В качестве продолжения предыдущей статьи мы рассмотрим понятие чувствительности точечных извещателей и способностью быстрого удаления дыма из оптической камеры.
ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ
Основной характеристикой любого извещателя является его чувствительность к контролируемому первичному признаку пожара. В качестве численного значения чувствительности точечных дымовых оптических извещателей принимают удельную оптическую плотность среды, определенную как затухание мощности оптического луча, прошедшего через задымленную среду, по отношению к мощности луча в не задымленной среде и приведенного к пройденному расстоянию. В соответствии с нормативными документами этот параметр должен быть в пределах от 0,05 до 0,2 дБ/м (от 1,1 до 4,5 %/м). Такой диапазон выбран из соображения обеспечения, с одной стороны – раннего обнаружения очага пожара, а с другой стороны – приемлемого уровня помехоустойчивости к наличию в помещении пыли, примесей аэрозолей и пр.
В эксплуатационной документации подавляющего большинства извещателей именно этот диапазон значений указывается в качестве параметра чувствительности и, казалось бы, они должны быть равноценными по своим способностям к раннему обнаружению очага пожара. Но в действительности эти их способности оказываются настолько различными, что возникают серьезные сомнения по поводу их соответствия одинаковым требованиям по чувствительности.
Для того, чтобы разобраться в чем же причина таких различий при формально одинаковых параметрах, необходимо несколько подробнее рассмотреть устройство точечных оптических извещателей.
Основным узлом, определяющим характеристики рассматриваемых извещателей, является оптическая система, которую еще называют или оптической камерой, или дымовой камерой, или оптическим сенсорным устройством, или другими подобными терминами. В любом случае, это есть некое устройство, представляющее собой совокупность конструкционных элементов и оптико-электронных элементов (излучателя и приемника). В качестве излучателя, как правило, используется инфракрасный диод (ИК-диод), а в качестве приемника – фотодиод. И чтобы это устройство могло выполнять функции оптической системы оно должно обеспечивать соответствие целому ряду требований.
Главное требование определяется самим принципом работы на «рассеянном свете» – излучение ИК-диода в отсутствии дыма не должно (в идеале) попадать на фотодиод, а при наличии дыма – рассеиваться его частицами с максимальной эффективностью попадания на фотодиод.
В качестве очень важного требования является обеспечение защиты фотодиода от прямых внешних лучей, иначе они, обладая значительно большей мощностью, чем излучение ИК-диода, могут повлиять как на устойчивость работы, так и на чувствительность извещателя.
Не менее важным требованием является обеспечение хорошей вентилируемости зоны обнаружения, в противном случае дым может или вообще не попасть в эту зону или будет проникать туда с большим опозданием.
Успешное решение задачи максимального соответствия этим основным требованиям при конструировании оптической системы возможно только при проведении серьезных исследовательских и опытно-конструкторских работ. Недостаточная проработка этих вопросов, неудачные технические решения, пренебрежение мелочами не позволят создать оптическую систему с хорошими обнаружительными свойствами и, соответственно, извещатель с высокими тактико-техническими параметрами.
Среди разработчиков в качестве оценки обнаружительных свойств оптических систем принято использовать так называемый параметр «сигнал/шум». Он определяется как отношение принимаемого фотодиодом сигнала при наличии в зоне обнаружения дыма с определенной концентрацией (как правило, нормируют для задымленности 0,1 дБ/м) к сигналу на фотодиоде в отсутствии дыма. Наличие сигнала на фотодиоде в отсутствии дыма обусловлено наличием отражения излучения ИК-диода от внутренних поверхностей оптической системы.
Удобство использования в качестве сравнительной характеристики параметра «сигнал/шум» в том, что он не зависит от применяемых электрических схем, алгоритмов обработки и функциональных особенностей извещателей и в дальнейшем будет показано, как его значение влияет на различные характеристики и свойства извещателей и на их поведение в реальных условиях эксплуатации.
Вернувшись к уже обозначенной ранее проблеме, попробуем разобраться в том, почему различные извещатели при одинаковых заявленных параметрах так сильно отличаются своей реакцией на появление дыма.
Начнем с того, что запаздывание срабатывания прежде всего обусловлено несоответствием реальной чувствительности требованиям нормативной документации. Это происходит по нескольким причинам.
Первая причина заключается в том, что обнаружительные свойства примененной в извещателе оптической системы низкие. Если значение параметра «сигнал/шум» небольшое (менее 2 – 2,5), то производители для обеспечения устойчивости работы извещателя пытаются выпускать их как можно менее чувствительными (ближе к пределу 0,2 дБ/м и даже превышая его). Такой подход позволяет создать достаточный для устойчивой работы запас по порогу срабатывания над «шумовым» сигналом. Если этот запас будет небольшим (например, значение порога срабатывания больше «шумового» сигнала всего в 1,5 раза), то при климатических воздействиях недостаток этого запаса может привести к ложному срабатыванию, а об обеспечении стабильности параметра чувствительности в этом случае вообще не стоит и упоминать.
Поэтому, при выборе извещателя стоит попытаться выяснить характеристики применяемой в нем оптической системы, удовлетворительным уровнем которой считается, если параметр «сигнал/шум» не менее 3.
Вторая причина обусловлена отсутствием у изготовителя процедуры настройки чувствительности извещателя или, при ее наличии, несовершенством методики настройки. Дело в том, что из-за разброса светотехнических и оптических характеристик применяемых ИК-диодов и фотодиодов, наличии погрешностей при их фиксации в конструкции оптической системы и других факторов получить высокую повторяемость параметра чувствительности от образца к образцу без подстройки общего коэффициента передачи невозможно.
Методика настройки чувствительности является «ноу-хау» производителей и они тщательно охраняют ее от посторонних глаз, но складывается впечатление, что у некоторых из них такой методики вообще нет или она крайне несовершенна. Иначе чем объяснить, что извещатели одной модификации могут обладать как очень низкой чувствительностью (более 0,2 дБ/м), так и очень высокой чувствительностью (менее 0,05 дБ/м). Такая ситуация приводит к тому, что установленный на объекте извещатель может оказаться или неспособным к раннему обнаружению или склонным к ложным срабатываниям.
Третья причина кроется в том, что применяемые в оптической системе ИК-диоды не рассчитаны на долгосрочную работу в качестве источников мощных ИК-импульсов. При формировании ИК-излучения полупроводниковый кристалл ИК-диода подвергается тепловому разогреву, что ведет к постепенной деградации структуры кристалла, и, соответственно, к ухудшению светотехнических характеристик. Через определенный период эксплуатации (от нескольких месяцев до нескольких лет) чувствительность извещателя может снизиться в несколько раз. Чтобы этого не происходило в извещателях должны применяться только специальные ИК-диоды с высокой стабильностью светотехнических характеристик, но они имеют высокую стоимость и вряд ли применяются в самых массовых дешевых извещателях.
ДЫМОУДАЛЕНИЕ
Не менее важным фактором своевременной реакции на появление дыма является способность извещателя свободно пропускать дым внутрь оптической системы, т.е. обеспечивать хорошую вентилируемость зоны обнаружения. Препятствием для проникновения дыма в зону обнаружения может служить и форма корпуса, и устройство входных отверстий, и их размер, и особенности защищающей от насекомых сетки, и конструкция оптической системы.
Естественно, что наиболее быстро дым попадет внутрь извещателя, если на пути его движения в конструкции создано как можно меньше препятствий. Поэтому считается полезным, чтобы дымозаходные отверстия в корпусе были как можно больше, чтобы защитная сетка была выполнена из антистатического материала и соединена с токоведущими цепями, чтобы конструкция оптической системы была горизонтально-вентилируемой, чтобы в извещатель могли свободно проникать и вертикально-восходящие и горизонтально-распространяющиеся потоки воздуха и пр.
В принципе, определить какой извещатель по дымозаходу лучше, а какой хуже не так уж и сложно, следует только внимательно изучить его устройство и попытаться представить движение потоков воздуха на подходе к нему и внутри него. При этом необходимо учесть, что частицы дыма, как правило, несут на себе определенный статический заряд, что может создать дополнительные препятствия для проникновения внутрь оболочки извещателя.
Оптические точечные дымовые извещатели с оптимальной чувствительностью и по праву с лучшей оптической камерой это ДИП-44.
ИП212-44 "ДИП-44"
Пожарные извещатели предназначены для обнаружения возгораний, сопровождающихся появлением дыма, и передачи сигнала тревожного сообщения «Пожар» приемно-контрольным приборам.
На основании извещателя с помощью выходных контактов закреплен металлический экран, печатная плата с радиоэлементами и оптической камерой. Для проверки работоспособности извещателя, между платой и основанием располагается подпружиненный рычаг, который вводится в оптическую камеру путем нажатия кнопки на лицевой стороне корпуса. Оптическая камера защищена от проникновения насекомых мелкоячеистой металлической сеткой, соединенной с «общим» проводом схемы, что делает ее нейтральной по отношению к заряженным частичкам дыма, и они беспрепятственно проникают внутрь оптической камеры. Кроме этого сетка является дополнительным электрическим экраном, образующей с другими металлическими деталями извещателя замкнутый проводящий контур, надежно защищающий схему и оптическую камеру от электромагнитных помех.
Для подключения проводов шлейфа в извещателе предусмотрена съёмная оригинальная розетка, хорошо защищенная от протечек воды.
Извещатели ИП212-44 являются базовой модификацией этого типа извещателей и в режиме «Пожар» формируют унифицированный сигнал срабатывания в виде уменьшения внутреннего сопротивления до величины не более 500 Ом при токе 20 мА. В выходных цепях извещателей традиционно отсутствует ограничитель тока, так как они предназначены для использования с ППК, имеющими собственный ограничитель тока в схеме питания шлейфа. Остаточное напряжение на извещателе при срабатывании составляет от 7,5 до 8,5 В при токах от 5 до 20 мА. Схема выходной цепи извещателя приведена на рисунке.
О других характеристиках точечных дымовых извещателей Вы узнаете в нашей следующей статье.
Наш сайт: ivsptk.ru
Мы в соц. сетях:
VK: vk.com/ptkivs
INSTAGRAM: www.instagram.com/ptkivs
TWITTER: twitter.com/ptkivs
WhatsApp: +7(910)524-77-00
Viber: +7(910)524-77-00
