Пожарный извещатель: назначение, устройство, принцип действия, виды

Опасность возгорания может угрожать как производственным, так и бытовым помещениям. Для предотвращения ущерба и  других последствий от возгораний в жилых домах и на производственных объектах устанавливаются системы пожарной сигнализации. Важнейшей единицей контроля в системе является датчик пожарной сигнализации (извещатель пожарный), особенности и назначение которого мы и рассмотрим в данной статье.

Назначение

Датчики, они же извещатели, предназначены для извещения о возникновении пожара, от чего и происходит их название. В сравнении с другими видами измерительных приборов противопожарные датчики предназначены для обнаружения любых признаков пожара на начальных этапах его проявления. Затем информация о появлении признаков возгорания подается на блок управления или выводится на пульт оператора. На основании переданных данных программа либо дежурный  принимает решение о локализации очага и последующего гашения, возможного отвода продуктов горения, вывода персонала из опасной зоны, эвакуации предприятия и т.д.

Датчики пожарной сигнализации располагаются во всех помещениях защищаемого объекта. В зависимости от типа, устройства и принципа действия будет отличаться их количество и место установки. Практически все типы устройств рассчитаны на взаимодействие с факторами, сопровождающими процесс горения или его начальные этапы до появления огня.

Устройство и принцип действия

На практике реагирование датчика может осуществляться за счет появления дыма, повышения температуры, выделения определенных газов. Существуют устройства, реагирующие только на одну величину или сразу на несколько. Последний вариант более практичный, так как охватывает несколько факторов. Для примера рассмотрим устройство такого датчика.

Устройство пожарного извещателя
Устройство пожарного извещателя

Конструктивно датчик пожарной сигнализации состоит из таких составляющих:

  • Корпус – предназначен для защиты электронных устройств от оседания пыли, которая может повлиять на точность измерений и реагирования.
  • Оптический сенсор – представляет собой фотоприемник, реагирующий на изменение степени освещенности.
  • Тепловой сенсор – фиксирует изменения температуры в соответствующей области или сегменте.
  • Сенсор содержания CO, CO2 – контролирует процент содержания угарного газа и двуокиси углерода, как неотъемлемых составляющих продуктов тления и горения.
  • Инфракрасный сенсор – предназначен для фиксации светового излучения в определенной области.

Принцип действия рассмотрим на примере начального этапа возгорания до появления дыма и огня, непосредственно в зоне действия пожарного извещателя. Допустим, в очаге начнет повышаться температура, теплые воздушные массы поднимаются вверх, к месту установки датчика пожарной сигнализации, а холодный воздух опустится вниз, как показано на рисунке ниже:

Принцип действия пожарного извещателя
Принцип действия пожарного извещателя

В этом случае резкое нарастание температуры определится тепловым сенсором, который и подаст информацию о начале возгорания. В случае появления открытого пламени на инфракрасное излучение первым среагировал бы инфракрасный сенсор. Более подробно разновидности датчиков пожарной сигнализации мы рассмотрим далее.

Разновидности

Первые устройства для извещения о пожаре возникли более ста лет назад. За это время они претерпели весомую эволюцию, как в части конструктивных особенностей, так и относительно принципа действия. В соответствии с п.4.1 ГОСТ Р 53325-2012  все пожарные извещатели подразделяются на несколько категорий. В зависимости от способа приведения в действие они могут быть автоматическими или ручными.

Если рассматривать пожарный извещатель в зависимости от контролируемого им фактора, то их можно разделить на:

  • тепловые;
  • дымовые;
  • пламени;
  • газовые;
  • комбинированные.

Помимо вышеперечисленных критериев в соответствии с п. 4.1.1.4 ГОСТ Р 53325-2012 допускается применять и другие признаки для классификации.

По способу передачи данных датчики могут быть пороговыми и аналоговыми. В зависимости от вида реакции на оцениваемый датчиком фактор пороговые модели могут быть максимальными, дифференциальными или смешанными.

В зависимости от состояния среды, в которой датчик контролирует пожарный фактор, они подразделяются на:

  • для контроля газообразных сред– классический вариант, применяемый в помещениях;
  • для обнаружения признаков пожара в жидкой среде;
  • для слежения за состоянием сыпучей среды – устанавливаются датчики погружного типа;
  • для контроля состояния твердых тел – сам сенсор располагается непосредственно на поверхности.

В зависимости от охвата контролируемой области пожарные извещатели могут быть точечными, линейными или многоточечными. По способу питания электроснабжение может осуществляться через шлейф, отдельный провод или посредством автономного источника. Также, срабатывание датчика пожарной сигнализации может производиться от одного действия (класс А) или нескольких действий (класс В).

В зависимости от способа реализации связи датчика с приемо-контрольным прибором  пожарные извещатели подразделяются на:

  • проводные;
  • оптико-волоконные;
  • радиоканальные;
  • комбинированные.

В ключе вышеизложенной классификации наиболее интересной является деление по контролируемому фактору. На практике используются модели как с одним  параметром для анализа, так и сразу с несколькими. Поэтому рассмотрим каждый из типов более детально.

Тепловые

Тепловые устройства реагируют на повышение температуры воздуха, поэтому их размещают непосредственно у потолка, где процесс нагревания воздуха проявляет себя наиболее быстро. Использование данного типа датчика пожарной сигнализации актуально для помещений с загазованной, запыленной или задымленной атмосферой, где применение других видов невозможно. Наиболее простой пример – это термостат, в составе которого применяется сплав Вуда, реагирующий на нагревание. При изменении температуры, он деформирует пружинный контакт, за счет чего передается сигнал на основную контактную группу.

Тепловой пожарный извещатель
Тепловой пожарный извещатель

Тепловые извещатели подразделяются на устройства многоразового и одноразового использования. Первые из них после срабатывания вновь вводятся в работу и продолжают выполнять свои функции. Вторые, наоборот, срабатывая, приходят в негодность и подлежат замене. Недостатком такой модели можно назвать помещение с высоким потолком или материалы, не выделяющие тепла при горении.

Дымовые

В соответствии с п.3.11 ГОСТ Р 53325-2012 представляет собой датчик. реагирующий на появление продуктов горения твердых или  жидких материалов в окружающем пространстве. В отличии от тепловых, способны отреагировать на дым еще до серьезного развития очага возгорания. В зависимости от способа улавливания дыма данная категория пожарных извещателей подразделяется на оптические и ионизационные.

Дымовой пожарный извещатель
Дымовой пожарный извещатель

Первый вариант основан на подаче светового импульса в контролируемую область. При возникновении дымовой преграды в атмосфере воздуха луч прервется и отразится. Поэтому по способу фиксации оптические датчики пожарной сигнализации могут быть точечными, которые улавливают отраженный сигнал и линейными – где луч проходит от излучателя к приемнику.

Ионизационные осуществляют забор воздуха через камеру вентиляции. В специальной камере содержаться активные частицы, которые при появлении дыма вступят с ним в реакцию.

Датчики пламени

В соответствии с п.3.18 ГОСТ Р 53325-2012 это автоматическое устройство, которое реагирует на возникновение электромагнитных излучений, выделяемых пламенем или тлеющим очагом. Так как в процессе горения пламя или тлеющий очаг выделяют большое количество светового излучения, данный тип пожарных извещателей призван зафиксировать таковые. Применяются на крупных объектах, где температурный режим сложно проконтролировать, а дым может раствориться в общем объеме воздушных масс.  По типу контролируемого спектра излучения бывают инфракрасными, ультрафиолетовыми, видимыми или электромагнитными.

Пожарный извещатель пламени
Пожарный извещатель пламени

Газовые

Как правило, такие устройства оценивают наличие угарного газа CO в атмосфере воздуха, но могут анализировать и другие химические вещества. В соответствии с п.3.10 ГОСТ Р 53325-2012 – это извещатель, контролирующий изменение химических компонентов окружающей среды. Актуальны для объектов со специфическим оборудованием, с наличием газовых установок, котлов, бойлеров и т.д.

Ручные

Является наиболее простым в активации, так как приводится в действие человеком. Конструктивно выполняются в виде кнопки или рычажка, закрытого стеклом или пластиковым окошком. В случае выявления пожара стекло разбивается и нажимается кнопка, о чем поступает сигнал на центральный диспетчерский пункт. Основным недостатком такого типа является необходимость постоянного контроля со стороны человека.

Ручной пожарный извещатель
Ручной пожарный извещатель

Автономные

Автономные датчики пожарной сигнализации работают от независимого источника питания и способны реагировать на возгорание даже в случае отключения электроэнергии. Дополнительно комплектуются оповещателем, поэтому способны самостоятельно оповестить о возгорании. Они должны использоваться для жилых помещений и кухонь в многоквартирных домах в соответствии с п.7.3.5 СП 54.13330.2016. При необходимости их объединяют в системы, расположенные как в одной, так и в смежных комнатах.

Автономный пожарный извещатель
Автономный пожарный извещатель

Схема подключения

Для подключения датчика пожарной сигнализации, как правило, используются две пары контактов. Одна из которых предназначена для подачи питания на сенсор, а вторая для съема показаний с контактной группы. Пример объединения группы из четырех извещателей, подключенных по такой схеме приведен на рисунке ниже:

Схема подключения пожарного извещателя
Схема подключения пожарного извещателя

Установка

Предпочтительным местом для установки датчика пожарной сигнализации является потолок помещения. Так как с верхней точки проще всего контролировать факторы возгорания. Исключение составляют объемные помещения – производственные цеха, ангары, складские помещения и прочие, где из-за большой площади и высокого потолка обрабатывать данные проще со стены. В среднем выбирается способ покрытия площади из расчета один сенсор на 30 м2, но эта цифра может варьироваться в зависимости от типа извещателя и факторов окружающей среды.

Как выбрать?

Чтобы определиться с выбором конкретной модели датчика пожарной сигнализации мы рассмотрим наиболее актуальные критерии.

По принципу действия:

  • Тепловые датчики– отличаются демократичной ценой, неприхотливостью в работе, но недолговечны и характеризуются низким порогом срабатывания;
  • Оптические  датчики- характеризуются высоким порогом срабатывания, но требуют постоянной чистки и ухода;
  • Ионизационные датчики– являются долговечными с высоким порогом срабатывания. В то же время, являются дорогостоящими и требуют постоянного обслуживания в процессе работы;
  • Комбинированные датчики– наилучший вариант, поскольку оценивает состояние объекта сразу по нескольким параметрам.

Точечные приборы наилучшим образом подходят для жилого пространства, а для больших площадей потребуются линейные модели. Заметьте, что в помещениях с особой опасностью возгорания, актуально устанавливать аспирационные датчики из-за их быстродействия.

При выборе датчиков пожарной сигнализации для неразветвленной цепи можно использовать неадресные модели. Но в случае наличия ряда комнат, офисов или отделений, разветвленной структуры объекта, лучше устанавливать адресные датчики. Которые будут привязаны к конкретной позиции.

Адресные пожарные извещатели в разветвленной схеме
Адресные пожарные извещатели в разветвленной схеме

Список использованной литературы

  1. О. М. Лепешкин, В. В. Копытов, А. П. Жук «Комплексные средства безопасности и технические средства охранно-пожарной сигнализации» 2009
  2. Синилов В.Г. «Системы охранной, пожарной и охранно-пожарной сигнализации» 2004
  3. М.М. Любимов, С.В. Собурь «Пожарная и охранно-пожарная сигнализация. Проектирование, монтаж, эксплуатация и обслуживание: Справочник» 2014
  4. А.А. Навацкий «Производственная и пожарная автоматика» 2005

Leave a Comment

Your email address will not be published.