Извещатели пламени в пожарной сигнализации¶
Извещатель пламени — автоматическое устройство пожарной сигнализации, предназначенное для обнаружения открытого пламени (очага горения) по его оптическому излучению и передачи тревожного сигнала на приёмно-контрольный прибор. Относится к классу пожарных извещателей, реагирующих на один из первичных признаков пожара — электромагнитное излучение в ультрафиолетовом, видимом или инфракрасном диапазоне. Применяется преимущественно на объектах с повышенной пожарной опасностью и в условиях, где другие типы извещателей малоэффективны.
¶Принцип действия
В основе работы лежит регистрация оптического излучения, характерного для пламени. Горение углеводородов сопровождается излучением в широком спектре: ультрафиолетовая область (примерно 185–280 нм), видимый свет и инфракрасная область (в том числе узкие полосы излучения продуктов горения, например углекислого газа в районе 4,3 мкм). Извещатель содержит фотоприёмник, селектирующий нужный диапазон, электронную схему обработки сигнала и, как правило, устройство защиты от ложных срабатываний.
Для снижения вероятности ложных тревог применяются:
- оптические фильтры, отсекающие постороннее излучение;
- модуляция сигнала (обнаружение характерного «мерцания» пламени с частотой порядка единиц — десятков герц);
- логика совпадения по нескольким каналам (например, одновременная регистрация УФ- и ИК-составляющих);
- задержки срабатывания и пороги по интенсивности.
¶Классификация
По спектральному диапазону выделяют три основных типа.
| Тип | Диапазон | Особенности |
|---|---|---|
| Ультрафиолетовые | ~185–280 нм | Высокое быстродействие, чувствительны к сварочной дуге, молниям, некоторым лампам |
| Инфракрасные | ~0,7–5 мкм | Устойчивее к УФ-помехам, реагируют на горячие поверхности, возможны ложные срабатывания от нагретых тел |
| Мультиспектральные (комбинированные) | УФ + ИК | Наиболее помехоустойчивы, анализируют соотношение сигналов в разных диапазонах |
По конструктивному исполнению различают извещатели:
- выносные — чувствительный элемент вынесен в отдельный блок, соединённый с прибором;
- автономные — всё в одном корпусе;
- взрывозащищённые — для взрывоопасных зон;
- для внутренней и наружной установки — с учётом пыли, влаги, солнечной радиации.
По способу связи с прибором управления — адресные и неадресные, проводные и адресно-аналоговые.
¶Области применения
Извещатели пламени применяются там, где возгорание быстро переходит в открытое горение и требуется максимально раннее обнаружение:
- объекты нефтегазовой отрасли: резервуарные парки, насосные, эстакады налива;
- химические и нефтехимические производства;
- склады горючих жидкостей и газов;
- газораспределительные и компрессорные станции;
- авиационные и железнодорожные ангары, машинные залы;
- энергетические объекты, кабельные сооружения;
- объекты с высокими потолками и большими открытыми пространствами, где дымовые извещатели неэффективны из-за разбавления дыма.
В России требования к применению и размещению таких извещателей устанавливаются сводами правил по пожарной безопасности, в частности СП 5.13130.2009 (с изменениями), а также технической документацией изготовителей.
¶Достоинства и ограничения
Достоинства:
- высокое быстродействие — срабатывание за доли секунды;
- работа при сильных воздушных потоках, сквозняках, низких температурах;
- возможность обнаружения очага на значительном расстоянии;
- независимость от задымления и конвекционных потоков.
Ограничения:
- склонность к ложным срабатываниям от посторонних источников излучения (сварка, солнечный свет, нагретые поверхности, некоторые осветительные приборы);
- необходимость прямой видимости очага — препятствия экранируют пламя;
- чувствительность к загрязнению оптики, что требует обслуживания;
- относительно высокая стоимость по сравнению с тепловыми и дымовыми извещателями;
- невозможность обнаружения тлеющего горения без открытого пламени.
¶Устройство и монтаж
Типовой извещатель включает корпус, оптическое окно (светофильтр), фотоприёмник, усилитель, схему обработки и выходной каскад. Взрывозащищённые модели выполняются в герметичном корпусе из металла или ударопрочного пластика.
При размещении учитывают:
- прямую видимость контролируемой зоны;
- ориентацию относительно вероятного очага;
- высоту установки и углы обзора (обычно указываются в паспорте, часто порядка 90–120°);
- защиту от прямого солнечного света и источников УФ-излучения;
- расстояния между извещателями и до очага согласно проектной документации.
Обслуживание сводится к периодической очистке оптики, проверке работоспособности с помощью имитаторов пламени или тестовых излучателей и контролю выходных цепей.
¶Историческая справка и развитие
Первые промышленные извещатели пламени появились в середине XX века, первоначально в ультрафиолетовом исполнении, для нужд энергетики и нефтехимии. Совершенствование полупроводниковых фотоприёмников и микропроцессорной обработки сигналов привело к созданию мультиспектральных и адресно-аналоговых моделей с алгоритмами распознавания, снижающими частоту ложных тревог. Современные устройства нередко интегрируются в автоматизированные системы противопожарной защиты и системы раннего обнаружения.
¶Нормативное регулирование в России
Применение извещателей пламени регламентируется федеральными нормами и сводами правил в области пожарной безопасности. Проектные решения определяют тип, количество и места установки извещателей исходя из характеристик объекта, вида горючей нагрузки и требований к быстродействию системы. Извещатели подлежат сертификации в системе оценки соответствия требованиям пожарной безопасности.
Источники: СП 5.13130.2009 «Системы противопожарной защиты. Установки пожарной сигнализации и пожаротушения автоматические»; техническая документация производителей пожарных извещателей; учебные и справочные издания по пожарной автоматике.