Схема контроля датчика дыма. Принцип работы и конструкция датчика дыма — возможно ли сделать самому? Принцип работы датчика дыма

16.01.2024

От пожара ущерб может быть еще больше, чем от воров, а вовремя поданный сигнал тревоги позволит хоть что-то спасти.

Рис. 3.21. Электрическая схема датчика дыма

На промышленных объектах в основном используются для сигнализации о пожаре тепловые датчики (они наиболее дешевы). Особенность их устройства такова, что они подают сигнал тревоги, когда охраняемое помещение уже сгорело.

Наиболее надежны, по мнению пожарных, считаются датчики, срабатывающие на дым, однако они далеко не всем по карману.

Один из вариантов выполнения датчика дыма приведен на рис. 3.21. Cхема состоит из генератора (на элементах микросхемы DD1.1, DD1.2, С1, R1, R2), формирователя коротких импульсов (на DD1.3 и С2, R3), усилителя

Рис. 3.22. Вид конструкции датчика

(VT1) и излучателя (HL1) ИК-импульсов, а также компаратора (DD2) и ключа на транзисторе (VT2). При приеме ИК-импульсов фотодиодом HL2 срабатывает компаратор и своим выходом разряжает конденсатор С4. Как только прохождение импульсов нарушится, конденсатор зарядится через резистор R9 в течение 1 секунды до напряжения питания, и начнет работать элемент D1.4. Он пропускает импульсы генератора на коммутатор тока VT2. Применение светодиода HL3 не является необходимым, но при его наличии удобно контролировать момент срабатывания датчика.

Конструкция датчика (рис. 3.22) имеет рабочую зону, при попадании в которую дыма ослабляется прохождение ИК-импульсов, а если не смогли пройти несколько импульсов подряд - срабатывает датчик (что обеспечивает помехоустойчивость схемы). При этом в соединительной линии появляются импульсы тока, которые и выделяет схема контроля, приведенная на рис. 3.23.

Рис. 3.23. Схема контроля

Датчиков дыма к одному охранному шлейфу можно подключать (параллельно) много. При настройке схемы контроля резистором R14 устанавливаем транзисторы так, чтобы VT3 и VT4 находились в запертом состоянии (светодиод HL4 не светится).

Один датчик дыма в режиме ОХРАНА потребляет ток не более 3 мА и проверен при работе в диапазоне температур от -40 до +50 °С.

Выход схемы контроля (коллектор VT4) может подключаться к системе охраны непосредственно вместо датчика.

При использовании нескольких датчиков, одновременно установленных в разных местах, схему можно дополнить индикатором номера сработавшего датчика дыма. Для этого нужно, чтобы частоты генераторов (зависит от С1 и R2) отличались друг от друга, а воспользовавшись цифровым индикатором частоты, например предложенным М. Назаровым ("Радио", N 3, 1984, стр. 29-30), легко будет определить место возгорания. При этом отпадает необходимость вести охранные шлейфы отдельно до каждого датчика, что значительно упростит разводку проводов и снизит их расход.

Транзисторы VT1 и VT2 могут быть заменены на КТ814. ИК-диоды подойдут многих других типов, но при этом может потребоваться подбор номинала резистора R6.

Конденсаторы использованы С1, С2, С4, С5 типа К10-17а, СЗ - К53- 18-16В, С6 - К50-6-16В. Резистор R14 типа СП5-2, остальные типа С2-23.

Датчик дыма целесообразно устанавливать в помещениях, где хра нятся легко воспламеняющиеся предметы, а размещать в местах, где проходит поток воздуха, например вблизи вентиляционного отверстия, - в этом случае возгорание будет обнаружено раньше.

Схема может найти и другие применения, например в качестве безконтактного датчика для охранной сигнализации или устройств автоматики.

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Мой блокнот
	Рис. 3.21. Электрическая схема датчика дыма
DD1	Логическая ИС	К561ЛА7	1	В блокнот
DD2	Микросхема	521СА3	1	В блокнот
VT1, VT2	Биполярный транзистор	КТ816Г	2	В блокнот
VD1-VD4	Диод	КД521А	4	В блокнот
VD5	Диод	КД247А	1	В блокнот
HL1	Светодиод	АЛ156А	1	В блокнот
HL2	Фотодиод	ФД256	1	В блокнот
HL3	Светодиод	АЛ307Б	1	В блокнот
С1, С2	Конденсатор	0.033 мкФ	2	В блокнот
С3	Электролитический конденсатор	150 мкФ 16 В	1	В блокнот
С4	Конденсатор	0.1 мкФ	1	В блокнот
R1, R3, R8	Резистор	47 кОм	3	В блокнот
R2, R6	Резистор	750 кОм	2	В блокнот
R4, R7, R10	Резистор	2 кОм	3	В блокнот
R5, R12	Резистор	56 Ом	2	В блокнот
R9	Резистор	3 МОм	1	В блокнот
R11	Резистор	1 кОм	1	В блокнот
	Рис. 3.23. Схема контроля
VT3	Биполярный транзистор	КТ208М	1	В блокнот
VT4	Биполярный транзистор	КТ315Б	1	В блокнот
HL4	Светодиод

Еще в древние времена люди использовали передачу информации о начале возникновения каких-то событий на расстояние в виде световых сигналов или хорошо слышимых звуков, когда на возвышенностях разжигали костры либо звонили в колокола.

Жизнь современного человека связана с эксплуатацией большого количества разнообразной техники, работу которой часто отслеживают дистанционно с помощью различных видов сигнализации. Среди них сведениям о начале возникновения пожара на ответственных промышленных объектах и внутри многоэтажных зданий с большим количеством людей отводится важнейшее значение.

Назначение пожарной сигнализации

Ее основная задача сводится к тому, чтобы при первых признаках возгорания оперативно передать информацию в дежурную службу, способную быстро прибыть на место происшествия и принять экстренные меры по тушению возникшего очага пламени, предотвратить его распространение.

Дополнительными задачами систем пожарной сигнализации (СПС) могут быть:

дистанционное задействование заранее расположенных средств тушения пожара — различного вида огнетушителей, созданных применительно к конкретным условиям производства или объекта;

обеспечение разблокировки систем контроля управления доступом для облегчения массовой эвакуации людей из опасного места;

передача информации на дополнительные пункты диспетчерского управления;

другие функции.

Состав пожарной сигнализации

Система пожарной сигнализации рассматривается как специфическая электрическая система управления, схема которой состоит из различных частей:

специальных датчиков — извещателей, сообщающих о начале возгорания;

каналов передачи сигналов о срабатывании датчика;

пультов контроля, приема (ПКП) и отображения информации для оперативного персонала;

систем оповещения людей.

Как устроены и работают пожарные извещатели

Оценить возникновение первых признаков возгорания можно по появлению дыма, быстрому нагреву окружающей среды или сильной вспышке света. Эти три фактора заложены в принцип работы различных технических устройств.

В промышленном и жилом секторе наибольшее распространение получили четыре вида датчиков, работающих на различных принципах:

1. обнаружения начала распространения дыма — дымовые извещатели;

2. появления резкого нагрева внутри помещения — тепловые;

3. выделения электромагнитных волн оптического диапазона видимого, ультрафиолетового либо инфракрасного спектра — пламени;

4. одновременного воздействия тепла и дыма, а часто и в комплексе с учетом появления яркого света — комбинированные.

Датчики пожарной сигнализации могут только отслеживать состояние контролируемого параметра или реагировать на его изменение выдачей сигнала во внешнюю систему. По этому принципу они относятся не только к пассивным, но и к активным устройствам. Извещатели могут создаваться для контроля определенной местной зоны или протяженного, вытянутого пространства. Последние конструкции называют линейными.

Принцип работы дымовых извещателей

Датчик размещают на потолке в том месте, куда поднимается и начинает концентрироваться дым при начале возгорания.

Конструктивно дымовой извещатель состоит из:

1. разъемного корпуса;

2. электронной платы;

3. оптической системы.

Эти детали по отдельности собираются на автоматизированных технологических линиях и после прохождения различных тестов и проверок собираются вручную в единый модуль.

Работа датчика основана на фиксации момента появления дыма в его корпусе за счет срабатывания оптической системы, в состав которой входят:

Испускающий строго направленный луч света;

Который преобразует падающий на него световой поток в электрический сигнал.

Конструктивно световой луч от источника направлен немного в сторону от фотоэлемента. При нормальных условиях эксплуатации с обычным состоянием воздуха в помещении свет не может дойти до поверхности фотоэлемента, как показано на картинке №1.

В случае появления дыма в корпусе датчика начинается отражение световых лучей во все стороны. Они попадают на фотоэлемент, и он срабатывает. Этот момент контролирует электронная схема. Она формирует информационную команду, передает ее по каналам связи на приемное устройство пожарной сигнализации.

Если в полость датчика станет проникать водяной пар или газы, отклоняющие световой поток, то фотоэлемент тоже сработает, а логическая схема выдаст ложную информацию о возникновении пожара.

По этой причине датчики дыма не устанавливают в тех местах, где они способны неправильно срабатывать. К ним относят кухни, ванные, душевые. Монтаж датчиков дыма в местах, где собираются курильщики, тоже вызовет частую и ложную их работу.

Подобный пожарный извещатель не среагирует на повышение температуры и вспышку света открытого огня. Поэтому такие модули устанавливают в тех помещениях, где возгорание связано с задымлением среды от температурного повреждения изоляции электрических проводов, тканей, других подобных материалов.

Их устанавливают в местах с большим количеством работающего электрооборудования на промышленных производствах, складах хранения материальных средств, электрических подстанциях и лабораториях.

Принцип работы тепловых извещателей

Их тоже располагают на потолке, куда поднимается тепло, выделяемое открытым огнем. Они могут работать по фактору:

1. достижения максимально допустимого значения нагрева;

2. скорости возрастания температуры.

Пороговые устройства

Датчики этого типа стали создаваться самыми первыми. Вначале они работали за счет вытекания легкорасплавляемого сплава из предохранителя, установленного в месте контакта двух проводников. За счет этого при нагреве окружающей среды до 60÷70 градусов происходил разрыв электрической цепи и выдавался сигнал о начале пожара.

Принцип работы одной из подобных конструкций одноразового, невосстанавливаемого теплового извещателя типа ИП-104 показан на картинке.

Внутри корпуса размещены пружинные контакты, которые отводятся друг от друга силами механического натяжения, а удерживаются за счет сплава Вуда, состоящего из легкоплавких металлов. Датчик срабатывает при нагреве до 68 градусов, а разрыв цепи обеспечивают взведенные пружины.

Подобные конструкции постоянно усовершенствуются. Сейчас они выпускаются с заменяемыми плавками вставками или элементами, управляемыми на расстоянии. Логическая схема может быть выполнена на разных принципах и электронных компонентах.

Интегральные извещатели

В основу работы датчика положены замеры скорости изменения электрического сопротивления металлов при их нагреве.

На клеммы теплового контрольного элемента от источника питания подается стабилизированное напряжение. Под его действием в электрической цепи через проволочный резистор и измерительное устройство протекает ток, определяемый по закону Ома. Его величина строго зависит от сопротивления.

Под воздействием обычной комнатной температуры его значение остается практически неизменным. При стабилизированном напряжении ток тоже не меняется.

Когда на контрольный элемент начинает действовать температура открытого огня от появившегося пламени, то сопротивление датчика начинает быстро возрастать и по такому же закону начинает меняться ток. Скорость его отклонения от установившегося ранее значения фиксируется электронной схемой, которая обычно настроена на возрастание 5 градусов в секунду.

При достижении критической величины скорости нагрева логическая схема датчика отправляет по каналам связи сигнал на приемный модуль.

В этой схеме отсутствуют устройства, реагирующие на дым, и она на него не сработает.

Подобные конструкции наиболее эффективно работают на пожарах, вызванных воспламенением горючих жидкостей из нефтепродуктов, углеродного топлива, пожароопасных твердых материалов. Их устанавливают на местах хранения емкостей с легковоспламеняющимися жидкостями, складах строительных материалов и в подобных промышленных зданиях.

Принцип работы извещателей пламени

Довольно многочисленный класс этих датчиков реагирует на открытый огонь или тлеющий очаг пожара без возникновения дыма.

Чувствительный фотоэлемент фиксирует появление одного из спектров оптических волн или его полный диапазон. При этом конструкция получается довольно сложная и дорогостоящая. По этой причине их не применяют в жилых домах, а используют на предприятиях нефтяной и газовой промышленности.

Наиболее простые модели этого типа способны срабатывать от воздействия сварочной дуги, света яркого солнца, люминесцентных ламп, электромагнитных помех оптического спектра. Для устранения ложной работы могут использоваться различные фильтры.

Принцип работы комбинированных извещателей

Все конструкции пожарных датчиков, работающих по какому-то одному признаку возгорания, могут ложно сработать. Чтобы расширить предел достоверности передаваемой информации создают устройства, сразу сочетающие в себе возможности дымовых и тепловых моделей, или дополненные еще функцией реакции на пламя.

Для этого в них включают сразу инфракрасный, тепловой и оптический сенсор. Они могут в большинстве случаев настраиваться на срабатывание от каждого входного параметра отдельно или только при их одновременном появлении.

Для ответственных промышленных помещений существуют четырехканальные комбинированные извещатели, учитывающие дополнительно появление угарного газа.

Принцип работы ручных пожарных извещателей

Самые простые конструкции из обыкновенной кнопки с пружинным самовозратом используются для ручного оповещения оперативных работников о начале возгорания. Для этого персоналу, заметившему начало признаков появления огня, достаточно открыть защитную крышку и нажать на кнопку.

При этом действии замыкаются контакты схемы и включается оповещение «Пожарная тревога». Когда кнопка будет отпущена, то сигнал не прерывается: цепочка его питания автоматически ставится на самоблокировку. Предупреждение людей о пожарной опасности будет происходить до тех пор, пока ответственный работник специальным ключом не произведет ее разблокировку.

Подобные ручные датчики монтируют во всех помещениях, где собираются массы людей (магазины, больницы, кинотеатры, промышленные объекты) на высоте полтора метра и на расстоянии между ними до 50 м.

Краткие выводы по выбору пожарных извещателей

Конструкция и принцип работы датчика должны максимально соответствовать условиям, обеспечивающим пожарную безопасность контролируемого помещения.

В больших промышленных зданиях с разным оборудованием не всегда целесообразно использовать однотипные марки извещателей, а их количество даже при ограниченных финансовых возможностях должно перекрывать все опасные зоны возгорания в соответствии с требованиями нормативных документов.

Каналы передачи сигналов о срабатывании извещателей

После того как типы и количество пожарных датчиков определены для установки в помещениях, их подключают проводами в шлейфы, которые собирают на приемно-контрольный прибор в оперативной службе безопасности.

Для шлейфов выбирают провода с медными жилами и прокладывают их с возможностью обеспечения контроля технического состояния. К ним СНИП и ГОСТ предъявляют требования по способам раздельной прокладки с другими кабельными магистралями и по обеспечению защиты от механических повреждений.

Приборы приема и контроля сигналов

Пульты ПКП создаются производителями разной степени сложности для профессионального, полупрофессионального или бытового использования.

Профессиональные устройства предназначены для решения не только вопросов пожарной безопасности, но и охраны объектов. Они:

отслеживают состояние многолучевых схем и способны одновременно обрабатывать аналоговые и цифровые сигналы;

допускают каскадное объединение в блоки для создания сложной иерархии схем контроля;

подключаются к компьютеру пожарно-охранной службы;

фиксируют по времени и передают всю информацию, происходящую на контролируемом объекте;

используются только на ответственных промышленных объектах.

Полупрофессиональные устройства работают с цифровыми сигналами. Их изготавливают в едином корпусе, объединяющем:

блок питания от стационарной электрической сети;

резервный источник электроснабжения — мощную аккумуляторную батарею, способную обеспечивать автономную работу системы от нескольких часов до суток;

электронный блок управления;

процессор.

На ответственных объектах процессор защищают от несанкционированного доступа размещением в труднодоступных местах с выполнением полного экранирования, предотвращающего от попыток взлома специальным дистанционным сканером, и сложным кодированием обрабатываемой и передаваемой информации.

Такие модели способны обрабатывать сигналы от двухсот пятидесяти датчиков. Они уже могут использоваться в жилом секторе.

Многолучевые бытовые ПКП

Создаются для работы в частном домовладении с различными надворными хозяйственными постройками.

Способны обрабатывать сигналы от электрических контактов герконов или электронных схем, а также информацию, поступающую по беспроводным каналам от двух-восьми различных источников.

Простейшие квартирные ПКП

Их представляют наиболее простые модели, работающие в одноканальном режиме, которого вполне достаточно для владельца квартиры. Даже такой прибор способен передавать информацию о срабатывании датчиков на мобильный телефон хозяина в виде СМС.

Пульты ПКП, предназначенные для бытовых целей, сопровождаются подробной технической документацией производителя с инструкциями и схемами подключения. Для них введен евростандарт EN54.

Системы оповещения о пожаре

В многолюдных зданиях используется световая и звуковая система предупреждения персонала и посетителей оповещением команды «Тревога». Одновременно происходит передача информации руководству предприятия и дежурным службам для принятия экстренных мер.

Пример распределения различных приборов пожарной сигнализации и организации системы оповещения показан на картинке.

Как и все технические приборы средства пожарной сигнализации требуют периодического контроля и проверок работоспособности, выполнения комплекса мер обслуживания, настроек, корректировок. При этом необходимо соблюдать правила их эксплуатации.

Хочется выразить уверенность, что изложенные начальные сведения об устройстве современной пожарной сигнализации натолкнут читателя на мысль: на практике создать для себя оптимальную систему, исключающую пожар при случайном возгорании или при преднамеренном поджоге.

Своевременное обнаружение пожара позволяет спасти жизни многих людей и сохранить ценное имущество. Для этого применяется пожарная сигнализация, схема и составляющие которой могут варьироваться в зависимости от типа здания и поставленных перед системой задач. Её главная функция - оперативно подать сигнал о начавшемся возгорании, после чего его можно будет быстро локализовать.

Показать всё

Назначение сигнализации

Способы извещения об экстренных ситуациях существуют с древних времён. Ещё много веков назад люди передавали информацию на расстоянии при помощи костров, световых сигналов, звона колоколов или других далеко разносящихся звуков.

В современном мире такую роль выполняют различные виды сигнализаций. Принцип работы пожарного оповещения заключается в фиксации данных о состоянии помещения при помощи многочисленных датчиков. Если какие-то показания отличаются от нормы, они передаются в дежурную службу, которая в кратчайшие сроки прибывает на место и тушит огонь.

Быстрая проверка шлейфов сигнализации

В число дополнительных функций ОПС (охранно-пожарной сигнализации) могут входить:

Так как возникновение пожара несёт с собой опасность для человеческих жизней и материальных ценностей, законы регламентируют установку систем противопожарной безопасности в административных зданиях. Если же соответствующих постановлений нет, владельцы помещения сами могут решать, устанавливать ОПС или нет.

Используемые устройства

В состав противопожарной сигнализации входит множество устройств. Их можно разделить на следующие категории:

сенсорные приборы - датчики и извещатели, находящиеся в разных местах здания и фиксирующие показатели окружающей среды;
устройства, получающие и обрабатывающие данные, приходящие с сенсорных приборов;
центральный компьютер или другое управляющее оборудование, которое контролирует работу всей остальной техники;
системы для информирования людей об аварийной ситуации.

К контрольной панели могут подключаться отдельные периферийные устройства. Вот некоторые из них:

звуковые и световые оповещатели;
принтеры сообщений, печатающие служебную и тревожную информацию;
пульт управления;
модуль для изоляции короткого замыкания.

Ардуино + ИП212 пожарный извещатель (пожарная сигнализация)

Общая схема сигнализации довольно проста: датчики фиксируют начало пожара, передают эту информацию на программу обработки, которая сообщает о ситуации в центр мониторинга.

Датчики, задействованные в системе, могут делиться на два основных типа:

1. Активные - постоянно издают сигнал и фиксируют его неизменность. Если в нём происходят какие-то изменения, ситуация трактуется как пожароопасная.
2. Пассивные - реагируют на перемены в окружающей обстановке, возможно, вызванные возгоранием.

Механизм действия этих приборов тоже может отличаться. По внутреннему устройству их можно поделить на:

инфракрасные;
магнитокрасные;
комбинированные;
реагирующие на разбитие стекла;
задействующие активные переключатели на периметре.

Виды пожарных извещателей

Есть три основных способа понять, что начался пожар: зафиксировать поднявшуюся температуру, появление дыма или вспышку яркого света. Существуют и другие алгоритмы работы, но эти факторы используются чаще всего. Основываясь на этом параметре, пожарные датчики делятся на четыре типа:

Такие приборы могут лишь собирать данные и передавать их в контрольную систему. Их анализом и реагированием на ситуацию занимаются другие типы устройств.

Сигнализация Дачник как подключить самому"

Дымовые датчики

Так как при возникновении пожара дым поднимается в верхнюю часть помещения, устройства для обнаружения задымления обычно размещаются на потолке.

Внутренняя часть прибора состоит из оптической системы, электронной платы и разъёмного корпуса. Эти три элемента создаются на фабриках по отдельности, в автоматическом режиме, а затем вручную собираются.

Чтобы обнаружить появление дыма, используется оптическая система, состоящая из фотоэлемента и светодиода. Из светодиода всё время исходит свет, направленный в определённую точку. Фотоэлемент находится немного в стороне от луча света, испускаемого светодиодом, и преобразует падающий на него световой поток в электрический сигнал.

Принцип работы датчика прост. Когда воздух, попадающий в прибор, чист и в нём нет дыма, луч света попадает строго туда, куда он и был направлен. Однако с возникновением дыма лучи рассеиваются и начинают распространяться в разные стороны, в том числе попадая и на фотоэлемент. В этот момент он срабатывает, и этот сигнал считывается электронной схемой, которая передаёт информацию на командный пункт пожарной сигнализации.

Из-за конструкции прибора он может сработать, даже когда возгорания не было, а вместо дыма в него попали газы или водяной пар. В этом случае световой поток тоже будет искажён, и на главный компьютер поступит сигнал о пожаре. Поэтому, устанавливая датчики, нужно учитывать условия окружающей среды. Неподходящее место для них - ванная, душевая или кухня. Кроме того, если на участке постоянно курят, это тоже может вызвать ложную тревогу.

Так как не все типы пожара сопровождаются мгновенным и сильным задымлением, а на изменения света и тепла извещатель не реагирует, его монтируют в тех помещениях, где, скорее всего, загорятся ткани или будет повреждена изоляция электрических проводов. В число таких предприятий входят электрические лаборатории и подстанции, комнаты с большим количеством работающего электрооборудования на предприятиях и склады, где хранятся различные товары.

Тепловые приборы

Они устанавливаются на потолке, куда поднимается тепло при возгорании, и бывают двух видов:

фиксирующие достижение предельного значения нагрева;
анализирующие скорость возрастания температуры.

Изначально были изобретены устройства первого типа, реагирующие на температуру выше заданной отметки. Модели срабатывали при разрыве электрической цепи, происходящего из-за вытекания легкоплавкого материала из предохранителя. После этого передавалось сообщение о пожаре. Такие извещатели были одноразовыми, так как первый же аварийный случай портил их навсегда. Сейчас выпускаются более продвинутые виды, в которых плавкие элементы могут быть заменены после их использования. Возможны и другие принципы работы подобных устройств.

Второй тип - это интегральные извещатели. Они измеряют скорость, с которой меняется электрическое сопротивление металла, когда он нагревается. Источник питания подаёт постоянное напряжение на клеммы элемента контроля тепла. После этого через резистор и измерительное устройство протекает ток, величина которого зависима от подаваемого сопротивления. В обычных условиях его значение практически не меняется.

Но после начала пожара сопротивление датчика возрастает, с ним изменяется и сила тока. Когда её колебания превышают критическую величину, обычно установленную на пять градусов в секунду, в приёмный модуль подаётся сигнал о начале пожара. Лучше всего такие датчики обнаруживают возгорания углеродного топлива, нефтепродуктов, твёрдых пожароопасных материалов. Их устанавливают в различных промышленных зданиях, например, складах легковоспламеняющихся материалов или местах хранения горючих жидкостей.

Обнаружители пламени

Эти приборы способны среагировать на возникновение открытого огня, не сопровождённого задымлением. Они оснащены специальным фотоэлементом, реагирующим на определённый участок или целый диапазон спектра волн.

Такие устройства тоже не защищены от ложных срабатываний. Самые простые модели могут принять за пожар свет люминесцентных ламп, сварочной дуги и даже яркие лучи солнца. Кроме того, в их работе возможны электромагнитные помехи оптического спектра. Чтобы противостоять всему этому, можно использовать специальные фильтры. Датчики пламени очень редко применяются в жилых домах по причине их высокой стоимости. Их основная сфера применения - предприятия газовой и нефтяной промышленности.

Комбинированные вариации

Любые виды датчиков способны дать ложную тревогу, уловив сигнал, не свидетельствующий о начале возгорания. Поэтому наиболее надёжными считаются те, которые сочетают в себе сразу несколько уловителей различных данных. Чаще всего сочетаются датчики дыма и тепла, иногда они дополняются и функцией обнаружения пламени.

В таких устройствах имеются сразу оптический, тепловой и инфракрасный сенсоры. Обычно их можно настроить как на сигнализацию по превышению одного из параметров, так и на комбинированное действие, включающее в себя одновременное появление всех сигналов.

Существует и более продвинутая техника, дополнительно способная уловить появление угарного газа. Такие четырёхканальные извещатели обычно используются на промышленных предприятиях с повышенной степенью опасности.

Действия при пожаре

Пожарная сигнализация устроена таким образом, что после поступления сигнала о начале возгорания начинает реализоваться заранее разработанный план действий. Он состоит из следующих пунктов:

Схема подключения

Чтобы максимально обезопасить людей в случае возгорания, схема подключения пожарной сигнализации должна быть составлена правильно. При помощи неё можно создать охранную систему, которая будет безопасной и эффективной. Как правило, она должна быть приложена к комплекту устройств сигнализации. Ей нужно чётко следовать, соблюдая даже мелкие детали эксплуатации оборудования. Правильная схема отвечает на следующие вопросы :

даёт информацию о том, как воспроизвести схему;
содержит состав компонентов системы и данные об особенностях их функционирования.

Используя её, можно не только корректно установить все элементы, но и успешно доработать или починить сигнализацию в случае необходимости. Правильно составленная схема сигнализации позволит сохранить здоровье людей и избежать материальных потерь.

Рис 1. Принципиальная схема пожарного датчика дыма

Один из вариантов выполнения датчика дыма приведен на рис. 1. Cхема состоит из генератора (на элементах микросхемы DD1.1, DD1.2, С1, R1, R2), формирователя коротких импульсов (на DD1.3 и С2, R3), усилителя (VT1) и излучателя (HL1) ИК-импульсов, а также компаратора (DD2) и ключа на транзисторе (VT2). При приеме ИК-импульсов фотодиодом HL2 срабатывает компаратор и своим выходом разряжает конденсатор С4. Как только прохождение импульсов нарушится, конденсатор зарядится через резистор R9 в течение 1 секунды до напряжения питания, и начнет работать элемент D1.4. Он пропускает импульсы генератора на коммутатор тока VT2. Применение светодиода HL3 не является необходимым, но при его наличии удобно контролировать момент срабатывания датчика.

Рис 2. Конструкция датчика дыма

Конструкция датчика (рис. 2) имеет рабочую зону, при попадании в которую дыма ослабляется прохождение ИК-импульсов, а если не смогли пройти несколько импульсов подряд — срабатывает датчик (что обеспечивает помехоустойчивость схемы). При этом в соединительной линии появляются импульсы тока, которые и выделяет схема контроля, приведенная на рис. 3.

Рис 3. Схема контроля

Выход схемы контроля (коллектор VT4) может подключаться к системе охраны непосредственно вместо датчика.

При использовании нескольких датчиков, одновременно установленных в разных местах, схему можно дополнить индикатором номера сработавшего датчика дыма. Для этого нужно, чтобы частоты генераторов (зависит от С1 и R2) отличались друг от друга, а воспользовавшись цифровым индикатором частоты, например предложенным М. Назаровым ("Радио", N 3, 1984, стр. 29—30), легко будет определить место возгорания. При этом отпадает необходимость вести охранные шлейфы отдельно до каждого датчика, что значительно упростит разводку проводов и снизит их расход.

Конденсаторы использованы С1, С2, С4, С5 типа К10-17а, СЗ — К53- 18-16В, С6 - К50-6-16В. Резистор R14 типа СП5-2, остальные типа С2-23.

Датчик дыма целесообразно устанавливать в помещениях, где хранятся легко воспламеняющиеся предметы, а размещать в местах, где проходит поток воздуха, например вблизи вентиляционного отверстия, - в этом случае возгорание будет обнаружено раньше.

C этой схемой также часто просматривают:

Быть готовым к пожару невозможно, он всегда внезапен и малоконтролируем. Но минимизировать риск его появления, значительно сократив предсказуемый материальный ущерб, можно. Для этого специалистами изобретены пожарные извещатели, которые в настоящее время являются единственным средством, способным обнаружить пожар без человека. Одним из таких в своем роде является, тепловой пожарный датчик или извещатель, кратко — ТПИ.

Само название — тепловой — объясняет принцип действия прибора. Он содержит один или несколько преобразователей — чувствительных элементов, которые, воспринимая температурное повышение среды, ведут к срабатыванию громкого опознавательного сигнала через звуковой оповещатель.

Существует еще один вид извещателя – пожарный дымовой. Он срабатывает на аэрозольные продукты горения, проще говоря, дым, а точнее, его цвет. Плюс противопожарных датчиков дыма в том, что он разрешен в административно-бытовых строениях, в отличие от теплового извещателя, а минус – поднимет всех на ноги не из-за пожара, а, например, большого скопления пыли или пара. Причем, если говорить строго, называть его датчиком неправильно, потому что он лишь составная часть извещателя.

Основные типы

По виду основной из составляющих ТПИ — чувствительного элемента или контроллера, различают четыре основных его типа:

Контактный ТПИ . При изменении температурного режима установленный контакт или электрическая цепь размыкается, специальный шлейф рвется и служит причиной срабатывания звукового сигнала. Самые простые, как правило, отечественные модели, представляют собой замкнутый контакт из двух проводников, упакованный в пластмассовый контейнер. Более сложные имеют термочувствительный полупроводник с отрицательным сопротивлением. Если температурная отметка окружающей среды возрастет, сопротивление упадет, и по цепи пойдет контролируемый ток. Как только он достигнет определенного показателя, оповещатель сработает.
В электронный сенсор вмонтированы сенсоры, которые находятся внутри кабеля, как только температура достигает определенного порога, сопротивление электротока в кабеле меняется, что передается в управление контрольного устройства. Высокочувствителен. Принцип устройства достаточно сложный.
Оптический извещатель работает на основе оптико-волоконного кабеля. От повышения температуры изменяется оптическая проводимость, что ведет к звуковому оповещению.
Металлическая трубка с газом, герметично заполненная, необходима для механического ТПИ . Воздействие температуры на любой участок трубки приведет к изменению ее внутреннего давления и срабатыванию сигнала. Признан устаревшим.
Другие типы . Полупроводниковые имеют специальное покрытие с отрицательным коэффициентом температуры, электромеханические состоят из проводов под механическим напряжением, покрытых термочувствительным веществом.

Виды пожарных извещателей

Пожарные тепловые реагируют на разные параметры распространения огня. Отсюда и классификация на виды.

В максимальный противопожарный датчик задан порог абсолютной величины:

давление,
температура, — как только показатель окружающей среды его достигнет, люди будут оповещены.

Массово выпускают отечественные устройства с температурой срабатывания 70-72 градусов. Они же являются по причине своей финансовой доступности весьма популярными.

Для дифференциального датчика пожарной сигнализации важна скорость изменения признака, который стоит у него на контроле.

Такие устройства признаны более эффективными, чем максимальные ТПИ —

дают тревогу раньше,
устойчивы в работе, но за счет двух установленных на расстоянии элементов, они выше по цене.

Максимально-дифференциальные приборы объединяют оба параметра.

Собираясь за покупкой данного типа пожарных устройств, учтите, что их температурный порог минимум на 20 градусов должен быть выше допущенной температуры на объекте.

Таким образом, современные системы пожарной сигнализации технические специалисты делят на дискретные (по порогу) – они рассмотрены выше — и аналоговые. Аналоговые тепловые пожарные сенсоры в свою очередь подразделяются на неадресные и адресные. Последние передают не только информацию о возгорании, но и код своего адреса.

И дискретные, и аналоговые измеряют характеристики факторов пожара, принципиальное отличие в способе обработки сигнала.

У аналоговых он сложнее и его суть в специальных систематических алгоритмах.

Адресно-аналоговые тепловые устройства регулярно собирают информацию о состоянии помещения. Они могут выдать данные, на которые запрограммированы для сборы, в режиме реального времени.
Взрывозащищенные тепловые пожарные извещатели нужны там, где риск появления пожар высок, и в воздухе могут присутствовать взрывоопасные вещества. Они словно бронированы, так как расположены на различных силовых агрегатах, нефтепроводах и т.д. Различаются степенью защиты, количеством сенсоров и разными установленными температурными порогами.
У линейных тепловых извещателей применяется кабель с теплочувствительным полимером – термокабель – он фиксирует любые изменения по всей своей протяженности как единый противопожарный датчик. Используется там, где потолок большого размера, например, крытый стадион. Крепить можно кроме потолка еще и на стены.
Многоточечные тепловые устройства противопоставлены по своей сути линейным. Они входят в единую систему, которая контролирует несколько зон и объединена в электрическую цепь. Поступающие от датчиков противопожарных сигналы обрабатываются в едином блоке.

Эксплуатация и установка

Схема подключения тепловых датчиков дается в инструкции по эксплуатации, однако, могут возникнуть трудности.

Требования ГОСТ Р 53325-2009, пункт 4.2.5.1, обязывают снабжать извещатели тепловые встроенным или выносным оптическим индикатором.

При расчете номиналов резисторов дополнительных берите во внимание электрические составляющие подключаемых светодиодных индикаторов.

Смотрите в паспорте прибора на падение напряжения типовое и максимальное, которые указывают на предел параметров. Для удобности монтажа лучше брать светодиодные неполярные индикаторы.

Замкнутые нормально контакты тепловых устройства соединяются с шлейфом так же, как и у дымовых. Отличие в том, что в дежурном состоянии у тепловых датчиков электроток не потребляется, а в активном режиме его меньше, чем у дымовых.

У тепловых датчиков пожарной сигнализации в схеме подключения есть следующие сопротивления:

Rбал.,
Rок.,
Rдоп.

Изучаем руководство по эксплуатации прибора контроля и учитываем номиналы резисторов.

Rбал. аналогичен Rдоп., но в комплекте контрольного прибора его нет, придется купить дополнительно.

В обычном режиме датчики коротко замкнуты, а значит, сопротивление Rбал возникнет только в том случае, если один или двое из приборов сработают. И тогда сможет сформироваться сигнал “Тревога”.

Для контроллеров “Мираж ” есть нижеследующая схема. Если сработает один, то поступит сигнал “Внимание”, если второй — последует команда “Пожар”.

Обозначение теплового извещателя на схеме, а также других составляющих следующее:

ШС – шлейф сигнализации,
ИП — извещатель пожарный тепловой,
ИПР – извещатель пожарный ручной,
ДИП – дымовой извещатель пожарный.

Условное графическое обозначение автоматического теплового извещателя по требованиям нормативной документации — .

Нормы и особенности установки/подключения тепловых датчиков регулируются сводом правил системы противопожарной защиты 5.13.130.2009 с последними изменениями от 20.06.2011 г.

Из таблицы 13.5.становится известным расстояние между тепловыми точечными устройствами, а также между ними и стеной (не забудьте об исключениях, указанных в пункте 13.3.7).

Источник: СП5.13.130.2009.

Нетрудно догадаться, что от высоты помещения зависит охватываемая датчиком площадь. При этом многие устанавливают по два устройства в каждом помещении на случай выхода из работы одного датчика.

Расстояние от одного к другому должно ограничиваться половиной рекомендуемого. Но это действует при точечных неадресных датчиках. Адресно-аналоговые в дублировании не нуждаются, так как у них совершенно иной принцип работы.

При расположении сенсоров в помещениях нужно учитывать особенности распространения продуктов горения в них.
Неэффективно устанавливать тепловые датчики в “мертвых” зонах, там, куда горячий воздух доберется в последнюю очередь, и противопожарный прибор сработает слишком поздно.
Так, прокладывая термокабель линейного теплового извещателя, не надо этого делать в 15-20 см от углов по потолку и стенах.
Не стоит забывать и о вытяжках, кондиционерах, — расположите прибор не менее чем на метр от них.

Физические законы рождают принципы, которые лежат в основе установки пожарных извещателей:

плоский потолок защищается по окружности, лежащей в горизонтальной поверхности;
нужно учитывать расстояние от перекрытий помещения.

Неисправности и способы их устранения

О них, прежде всего, читаем в руководстве по эксплуатации в специально выделенном разделе. В описании указано, что может не работать и какой метод поможет устранить проблему.

Классическими причинами является непрофессиональный монтаж и заводской брак. Выявленный брак ведет к гарантийному сроку, который составляет в среднем от 18 до 36 месяцев, но бывает и 12 месяцев.

Опытные инженеры также указывают на ложную пожарную тревогу в случае ремонта, когда пыль попадает в прибор, и он срабатывает.
Порой насекомые также служат поводом неоправданной тревоги. Помогает протирка спиртом и продувание.
Шлейфы могут периодически оповещать о пожаре при скрученных проводах, где контакт нестабилен.
Электромагнитные помехи от приборов также никто не отменял, поэтому их необходимо брать во внимание. Сезонные изменения, акустические колебания и агрессивная окружающая среда также влияют на неисправности.
Ложные тревоги зачастую свидетельствуют не о высокочувствительности извещателей, а о низком качестве. Также специалисты предупреждают, что все дешевые разработки со временем теряют уровень чувствительности. И здесь поможет только замена.

Для решения большинства трудностей по неисправности поможет проверка подключений, правильное расположение детекторов и нормальная работоспособность контактных соединений.

Также для предупреждения необнаружения пожара помогут высококачественные комплектующие извещателей.

Производители и популярные модели

Выпускают извещатели пожарные российские производители и зарубежные. Среди них

старейшая японская фирма Hochiki ,
популярнейшая Siemens , в которую влилась швейцарский производитель Cerberus.
Хорошо зарекомендовали себя пожарные извещатели британской компании Appolo .
Также хорошо известна System Sensor , чья продукция выпускается в 8 крупнейших странах – от США до России.

В нашей стране на пожарных тепловых извещателях специализируется

предприятие “Аргус-Спектр” , расположенное на базе научно-промышленного комплекса в Санкт-Петербурге.
Комплектстройсервис является одним из ведущих по отечественным разработкам.
Магнито-Контакт выпускает датчики на базе герметичных контактов,
широкий спектр продукции у “Сибирского арсенала ”,
научно-производственного предприятия “Специнформатика-СИ ”.
Также свою продукцию предлагают Частное предприятие “Артон ” и “Спецавтоматика ”.

Цены

Самые простые максимальные противопожарные тепловые приборы отечественные, их цена от 40 рублей до 150.

Дополнительные опции, например, память на сработавший прибор, световой и/или выносной индикатор, увеличение их количества влечет за собой удорожание вдвойне, разброс от 270 р. и до 600.
Максимально-дифференциальные датчики можно приобрести за цену от 500 р. до 900.
Одна из наиболее продаваемых моделей Аврора ТН (ИП 101-78-А1) , ее цена в среднем 700 р.
Наиболее популярная из-за своей ценовой доступности модель взрывозащищенного извещателя ИП 101-3А-А3R обойдется в 200 рублей в среднем, хотя в большинстве своем магазины предлагают взрывозащищенные устройства от 800 до 1 000 р.

Зарубежные адресные максимально-дифференциальные устройства

стоят от 1000 рублей за штуку и выше.
Среди адресно-аналоговых максимально-дифференциальных — хит продаж модель С2000 ИП-03 , она стоит от 500 до 800 рублей , а вообще разбег адресных извещателей доходит до 2 000 и даже выше.
тепловые датчики – термокабели – в зависимости от характеристик (сопротивления кабеля, максимально допустимой длины, напряжения тока и т.д.) реализуются в среднем от 300 до 700 р.

Заключение

Информация о принципах работы, особенностях конструкции, видах и типах тепловых пожарных извещателях поможет взвешенно и без лишних финансовых затрат выбрать наиболее подходящую модель. Правила и нормы установки не так уж сложны, и если отнестись к ним ответственно, то можно предупредить многие неисправности. А лучше всего монтаж проводить под чутким руководством опытных электриков.