راهنمای انتخاب و جانمایی آشکارسازهای شعله

راهنمای انتخاب و جانمایی آشکارسازهای شعله

انواع آشکارسازهای شعله توسط سازندگان این تجهیز غالباً در انواع مشابه ساخته می شوند و تفاوت عمده ی آنها با توجه به فناوری ساخت، به قدرت حساسیت حسگرها و راه های مقابله با آلارم های کاذب باز می گردد. شناخت انواع آشکارسازهای شعله منتج به انتخاب صحیح آنها در زمان طراحی می گردد.

در آغاز این مقاله به راه های تشخیص شعله اشاره شده است که با توجه طیف های مختلف نوری که از آتش ساطع می شود آشکارسازی دو طیف مادون قرمز و ماوراء بنفش در فناوری ساخت آشکارسازهای شعله مورد استفاده قرار می گیرد. استفاده از دو طیف نوری مذکور آشکارسازهای شعله را به انواعی شامل UV,IR,UV/IR,IR2,IR3 و IR4 تقسیم نموده است.

هر کدام از این انواع آشکارسازها ویژگی های خاص خود را دارند که در بخش مربوطه به این ویژگی ها به صورت کلی اشاره شده است. از آنجایی که عملکرد صحیح آشکارسازهای شعله وابسته به دید مستقیم شعله آتش می باشد زاویه ی دید این تجهیزات و همچنین فاصله ای که از آتش خواهند داشت در روند و سرعت آشکارسازی شعله تأثیرگذار می باشد. به علاوه نوع مواد سوختنی نیز با توجه به اینکه در زمان سوختن طیف های نوری متفاوتی را به وجود می آورد می توانند بر کاهش یا افزایش فاصله ی آشکار سازی تأثیر به سزایی بگذارند.

یکی از مهم ترین چالش‌ های طراحی سامانه‌ های F&G ، انتخاب آشکار‌‌‌‌‌سازهای مناسب شعله و جانمایی صحیح آنهاست. این مهم توسط شرکت‌های ارائه دهنده ی گواهینامه ی سایت‌های صنعتی و غالباً با استفاده از نرم افزارهای تخصصی صورت می‌پذیرد. در بسیاری موارد نیز توسط مهندسین طراح که آشنا به ویژگی انواع مختلف این تجهیزات و نحوه ی جانمایی آنها هستند با استفاده از مشخصات پروژه انجام می‌شود. مقاله ی پیش رو با هدف آشنایی اولیه با عملکرد انواع آشکارسازهای شعله موجود در بازار (که اغلب سازندگان با نوع یکسان اقدام به طراحی و ساخت آنها می کنند) تهیه شده است تا در شروع کار طراحی بتواند دید مناسبی نسبت به تجهیزات مذکور بدهد. مطالب به صورت کلی در قالب معرفی مختصر انواع آشکارساز شعله ارائه و در آخر نیز به نکاتی که در زمان جانمایی این تجهیزات مد نظر قرار می‌گیرد اشاره شده است.

• راه‌های تشخیص شعله

نور تولید شده توسط شعله آتش دارای طیف‌های نوری مختلفی است (شکل-۱)؛ نظیر باند طیف نوری ماوراء بنفش UV ، باند طیف نوری مرئی یا همان بخشی از طیف نوری شعله که برای ما انسان‌ها قابل مشاهده است و باند وسیع IR یا مادون قرمز.

 


شکل ۱. طیف های نوری و بازه های UV و IR به منظور آشکار سازی آتش

با توجه به محدوده ی وسیع طیف نوری تولید شده توسط شعله، آشکار سازهای مختلف شعله بوجود آمده‌اند که حسگر هر یک نسبت به طیف مشخصی از نور حساس هستند.

در این قسمت به مقایسه چند نمونه از این نوع آشکارسازها خواهیم پرداخت. در شکل ۲ تصویر برخی از آشکارسازهای شعله متعارف و موجود در بازار نمایش داده شده است.

شکل ۲. نمونه آشکارسازهای شعله موجود در بازار

انواع آشکارساز شعله

۱- آشکارساز شعله ترکیبی (UV)

آشکارسازهای ماوراء بنفش با دریافت طول موج نوری کوتاه تر از ۳۰۰ نانومتر کار می‌کنند. سرعت این آشکارسازها در تشخیص آتش‌سوزی و انفجار، با توجه به تابش اشعه ی ماوراء بنفش ساطع شده در لحظه ی اشتعال، ۳-۴ میلی ثانیه است. البته یک تأخیر زمانی ۲ تا ۳ ثانیه ای نیز به منظور کاهش آلارم کاذب در این نوع آشکارسازها توسط سازنده در نظر گرفته می‌شود.

کاربردها معایب مزایا
محیط‌های داخل ساختمان منابع UV از قبیل رعد و برق، جوش قوس الکتریکی، تابش و نور خورشید، باعث آلارم کاذب در این نوع آشکارسازها می‌شوند. سرعت بالا
حساسیت متوسط
قیمت پایین
تأثیر ناپذیر از مواد و وسایل داغ

________________________________________

۲- آشکارساز شعله مادون قرمز (IR)

همه ما حسگرهایی که با حرکت انسان فعال می‌شوند را در اماکن مختلف نظیر بانک‌ها، ادارات و فروشگاه‌ها دیده‌ایم. در واقع این حسگرها به طیف مادون قرمز متصاعد شده از گرمای بدن انسان حساس هستند.

آشکارسازهای شعله مادون قرمز به طیف گرمایی منتشر شده از شعله آتش حساس هستند.

ویژگی ها:

آشکارسازهای شعله ی مادون قرمز (IR) در باند طیفی مادون قرمز کار می‌کنند.(شکل-۳)

گازهای داغ یک الگوی طیفی خاص در منطقه ی مادون قرمز که می تواند با یک دوربین تصویربرداری حرارتی تشخیص داده شوند منتشر می‌کنند.

طیف فرکانسی که این نوع از آشکارسازهای شعله مادون قرمز نسبت به آن حساس هستند در محدوده ی ۴.۴ میکرومتر است.

زمان پاسخ آشکارسازهای IR، ۳ تا ۵ ثانیه است.

شکل ۳. آشکارسازی طیف IR بر اساس شدت نور

 

کاربردها معایب مزایا
محیط­های داخل ساختمان تحت تأثیر حرارت قرار می‌گیرند.
در معرض منابع IR قرار گرفتن این تجهیزات را دچار آلارم کاذب می‌نماید.
سرعت بالا
حساسیت متوسط
قیمت پایین
تأثیر ناپذیر از تشعشعات خورشیدی

________________________________________

۳- آشکارساز شعله ترکیبی UV/IR

این آشکارسازها با مقایسه ی سیگنال آستانه ی دو طیف UV و IR و نسبت آنها به یکدیگر، سیگنال آتش را تأیید می‌کنند که این عملکرد به مراتب آلارم‌های کاذب را کاهش می‌دهد.

مقایسه ی سیگنال آستانه ی دو محدوده ی UV و IR در قالب پیکره بندی آشکارساز به صورت AND برنامه ریزی می‌شود. به این صورت که وجود هر دو طیف برای تأیید آتش سوزی الزامی می‌باشد.

کاربردها معایب مزایا
محیط‌های داخلی / خارجی تحت تأثیر منابع UV/IR مشخص (نسبت ایجاد شده توسط محرک­های کاذب) قرار می‌گیرد
در صورت وجود دود یا بخار غلیظ دید آن کور می‌شود
تأثیرپذیری منفی در صورت وجود گریس و روغن بر روی شیشه­ی این نوع آشکارسازها
سرعت بالا
حساسیت بالا
آلارم کاذب کمتر
تأثیر ناپذیر از تشعشعات خورشید

 

4- آشکارساز شعله ترکیبی IR/IR

آشکارسازهای شعله ی نوع IR/IR، آستانه سیگنال دو طول موج مختلف از موج مادون قرمز را مورد مقایسه قرار می‌دهند. معمولاً یک حسگر موج ۴.۴ میکرومتر دی اکسید کربن و حسگر دیگر محدوده ی طیف فرکانسی مرجع IR را آشکار می‌کنند. آشکار‌سازی انتشار گاز دی اکسیدکربن بیشتر مناسب سوخت‌های هیدروکربنی است و مناسب سوخت های غیرکربنی مانند هیدروژن نمی‌باشد.

کاربردها معایب مزایا
محیط‌های داخلی / خارجی · محدودیت عملکرد به واسطه­ی گستره­ی دمایی

·  تحت تأثیر منابع IR قرار می‌گیرند

. سرعت متوسط

. حساسیت متوسط

. آلارم کاذب کمتر

 

5- آشکارساز شعله ترکیبی IR3 یا IR/IR/IR

آشکارسازهای شعله ی (IR3)، سه طول موج مشخص در ناحیه ی طیفی IR و نسبت آنها با یکدیگر را مقایسه می‌کنند. در این آشکارساز، یک حسگر محدوده ی ۴.۴ میکرومتر و دو حسگر دیگر طول موج های مرجع بالا و پایین را آشکار می‌کنند.

آشکارسازهای IR3 نسبت به آشکارسازهای IR و UV/IR زمانی که در معرض منابع IR غیر آتش قرار می‌گیرند در مقابل آلارم کاذب از مصونیت بیشتری برخوردارند.

کاربردها معایب مزایا
محیط‌های داخلی / خارجی قیمت بالا سرعت بالا
حساسیت بالا
کمترین نرخ آلارم کاذب
تأثیرناپذیر از اشعه­ی خورشید

– انواع جدیدتری از آشکارسازهای شعله نیز امروزه ساخته و روانه بازار شده است که در مقالات آینده به آنها اشاره خواهد شد.
فضای تحت پوشش آشکارسازهای شعله

زاویه ی دید آشکارسازهای شعله همانند شکل مقابل به صورت مخروط مانند است. نظیر نوری که توسط یک چراغ مطالعه مخروطی منتشر می‌شود زاویه ی دید این گونه آشکارسازها هم به همین صورت است.

نکاتی که در رابطه با زاویه ی دید این گونه آشکارسازها باید در نظر داشت:

• آشکارسازهای شعله با توجه به برند معمولاً زاویه ی دید افقی و عمودی برد آشکارسازی و مدل آن ها متفاوت است. از این رو برای به-دست آوردن مشخصات مذکور باید به کاتالوگ سازنده ی آن ها مراجعه نمود.

در خصوص جانمایی این نوع آشکارسازها باید با در نظر گرفتن زاویه ی دید و برد آن، طوری جانمایی را انجام داد که فضای مورد نظر ما را تحت پوشش خود قرار دهد (شکل-۴) و در صورت نیاز از تعداد آشکارسازهای بیشتری استفاده نماییم.

باید در نظر داشت که در این نوع آشکارسازها، شعله باید در معرض دید مستقیم آشکارساز قرار داشته باشد تا مورد تشخیص واقع شود. به عنوان مثال همان گونه که در شکل مقابل مشخص است، در صورتی که مانعی سر راه این نوع آشکارساز وجود داشته باشد و آتش پشت مانع به وجود بیاید، شعله ی آن برای آشکارساز قابل رؤیت نخواهد بود و نیاز است آشکارساز دیگری نیز در سمت دیگر، برای فضای کور در نظر گرفته شود.

 

 

شکل-۴

توضیح: زوایای فضایی برای جانمائی آشکارسازهای شعله

________________________________________

برد آشکارسازهای شعله

در کاتالوگ سازندگان معمولاً برد آشکارساز را به توجه به حجم آتش بیان می کنند. به عنوان مثال آشکارساز شعله یک برند، شعله ای به ابعاد ۱۰ در ۱۰ سانتی متر را در فاصله ی ۷ متری می تواند تشخیص دهد. اگر آتش در فاصله ی دورتری اتفاق بیافتد، نیاز است که ابعاد شعله بزرگ تر باشد تا این آشکارساز بتواند آن را تشخیص دهد. (شکل ۵) به عنوان مثال برای همین آشکارساز، اگر فاصله دو برابر شود، نیاز است که ابعاد شعله چهار برابر (۴۰ در ۴۰ سانتی متر) شود تا توسط این آشکارساز تشخیص داده شود.

شکل ۵. دید آشکارسازهای شعله به مسافت و حجم آتش بستگی دارد

 

شکل ۶. انواع آشکارسازی آتش

درباره مدیر سایت

بررسی بیشتر

DCS , TPX , اتوماسیون نیروگاه

معرفی معماری سامانه‌های کنترل DCS مطرح دنیا – بخش ۴

معرفی معماری سامانه‌های کنترل DCS مطرح دنیا نویسنده : مهندس صادق اکبری در بخش قبل، …

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *