Виды пожарных извещателей и принципы их работы

Своевременное оповещение о пожаре очень важно. Многие из нас в общественных зданиях замечают на потолках круглые белые коробочки. А между тем, это и есть первая линия защитного барьера от возникновения возгорания — датчики пожарной сигнализации. Они первые реагируют на любые признаки, которые могут означать как начало пожара, так и скорость его распространения. От надежности таких пожарных извещателей зависит безопасность людей находящихся внутри помещения или во всем здании.

Признаки пожара

Собственно говоря, это основная функция детектора — вовремя оповестить о возгорании. А как распознается пожар?

1. Повышается температура воздуха.
2. Появляется излучение от пламени.
3. Быстрое распространение дыма.

Именно на эти признаки пожара и должен автоматически реагировать датчик пожарной сигнализации.

Это современное техническое приспособление, которое направлено на то, чтобы вовремя передать сигнал о возгорании на приемно-контрольный пульт. На нем отображается сигнализация, которая оповещает об обнаружении возгорания. У современных устройств очень широкая область применения и, исходя из его возможностей, строится вся противопожарная сигнализация в помещении.

При проектировании противопожарной системы учитываются особенности извещателя, которые в полной мере соответствуют параметрам помещения. Это особенно удобно, так как такие приборы могут устанавливаться как в общественных зданиях, так и личных квартирах и домах.

От выбора типа датчика зависит:

• Насколько быстро будет обнаружен пожар. Такие устройства отслеживают: изменение температуры, плотность атмосферы, появление очагов открытого пламени, присутствие посторонних и нехарактерных для данного помещения веществ;
• Длительность срока эксплуатации противопожарной системы в целом. Пыль, влажность и вредные примеси не должны оказывать влияние на работу извещателя пожара.

Алгоритм работы

Принцип работы у всех извещателей общий. Вот как выглядит пошагово алгоритм обнаружения пламени, если установлены дымовые датчики и другие детекторы:

1. В детекторе могут быть установлены как один чувствительный элемент, так и несколько. Именно они фиксируют признак пожара при появлении очага возгорания.
2. Детектор посылает сигнал (или радиосигнал) по шлейфу ПС на пульт тревоги.
3. На ПКП происходит обработка сигнала и посылается команда, которая запускает процесс пожаротушения, включает противодымную вытяжку и другие необходимые системы.

Все это произойдет, если на контрольный пункт от управляющего прибора пройдет сигнал как минимум от двух тепловых датчиков или сработают другие типы пожарных извещателей.

Разнообразие извещателей

Разновидностей пожарных детекторов существует очень много, но, в общем, их можно сгруппировать таким образом:

• Аналоговая разновидность;
• Адресная разновидность;
• Автономная разновидность;
• Извещатель пожарный ручной.

Исходя из названия, происходит и классификация пожарных извещателей по принципу работы, а главное по способу передачи тревожного сигнала о начале возгорания.

Рассмотрим каждый класс приборов более детально.

Аналоговый

Это наиболее известный тип датчиков, так как их применение началось очень давно. Их основная задача отправить на ПКП информацию по определенному набору характерных признаков пожара:

• температурному;
• дыму и тому подобное.

Работают по кольцевой схеме, когда все детекторы объединены в единый кольцевой проводной шлейф.

Такая схема дает возможность:

• найти зоны обрыва шлейфа;
• не реагировать на ложные сигналы;
• различать и находить дефектные места шлейфа;
• посылать как тревожные, так и информационные сигналы.

Может также устанавливаться пороговый датчик, который может сигнализировать о наличии определенного условия пожара, например, такого как температура.

На крышку прибора выведена пара светодиодов, каждый их которых подключен к своему шлейфу. Если горит зеленый светодиод — ситуация штатная и реакции датчика нет.

Если горит красный — произошел пожар или есть неполадка в цепи.

Есть и определенные недостатки:

Если от такого датчика поступил сигнал на пульт — непонятно, в каком месте возгорание и что именно случилось. Понятно только одно — тревога! А есть ли пожар?

Подобный датчик пожарной сигнализации монтируют в квартире или в небольших по площади помещениях. Если такие детекторы использовать в промышленных масштабах, то для того чтобы определить место возгорания и есть ли оно потребуется увеличить количество шлейфов.

Адресный

Пожарный адресный извещатель более точно указывает проблемную зону и имеет обратную связь с ПКП. Контрольный прибор благодаря тому, что у каждого датчика есть свой личный id-адрес, более достоверно определяет от какого детектора пошел тревожный сигнал.

Но и это еще не всё.

Он может определить тип опасности — задымление или огонь. Видна будет и температура в тревожной зоне. Может и определить свойства самого извещателя (год выпуска, серийный номер и прочее).

Понятно, что если есть такая подробная информация, то можно уточнить степень угрозы и принять необходимые меры.

Такие адресные датчики находят применение на объектах большой площади, где очень важно вовремя оценить уровень опасности и точность определения очага возгорания.

Но есть и определённые неудобства у таких устройств.

На этапе проектирования противопожарной системы адресного типа необходимо более детальное описание раздела пусконаладочных работ. И скорее всего, забивать в систему id-адрес каждого устройства придется вручную, так как не все модели поддерживают автоматическое получение номера в противопожарной системе.

Автономный

Беспроводной автономный пожарный датчик в отличие от других устройств может работать:

• Без монтажа к общему шлейфу;
• Без подсоединения к наружному питанию.

В его наборе есть:

• собственный аккумулятор;
• звуковая сирена, которая подается примерно 4 минуты;
• световая индикация;
• тепловые пожарные специфические датчики, реагирующие на пожар.

Беспроводной датчик дыма автономного типа малогабаритный, округлой формы. Реагирует на образование дыма в охраняемой зоне.

Электроснабжение на батарейках, работы которой хватает примерно на год активного применения. Если заряд батарейки снизился, об этом сообщит мигающий светодиод на корпусе детектора.

Есть на рынке модификации, у которых электропитание происходит от несъемного аккумулятора. Они могут работать непрерывно в течение 10 лет.

Такой датчик определения дыма для квартиры обладает рядом преимуществ:

• Отпадает необходимость подключения к центральному пульту;
• Не нужен внешний источник электропитания;
• Легко меняется дислокация;
• Есть оповещение о низком заряде батареи;
• Простота монтажа;
• Громкий звук.

Недостатки:

• Датчики дыма со временем неизбежно собирают внутри корпуса пыль и там могут накапливаться насекомые, что вызывает ложные сработки;
• Если применяется несъемная батарея, то при истечении её срока действия необходимо менять весь линейный пожарный извещатель целиком.

Разделение по типу активации

Также все противопожарные датчики делятся по способу активации:

• Автоматический (система активируется в заложенном производителем распорядке действий без участия человека);
• Извещатель пожарный ручной.

Также есть градация датчиков по подконтрольной зоне:

• Линейный — чувствительные датчики расположены вдоль определенной линии;
• Многоточечный — устройства выборочно размещаются на одной линии связи;
• Точечный — для определения очага воспламенения в небольших по объему помещениях.

По типу связи с приёмно- контрольным пунктом:

• Проводного исполнения;
• Беспроводные пожарные.

Ручные сигнализаторы

Специфическая модификация — извещатель пожарный ручной (ИПР).

Чаще всего, выполнен в виде кнопки или специального рычага под стеклянной или пластиковой панелью.

Принцип работы ИПР: если нажимается кнопка или изменить положение рычага, то замыкается цепь и на ПКП уходит тревожный сигнал и звучит сирена.

Ручные пожарные извещатели размещают в легкодоступном месте и, как правило, на путях эвакуации людей из здания или помещения.

Кроме того, извещатель пожарный ручной имеет характерную окраску красного цвета. Находится на стене и прикрыт прозрачной пластиковой крышкой. На нем часто можно встретить надпись: «При пожаре открыть крышку».

Тепловые датчики

Тепловые извещатели для пожарной сигнализации реагируют на резкую трансформацию температуры. Если произошло резкое изменение температуры, устройство моментально реагирует и подает тревожный звонок.

Применяются как взрывозащищенные, так и обычные тепловые датчики.

Один тепловой пожарный индикатор подходит для установки на взрывоопасных объектах, другой применяют за отслеживанием пожароопасной ситуации в обычных помещениях.

На производстве и в больших по площади помещениях, устанавливаются точечные и многоточечные ЛДПИ или термокабель.

ИПДЛ может улавливать изменение температурного фона по всей длине кабеля.

Кабель термозащищенный и может работать продолжительное время в зоне открытого горения.

Обычно извещатель пожарный тепловой кабельного типа крепится на потолке.

Можно встретить тепловой датчик и в варианте крепления на стену.

Дымовые датчики

Линейные дымовые пожарные извещатели созданы для раннего обнаружения дымной взвеси в воздухе замкнутого пространства. Как только на оптико-электронную камеру извещателя попадет даже малейшая частица дыма, прибор это сразу уловит, а от скорости насыщения дымной взвеси возрастает и скорость срабатывания прибора.

Если уровень дыма превысит контрольный уровень, звучит тревожный сигнал от извещателя.

Если устанавливаются оптические дымовые датчики то они, как правило, беспроводного типа и могут работать самостоятельно без подключения к системе АПС.

Вообще существующие дымовые извещатели систематизированы:

Извещатель пожарный дымовой линейный включен в специальные нормативные требования на установку приборов этого типа в зданиях, где возможно большое скопление людей. Кроме того, на всех объектах, на которых, при возникновении пожара, возможно обильное дымообразование.

Оптико-электронные

Это противопожарные датчики, которые автоматически регистрируют  образование в воздухе летучих примесей дыма от процесса горения. Восприимчивый элемент датчика может определить:

• Процесс пиролиза;
• Тления;
• Появление дымовых газов уже на ранней стадии развития.

Активируются, если появляются летучие дымовые продукты горения, которые изменяют излучение:

• В видимом свете,
• В ультрафиолете,
• В инфракрасном диапазоне.

Электронные дымовые извещатели работают по такому принципу:

1. В корпусе прибора размещены два ИК-устройств излучающих лучи направленные друг на друга.
2. Если в устройство попадает дым, это вызывает рассеивание ИК-лучей — их направление меняется.
3. Встроенный фотоприемник фиксирует такое отклонение направления излучения и сравнивает это изменение с допустимыми отклонениями.
4. Если отклонение луча превышает норму, то активируется датчик обнаружения дыма проводной и включается звуковая сирена.

Ионизационные

Еще одно высокотехнологичное устройство, которое способно регистрировать очаг возгорания по изменению характеристик, в атмосфере подконтрольного  помещения, летучих компонентов от процесса горения, таких как копоть или гарь — противопожарные ионизационные датчики дыма.

Этот способ регистрации пожара основан на редкой способности ионизированного воздуха — притягивать частицы именно дымового потока.

По своей эффективности этот способ сравним с аспирационными и проточными датчиками. Мало того он значительно превышает показатели оптико-электронных конструкций созданных для аналогичных целей.

Основное отличие ионизационных пожарных извещателей от других устройств подобного уровня — это способность обнаруживать как размер частиц горения, так и их цвет. Серый и черный дым имеют разные физико-химические характеристики. Именно это и регистрируют подобные приборы.

Проведем небольшой анализ, как работает датчик дыма такой интересной конфигурации.

Они обладают низкоуровневым источником радиации — порядка 0.9 мкКюри. Корпус прибора разделен на две разные камеры:

• Рабочую, где происходит анализ;
• Контрольную.

Если дым просачивается в измерительный отдел, это вызывает уменьшение тока, проходящего через нее. Это изменение сравнивается с контрольной камерой. Если есть малейшее несоответствие с эталоном, запускается процесс тревоги.

Учитывая необходимость обязательной утилизации этих детекторов по истечению срока годности (5 лет), высокую стоимость и специфические особенности в обслуживании, эти приборы устанавливаются в помещениях, к которым предъявляются особые требования по их эксплуатации:

• Музеях;
• Библиотеках;
• Театрах;
• Помещениях с химической продукцией.

Аспирационные

Виды датчиков пожарной сигнализации пополняет пожарный индикатор аспирационный.

Это более усложненный вариант прибора, который способен перехватывать частицы от продуктов горения.

Сам по себе прибор выполнен в виде пластикового блока с отступающего от него воздухозаборными трубками. В этих трубках есть отверстия, через которые всасывается воздух, который попадает вовнутрь системного блока. В нем есть специальный электронный приемник, который анализирует поступающий воздух.

Если в поступившем образце присутствует дым, сработает сигнал тревоги.

Для разных по площади помещений виды пожарных таких извещателей различаются длиной воздухозаборных трубок. Они могут выполняться разной длины, которая может достигать нескольких десятков метров. Правда, надо отметить, что для таких длинных участков нужна дополнительная регулировка всасывающего вентилятора, чтобы гарантировать нужный темп забора проб воздуха.

Такой датчик пожарной сигнализации устанавливается как в квартире жилого многоквартирного дома, так и в производственных помещениях.

Так как у аспирационных пожарных извещателей расширенный диапазон чувствительности, он может найти применение в помещениях различной архитектуры:

• С высокими потолками — склады, ангары, спортзалы, торговые центры;
• Где есть большая загрязненность воздуха;
• Где размещено опасное оборудование;
• С наличием разной электронной аппаратуры — компьютерные дата-центры, помещения телекоммуникации, телефонные станции;
• Такие как аудитории, соборы, терминалы железнодорожных станций и аэропортов;
• В узких и труднодоступных местах — кабель-каналах, лифтовых шахтах.

Газовые

Появление в помещении газов от процессов тления или горения регистрирует газовый извещатель противопожарной сигнализации.

Он быстро регистрирует образование в воздушном пространстве замкнутых помещений угарного или углекислого газа или может анализировать, как изменился химический состав воздуха.

Давно известно, что при горении или тлении может выделяться угарный газ. На стенках уловителя газового детектора нанесен оксид углерода, который вступает в реакцию с угарным газом и система переводится в рабочее состояние. Соответственно от степени концентрации этого опасного газа зависит скорость срабатывания датчика пожарной сигнализации.

Конструктивно состоит из газочувствительного элемента и полупроводниковой пластины, от изменения емкости которой зависит скорость срабатывания датчика.

Чем хорош именно этот тип датчика, что как раз этот газ является наиболее вредным из всех известных продуктов горения содержащих углерод.

Он особенно опасен, так как не имеет запаха и цвета и, попадая в организм человека, может быстро привести к летальному исходу.

Если помещение плохо вентилируется или забит дымоход, не обеспечивая приток свежего воздуха, повышается риск отравления угарным газом. Надёжный и проверенный извещатель угарного газа и метана делает безопасным проживание в частном доме или квартире.

Такие извещатели особенно актуальны в ситуациях, когда необходимо обнаружить «медленный пожар».

Из-за потребления большого количества электроэнергии их нельзя применять в качестве автономных датчиков. Но они с успехом показывают свою эффективность при применении на стратегически важных взрывоопасных промышленных объектах.

Инфракрасные

Виды чувствительных пожарных датчиков дополняет инфракрасный извещатель пожарный — устройство, способное обнаруживать очаг возгорания в инфракрасном диапазоне. Рекомендован к установке в помещениях с высокими потолками.

Датчик построен на том эффекте что, открытое пламя выделяет электромагнитное излучение, которое состоит из ультрафиолетового, видимого и инфракрасного (ИК) спектра:

Если практически все другие пожарные датчики работают во внутренних помещениях, ИП могут контролировать наружные зоны большой площади и конечно внутренние масштабные объекты, такие как сборочные цеха, хранилища и другое.

Кроме того специфика их работы позволяет контролировать и взрывоопасные зоны, так как могут обеспечить минимальное время обнаружения возгорания тех материалов, которые могут не иметь стадии тления таких как горючие жидкости или пластмассы.

Так как открытое пламя может излучать и УФ- и ИК-лучи, сами детекторы различают на два подвида:

1. Инфракрасные. Регистрируют выбросы ИК-излучения. Очаг пламени величиной от 15 см регистрируется за 3 секунды, на расстоянии до 21 метра с сектором обзора в 90°.
2. Ультрафиолетовые. Изменение уровня излучения улавливается внутренним газоразрядным индикатором. Так как излучение пламени повышает разрядность между электродами, то посылается сигнал тревоги. Зона действия извещателя на площади до 200 м² в помещениях с потолками до 20 м. Время сработки — 5 секунд.

Датчики такого типа отличаются своим высоким быстродействием и не реагируют на:

• Лампы накаливания;
• Люминесцентные лампы;
• Солнечный свет;
• Разряды молний;
• Электродуговую сварку.

Может использоваться для защиты таких объектов как :

1. Производственные и подсобные помещения на промышленных предприятиях, в машинных залах, где есть мощное энергетическое оборудование.
2. Открытых площадках.
3. На объектах с большой запылённостью и задымленностью.

Такие модификации, как правило, с гермовводами, что гарантирует удобство при монтаже и обслуживании инфракрасного извещателя.

Подключаются линейные пожарные извещатели к приемно-контрольному пульту по двухпроводному или четырехпроводному шлейфу.

Как выбрать

Для организации системы противопожарной защиты нужно правильно подготовиться и задать себе несколько вопросов:

• какие тепловые пожарные извещатели нужно использовать;
• куда его правильно установить;
• как грамотно подключить;
• как отключить пожарный датчик;
• какова должна быть предельная чувствительность прибора;
• как избежать ложных срабатываний;

Пожарные датчики в квартире выбираются на основе информации о том, что для вас является приоритетным признаком пожара:

• Наличие дыма;
• Выброс температуры;
• Открытое горение;
• Опасные газы от горения.

Необходимо смотреть на условные обозначения на корпусе устройства.

Не забываем, что производители подобных устройств предусмотрели нанесение специальных меток, которые снимают вопросы, как установить и как отключить прибор.

Заключение

Мы в рамках данной статьи рассмотрели много типов пожарных извещателй, которые можно применять в помещениях различного назначения согласно норм пожарной безопасности. В заключении добавим, что от того как работает датчик дыма зависит ваша безопасность.

Видео по теме