Принцип действия датчиков пожарной сигнализации

Особенности и назначение

Извещатель является пожарным техническим средством, которое передает тревожное извещение о пожаре на приемно-контрольный прибор. Оповещение сопровождается отображением сигнала, который информирует об обнаружении возгорания. Предназначенная область применения современных извещателей существенно расширена. Но особенность пожарного извещателя автоматически влияет на возможные характеристики всей системы.

Пожарные извещатели представляют собой устройства, которые обеспечивают ряд важных функций.

• Быстрое обнаружение пожара в помещении (агрегат пищит) благодаря температурным изменениям, переменам в плотности среды, открытому огню, нехарактерным веществам в пространстве. Таковыми считаются частицы копоти, аэрозоля и газа.
• Длительный срок эксплуатации всей системы даже в загрязненной среде. Пыль, вредные примеси и любые другие жесткие условия не должны быть препятствием для работы извещателя. Высокая влажность воздуха в комнатах также не является помехой для его работы.

У извещателей высокая устойчивость к механическим воздействиям. Технологические помехи не должны вызывать ложные срабатывания устройства. Они различаются техническими особенностями, но имеют единые нормативы по установке. Правила проектирования подразумевают выбор извещателей в зависимости от назначения помещения, при этом особую роль играет пожарная нагрузка. Возможен выбор одного из трех типов извещателей среди тепловых, дымовых и пламенных устройств.

Подсоединение датчиков к пожарно-охранным приборам своими руками

В первую очередь определите количество размещаемых датчиков исходя из площади пространства. Согласно правилам одно устройство способно обслуживать 80 кв. метров, если высота потолков не превышает 3.5 метров. В одном помещении должно располагаться не менее двух контроллеров.

Выше представлена схема подключения резистивных шлейфов с двумя датчиками. От элементов соответственно подключаются положительная и отрицательная линия к клеммам «+» и «-» на панели пожарно-охранного прибора. Количество и наименование входов зависит от модели сигнализационной системы.

Различия в тактике реагирования

Схема СПС подключения может различаться в зависимости от тактики реагирования. Различают четыре основных типа соединения противопожарного датчика:

С перезапросом на дымовых устройствах. После срабатывания одного из агрегатов в схеме питание со шлейфа будет снято для перезапуска на 3 секунды. Если при повторном подключении и анализе в течение 5 секунд механизм вновь среагирует, сформируется событие «Пожар».

Без перезапроса. В данном случае питание со шлейфа не снимается

При первой сработке создается запрос «Внимание», при второй — «Пожар». Если при тестовой проверке второй средство не срабатывает, сопротивление дополнительных резисторов можно снизить до 1.1 кОм.

Тепловой

В отличие от дымовых конструкций на тепловых приборах сообщение формируется в результате повышения температуры. При срабатывании первый измеритель создает сообщение «Внимание» и сразу приводит к событию «Пожар» на втором.

Ручной. Механизм ручного типа срабатывают при самостоятельном включении сигнала «Пожар» человеком.

Схема подключения ручных датчиков

Для подключения цепи ИПР к приемно-контрольному прибору используются оконечные резисторы номиналом 5 кОм. При нажатии кнопки на любом ручном извещаетеле резистор срабатывает. Компьютер воспринимает его активацию как знак тревоги и включает тревожный индикатор.

Порядок соединения проводов: от отрицательно заряженных клемм №3 к №4  датчиков последовательно проводится до крайнего устройства. От положительных выходов устанавливаются дополнительные резисторы на 2.5 кОм. Синий провод подводится к клемма «–» на приборе, красный — к «+».

Схема подключения автоматических датчиков

Подсоединение проводов на различных типах автоматических пожарных приборов — дымовых, тепловых — происходит по аналогичной схеме. Различия в датчиках имеются только в принципе работы.

Извещатели размещают в одну линию и подсоединяют к единому шлейфу. Для соединения используется два двухжильных негорючих кабеля: первый подводит питание, второй — отводится к контактам второго агрегата.

По аналогичному принципу необходимо последовательно подключить элементы к панели от +1- до +8-. В данном случае рекомендуется использовать резисторы с одинаковым номиналом 5 кОм на каждом датчике — на положительных проводах, отходящих от выходы №2. Цепь датчиков также проводится через отрицательные клеммы №3 и №4.

На последнем приборе параллельно цепи устанавливается оконечный резистор номиналов 10 кОм, который определяет целостность системы.

Как датчики дыма вышли в интернет

Примером современного устройство можно назвать датчик дыма
из «коробочного» продукта «Умный дом» от Ростелекома. Датчик имеет
выход в интернет через Wi-Fi и обеспечивает взаимодействие с централизованным контроллером
по беспроводному протоколу Z-Wave Plus, созданному специально для
дистанционного управления бытовой электроникой.

В случае задымления такой датчик оповещает о возникшей
проблеме звуковым сигналом, push-уведомлением или сообщением на телефон, в зависимости от настроек.
Согласно спецификации, автономное устройство имеет сирену громкостью в 85
децибелов, дальность радиосвязи в помещении составляет 40 метров, на улице — до
100 метров.

Фото: Sibnet.ru

Датчик дыма PSG01 из комплекта Ростелекома «Безопасность
Расширенный» имеет механическую кнопку для тестирования, обнаружение дыма
происходит за счет фотоэлемента чувствительностью 0,5-4% на фут, что позволяет
обнаруживать даже небольшие концентрации дыма в воздухе.

Прибор способен работать в широком температурном диапазоне и
при высокой влажности, поэтому его можно устанавливать в помещениях с различным
микроклиматом. Работу датчика обеспечивает батарея с датчиком низкого уровня
заряда. Средний срок службы батарейки — один год, после разряда устройство
начинает подавать сигнал.

Датчик дыма входит в комплект «Умный дом», который также
включает контроллер умного дома, датчик открытия, датчик движения, датчик
протечки. Главным преимуществом такого продукта является простота установки и
настройки — справиться с ним сможет даже
рядовой пользователь.

Особенности и характеристики беспроводного GSM датчика дыма

• Полностью беспроводной тип работы. Датчик легко устанавливается и настраивается без дополнительных работ. Помощь специалиста не потребуется.
   
• Долгий срок автономной работы от батареи и информирование о низком заряде аккумулятора.
   
• Присутствие мощой сигнальной сирены в ряде моделей.
   
• Возможность включения беспроводного GSM датчика дыма в состав большой пожарной сигнализации. В ней он будет отвечать за конкретную зону контроля.
   
• Таким образом, беспроводной GSM датчик дыма обеспечивает круглосуточную, надежную пожарную охрану помещения, в котором он установлен. Цена конкретной модели.
   

GSM датчика дыма также определяется списком рабочих характеристик.

• Стандарты работы GSM модуля. Полный список GSM частот для связи с владельцем.
   
• Количество телефонных номеров, которые можно сохранить в память устройства для тревожного оповещения.
   
• Параметры электропитания. Тип используемых батарей, напряжение, потребляемый ток.
   
• Максимальная длительность автономной работы GSM датчика дыма от собственного аккумулятора без необходимости подзарядки от электросети.
   
• Мощность сирены оповещения в дБ.
   
• Чувствительность датчика, максимальная зона покрытия в метрах.
   
• Температурный режим работы GSM датчика дыма. От самой низкой до самой высокой температуры в градусах Цельсия.
   
• Габариты устройства и его вес в граммах.

Эти характеристики помогут выбрать и купить беспроводной GSM датчик дыма, который оптимально подойдет для помещения. Также можно посмотреть отзывы и комментарии покупателей, чтобы лучше узнать бытовые особенности конкретной модели.

Проводные и беспроводные устройства

Традиционный способ связи детекторов сигнализационных систем и управляющих контроллеров, которые принимают тревожные сообщения, предполагает использование кабеля. Таким образом производится прямая коммуникация, отличающаяся надежностью и стабильностью передачи данных. Причем, кроме трансляции сигнала, обеспечивается и энергоснабжение пожарного дымового датчика. Проводной канал монтируется от панели управления или непосредственно от электрощита. Во втором случае не обязательна передача информации с оповещением от датчика на пульт управления. Аппарат может питаться от основной электропроводки, а сигналы направлять прямо пользователю.

Полностью же независимые приборы исключают необходимость стороннего энергоснабжения и связки с центральным контроллером. Задача отправки сообщений решается за счет радиомодулей, а питание обеспечивается собственными аккумуляторами и батарейками. Получается автономный датчик, пожарный дымовой сенсор которого может работать даже на объектах, где вовсе не предусматривается центральное энергообеспечение. В частных же домах этот вариант удобен тем, что не требует монтажа новых линий проводки.

Разновидности

На современном рынке представлено огромное количество автономных пожарных извещателей, которые отличаются своими техническими характеристиками и возможностями. Среди наиболее популярных разновидностей моделей можно выделить следующие экземпляры.

«ИП-212»

Данная модель может похвастаться оптико-электронным типом функционирования. Даже если дым представлен в минимальной концентрации, устройство даст знать о его присутствии. Универсальность модели позволяет использовать ее в любых помещения. Здесь установлен передовой датчик, который никак не срабатывает из-за изменений уровня влажности или других подобных проблем. Работоспособность устройства обеспечивается благодаря встроенному микроконтроллеру, который оперативно обрабатывает всю информацию, получаемую из внешней среды.

«ДИП-50М»

Особенность данной модели заключается в том, что здесь имеется специальная кнопка для тестового запуска. Кроме того, данное устройство при желании можно объединить в цепь с другими такими же приборами. Модель может работать в 4 режимах и станет отличным решением для квартир с несколькими комнатами.

«ДИП-34АВТ»

Передовая модель, которая может объединяться в единую цепь, включающую в себя до 38 приборов. Разработчики советуют устанавливать подобные устройства на кухне, недалеко от отопительных систем. «ДИП-34АВТ» станет идеальным решением для загородного дома или коттеджа. Наличие сверхчувствительного датчика позволяет модели еще на раннем этапе обнаружить возгорание и запустить тревогу. С боковой стороны имеется специальная кнопка, нажатие на которую отключает звуковой сигнал. Проверить работоспособность прибора можно при помощи тестовой кнопки.

На рынке представлено множество разновидностей АПИ:

• радиоканальные;
• с кроной;
• противопожарные;
• чувствительные и многие другие.

Пристального внимания заслуживает модель с оповещением на телефон. Это очень актуально для загородных коттеджей. Если автономный пожарный извещатель обнаруживает дым, то он не только включает сирену, но и отправляет смс-сообщение владельцу дома. Благодаря этому он может своевременно принять меры по спасению своего имущества.

Точечные АПИ устанавливаются над конкретной целью. Например, их можно установить на кухне или же в мастерской над проводами, чтобы обеспечить высокий уровень безопасности. Модели с Wi-Fi можно настраивать удаленно, через интернет. Кроме того, при задымлении они сразу же отправляют сообщение в приложение на смартфоне.

Принцип работы пожарных извещателей.

Многообразие пожарных извещателей обусловило различные принципы их работы. Коротко рассмотрим каждый в отдельности.

Принцип работы тепловых пожарных извещателей.

У простых точечных тепловых датчиков внутри располагается специальный элемент, который реагирует на изменение температуры в окружающей среде. Как правило, максимальная температура определения возгорания у таких устройств невысокая – до 75 градусов.

Однако встречаются более сложные и усовершенствованные модели, где за основу взята электрическая цепь, у которой отрицательное температурное сопротивление. Как только градус в окружении начинает увеличиваться, сопротивление резко возрастает и вызывает протекание тока большой силы. В тот момент, когда его величина преодолеет пороговую, датчик приводится в действие и начинает вырабатывать сигнал тревоги.

Достоинствами такого устройства по сравнению с обычными тепловыми контактными датчиками являются возможность регулировки предельной температуры и оперативность реагирования.

В дифференциальных тепловых извещателях устанавливается два термоэлемента. Один из них располагается внутри и не имеет возможности контактировать с окружающей средой, второй наоборот – устанавливается снаружи. Третьим элементом является дифференциальный усилитель, который формирует сигнал, прямо пропорциональный разности силе тока на каждом из термоэлементе. Так как в нормальных условиях температура снаружи и внутри не отличается, по проводникам протекает одинаковый по силе ток, но при возникновении возгорания в окружающую среду выделяется тепло, температура увеличивается, ток на внешнем проводнике начинает расти а на внутреннем остается на прежнем уровне и дифференциальный усилитель, обнаруживая эту разницу, приходит в действие.

В больших цехах производственных зданий, в нефтехимической промышленности такие приборы неэффективны, так как температура воздуха там может резко изменяться и без воспламенения, вызывая ложные срабатывания.

Принцип работы дымовых пожарных извещателей.

Дым представляет собой совокупность частиц аэрозоля, которые выделяются в воздух во время горения

Для того, чтобы он однозначно описывался, во внимание нужно принять четыре параметра:

• Размер частиц
• Химический состав частиц
• Скорость движения частиц
• Концентрация частиц

Так как три первых параметра зависят от четвертого (концентрации), то дымовые пожарные датчики используют принцип работы, который позволяет определить увеличение концентрации частиц дыма в окружающей среде.

В ионизационных моделях главным чувствительным элементом является сравнительно слабый источник радиоактивного излучения. Поток частиц делится по полам и направляется в две камеры, первая из которых связана с окружающей средой, а вторая – изолирована. Если в первой камере начинают скапливаться частицы дыма, в открытой камере начинает протекать ток меньшей силы, чем в изолированной и пожарный извещатель приводится в состояния готовности дать сигнал тревоги. Стоит отметить, что несмотря на радиоактивное излучения, ущерба здоровью ионизационные модели не наносят, однако утилизироваться они должны как особо опасные отходы.

Оптические модели дымовых излучателей основаны на эффекте рассеивания ИК-излучения, проходя через частицы дыма. В измерительной камере располагаются приемник и светодиод, выделяющий в окружающую среду инфракрасное излучение. Как только частицы дыма попадают внутрь и начинают свое хаотическое броуновское движение, тем самым вызывает рассевание инфракрасных потоков. Приемник улавливает произошедшие изменения и приводит устройство в действие.

Линейные дымовые модели устроены по очень схожему принципу, основанному на инфракрасном излучении.

Принцип работы пламенных пожарных извещателей.

Извещатели, которые позволяют определять появление открытого пламени в окружающей среде, работают по очень простой схеме. Как только в помещении возникает источник возгорания, огонь вызывает характерное ему излучение, которое начинает распространяться во все стороны. В зависимости от модели (инфракрасные, ультрафиолетовые), приемник определяет соответствующий для него тип излучения и приводит в действие механизм, позволяющий подать сигнал тревоги.

Как установить?

Любые виды извещателей устанавливаются на потолок. Монтаж на стенах возможен в цехах с очень объемными помещениями. В этом случае приборы должны быть смонтированы на расстояние не менее 30 см от потолка. Обозначение по схеме допускает объединение не более пяти приборов. Иногда разрешается объединение до десяти линейных излучателей. Правилами рекомендуется устанавливать приборы надо всеми высокими стеллажами и шкафами.

У агрегатов есть нормативы величины участков, которые они могут обслуживать. Профессиональные монтажники не нарушат показателей. Соблюдение предписаний при установке поможет достигнуть качественной защиты от открытого пламени.

Если система должна охватить большую территорию, к установке рекомендованы точечные адресные датчики, которые укажут на место возгорания. Установка и монтаж датчиков невозможен без:

• подготовки проекта;
• расчета нужного количества;
• размещения.

Сам монтаж осуществляется согласно инструкции, которая поставляется вместе с выбранным оборудованием. В первую очередь нужно закрепить датчики на выделенных позициях. Затем рекомендуется задействовать шлейфы приемного прибора. При успешности процедуры все датчики последовательно соединяются между собой. Для подводки к источнику питания рекомендуется двужильный кабель. Самостоятельная установка системы пожарной сигнализации – практически невыполнимая задача. Если речь идет о домашнем оборудовании, справиться с монтажными работами можно.

В паспорте к устройству нужно посмотреть типовое и максимальное напряжения. Диапазоны означают предельные показатели. Для проверки прибора лучше взять светодиодные неполярные индикаторы. Замкнутые нормальные контакты тепловых датчиков подводятся к шлейфу по примеру дымовых извещателей. Дежурный режим тепловых датчиков не подразумевает потребление тока. Активный режим менее выраженный в сравнении с дымовыми устройствами.

Виды пожарной сигнализации

Для продуктивной работы системы пожарной сигнализации нужно предварительно разработать соответствующий алгоритм действий. Делать это лучше детально для того, чтобы во время паники точно знать, что делать. От этого зависит насколько критичными будут последствия. Кроме того, она также должна передавать информацию о составе системы и схемы работы. Она прилагается обычно к инструкции по техобслуживанию. Ниже будет предоставлен обзор самых популярных видов пожарных сигнализаций.

Пороговая

Устройство состоит из точечных пожарных извещателей, которые являются неадресными. Они наделены определенным уровнем чувствительности. Общая линия состоит из совокупности отдельных элементов. При возникновении опасности, прибор передает сигнал тревоги. Пульт системы никак не реагирует на адрес. Там отражены линии, которые связаны с сигнальным датчиком. Пороговый вид используется в небольших помещениях.

Адресно-пороговая

В данной системе присутствуют также приборы оповещения. Они срабатывают при наличии факторов. Сигнал передается посредством передачи сигнала в шлейф. Благодаря процессу обмена данными пульт производит реализацию алгоритма действий и указывает конкретное расположение, который подал сигнал тревоги.

Адресно-аналоговая

Данный способ считается самым эффективным. Он обладает преимуществами нескольких типов контуров. Решение о возникновении опасности осуществляется посредством пульта.

Дымовые приборы

Датчики размещаются на потолке. Это делается потому что дым поднимается вверх и там концентрируется. Дымовой как правило состоит из следующих компонентов:

1. Оптическая система.
2. Электронная плата.
3. Разъемный корпус.

Дымовой датчик

Работа средств пожарной сигнализации основывается на фиксировании появления дыма в корпусе посредством оптической системы. При возникновении дыма, прибор начинает отражать световые лучи, попадающие на фотоэлемент, который активируется. Контролируется это с помощью электронной схемы.  В случае проникновения пара или газа, тоже происходит срабатывание. Именно поэтому дымовой не устанавливают на кухне или в душевой. Монтаж пожарной сигнализации на территории места для курения провоцирует срабатыванию ложного сигнала тревоги.

Тепловой сигнализатор

Оборудование для пожарной сигнализации на потолке. Там находится тепло, которое выделяется огнем. Работает он по следующим причинам:

1. Увеличении температурных показателей.
2. Увеличении нагревания.

Датчики пламени

Корпус содержит контакты, которые отведены друг от друга с помощью механического напряжения. Средства пожарной сигнализации срабатывают при повышении показателя температуры до 70 градусов. Поскольку устройства совершенствуются.

Ручные пожарные извещатели

Принцип работы пожарной сигнализации состоит в обеспечении круглосуточной беспрерывной работы. Во время проявления начальных признаков пожара, двухпроводный шлейф срывается ручным способом. Это происходит благодаря ручному включению. В месте монтажа должна быть хорошая освещённость.

Виды извещателей

Выбор конкретного типа извещателя под каждый объект происходит исходя из средней температуры воздуха в помещении в процессе штатной эксплуатации. Для исключения ложных срабатываний отсечка срабатывания устанавливается с превышением 20℃ от предельной температуры при штатной работе помещения.

Контактные

Основаны на применении контактов из легкоплавких металлов. Под воздействием возросшей температуры контакты деформируются, что приводит к размыканию контактов. Сигнал об этом поступает на пульт управления. В связи с необходимостью нагрева конкретной маленькой детали данные датчики имеют ограниченный радиус действия. Целесообразно использовать для помещений малой площади.

Электронные

Сигналом о начавшемся возгорании служит изменение сопротивления на части полупроводника. Терморезистор определяет разницу и сообщает на панель управления пожарной сигнализацией (далее — ПС). Окружающие электронные помехи могут оказывать влияние на точность срабатываний датчиков. Предельное удаление датчика от приемного пульта ПС — до 2500 метров.

Оптические

Контроль пожарной безопасности происходит путем прокладки оптоволоконного кабеля. Через всю длину проходит лазерный луч.

При нагреве оптоволокно меняет свою структуру, что препятствует прохождению лазера. Специальный контроллер точно определяет участок, где произошло отражение, а также актуальную температуру.

Такие датчики работают в любых погодных и электромагнитных условиях. В случае поломки возможно заменить только поврежденный участок. Дистанция передачи сигнала — до 8 км.

Механические

В корпусе такого датчика находится металлическая колба с газом, который расширяется при нагреве. Конструкция является одной из первых, использованных для осуществления пожарной охраны объектов. На данный момент считается слишком сложной в производстве (необходимость контроля герметичности колб и качества газовой смеси) и используется в исключительных случаях, где иные виды извещателей не подходят.

Автономные

Автономные пожарные датчики

Извещатели, получающие питание от аккумуляторного блока или пары бытовых батареек. Сигнал о срабатывании передаётся по радиоканалу на передатчик, подключенный к постоянному питанию. Главная проблема — это потеря радиуса действия сигнала внутри помещений.

Взрывозащищенные

Необходимы для определения начала пожара в помещениях, где возгорание может начаться со взрыва, вследствие чего иные датчики будут уничтожены и не смогут подать сигнал тревоги. В России распространены 2 модели ТПИ: МАК-1 в исп.11 ИБ и ИП 103-1В. Датчики изготавливаются НПП «Специнформатика-СИ» и НПК «Эталон», соответственно. Подключение данной категории извещателей происходит через искробезопасные шлейфы.

Адресно-аналоговые

Представляют собой компьютеризированные комплексные решения по обеспечению пожарной сигнализации на объекте. Один прибор может контролировать сигналы со 100 различных датчиков.

Линейные

Предназначены для установки в труднодоступных местах или условиях агрессивной окружающей среды. Для обнаружения возгорания линейные извещатели используют 3 вида датчиков:

1. Оптический кабель, реагирующий на изменение температуры, снижая свою прозрачность. Уменьшение светового потока фиксирует анализатор и указывает место возникновения изменений.
2. Сенсорный кабель состоит из датчиков по всей длине, которые под нагревом меняют свое сопротивление, что выдается системой на пульт управления в виде тревожного сигнала.
3. Кабель типа «витая пара», жилы которого покрываются термочувствительным составом. Под нагревом жилы соприкасаются, образуя короткое замыкание. Место возникновения распознается как возгорание и передается на пульт.

Данный тип отлично подходит для крупных систем пожарной сигнализации. Температуру срабатывания можно задать отдельно для каждой зоны.

Многоточечные

Используют в своей работе сеть из нескольких датчиков. Вся информация передается по соединительным шлейфам. Обнаружение возгорания, в отличие от линейных, возможно только в точке установки датчика, а не по всей длине шлейфа соединения.