройства очень прост: датчик и излучатель устанавливаются в один корпус. При попадании внутрь дыма датчик улавливает инфракрасный свет и передает сигнал на контрольный пункт.

Существуют аспирационные оптические датчики, работающие по принципу забора воздуха и его последующего анализа на содержание частиц дыма. Именно такие технические средства реагируют на минимальный уровень задымления. Чаще всего их ставят в музеях, библиотеках, больницах, складах.

Комбинированные

Считаются самыми точными датчиками-извещателями, так как совмещают в себе функции газовых и тепловых детекторов. Реже возможна комбинация газовых, дымовых и световых датчиков. Выделяют несколько типов комбинированных извещателей:

  • дымовой, объединяющий оптический и ионизационный датчики;
  • дымо-тепловой, реагирующий на изменение температуры и появление дыма;
  • газо-тепловой, в основе которого детектор СО2 и термостат;
  • мультисенсорный, реагирующий на температуру, дым, углекислый газ и открытое пламя;
  • объемный, контролирующий внешние объемы помещения. Работает на ИК и СВЧ датчике, сенсоре радиоизлучения и ультразвуке.

Обслуживание

Одной из особенностей эксплуатации газового извещателя является старение газочувствительного сенсора. При длительном непрерывном использовании необходима систематическая проверка и техническое обслуживание. Оно заключается в подаче эталонного газа и определении времени срабатывания. Для этого место установки должно быть доступным для проведения манипуляций.

Более подробно об установке и правилах обслуживания можно узнать в видеоролике:

Правила установки

Как правильно расположить извещатель?Устанавливая газовый извещатель необходимо соблюдать следующие требования:

  • место установки должно находиться неподалеку от потенциальных источников утечки: плит, котлов, клапанов, вентилей;
  • если устройство планируется применять для контроля утечки метана, то устройство должно быть установлено в помещении предполагаемой повышенной концентрации, на потолке, расстояние от поверхности потолка 0,2м;
  • для обнаружения пропан-бутановой смеси, извещатель следует монтировать на стене, на высоте 0,5 м над уровнем пола;
  • не следует устанавливать прибор за предметами, блокирующими свободный доступ воздуха: шкафами, плотными шторами, простенками.

При установке необходимо учесть направление движения воздушных потоков естественной или принудительной систем вентиляции или конвекционные потоки от отопительных приборов.

Про анемометры:  Схема двигателя евро 3 дизель

Газы хлор и бутан относятся к тяжелым и обычно скапливаются у пола, но под воздействием восходящих потоков теплого воздуха могут подниматься вверх, создавая опасные накопления под подвесным потолком.

Если концентрация легкого водорода будет меньше 1000мг/м3, его подъемная сила будет не в состоянии преодолеть нисходящие потоки динамично циркулирующего холодного воздуха. И взрывоопасный газ будет скапливаться у пола.

Таким образом, учитывая воздушные потоки, место установки датчиков для обнаружения конкретного газа может значительно измениться. Также следует учитывать необходимость подключения прибора к электрической сети.

Ручные

Устройство оперативного аварийного оповещения о пожаре, которое активируется механическим способом. Такие извещатели ставят в зданиях общественного назначения, в административных организациях, школах, больницах. Включить сигнал тревоги можно тремя способами:

  • изменением положения рычага;
  • кнопкой;
  • разбиванием стекла корпуса.

Плюс таких оповещателей – возможность передачи сигнала даже при сбое автоматических датчиков. Они также исключают подачу ложных данных, так как активируются уже при явной опасности пожара.

Обязательным условием при установке ручных извещателей является их маркировка. Кроме информации о назначении устройства используются сигнальные цвета корпуса:

  • красный, для подачи сигнала о ЧС;
  • желтый, для активации средств тушения очага огня;
  • зеленый, для разблокировки аварийного выхода из помещения;
  • синий, для активации тревожной кнопки.

По сроку эксплуатации ручные детекторы бывают одноразовые и многоразовые. Вторые всегда представлены кнопочными вариантами. В зависимости от типа передачи сигнала они подразделяются на адресные и пороговые. Адресные передают оповещение на пульт управления. Пороговые созданы для информирования об опасности.

По типу сигнала ИПР делятся на:

  • звуковые, срабатывающие сразу после активации кнопки;
  • запускающие цепь общей пожарной сигнализации;
  • комбинированные, выполняющие несколько задач;
  • срабатывающие одновременно с запуском системы тушения очага возгорания.

Сфера применения

Это устройство, значительно чувствительнее и точнее чем традиционные детекторы возгорания. Его можно использовать в помещениях с постоянным пребыванием большого количества людей, так как он не создает радиоактивный фон и не испускает никаких излучений.

Однако его чувствительность недоступна для других пассивных детекторов. Такие факторы как яркий свет, повышенная температура или ее резкие скачки, высокая запыленность помещения не влияют на точную работу сенсора и не вызывают его ложного срабатывания.

Извещатель газоанализатор целесообразно использовать в:

  1. цехах по производству:
    • продукции из дерева;
    • синтетических и полимерных материалов: смол, волокон и сыпучих веществ;
    • изделий из натурального и искусственного текстиля;
    • табака и табачной продукции;
    • изделий бумаги и целюлозы;
  2. помещениях для сортировки и хранения:
    • хлопковой и льняной пряжи или меха, изделий из этих материалов;
    • изделий из бумаги и целлюлозы;
    • ДСП, ДВП и изделий из него;
    • сельхозпродукции;
    • угля, торфовых брикетов, кокса.
  3. помещения с радиопередающей и радиолокационной аппаратурой и вычислительной техникой: комнаты АТС, стойки с устройствами приема и передачи сигнала, помещения серверных.
  4. общественные строения:
    • библиотеки, архивы и книгохранилища;
    • кинотеатры;
    • крытые стадионы и спортарены.
  5. спецсооружения:
    • тоннели и галереи для кабелей и трубопроводов;
    • строения газораспределительных и электростанций.

Тепловые

Принцип их действия сходен с работой термостата. Датчик представляет собой контроллер с подключенным к нему сенсорным элементом. Если температура в помещении превысит допустимый показатель, сработает сенсор, от которого информация по шлейфу поступит на общий контрольный блок сигнализации.

Тепловые датчики-извещатели чаще всего устанавливают в запыленной, загазованной и агрессивной среде. Они бывают двух типов:

  • одноразовые;
  • многоразовые.

В зависимости от установленного в них считывающего устройства подразделяются на три вида:

  • пороговые, реагирующие на превышение предельной температуры в помещении;
  • дифференциальные, работающие по системе анализа скорости повышения температуры среды размещения;
  • комбинированные, срабатывающие и на повышение температуры, и на скорость этого процесса.

По виду обнаружения возгорания тепловые охранно-пожарные датчики бывают:

  • точечные, срабатывающие на повышение показателей на определенном участке;
  • многоточечные, представляющие комплекс соединенных между собой одноточечных детекторов;
  • линейные, выявляющие очаги возгорания на всей протяженности детектора.

Среди всех видов датчиков-извещателей системы пожарной сигнализации именно тепловые используются чаще всего. Их достоинства:

  • возможность использования в загазованной, запыленной и влажной среде;
  • помехоустойчивость;
  • низкое потребление мощности:
  • долгий срок службы.

Минусы у этого оборудования также есть: датчик не реагирует на горение материалов, не выделяющих тепло. Учитывая, что тепловые датчики размещают на потолке, в случае отсутствия теплового излучения сигнал о возгорании поступает на контрольный блок намного позже.

Оцените статью
Анемометры
Добавить комментарий

Adblock
detector