Виды, принцип действия и использование дымовых пожарных извещателей

Системы пожарной сигнализации, в силу своей специфики, могут оборудоваться только двумя типами автоматических датчиков. Это дымовой пожарный извещатель и тепловой пожарный извещатель. Работа теплового датчика, по оперативности, достаточно сомнительна, так как он может сработать, когда возгорание уже произошло и пожар набирает силу. Поэтому дымовые пожарные датчики считаются основным элементом любой пожарной сигнализации.

Принцип действия дымовых извещателей

Дымовые пожарные извещатели делятся на две группы:

• Точечные извещатели
• Линейные извещатели

Работа любых дымовых извещателей основана на преломлении потока инфракрасного излучения при прохождении через слой дыма. На практике это выглядит следующим образом. Оптическая система точечного дымового пожарного извещателя состоит из инфракрасного светодиода и фотодиода. После включения питания происходит самотестирование системы, после чего она переходит в рабочий режим. При возникновении задымления, микроскопические частички золы и сажи (дым) под действием конвекционных потоков воздуха оказываются внутри оптической системы.

Инфракрасный световой поток, принимаемый фотодиодом, изменяет свою интенсивность, что приводит к изменению электрического потенциала на выходе. Эта величина сравнивается в интегральном компараторе с опорным напряжением.Заводские настройки определяют порог срабатывания дымового датчика и если он, достигнут, произойдёт включение твердотельного реле и формирование тревожного сигнала.

Конструкция точечных дымовых извещателей

Внешне точечные дымовые извещатели представляют собой пластмассовую полусферу диаметром от 80 до 110 мм, которая фиксируется на специальном основании с помощью замка-защёлки. Такая конструкция позволяет легко осуществлять замену дымового датчика, в случае  дефекта или снимать его для профилактики. Внешне отдельные модели могут несколько отличаться друг от друга, но все извещатели объединяет дизайн «Летающая тарелка». На корпусе имеются отверстия различной конфигурации для проникновения дыма внутрь датчика, светодиодный индикатор работы и кнопка тестирования (имитатор задымления).

Дымовой точечный извещатель состоит из следующих элементов:

• Лабиринт оптической системы
• Инфракрасный светодиод
• Фотодиод
• Схема сравнения
• Система тестирования
• Реле

Оптическая система дымового извещателя выполнена из чёрного пластика с эффектом светопоглощения. Внутренняя часть оптической системы заполнена рефракционными шторками, которые расположены под углом друг к другу, поэтому конструкция напоминает лабиринт. Благодаря тому, что спектральные характеристики серого дыма и чёрного дыма отличаются друг от друга, оптические свойства излучателя и приёмника подбираются таким образом, чтобы они реагировали на различный дым примерно одинаково.

Тонкости установки и монтажа

Дымовой пожарный извещатель монтируется в корпусе, который должен обеспечивать  полную защиту от внешнего освещения. Вместе с тем, дым должен свободно проникать внутрь оптической системы через специальные отверстия. Для этого они закрываются мелкоячеистой сеткой. Конструкция современного дымового датчика, благодаря оригинальным техническим решениям, обеспечивает высокую чувствительность и чёткое срабатывание на задымление, но вместе с тем достаточно велик и процент ложных срабатываний, что обусловлено опаданием пыли в оптическую систему. Для устранения этого недостатка в дымовых пожарных извещателях используется микропроцессорная обработка сигнала.

Под оптической системой расположена плата электроники. На ней расположены дифференциальный усилитель, компаратор, твердотельное реле и дополнительные элементы. На обратной стороне платы посредством печатного монтажа нанесены концентрические контакты, а на основании датчика, контакты изготовлены из пружинящего сплава. При установке датчика на основании его достаточно с лёгким нажимом повернуть по часовой стрелке до щелчка. Прибор будет надёжно зафиксирован, при этом электропитание через контакты пойдёт на элементы схемы, а контакты реле окажутся подключенными к шлейфу пожарной сигнализации. Отдельные модели дымовых извещателей могут отличаться по способу подключения, но общий принцип остаётся неизменным.

Внешний индикатор извещателя

На корпусе дымового извещателя имеется светодиод красного свечения и кнопка «Тест». В дежурном режиме светодиод выдаёт однократные вспышки с периодом в 3 секунды. При режиме «Пожар» светодиод светится постоянно. Кроме того, двукратные и трёхкратные вспышки сигнализируют о запылении оптической системы, а четырехкратные вспышки означают неисправность оптопары. Для проверки работоспособности дымового извещателя можно, с помощью кнопки «Тест», сымитировать задымление при этом на датчике формируется сигнал «Пожар». При выборе дымового пожарного извещателя, рекомендуется обращать внимание на продукцию отечественных производителей, так как большинство моделей китайских компаний не обеспечивают заявленных характеристик и в пожароопасной ситуации они могут просто не сработать.

Популярные модели

«Рубеж» ИП212-141 предназначен для обнаружения малых концентраций дыма с алгоритмом компенсации запылённости и повышенной помехозащищённостью. Работает в шлейфах пожарной сигнализации с напряжением от 9 до 30 В. Задержка срабатывания (инерционность) не превышает 8 секунд. Извещатель может комплектоваться спотом для монтажа на подвесные потолки. В датчике имеется система пылезащиты и встроенное тестирование. Стоимость извещателя 240 рублей.

Специально для установки на подвесных потолках и одновременного контроля запотолочного пространства разработаны дымовые извещатели «Артон» ИП-2.4. Датчик состоит из двух ИК-извещателей, один из которых устанавливается на подвесном потолке, а другой, на специальной штанге, за подвесным потолком.Сигнал тревоги формируется при срабатывании каждого из датчиков или от двух извещателей одновременно. Стоимость сдвоенного дымового извещателя составляет 670 рублей.

Конструкция линейных дымовых извещателей

Линейные дымовые датчики по принципу действия, аналогичны точечным извещателям. Они так же реагируют на возникновение задымления в зоне установки устройств. Датчики этого типа предназначены для обеспечения пожарной безопасности в помещениях больших размеров, протяжённости и высотой потолков свыше 7 метров.

 К таким помещениям относятся:

• Торговые площади больших супермаркетов
• Залы театров и кинотеатров
• Спортивные залы
• Длинные и широкие коридоры

Контроль пожарной безопасности в таких помещениях является очень важной задачей, поскольку правильное проведение эвакуации осложняется большим количеством народа, поэтому сигнал о задымлении должен появиться на пульте (приёмно-контрольном приборе) как можно раньше.

Извещатели пожарные дымовые линейные (ИПДЛ) имеют ряд преимуществ перед точечными датчиками:

• Высокая скорость обнаружения возгорания
• Возможность работы в сложных условиях
• Большая защищаемая территория

Конструкция линейного датчика и микропроцессорная обработка сигнала обеспечивает высокую скорость реакции на появление даже небольшого задымления. При этом высокая чувствительность позволяет обнаруживать очаги задымления из различных материалов. Это может быть дерево, пластик,  электроизоляция и многое другое. Дымовые пожарные датчики линейной конструкции допускают возможность установки в помещениях сложной конфигурации и большой высоты, например в куполах храмов.

Установка линейного датчика позволяет сэкономить средства, комплектующие изделия и рабочее время. Высота потолков в помещениях может достигать 22 метров.

Принцип работы линейных дымовых  извещателей

Линейные дымовые извещатели делятся на две группы:

• Двухкомпонентный извещатель
• Однокомпонентный извещатель

Линейный извещатель состоит из двух блоков: передатчика и приёмника. Передатчик представляет собой излучатель, собранный на полупроводниковом лазерном диоде. Он формирует луч высокой интенсивности. Приёмный блок включает в себя фотоприёмник и схему обработки сигнала. Принцип работы линейных дымовых датчиков заключается в изменении засветки светодиода при появлении задымления между передатчиком и приёмником.Двухкомпонентный извещатель обладает высокой чувствительностью и хорошей скоростью обнаружения задымления, но его конструкция требует очень точной юстировки соосности оптических систем передатчика и приёмнка.

Однокомпонентные модели

Более современные однокомпонентные извещатели не имеют приёмного блока. Вместо него используется пассивный отражатель, то есть лазерный луч, отразившись от рефлектора, возвращается на передающее устройство, которое одновременно является приёмником с системой обработки сигнала. Использование однокомпонентных извещателей позволяет обойтись без сложной юстировки оптических систем, так как его  конструкция допускает расфокусирование луча в пределах ± 10⁰.Допускается установка дымовых однокомпонентных извещателей даже на вибрирующие поверхности, что исключено при использовании устройств, состоящих из передатчика и приёмника.

Двухкомпонентные датчики

ИПДЛ-Д-II/4Р представляет собой двухкомпонентный инфракрасный линейный извещатель, предназначенный для непрерывной круглосуточной работы в любых системах пожарной безопасности с напряжением шлейфа от 9 до 24 В. Дальность действия датчика от 10 до 150 метров. Цена – 3220 рублей. Время внутреннего тестирования и подготовка к работе не превышают 30 секунд. Цена на дымовыеизвещатели превышает стоимость точечных датчиков, но это компенсируется большой площадью контроля задымления.

Отдельной группой можно считать аспирационные дымовые извещатели. В них воздух постоянно прокачивается через оптическую систему извещателя с помощью специальных вентиляторов, что обеспечивает определение минимальной концентрации дыма в воздухе. Такие датчики обеспечивают исключительно высокую чувствительность и отсутствие ложных срабатываний. Из-за высокой стоимости такие датчики используются только в местах хранения очень больших материальных или исторических ценностей.