Димова детектор - цікавіша, ніж ти думаєш

Повідомлення від: 23-01-2024

Кілька слів вступу

Державна пожежна служба у 2021 році зафіксувала майже 39 тисяч пожеж будівель, з яких понад 85% становили житлові об'єкти. Ця статистика не вселяє оптимізму, тому так важливо усвідомлювати, що ми можемо мінімізувати ці цифри, а перш за все зменшити збитки, які є наслідком пожеж. Те, що відразу спадає на думку - і це правильно - це димові датчики. Вони дозволяють пожежній службі швидко реагувати, а потім приборкати загрозу, перш ніж вона ескалює.Тема особливо актуальна в опалювальний сезон. У цей період ризик виникнення пожеж зростає багаторазово, що ставить під загрозу наші домівки та нас самих.

Неправильні електричні установки, пристрої або атмосферні розряди також є пожежними загрозами, які виникають протягом року, тому цілком правдиво стверджувати, що найкращий момент для покупки димового датчика - це зараз.

Цей корисний пристрій у кожному домогосподарстві діє очевидно - сигналізує нам про появу диму в приміщенні. Однак електроніка не має природного нюху, тому якимось чином вона повинна виявляти цей дим. Як це відбувається? Як це відбувалося раніше, а як зараз? Чи існують різні методи виявлення диму? Ми беремо на себе виклик відповісти на всі ці питання.

Датчик чи сенсор?

Згідно з галузевими нормами, датчик означає готовий пристрій, який може працювати самостійно або може бути інтегрований з усією системою, наприклад, сигналізацією. Сенсор, натомість, це конкретний елемент всередині цього пристрою, чутливий до певного подразника, як, наприклад, піроелемент - сенсор руху в датчику руху. Так це виглядає з точки зору професійної термінології, але в повсякденному житті часто використовуються обидва слова взаємозамінно, визначаючи ними одне й те саме - готовий продукт. Тим не менш, це може бути цікавою інформацією для непосвячених, а в деяких випадках дозволить уникнути непорозумінь. Тепер ми знаємо, що коли в одному датчику є два сенсори, то, можливо, ми маємо справу з конкретним пристроєм, а не помилкою редактора.

Коротка історія сенсорів (і датчиків!)

Історія детекторів диму налічує понад сто років і є шляхом, сповненим інновацій та удосконалень. Перші концепції з'явилися понад 100 років тому, зокрема "Електричний детектор тепла" Джорджа Дарбі 1902 року. У 40-х роках XX століття були введені іонізаційні детектори (про це за мить), а в 60-х - фотоелектричні детектори. 70-ті принесли комбіновані детектори, що поєднують обидві технології. У пізньому XX столітті детектори стали більш надійними та доступними, а розвиток законодавства та стандартів безпеки сприяв їхньому широкому використанню. У XXI столітті з'явилися розумні детектори диму, які інтегруються з системами розумного дому.

Як це працює?

Як видно, історія відкрила для нас багато різних технологій, які використовуються при проектуванні пристроїв. Багато з них присутні на ринку й донині. Найчастіше зустрічаються рішення - це фотоелектричні датчики, які використовують розсіювання світла на частинках диму, та іонізаційні датчики, що базуються на іонізації повітря через випромінювання. Фотоелектричні датчики працюють шляхом виявлення випромінювання, відбитого від частинок диму, тоді як іонізаційні датчики реагують на зміну сили струму, викликану присутністю диму. Існують також моделі, що поєднують обидві технології.

Датчики диму з оптичним виявленням

Виявляється, механізм дії оптичних детекторів насправді простий - і, можливо, саме тому ефективний, оскільки широко використовується в найпопулярніших пристроях. У круглій оболонці датчика знаходиться камера зі світлом (найчастіше світлодіод). Другим важливим елементом є фоторезистор. Це світлочутливий елемент - він змінює свій електричний опір залежно від інтенсивності світла, яке на нього падає. Можливо, здавалося б, що резистор отримує сигнал від діода, а коли на шляху з'являється дим, інтенсивність отримуваного сигналу зменшується. Факт у тому, що це… буквально навпаки! Діод і фоторезистор не з'єднані між собою в прямій лінії - вони розміщені в камері так, що в нормальних умовах світло діода не доходить до приймача (рис. 1).

Коли ж у камері з'являється дим, його частинки виконують функцію розсіювання - світло розсіюється на них, і завдяки цьому може подолати цей один важливий поворот, який необхідний, щоб світло дійшло до фоторезистора (рис. 2). Точно таке ж явище відбувається під час водіння автомобіля в темряві в тумані. Можна помітити, що світло розсіюється в усіх напрямках, а коли воно дуже яскраве, може навіть трохи осліпити нас. І тепер ми маємо справу з ситуацією тривоги. Датчик може самостійно випускати сигнал тривоги або надіслати сигнал до всієї системи протипожежної безпеки, де вже центральний блок виконає відповідну дію - сповістить пожежну службу та власника об'єкта. Варто підкреслити, що димовий датчик може реагувати так само на густу водяну пару, яку генерують електронні сигарети.

рис.1

рис.2

Іонізаційний датчик ізотопний

Іонізаційні датчики використовують радіоактивні важкі елементи, що забезпечує їм високу чутливість виявлення диму пожежі. Вони характеризуються більшою ефективністю та меншою кількістю хибних тривог у порівнянні з іншими типами датчиків. Проте, як і в випадку з іншими димовими датчиками, вони вимагають регулярних перевірок відповідно до законодавства. Нам також не потрібно турбуватися про наявність випромінювання - його інтенсивність така мала, що пристрої на 100% безпечні для здоров'я.

Конструкція іонізаційних датчиків робить їх стійкими до змінних зовнішніх умов. Тут відбувається іонізація повітря частинками альфа, що випромінюються з радіоактивного джерела. Пристрій складається з двох камер - однієї відкритої назовні, а іншої закритої. Столкнення частинок кисню та азоту призводить до утворення іонів, що веде до потоку зарядів і створення струму. У випадку пожежі, дим, що потрапляє в відкриту камеру, порушує рівновагу струму, що виявляється вимірювальною системою, і в результаті активує сигнал тривоги. Важливу роль відіграє друга, закрита камера, яка є еталоном, з яким ми порівнюємо стан відкритої камери на дим. Саме це забезпечує більшу точність виявлення та стійкість до атмосферних умов.

Який димовий датчик вибрати?

З оптичним чи іонізаційним сенсором? Рішення, засновані на явищі випромінювання, зазвичай є більш ефективними, коли йдеться про виявлення того, що невидимо, тобто, наприклад, продуктів горіння, відмінних від густого диму. Оптичний датчик, натомість, найшвидше відреагує на появу густого диму - саме того, який бачить людське око. Обидві технології постійно розвиваються, тому, можливо, колись можна було сміливо стверджувати, що іонізаційні датчики - це єдине справді професійне рішення, але зараз це було б перебільшенням. Деякі виробники в своїх топових продуктах поєднують обидві технології, додатково збагачуючи пристрій виявленням третього фактора - температури, яка, як відомо, під час пожежі вища, ніж зазвичай. Такі рішення 3в1 є найкращими, якщо ми прагнемо до максимальної ефективності.

Це ще не все. На ринку можна знайти багато моделей димових датчиків, які на перший погляд виглядають однаково. Тому при виборі димового датчика слід звернути особливу увагу на параметри - як приміщення, так і пристрою, оскільки саме вони вирішать, чи буде даний детектор диму ефективним у вашому приміщенні:

Температура навколишнього середовища - має значення, коли ми плануємо встановити детектор у місцях з підвищеною температурою, наприклад, на кухні.
Вологість повітря - так само, як і в випадку з температурою, потрібно звернути увагу на вологість, що панує в цільовому приміщенні. На ринку можна знайти моделі, пристосовані до підвищеного рівня вологості.
Тип живлення - більшість датчиків має гніздо для батареї, але також можна знайти екземпляри, що живляться централізовано.
Інтенсивність акустичної сигналізації - виробничий зал з важкими машинами, кінотеатр тощо - це місця, де рекомендується вибрати датчики з голоснішим сигналом тривоги, ніж стандартні 80 дБ.

Слід пам'ятати, що вибір відповідного обладнання та його налаштування - це одне. Також важливо правильне розміщення датчиків - завжди варто, а насправді потрібно ознайомитися з рекомендаціями виробника або доручити відповідне планування професіоналам. Згідно з дослідженнями уряду Великої Британії (The Home Office collects detailed information on incidents attended by Fire and Rescue Services), причиною приблизно половини випадків відсутності реакції системи сигналізації було те, що дим не досягнув датчика. Вид датчиків посередині стелі в приміщенні не є випадковим, хоча до теми завжди варто підходити індивідуально.

Думаймо комплексно

Ми завжди стверджуємо, що до безпеки слід підходити, враховуючи всі можливі загрози. Димові датчики - це лише один з елементів цілого, а плануючи обладнати квартиру, будинок чи офіс відповідними пристроями, варто одразу планувати всю систему. Адже багато рішень протипожежної безпеки можна інтегрувати з нашою системою сигналізації, до якої підключені детектори різного типу. Ми не були б собою, якби не додали, що завершенням добре підготовленої системи сигналізації є відповідно підібраний відеомоніторинг. Заздалегідь припускаємо, що найважливіші речі знаходяться в сейфі, якому не страшні ні пожежа, ні злодії.

Комплексність - це сила! А коли ми ще знаємо, як це все насправді працює, можемо почуватися ще безпечніше. Про димові датчики ви вже знаєте досить багато.