Integrator sistema rano otkrivanje požara. Sistemi za rano otkrivanje požara

IN Ruska Federacija Svakodnevno se dogodi oko 700 požara u kojima gine više od 50 ljudi. Stoga, očuvanje ljudskog života ostaje jedan od najvažnijih zadataka svih sigurnosnih sistema. IN U poslednje vreme Tema ranog otkrivanja požara se sve više raspravlja.

Programeri moderne opreme za gašenje požara natječu se u povećanju osjetljivosti detektora požara na glavne znakove požara: toplinu, optičko zračenje plamena i koncentraciju dima. Mnogo se radi u tom pravcu, ali svi detektori požara se aktiviraju kada je već izbio barem manji požar. I malo ljudi raspravlja o temi otkrivanja mogućih znakova požara. Međutim, već su razvijeni uređaji koji mogu snimiti ne požar, već samo prijetnju ili vjerovatnoću požara. Ovo su gasni detektori požara.

Komparativna analiza

Poznato je da požar može nastati kako iznenadnim hitnim slučajem (eksplozija, kratki spoj), tako i postupnim nakupljanjem opasnih faktora: akumulacije zapaljivih plinova, para, pregrijavanja tvari iznad tačke paljenja, tinjanja izolacije električnih kabela od preopterećenja, truljenja i zagrijavanja zrna i sl.

Na sl. Slika 1 prikazuje grafik tipične reakcije detektora dima gasa na požar koji počinje sa zapaljenom cigaretom ispuštenom na dušek. Grafikon pokazuje da detektor gasa reaguje na ugljen monoksid nakon 60 minuta. nakon što zapaljena cigareta udari u dušek, u istom slučaju fotoelektrični detektor dima reaguje nakon 190 minuta, jonizacijski detektor dima - nakon 210 minuta, što značajno produžava vrijeme za donošenje odluke o evakuaciji ljudi i otklanjanju požara.

Ako snimite skup parametara koji mogu dovesti do izbijanja požara, tada možete (bez čekanja da se pojavi plamen ili dim) promijeniti situaciju i izbjeći požar (nesreću). Po ranom prijemu signala od gasnog detektora požara, osoblje za održavanje imat će vremena da preduzme mjere za slabljenje ili uklanjanje faktora prijetnje. Na primjer, to može biti provjetravanje prostorije od zapaljivih para i plinova, ako se izolacija pregrije, isključite napajanje i prebacite se na pomoćnu liniju ako dođe do kratkog spoja na elektroničkoj ploči računara i kontroliranih strojeva; lokalni požar i uklonite neispravnu jedinicu. Dakle, osoba je ta koja donosi konačnu odluku: da pozove vatrogasce ili da samostalno otkloni nesreću.

Vrste detektora gasa

Svi gasni detektori požara razlikuju se po tipu senzora:
- metalni oksid,
- termohemijski,
- poluprovodnik.

Senzori metalnih oksida

Metalni oksidni senzori se proizvode na bazi debeloslojne mikroelektronske tehnologije. Kao podloga koristi se polikristalni aluminij oksid, na koji se obostrano nanosi grijač i sloj osjetljiv na plin metalnog oksida (sl. 2). Osjetljivi element je smješten u kućište zaštićeno plinopropusnom ljuskom koja ispunjava sve zahtjeve zaštite od eksplozije i požara.

Senzori metalnih oksida dizajnirani su za određivanje koncentracija zapaljivih plinova (metan, propan, butan, vodonik, itd.) u zraku u rasponu koncentracija od hiljaditih do jedinica postotka i toksičnih plinova (CO, arsina, fosfina, sumporovodika, itd.) na nivou maksimalno dozvoljenih koncentracija, kao i za istovremeno i selektivno određivanje koncentracija kiseonika i vodonika u inertnim gasovima, na primer u raketnoj tehnici. Osim toga, imaju rekordno nisku električnu snagu potrebnu za grijanje za svoju klasu (manje od 150 mW), a mogu se koristiti u detektorima curenja plina i sistemima za zaštitu od požara. požarni alarm kako stacionarni tako i prenosivi.

Termohemijski detektori gasa

Među metodama koje se koriste za određivanje koncentracije zapaljivih gasova ili para zapaljivih tečnosti u atmosferskom vazduhu, koristi se termohemijska metoda. Njegova suština je u mjerenju termičkog efekta (dodatno povećanje temperature) iz reakcije oksidacije zapaljivih plinova i para na katalitički aktivnom elementu senzora i daljem pretvaranju primljenog signala. Alarmni senzor, koristeći ovaj termalni efekat, generiše električni signal proporcionalan koncentraciji zapaljivih gasova i para sa različitim koeficijentima proporcionalnosti za različite supstance.

Kada gori raznih gasova i para, termohemijski senzor proizvodi signale različitih veličina. Isti nivoi (u % LEL) različitih gasova i para u mešavini vazduha odgovaraju nejednakim izlaznim signalima sa senzora.

Termohemijski senzor nije selektivan. Njegov signal karakteriše nivo opasnosti od eksplozije određen ukupnim sadržajem zapaljivih gasova i para u smeši vazduha.

U slučaju praćenja skupa komponenti, u kojem sadržaj pojedinačnih, ranije poznatih zapaljivih komponenti varira od nule do određene koncentracije, to može dovesti do kontrolne greške. Ova greška takođe postoji u normalnim uslovima. Ovaj faktor se mora uzeti u obzir da bi se postavile granice raspona koncentracija signala i tolerancije njihove promjene - granica dopuštenog osnovnog apsolutna greška okidanje. Granice mjerenja alarmnog uređaja su najmanje i najveća vrijednost koncentracija komponente koja se utvrđuje, u okviru koje detektor mjeri sa greškom koja ne prelazi navedenu.

Opis mjernog kruga

Mjerni krug termohemijskog pretvarača je premosni krug (vidi sliku 2). Osjetljivi B1 i kompenzacijski B2 elementi koji se nalaze u senzoru uključeni su u premosni krug. Druga grana mosta - otpornici R3–R5 nalaze se u signalnoj jedinici odgovarajućeg kanala. Most je balansiran otpornikom R5.

Prilikom katalitičkog sagorijevanja zračne mješavine zapaljivih plinova i para na osjetljivom elementu B1, oslobađa se toplina, temperatura raste i, posljedično, raste otpor osjetljivog elementa. Na kompenzacijskom elementu B2 nema sagorijevanja. Otpor kompenzacijskog elementa se mijenja sa starenjem, promjenama struje napajanja, temperature, brzine kretanja kontrolirane smjese itd. Isti faktori djeluju i na osjetljivi element, što značajno smanjuje neravnotežu mosta (nulti drift) uzrokovanu njima i grešku upravljanja.

Sa stabilnom snagom mosta, stabilnom temperaturom i brzinom kontrolisane mešavine, neravnoteža mosta sa značajnim stepenom tačnosti rezultat je promene otpora senzorskog elementa.

U svakom kanalu, napajanje senzorskog mosta omogućava regulaciju konstantne struje optimalna temperatura elementi. U pravilu se kao temperaturni senzor koristi sam osjetljivi element B1. Signal neravnoteže mosta uzima se sa dijagonale mosta ab.

Poluprovodnički gasni senzori

Princip rada poluprovodničkih gasnih senzora zasniva se na promeni električne provodljivosti sloja koji je osetljiv na gas tokom hemijske adsorpcije gasova na njegovoj površini. Ovaj princip im omogućava da se efikasno koriste u uređajima za dojavu požara kao alternativnih uređaja tradicionalni optički, termalni i dimni alarmi (detektori), uključujući one koji sadrže radioaktivni plutonijum. A visoku osjetljivost (za vodonik od 0,00001% zapremine), selektivnost, brzinu i nisku cijenu poluvodičkih senzora plina treba smatrati njihovom glavnom prednošću u odnosu na druge tipove javljača požara. Fizički i hemijski principi detekcije signala koji se koriste u njima su kombinovani sa savremenim mikroelektronskim tehnologijama, što dovodi do niske cene proizvoda u masovnoj proizvodnji i visokih tehničkih karakteristika.

Poluvodički senzori osjetljivi na plin su visokotehnološki elementi s malom potrošnjom energije (od 20 do 200 mW), visokom osjetljivošću i povećanom brzinom do djelića sekunde. Metalni oksid i termohemijski senzori su preskupi za ovu upotrebu. Uvođenje u proizvodnju gasnih detektora požara na bazi poluprovodničkih hemijskih senzora, proizvedenih grupnom tehnologijom, može značajno smanjiti cenu gasnih detektora, što je važno za masovnu upotrebu.

Regulatorni zahtjevi

Regulatorni dokumenti za gasne detektore požara još nisu u potpunosti razvijeni. Postojeći zahtjevi odjela RD BT 39-0147171-003-88 odnose se na naftna i plinska postrojenja gasna industrija. NPB 88-01 o postavljanju gasnih detektora požara navodi da se oni postavljaju u zatvorenom prostoru na plafon, zidove i dr. građevinske konstrukcije zgrada i objekata u skladu sa uputstvima za rad i preporukama specijalizovanih organizacija.

Međutim, u svakom slučaju, da biste precizno izračunali broj detektora plina i pravilno ih instalirali na gradilištu, prvo morate znati:
- parametar kojim se prati sigurnost (vrsta gasa koji se oslobađa i koji ukazuje na opasnost, na primjer CO, CH4, H2, itd.);
- zapremina prostorije;
- namjena prostorija;
- dostupnost ventilacionih sistema, vazdušnog pritiska itd.

Sažetak

Gasni detektori požara su uređaji nove generacije, pa su im i dalje potrebne domaće i strane kompanije sistemi za zaštitu od požara, nove istraživačke studije za razvoj teorije emisije gasova i distribucije gasova u prostorijama različite namene i rada, kao i izvođenje praktičnih eksperimenata za izradu preporuka za racionalno postavljanje ovakvih detektora.

(svjetlo, toplina, dim) sposobni su samo za poruku: „Mi gorimo! Vrijeme je da ugasimo vatru!" Ali drugačije ne može biti, jer se rad njihovih senzora zasniva na fizičkim principima kao što su detekcija svjetlosti, topline ili dima. Primite poruku „Pažnja! Ovdje postoji opasnost od požara!” moguće je jedino uspostavljanjem stalne kontrole nad gasnodinamičkim sastavom vazdušno okruženje prostorije. Takva kontrola će omogućiti poduzimanje adekvatnih mjera za sprječavanje požara i njegovo otklanjanje u pupoljku. Zbog toga je zanimljiva metoda ranog otkrivanja požara poluvodičkim hemijskim senzorima, koju su razvili stručnjaci iz NPP Gama, koja je nagrađena diplomama i zlatnim medaljama na međunarodnim izložbama Brisel-Eureka 2000. i Ženeva 2001.

Dakle, pouzdan način da se spriječi požar u ranoj fazi koja prethodi požaru je kontrola hemijski sastav zrak, koji se naglo mijenja zbog termičke razgradnje pregrijanih ili zapaljivih materijala koji počinju tinjati. U ovoj fazi preventivne mjere su i dalje efikasne. Na primjer, ako se električni uređaji (pegla ili električni kamin) pregriju, oni se mogu automatski isključiti na vrijeme signalom senzora za plin.

Sastav gasova koji se oslobađaju tokom sagorevanja

Određeni broj gasova koji se oslobađaju u početnoj fazi sagorevanja (tinjanja) određen je sastavom upravo onih materijala koji učestvuju u tom procesu. Međutim, u većini slučajeva, glavne karakteristične komponente plina mogu se pouzdano identificirati. Slična istraživanja rađena su i na Institutu Sigurnost od požara(Balashikha, Moskovska regija) koristeći standardnu ​​komoru zapremine 60 m 3 za simulaciju požara. Sastav gasova koji se oslobađaju tokom sagorevanja određen je hromatografijom. Eksperimenti su dali sljedeće rezultate.

Vodik (H2) je glavna komponenta gasova koji se oslobađaju tokom faze tinjanja kao rezultat pirolize materijala koji se koriste u građevinarstvu, kao što su drvo, tekstil, sintetički materijali. U početnoj fazi požara, tokom procesa tinjanja, koncentracija vodonika je 0,001-0,002%. Nakon toga, sadržaj aromatičnih ugljovodonika raste na pozadini prisustva nedovoljno oksidiranog ugljika - ugljičnog monoksida (CO) - 0,002-0,008%. Kada se pojavi plamen, koncentracija ugljičnog dioksida (CO 2 ) raste na nivo od 0,1%, što odgovara sagorevanju 40-50 g drveta ili papira u zatvorenoj prostoriji zapremine 60 m 3 i ekvivalentno je do 10 popušenih cigareta. Ovaj nivo CO2 se takođe postiže kao rezultat prisustva dve osobe u prostoriji tokom 1 sata.

Eksperimenti su pokazali da je prag detekcije sistema rano upozorenje požar u atmosferskom vazduhu u normalnim uslovima treba da bude na nivou od 0,002% za većinu gasova, uključujući vodonik i ugljen monoksid. Poželjno je da brzina sistema ne bude gora od 10 s. Ovaj zaključak se može smatrati osnovnim za razvoj niza alarma za požarni gas.

Postojeći alati za analizu gasa u okolini (uključujući elektrohemijske, termokatalitičke i druge senzore) su preskupi za takvu upotrebu. Uvođenje u proizvodnju detektora požara na bazi poluprovodničkih hemijskih senzora, proizvedenih grupnom tehnologijom, dramatično će smanjiti troškove gasnih senzora.

Poluprovodnički gasni senzori

Princip rada poluprovodničkih gasnih senzora zasniva se na promeni električne provodljivosti sloja koji je osetljiv na gas tokom hemijske adsorpcije gasova na njegovoj površini. Ova okolnost im omogućava da se efikasno koriste u uređajima za dojavu požara kao alternativni uređaji tradicionalnim optičkim, termičkim i dimnim alarmima, uključujući i one koji sadrže radioaktivni plutonijum. A visoku osjetljivost (za vodonik - od 0,000001%!), selektivnost, brzinu i nisku cijenu poluvodičkih senzora plina treba smatrati njihovim glavnim prednostima u odnosu na druge tipove javljača požara. Fizički i hemijski principi detekcije signala koji se koriste u njima su kombinovani sa savremenim mikroelektronskim tehnologijama, što dovodi do niske cene proizvoda u masovnoj proizvodnji i visokih tehničkih i energetski štedljivih karakteristika.

Da bi se fizički i kemijski procesi odvijali na površini osjetljivog sloja dovoljno brzo, osiguravajući performanse na nivou od nekoliko sekundi, senzor se periodično zagrijava na temperaturu od 450-500°C, čime se aktivira njegova površina. Fino dispergovani metalni oksidi (SnO 2, ZnO, In 2 O 3 i dr.) sa legirajućim aditivima Pl, Pd i dr. se obično koriste kao osetljivi poluprovodnički slojevi zbog strukturne poroznosti formiranih materijala, koja se postiže određenim tehnološkim metodama , njihova specifična površina je oko 30 m 2 /g. Grejač je otporni sloj napravljen od inertnih materijala (Pl, RuO 2, Au, itd.) i električni izolovan od sloja poluprovodnika.

Uprkos njihovoj prividnoj jednostavnosti, takve metode formiranja koncentrirale su sva najnovija dostignuća nauke o materijalima i mikroelektronske tehnologije. To je dovelo do visoke konkurentnosti senzora, koji može raditi nekoliko godina, periodično bivajući u „stresnom“ stanju kada se zagrije na 500°C, zadržavajući visoke karakteristike performansi, osjetljivost, stabilnost, selektivnost i trošenje male energije (na u prosjeku, nekoliko desetina milivata). Industrijska proizvodnja poluvodičkih senzora je široko razvijena u cijelom svijetu, ali glavni udio na globalnom tržištu pripada japanskim kompanijama. Priznati lider u ovoj oblasti je Figaro, sa godišnjim obimom proizvodnje senzora od oko 5 miliona jedinica. i velika proizvodnja uređaja zasnovanih na njima, uključujući bazu elemenata i rješenja kola sa programabilnim uređajima.

Međutim, brojne karakteristike proizvodnje poluvodičkih senzora otežavaju kompatibilnost sa tradicionalnom tehnologijom silicija u zatvorenoj petlji. To se objašnjava činjenicom da senzori nisu tako masovno proizvedeni proizvod kao mikrokrugovi, te imaju veći raspon parametara zbog specifičnih radnih uvjeta (često u agresivno okruženje). Njihova proizvodnja zahtijeva vrlo specifično znanje u oblasti fizičke hemije, nauke o materijalima itd. Stoga uspjeh ovdje prati velike specijalizovane firme (na primjer, Microchemical Instrument - europska podružnica Motorola), koje ne žure da podijele svoj razvoj u ovoj oblasti visoke tehnologije. Nažalost, u Rusiji i ZND ova industrija nikada nije bila dobro razvijena, uprkos dovoljnom broju istraživačkih grupa - RRC "Kurčatovski institut", Moskovski državni univerzitet, Lenjingradski državni univerzitet, Voronješki državni univerzitet, IOGKh RAS, NIFHI im. Karpov, Saratovski univerzitet, Novgorodski univerzitet itd.

Domaći razvoj poluvodičkih senzora

Najrazvijenija tehnologija za proizvodnju poluprovodničkih senzora predložena je na Kurčatovskom institutu RRC. Ovdje su razvijeni mali poluvodički senzori za analizu hemijskog sastava gasova i tečnosti. Proizvedeni su korištenjem mikroelektronske tehnologije i kombinuju prednosti mikroelektronskih uređaja - niske cijene za masovnu proizvodnju, minijaturizaciju, nisku potrošnju energije - sa mogućnošću mjerenja koncentracije plinova i tekućina u širokom rasponu i s prilično visokom preciznošću. Razvijeni uređaji su podijeljeni u dvije grupe: metalni oksid i strukturni poluvodički senzori.

Senzori metalnih oksida. Proizvedeno tehnologijom debelog filma. Kao podlogu koriste polikristalni aluminij oksid, na koji se s obje strane nanosi grijač i sloj osjetljiv na plin metalnog oksida. Osjetljivi element je smješten u plinopropusno kućište koje ispunjava zahtjeve za sigurnost od eksplozije i požara.

Senzori su sposobni da odrede koncentraciju zapaljivih gasova (metan, propan, butan, vodonik, itd.) u vazduhu u rasponu od 0,001% do nekoliko procenata, kao i toksičnih gasova (ugljen monoksid, arsin, fosfin, vodonik sulfid i dr.) na nivou maksimalno dozvoljene koncentracije (MPC). Mogu se koristiti i za istovremeno i selektivno određivanje koncentracije kisika i vodika u inertnim plinovima, na primjer za raketnu tehnologiju. Za zagrijavanje, ovi uređaji zahtijevaju rekordno nisku električnu snagu za svoju klasu - manje od 150 mW. Metalni oksidni senzori su namenjeni za upotrebu u detektorima curenja gasa i požarnim alarmnim sistemima (kako stacionarnim tako i ručnim).

Strukturni poluvodički senzori. Radi se o senzorima baziranim na silikonskim strukturama metal-izolator-poluprovodnik (MIS), metal-čvrsti elektrolit-poluprovodnik i Schottky diode.

MIS strukture sa paladijumskim ili platinskim vratima koriste se za određivanje koncentracije vodika u vazduhu ili inertnim gasovima. Prag detekcije vodonika je oko 0,00001%. Senzori su uspješno korišteni za određivanje koncentracije vodika u rashladnoj tekućini nuklearnih reaktora kako bi se održala njihova sigurnost. Strukture sa čvrstim elektrolitom (lantan trifluorid, provodljivi joni fluora) su dizajnirani da određuju koncentraciju fluora i fluorida (prvenstveno fluorovodonika) u vazduhu. Rade na sobnoj temperaturi i omogućavaju određivanje koncentracije fluora i fluorovodonika na nivou od 0,000003%, što je približno 0,1 MPC. Mjerenje curenja fluorovodonika posebno je važno za utvrđivanje ekološke situacije u regijama sa velikom proizvodnjom aluminija, polimera i nuklearnog goriva.

Slične strukture, napravljene na bazi silicijum karbida i rade na temperaturi od oko 500°C, mogu se koristiti za merenje koncentracije freona.

Indikator ugljen monoksida i vodonika CO-12

Nagrađivan na međunarodnim izložbama, metoda ranog otkrivanja požara omogućava istovremeno praćenje relativnih koncentracija u zraku dva ili više plinova, kao što su aromatični ugljovodonici, vodonik, ugljični monoksid i ugljični dioksid. Dobijene vrijednosti se upoređuju sa navedenim vrijednostima, a ako se poklapaju, generira se alarm. Praćenje i poređenje relativnih koncentracija gasnih komponenti se vrši u određenim intervalima. Mogućnost lažnih pozitivnih rezultata mjerni uređaj kada se koncentracija jednog od plinova poveća, isključeno je ako nema požara.

Indikator CO-12 je predložen kao mjerni uređaj, dizajniran za detekciju plinovitih ugljičnog monoksida i vodonika u zračnoj atmosferi u rasponu njihovih koncentracija od 0,001 do 0,01%. Uređaj je proporcionalni indikator na devet nivoa u obliku linije LED dioda od tri boje - zelene (raspon niskih koncentracija), žute ( prosječan nivo) i crveno (visoki nivo). Svaki raspon odgovara tri LED diode. Kada zasvijetle crvene LED diode, aktivira se zvučni signal koji upozorava ljude na opasnost od trovanja.

Princip rada indikatora zasniva se na snimanju promjena otpora (R) poluvodičkog senzora osjetljivog na plin, čija se temperatura stabilizira na 120 °C tokom procesa mjerenja.

U tom slučaju, grijaći element je uključen povratne informacije operativno pojačalo - termostat - i periodično, svakih 6 s, žareno 0,5 s na temperaturi od 450 ° C. Nakon toga slijedi izotermna relaksacija otpora R pri interakciji sa ugljen monoksid. Mjerenje R se vrši prije sljedećeg žarenja (slika 3, tačka C, nakon čega slijedi žarenje - O). Proces mjerenja i izlaz podataka na indikator su kontrolirani pomoću programabilnog uređaja.

Njegove glavne tehničke karakteristike:

Indikator se može efikasno koristiti kao uređaj za dojavu požara kako u stambenim tako iu industrijskim objektima. Seoske kuće, vikendice, kupatila, saune, garaže i kotlarnice, preduzeća sa proizvodnjom po korišćenju otvori vatru i toplotnu obradu, preduzeća rudarske, metalurške i prerade nafte i gasa i, konačno, automobilski transport- To nije daleko puna lista objekte u kojima indikator CO-12 može biti koristan.

Ovakvi detektori požara za rano otkrivanje, ujedinjeni u jedinstvenu mrežu i praćenje emisija gasova tokom tinjajućeg materijala pre nego što se zapale, kada su postavljeni u industrijskim objektima, omogućavaju sprečavanje vanredne situacije ne samo u kopnenim objektima za zaštitu od požara, već iu podzemnim objektima i rudnicima uglja, gdje se ugljena prašina može zapaliti kao rezultat pregrijavanja opreme koja transportuje ugalj. Svaki senzor, koji ima svjetlosne i zvučne signale upozorenja, sposoban je ne samo obavijestiti o stepenu zagađenosti teritorije gasom, već i upozoriti osoblje koje se nalazi u neposrednoj blizini krajnjeg mjesta na opasnost. Fiksni detektori požara postavljeni u stambenim područjima mogu spriječiti eksplozije domaći gas, trovanje ugljičnim monoksidom i požar zbog kvara kućanskih aparata ili grubo kršenje njegovih uslova rada od strane automatsko isključivanje sa mreže.

Elektronika br. 4, 2001

Troškovi štete od požara, čak i u jednoj prostoriji, mogu dostići impresivne iznose. Na primjer, kada se u prostorijama nalazi oprema čija cijena znatno premašuje cijenu uređaja za zaštitu od požara. Tradicionalne metode Gašenje požara u ovom slučaju nije prikladno, jer njihova upotreba prijeti ništa manje štete od samog požara.

Zbog toga postoji sve veća potreba za sistemima za ranu detekciju požara koji mogu otkriti znakove požara u povojima i poduzeti brze mjere da ga spriječe. Oprema za rano otkrivanje požara obavlja svoje funkcije koristeći ultra-osjetljive senzore. To su temperaturni, dimni, kao i hemijski, spektralni (odgovarajući na plamen) i optički senzori. Svi su oni dio jedinstvenog sistema kojem je cilj rano otkrivanje i superoperativna lokalizacija požara.

Najvažniju ulogu ovdje ima svojstvo uređaja za rano otkrivanje požara da stalno prate hemijski sastav zraka. Prilikom sagorevanja plastike, pleksiglasa, polimernih materijala sastav vazduha se dramatično menja, što bi elektronika trebalo da zabeleži. U te svrhe široko se koriste poluvodički senzori osjetljivi na plin, čiji je materijal sposoban promijeniti električni otpor zbog izlaganja kemikalijama.

Sistemi koji koriste poluvodiče se stalno unapređuju, a tržište poluprovodnika u stalnom je porastu, o čemu svjedoče pokazatelji finansijskog tržišta. Moderni poluvodički senzori su sposobni detektirati minimalne koncentracije tvari koje se oslobađaju tijekom sagorijevanja. Prije svega, to su vodik, ugljični oksid i dioksid, te aromatični ugljikovodici.

Kada se otkriju prvi znaci požara, rad sistema za gašenje požara tek počinje. Oprema za detekciju radi precizno i ​​brzo, zamjenjujući nekoliko ljudi i eliminirajući ljudski faktor pri gašenju požara. Ovi uređaji su idealno povezani sa svima inženjerski sistemi zgrade koje mogu ubrzati ili usporiti širenje vatre. Sistem ranog otkrivanja će, ako je potrebno, potpuno isključiti ventilaciju prostorije, potrebna količina- elementi za napajanje, uključiće alarm i osigurati pravovremenu evakuaciju ljudi. I što je najvažnije, pokrenuće kompleks za gašenje požara.

U najranijim fazama gašenje požara je mnogo lakše nego u kasnijim fazama i može potrajati samo nekoliko minuta. Gašenje požara u povojima može se obaviti metodama koje isključuju fizičko uništavanje objekata koji se nalaze u prostoriji. Ova metoda je, na primjer, gašenje zamjenom kisika nezapaljivim plinom. U ovom slučaju tečni gas pri prelasku u hlapljivo stanje, snižava temperaturu u prostoriji ili u određenom prostoru, a također potiskuje reakciju sagorijevanja.

Protivpožarna vrata sastavni su dio svakog protupožarnog sistema. Ovo je konstrukcijski element koji sprječava širenje vatre na susjedne prostorije na određeno vrijeme.

Uređaji za rano otkrivanje požara potrebni su prvenstveno kako bi se osigurala sigurnost ljudi. Njihovu neophodnost dokazala su brojna i gorka iskustva. Požar je jedna od najnepredvidivijih prirodnih katastrofa, o čemu svedoči čitava istorija ljudske civilizacije. U naše vrijeme ovaj faktor nije postao manje relevantan. Naprotiv, danas čak i lokalni požar može uzrokovati katastrofalne gubitke povezane s kvarom skupe opreme i mašina. Zato je isplativo investirati u tako ranu detekciju sistema.

Ovaj sistem je dizajniran da detektuje početnu fazu požara, prenosi obaveštenje o mestu i vremenu njegovog nastanka i po potrebi uključi automatske sisteme za gašenje požara i uklanjanje dima.

Efikasan sistem upozorenja na opasnost od požara je upotreba alarmnih sistema.

Sistem za dojavu požara mora:

* - brzo identifikovati lokaciju požara;

* - pouzdano prenijeti požarni signal na prijemni i kontrolni uređaj;

* - pretvoriti požarni signal u oblik pogodan za percepciju od strane osoblja štićenog objekta;

* - ostaju imuni na uticaje spoljašnjih faktora osim faktora požara;

* - brzo prepoznavanje i slanje obavijesti o kvarovima koji ometaju normalno funkcioniranje sistema.

Biće opremljeni protivpožarnom automatskom opremom industrijske zgrade kategorije A, B i C, kao i objekti od nacionalnog značaja.

Sistem za dojavu požara se sastoji od detektora požara i pretvarača koji pretvaraju faktore požara (toplota, svjetlost, dim) u električni signal; stanica za nadzor i upravljanje koja prenosi signal i uključuje svjetlosni i zvučni alarm; i automatske instalacije gašenje požara i uklanjanje dima.

Otkrivanje požara u ranoj fazi olakšava njihovo gašenje, što u velikoj mjeri ovisi o osjetljivosti senzora.

Automatski sistemi za gašenje požara

Automatski sistemi za gašenje požara dizajnirani su za gašenje ili lokalizaciju požara. Istovremeno, moraju obavljati i funkcije automatskog požarnog alarma.

Postavke automatsko gašenje požara mora ispuniti sljedeće uslove:

* - vrijeme odziva mora biti manje od maksimalno dozvoljenog vremena za slobodan razvoj požara;

* - imaju trajanje djelovanja u režimu gašenja potrebno za gašenje požara;

* - imaju potreban intenzitet snabdijevanja (koncentracije) sredstava za gašenje požara;

* - pouzdanost rada.

U prostorijama kategorije A, B, C koriste se stacionarne instalacije za gašenje požara koje se dijele na aerosolne (halokarbonske), tečne, vodene (sprinkler i potop), pare i prah.

Sprinkler sistemi za gašenje požara raspršenom vodom postali su trenutno najrasprostranjeniji. Da bi se to postiglo, ispod stropa se postavlja mreža razgranatih cjevovoda na koje se postavljaju prskalice po stopi navodnjavanja s jednom prskalicom od 9 do 12 m 2 površine. U jednom dijelu vodovodnog sistema mora biti najmanje 800 prskalica. Podna površina zaštićena jednom prskalicom tipa SN-2 ne smije biti veća od 9 m 2 u prostorijama s povećanom opasnošću od požara (kada je količina zapaljivih materijala veća od 200 kg po 1 m 2; u ostalim slučajevima - ne više od 12 m 2. Izlazni otvor u glavi prskalice je zatvoren topljivom bravom (72°C, 93°C, 141°C, 182°C), kada se otopi, voda prska, udarajući u deflektor intenziteta navodnjavanja iznosi 0,1 l/s m 2.

Mreže prskalica moraju biti pod pritiskom koje mogu isporučiti 10 l/s. Ako se tokom požara otvori barem jedna prskalica, daje se signal. Upravljački i alarmni ventili nalaze se na vidljivom i pristupačna mjesta, a na jedan upravljački i alarmni ventil priključeno je najviše 800 prskalica.

U područjima opasnim od požara, preporučuje se dovod vode odmah po cijeloj površini prostorije. U tim slučajevima se koriste jedinice grupne akcije (potopne jedinice). Deluge prskalice su prskalice bez topljivih brava sa otvorenim otvorima za vodu i druge spojeve. U normalnim vremenima, izlaz vode u mrežu je zatvoren ventilom grupnog delovanja. Intenzitet dovoda vode je 0,1 l/s m 2 a za prostorije sa povećanom opasnošću od požara (sa količinom zapaljivih materijala 200 kg po 1 m 2 ili više) - 0,3 l/s m 2.

Udaljenost između drenčera ne smije biti veća od 3 m, a između drenchera i zidova ili pregrada - 1,5 m. Podna površina zaštićena jednim potopom ne smije biti veća od 9m2. U toku prvog sata gašenja požara mora biti dovedeno najmanje 30 l/s

Instalacije omogućavaju automatsko mjerenje kontrolisanih parametara, prepoznavanje signala u prisustvu eksplozivne i požarno opasne situacije, konverziju i pojačavanje ovih signala, te izdavanje komandi za uključivanje aktuatora zaštite.

Suština procesa zaustavljanja eksplozije je kočenje hemijske reakcije dovodom sredstava za gašenje požara u zonu sagorevanja. Mogućnost zaustavljanja eksplozije je zbog postojanja određenog vremenskog perioda od trenutka nastanka uslova eksplozije do njenog razvoja. Ovaj vremenski period, koji se konvencionalno naziva period indukcije (f ind), zavisi od fizička i hemijska svojstva zapaljive smjese, kao i zapreminu i konfiguraciju štićenog uređaja.

Za većinu zapaljivih smjesa ugljovodonika, nalaz je oko 20% ukupnog vremena eksplozije.

Da bi automatski sistem zaštite od eksplozije ispunio svoju namjenu, mora: sledeći uslov: T ASPV< ф инд, то есть, время срабатывания защиты должно опережать время индуктивного периода.

Uslovi za bezbednu upotrebu električne opreme regulisani su PUE. Električna oprema je podijeljena na protueksplozivnu, pogodnu za požarno opasna područja i normalnu. U eksplozivnim područjima dozvoljena je upotreba samo električne opreme otporne na eksploziju, diferencirane po nivoima i vrstama zaštite od eksplozije, kategorijama (karakteriše ih siguran zazor, odnosno maksimalni prečnik otvora kroz koji prolazi plamen datog zapaljivog materijala smeša ne može da prođe), grupe (karakteriše T sa datom zapaljivom smešom).

U eksplozivnim prostorijama i prostorima vanjskih instalacija koristi se specijalna električna rasvjetna oprema izrađena u protueksplozijskoj verziji.

Otvori za dim

Otvori za dim su dizajnirani da obezbede bezdimnost susjedne sobe i smanjenje koncentracije dima u donjoj zoni prostorije u kojoj je došlo do požara. Otvaranjem dimnjaka stvaraju se povoljniji uslovi za evakuaciju ljudi iz zapaljenog objekta, a vatrogasnim jedinicama se olakšava rad na gašenju požara.

Za uklanjanje dima u slučaju požara u podrumu, standardi predviđaju ugradnju prozora dimenzija najmanje 0,9 x 1,2 m na svakih 1000 m 2 površine. podrum. Dimni otvor se obično zatvara ventilom.

Nažalost, ne razumiju svi u našoj zemlji prednosti koje pružaju adresabilni analogni sistemi, a neki čak svoje prednosti svode na „brigu o pušačima“. Stoga, pogledajmo i šta nam daju adresabilni analogni sistemi.

Važno je ne samo na vrijeme otkriti, već i na vrijeme upozoriti

Da vas podsjetim da postoje tri klase sistema za dojavu požara: neadresibilni, adresabilni i adresabilni analogni.

U neadresabilnim i adresabilnim sistemima, “odluku o požaru” donosi direktno sam detektor, a zatim se prenosi na centralu.

Analogni adresabilni sistemi su u suštini telemetrijski sistemi. Vrijednost parametra kojim detektor kontroliše (temperatura, dim u prostoriji) se prenosi na centralu. Kontrolna tabla stalno prati status okruženje u svim prostorijama zgrade i na osnovu ovih podataka donosi odluku ne samo o generiranju signala „Požar“, već i signala „Upozorenje“. Posebno ističemo da “odluku” ne donosi detektor, već centrala. Teorija kaže da ako nacrtate intenzitet požara u odnosu na vrijeme, to će izgledati kao parabola (slika 1). U početnoj fazi razvoja požara, njegov intenzitet je nizak, zatim se povećava i tada počinje lavinski ciklus. Ako neugašeni opušak bacite u korpu s papirima, prvo će se primijetiti kako tinjaju uz ispuštanje dima, zatim će se pojaviti plamen koji će se proširiti na namještaj i tada će početi intenzivan razvoj požara koji više nije lako izaći na kraj.

Ispostavilo se da ako se požar otkrije u ranoj fazi, lako se može ugasiti čašom vode ili običnim aparatom za gašenje požara i šteta od njega bit će minimalna. To je upravo ono što vam omogućavaju analogni adresabilni sistemi. Ako, na primjer, neadresirani (ili adresabilni) detektor topline daje formiranje signala "Požar" na temperaturi od 60 ° C, tada dok se ova vrijednost ne postigne, dežurni ne vidi nikakve informacije o kontroli panel o tome šta se dešava u prostoriji. Ipak, ovo pretpostavlja značajan požar. Slična situacija je i sa detektorima dima, gdje se mora postići potreban nivo dima.

Adresabilno ne znači analogno adresabilno

Adresabilni analogni sistemi, koji stalno prate stanje okoline u prostoriji, odmah detektuju početak promene temperature ili dima i dežurnom dežurnom daju signal upozorenja. Stoga, analogni adresabilni sistemi omogućavaju rano otkrivanje požara. To znači da se požar može lako ugasiti uz minimalnu štetu na objektu.

Naglasimo da „razvodnica“ nije između neadresibilnih sistema, s jedne strane, i adresabilnih i adresabilno-analognih sistema, s druge, već između adresabilno-analognih i drugih sistema.

U pravim analognim adresabilnim uređajima postoji princip. mogućnost individualnog podešavanja ne samo nivoa formiranja signala "Požar" i "Upozorenje" za svaki detektor, već i određivanje logike njihovog zajedničkog rada. Drugim riječima, dobijamo alat koji nam omogućava da optimalno kreiramo sistem rane detekcije požara za svaki objekat, uzimajući u obzir njegov individualne karakteristike, tj. imamo princip. mogućnost optimalne izgradnje sistema zaštite od požara za objekat.

Istovremeno se rješava i niz važnih zadataka, na primjer, praćenje rada detektora. Dakle, u adresabilnom analognom sistemu, u principu, ne može postojati neispravan detektor koji nije detektovan od strane centrale, jer detektor mora da prenosi određeni signal sve vreme. Ako tome dodamo moćnu samodijagnozu samih detektora, automatsku kompenzaciju prašine i detekciju prašnjavih detektora dima, postaje očigledno da ovi faktori samo povećavaju efikasnost analognih adresabilnih sistema.

Ključne karakteristike

Važna komponenta adresabilnih analognih uređaja je izgradnja alarmnih petlji. Protokol rada petlje je know-how kompanije i predstavlja poslovnu tajnu. Istovremeno, on je taj koji u velikoj mjeri određuje karakteristike sistema. hajde da učimo najviše karakteristike adresabilni analogni sistemi.

Broj detektora u petlji

Obično se kreće od 99 do 128 i ograničen je energetskim mogućnostima napajanja detektora. U ranim modelima, detektori su adresirani pomoću mehaničkih prekidača, u kasnijim modelima, nema prekidača, a adresa je pohranjena u nepromjenjivoj memoriji senzora.

Petlja alarma zvona

U principu, većina adresabilnih analognih uređaja može raditi sa radijalnom petljom. ali postoji mogucnost "gubljenja" veliki broj detektori zbog pokidanog kabla. Stoga je prstenasta petlja sredstvo za povećanje preživljavanja sistema. Ako se pokvari, uređaj generiše odgovarajuću obavijest, ali osigurava rad sa svakim poluprstenom, čime se održava funkcionalnost svih detektora.

Uređaji za lokalizaciju kratki spojevi

Ovo je takođe sredstvo za povećanje „preživljivosti“ sistema. Obično se ovi uređaji instaliraju kroz 20-30 detektora. Kada dođe do kratkog spoja u petlji, struja u njoj se povećava, što detektiraju dva uređaja za lokalizaciju, a neispravni dio se isključuje. Samo dio petlje s dva uređaja za lokalizaciju kratkog spoja otkazuje, a ostatak ostaje u funkciji zbog prstenaste organizacije veze.

IN savremeni sistemi Svaki detektor ili modul opremljen je ugrađenim uređajem za lokalizaciju kratkog spoja. Istovremeno, zbog značajnog smanjenja cijena elektronskih komponenti, cijena senzora zapravo nije porasla. Takvi sistemi praktički ne pate od kratkih spojeva petlji.

Standardni set detektora

Uključuje dimnu optoelektronsku, termičku maksimalnu temperaturu, termalni maksimum diferencijalne, kombinovane (dimne plus termalne) i ručne javljače. Ovi detektori su obično dovoljni da zaštite glavne delove zgrade. Neki proizvođači dodatno nude prilično egzotične tipove senzora, na primjer, adresabilni analogni linearni detektor, optički detektor dima za prostorije sa visokim nivoom zagađenja, optički detektor dima za eksplozivne prostorije, itd. Sve to proširuje opseg primjene analognog adresabilni sistemi.

Kontrolni moduli pod-petlje koji se ne mogu adresirati

Omogućavaju upotrebu detektora koji se ne mogu adresirati. Ovo smanjuje cijenu sistema, ali se u isto vrijeme, prirodno, gube svojstva inherentna adresabilnoj analognoj opremi. U nekim slučajevima, takvi moduli se mogu uspješno koristiti za povezivanje konvencionalnih linearnih detektora dima ili stvaranje protueksplozivnih petlji.

Kontrolni i nadzorni moduli

Uključeni su direktno u alarmne petlje. Tipično, broj modula odgovara broju detektora u petlji, a njihovo adresno polje je dodatno i ne preklapa se sa adresama detektora. U nekim sistemima, polje adrese detektora i modula je uobičajeno.

Ukupan broj povezanih modula može biti nekoliko stotina. Upravo ovo svojstvo omogućava, na osnovu adresabilnog analognog sistema za dojavu požara SPS, da integriše automatske protivpožarne sisteme za zgradu (Sl. 2).

Tokom integracije, aktuatori se kontrolišu i njihov rad se prati. Broj nadzornih i kontrolnih tačaka je tačno nekoliko stotina.

Razgranana logika za generiranje kontrolnih signala

Ovo je nezamjenjiv atribut analognih adresabilnih upravljačkih i upravljačkih uređaja. Moćne logičke funkcije osiguravaju izgradnju jedinstvenog automatskog sistema zaštite od požara za zgradu. Ove funkcije uključuju logiku za generiranje signala „Požar” (na primjer, za dva aktivirana detektora u grupi), i logiku za uključivanje kontrolnog modula (na primjer, za svaki signal „Požar” u sistemu ili za „Vatra” signal u datoj grupi) i princip . mogućnost postavljanja vremenskih parametara (na primjer, kada postoji signal "Vatra", uključite upravljački modul M nakon vremena T1 za vrijeme T2). Sve ovo vam omogućava da efikasno izgradite čak i moćne gasne sisteme za gašenje požara zasnovane na standardnim elementima.

I ne samo rano otkrivanje

Sam princip konstruisanja adresabilnih analognih sistema omogućava, pored ranog otkrivanja požara, dobijanje niza jedinstvenih kvaliteta, na primer, povećanje otpornosti sistema na buku. Objasnimo ovo na primjeru.

Na sl. Slika 3 prikazuje nekoliko uzastopnih ciklusa prozivanja (n) pomoću termalno adresabilnog analognog detektorskog uređaja. Radi lakšeg razumijevanja, na osi ordinate nećemo ucrtati trajanje signala iz detektora, već temperaturnu vrijednost koja mu neposredno odgovara. Pretpostavimo da je tokom ciklusa prozivanja 4 došlo do lažnog signala sa detektora ili do izobličenja u trajanju odziva detektora pod uticajem elektromagnetnih smetnji, da vrednost koju uređaj percipira odgovara temperaturi od 80 °C. Ako stigne lažni signal, uređaj mora generirati signal „Požar“, tj. doći će do lažnih alarma.

U analognim adresabilnim sistemima, ovo se može izbjeći uvođenjem algoritma za usrednjavanje. Na primjer, hajde da uvedemo usrednjavanje za tri uzastopna uzorka. vrijednost parametra za "donošenje odluke" o požaru bit će zbir vrijednosti za tri ciklusa, podijeljen sa 3:

• za cikluse 1, 2, 3 T=60:3=20 °C – ispod praga;
• za cikluse 2, 3, 4 T=120:3=40 °C – ispod praga;
• za cikluse 3, 4, 5 T=120:3=40 °C – ispod praga.

Odnosno, kada dođe lažno brojanje, signal "Fire" se ne generiše. Istovremeno, posebno bih skrenuo pažnju na činjenicu da, budući da „odluku“ donosi centrala, nisu potrebna nikakva resetovanja ili ponovni zahtjevi detektora.

Imajte na umu da ako primljeni signal nije lažan, to znači da u ciklusima 4 i 5 vrijednost parametra odgovara 80 °C, tada će se ovim usrednjavanjem generirati signal, budući da je T = 180:3 = 60 °C, što znači odgovara pragu za generiranje signala "Požar".

šta je rezultat?

Dakle, uvjereni smo da, zbog svojih jedinstvenih svojstava, adresabilni analogni sistemi jesu efektivna sredstva osiguranje požarne sigurnosti objekata. Broj detektora u takvim sistemima može biti nekoliko desetina hiljada, što je dovoljno za najambicioznije projekte.

Tržište analognih adresabilnih sistema u inostranstvu pokazuje stalni trend rasta u poslednjih nekoliko godina. Udio adresabilnih analognih sistema u ukupnom obimu proizvodnje pouzdano je premašio 60%. Masovna proizvodnja adresabilnih analognih detektora dovela je do smanjenja njihove cijene, što je bio dodatni poticaj za širenje tržišta.

Nažalost, u našoj zemlji udio adresabilnih analognih sistema je, prema različitim procjenama, od 5 do 10%. Nedostatak sistema osiguranja i važeći propisi ne doprinose uvođenju kvalitetne opreme i često se koristi najjeftinija oprema. Ipak, određeni pomaci su se već pojavili i čini se da smo na ivici temeljne promjene na tržištu. Potpuno se slažem poslednjih godina cijena optičkih detektora dima i analognih detektora u Rusiji smanjena je za otprilike 2 puta, što ih čini pristupačnijim. Bez adresabilnih analognih sistema, nezamislivo je osigurati sigurnost visokih zgrada, multifunkcionalnih kompleksa i niza drugih kategorija objekata.