Jak fungují senzory plamene?

V kotelních jednotkách při spalování plynu nebo kapalného paliva není plamen ve spalovací zóně vždy stabilní: v některých situacích se může odlomit, což vytváří hrozbu výbuchu v peci. Proto musí být zařízení kotle vybaveno systémem kontroly plamene.

Moderní systémy detekce plamene na trhu však mají řadu nevýhod, zejména jako: omezená spolehlivost a spolehlivost detekce plamene nebo jeho absence, nízká selektivita, citlivost na vnější světlo. Významným faktorem je také vysoká cena některých zařízení, což je důležité zejména pro bydlení a komunální služby. Proto je v této oblasti tak důležitý vzhled levných zařízení, která splňují všechny moderní požadavky.

KB AGAVA LLC, založená na dvaceti letech praktických zkušeností s automatizací tepelných jednotek (kotlů, pecí, pecí) a vývojem přístrojových a řídicích systémů pro toto odvětví, nabízí právě takové řešení: vysoce kvalitní, spolehlivý systém řízení plamene za rozumnou cenu. cena. Při vytváření tohoto zařízení byly zohledněny všechny bezpečnostní požadavky na zařízení produkující teplo.

Senzory řízení plamene-relé ADP-01

Účelem čidla-relé kontroly plamene ADP-01 (obrázek) je detekovat přítomnost plamene v topeništi kotle, a pokud zmizí, generovat signál pro automatickou ochranu.

Výkres. Senzor regulace plamene-relé ADP-01.

V těle malého zařízení (celkové rozměry snímače jsou 98×56 mm, hmotnost – 125 g) je umístěn plošný spoj, na kterém jsou osazeny elektronické součástky. Na zadním krytu pouzdra jsou tři LED diody, výstupní konektor a proměnný rezistor určený k nastavení citlivosti zařízení. Na přední straně pouzdra je snímací prvek.

Princip činnosti je založen na přeměně záření a pulsace plamene na elektrický signál pomocí snímacího prvku, který je po zpracování porovnán s danou prahovou úrovní. Při překročení prahové hodnoty je generován výstupní signál. Pokud je signál větší než prahová úroveň, rozsvítí se zelená LED na senzoru, pokud je menší, rozsvítí se červená LED: to je znamení, že není plamen a je přiváděn plyn. Zbývající LED diody slouží jako indikátory intenzity plamene.

Pro připojení k automatizačnímu systému je každý senzor vybaven výstupem jednoho ze dvou typů: může to být otevřený kolektor nebo reléové kontakty. Aby se zabránilo přehřátí zařízení a v důsledku toho jeho selhání, je při instalaci dodatečně nabízena speciální příruba.

Snímače řady ADP-01 se vyrábí již několik let. K dnešnímu dni obsahuje řada 9 zařízení, lišících se především citlivými prvky. Jedná se o optické senzory (fotodiody a fotorezistory), ionizační senzor a nejnovější vývoj – ultrafialový senzor.

Snímače plamene ADP-01.9 a ADP-01.10

Nové modifikace snímačů plamene s citlivým prvkem reagujícím na ultrafialové záření byly vyvinuty speciálně na žádost konstruktérů a seřizovačů, kteří se často potýkají s problémy s nastavením spalovacích režimů zařízení na výrobu tepla.

Faktem je, že optické detektory plamene, které mají jako senzory fotodiody a fotorezistory, se ukázaly být velmi citlivé na pulsaci hořáku. V 90% případů se tento princip fungování ospravedlňuje, ale někdy se stane, že svítilna zhasne a optický senzor stále ukazuje přítomnost plamene, protože zaznamenává falešné pulsace zbývající v důsledku kolísání horkého vzduchu nebo spalin na pozadí horké stěny pece. V tomto případě je ultrafialové záření charakteristické pouze pro proces spalování plynu a zcela chybí u horkých prvků konstrukce pece.

Navíc u kotlů se třemi a více hořáky je jedním z hlavních požadavků na systém regulace plamene selektivní (individuální) regulace plamene. To znamená, že senzor namontovaný na jednom hořáku by neměl reagovat na výskyt, zhasnutí nebo ztrátu plamene na zbývajících hořácích, protože to může vést minimálně k výbuchu plynu v peci a maximálně k velkému -havárii kotle nebo celé kotelny.

Vzhledem k tomu, že ultrafialová zařízení prakticky nereagují na vnější světlo ve viditelné části spektra, při použití snímačů plamene ADP-01.9 a ADP-01.10 se snižuje pravděpodobnost, že zařízení bude „spuštěno“ provozem „cizího“ hořáku. , což zvyšuje spolehlivost a bezpečnost kotlové jednotky.

Přístroje řady ADP-01 s ultrafialovým senzorem jsou univerzální a lze je použít pro jakékoli plynové hořáky a zapalovače vč. pro kotle a pece s efektem „lehkého topeniště“ a zvýšenými požadavky na selektivitu.

Je třeba dodat, že cena těchto zařízení z řady ADP-01 je dnes o něco více než 7 tisíc rublů.

Lze použít pro hořáky na plyn a kapalná paliva s barvami plamene od modré po červenou.

Lze použít pro hořáky na plyn a kapalná paliva s barvami plamene od modré po infračervenou.

Určeno pro plynové hořáky, jejichž střed spektra plamene leží v modré oblasti.

Reaguje na tok ultrafialového záření, charakteristické pouze pro proces spalování plynu.

Nereaguje na vnější osvětlení a záření z horkých povrchů topeniště.

Tabulka poskytuje doporučení pro použití všech snímačů plamene řady ADP-01, na základě kterých můžete vybrat optimální vybavení. ■

Bílé krabice na stropech obchodů a kancelářských budov téměř nevnímáme. A na nich závisí naše bezpečnost. Většina z nich jsou požární senzory. Je schopen detekovat i sebemenší známku vzniku požáru – kouř a otevřený oheň. Na tom závisí spolehlivá a zaručená detekce zdroje požáru.

Moderní protipožární systém

Obecně platí, že moderní požární hlásiče jsou sada měřičů, které se liší:

1. Podle typu řízených parametrů.
2. Jak prvek zařízení funguje.
3. Jak jsou informace přenášeny do ústředny požární signalizace.

Zařízení pro monitorování požární situace se také dělí na:

1. Aktivní snímač plamene. V požární zóně je generován signál a požár je automaticky uhašen.
2. Senzory pasivního typu. Pouze registrují změny situace a vysílají signál hasičům.

Senzory jsou rozděleny podle rozsahu detekce otevřeného spalování, při kterém dochází ke spolehlivé identifikaci vznícení:

• 1. třída – dosah do 25 m;
• 2. třída – 17 m;
• 3. třída – 12 m;
• 4. třída – 8m.

Obecná klasifikace automatických PI

Širší klasifikace požárních hlásičů (FD) se dělí na:

• jak se uvádí do činnosti. Automatické nebo manuální;
• typ napájení;
• určení místa požáru. Nebo obecná úzkost nebo reakce na konkrétní místo v budově nebo místnosti.

Napájení požárních hlásičů může být také různé:

• přes samostatný drát;
• přes kontaktní kabel;
• autonomní.

Existuje tolik typů a druhů senzorů, že jsou klasifikovány jak podle příznaků požáru, tak podle principu činnosti:

1. Zvýšená tvorba tepla.
2. Kouř.
3. Uvolnění plynu.
4. Kombinované.
5. Infračervený.

Tepelná čidla

Takový požární senzor reaguje na prudkou změnu teploty v uzavřeném prostoru. Instaluje se ve všech oblastech, kde je vyžadována kontrola, dokonce i v takových specifických oblastech, jako jsou:

1. V kuchyních.
2. V kuřáckých místnostech.
3. Toalety.

Prahová zařízení byla používána již v minulosti. Okamžik aktivace PI začal při dosažení výrobcem uvedené teploty: 70–72 °C.

Nyní se princip fungování změnil na integrální. Zohledňuje se nejen teplota, ale i rychlost jejího nárůstu.

Existuje několik úprav:

1. Bod. Malá oblast místnosti je monitorována. V případě nouze je do automatického ovládacího panelu odeslán adresní signál. Zdroj požáru je lokalizován právě v tomto místě.
2. Vícebodový. Umístěno na stejné lince, s určitým instalačním krokem. Všechny fungují najednou.
3. Lineární. Vyrobeno ve formě průběžného tepelného kabelu. Snímač je celá konstrukce, která reaguje na změny teploty po celé délce detektoru (PI).

Snímače plamene jsou instalovány na stropě. Účinný při rychle rostoucích pokojových teplotách.

1. Levný.
2. Snadno se udržuje.

1. Jsou neúčinné, pokud hoří látky s nízkým uvolňováním tepla. Od začátku požáru do aktivace je časová prodleva.
2. Doporučeno pro místnosti s nízkými stropy.

Požáry nevznikají okamžitě. Nejprve začíná mírné doutnání. Objeví se kouř. Proto je logické to opravit pomocí odsávačů kouře. Používají se v uzavřených prostorách na podlahy vysoké do 13 m. Montáž na stěny a sloupy je možná při dodržení pravidel instalace – 10–40 cm od stropů a 15 cm od rohů stěn.

Nepoužívejte v místnostech s vysokým obsahem kouře:

• Kuchyně;
• Schodišťové podesty;
• Koupelny a podobně.

U nás jsou běžné bodové opticko-elektronické PI.

Konstrukčně se skládají ze dvou prvků – LED a fotodetektoru. Jsou umístěny v různých výškách vůči sobě v kouřové komoře.

Do přijímací komory vstupují oblaky hustého kouře. Světlo se láme a směřuje do citlivé fotobuňky. Detektor se spustí a vyšle impuls na poplachový panel.

Při instalaci kouřové komory je důležité splnit dva požadavky:

1. Externí světelné zdroje by neměly dopadat na fotodetektor.
2. V místnosti není povolena vysoká prašnost.

• Požár je detekován v rané fázi;
• Levný. Náklady na zařízení jsou asi 150 rublů.

• neúčinné, protože existuje vysoká pravděpodobnost falešných inkluzí v důsledku vysoké úrovně prachu;
• Nereagují na černý kouř, který vzniká například při hoření gumy.

Tyto požární hlásiče se spouští výskytem plynů v místnosti – oxidu uhelnatého a oxidu uhličitého, které vznikají při spalování.

Doporučujeme vám, abyste si přečetli: co je detektor oxidu uhelnatého pro domácnost, vlastnosti jeho výběru, instalace a provozu.

Zpravidla se nepoužívá v průmyslových zařízeních – jsou možné falešné poplachy. Doporučují se však pro domácí použití – v bytech a soukromých domech. Reagujte na únik plynu z kuchyňského zařízení a vybavení trouby.

Plynové senzory upozorní na požár v nejranějších fázích nebezpečné situace.

Počáteční fáze požáru je charakterizována uvolňováním „požárních plynů“ v poměrně nízké koncentraci. Analyzátory proto musí reagovat na změny obsahu plynu:

• Pro CO od 0.0001 % – 0.0008 %;
• Pro CO2 od 0.00001 % – 0.00002 %;

Být dostatečně spolehlivý a odolný.

V praxi se používá kombinované schéma PI. V nich plynová složka slouží jako doplněk k tepelnému senzoru.

Kombinované senzory

Častěji se k detekci vzniku požáru používají kombinované multisenzorové hlásiče otevřeného plamene. Požáry jsou nejčastěji kromě tvorby kouře doprovázeny velkým množstvím uvolněné tepelné energie. Z tohoto důvodu je prostě nerozumné spoléhat se pouze na reakci zvýšeného CO/CO2.

A použití PI senzorů různých typů v jednom zařízení poskytuje dobrý výkon.

Multisenzorické PI kombinují několik senzorů najednou:

Mohou reagovat nejen na různé známky počínajícího vznícení, ale hlavně poskytnout zaručený signál o nebezpečné situaci.

Nejčastěji se používá kombinace kouřového a tepelného PI.

Existují však také tří nebo čtyřkanálové detektory, které mohou reagovat na:

• kouř;
• teplo;
• otevřený plamen;
• uvolnění plynu.

Ale takové PI nejsou široce používány kvůli jejich vysoké ceně.

Infračervený detektor

Tento typ senzoru funguje na principu vyzařování tepla. Je známo, že všechny předměty při zahřívání vyzařují energii, která je jasně viditelná v infračerveném rozsahu. Na tomto principu funguje mnoho přístrojů, například dalekohledy s termokamerou.

S těmito dalekohledy můžete nejen vidět okolí, ale také detekovat zdroje infračerveného záření. Navíc čím vyšší je teplota detekovaného objektu, tím jasnější je v takovém dalekohledu viditelný.

Jednou z fyzikálních vlastností záření je vlnová délka. Je přímo závislá na teplotě. Zvyšuje-li se teplota, úměrně se zvyšuje intenzita záření, ale vlnová délka se zkracuje. A IR záření zabírá 80 % spektra elektromagnetických vln.

Přijímací fotobuňka IR požárního hlásiče převádí infračervené záření na elektrický impuls.

Moderní IR senzory kombinovaného působení. Schopný přijímat signály ve dvou spektrálních rozsazích:

• infračervený;
• ultrafialový.

Aby se eliminovalo parazitní PI osvětlení ze žárovek, slunce a svařování elektrickým obloukem, byly vyvinuty optické filtry, které fungují ve dvou řadách:

• pro IR rozsah – 4.2. 4.6 um;
• pro UV rozsah – 150. 300 nm.

Požární IR čidla se instalují jak do uzavřených prostor, tak do otevřených prostor, kde je vysoká pravděpodobnost hromadění výbušných směsí. Například na takových objektech, jako jsou:

1. Ropné vrty.
2. Platformy na těžbu pobřežní ropy.
3. Zařízení pro skladování ropy.
4. Závody na rafinaci ropy.
5. Námořní terminály.
6. Zásobníky ropy a plynu.
7. Ve skladech pohonných hmot a maziv.
8. Čerpací stanice.

IR senzory na rozdíl od jiných zařízení pro detekci vznícení fungují bez falešných poplachů a v silně prašných prostorách.

Mají vlastní klasifikaci reakcí na oheň:

1. Měřiče, které reagují na pulzaci otevřeného ohně. Vyznačují se jednoduchostí designu a nízkou cenou. Nemají ale zcela stabilní detekci vzniku požáru z blesku, protože jas blesku někdy překračuje práh citlivosti snímače.
2. Zařízení, která zaznamenávají jednu z konstantních složek plamene. Pracují na místech, kde nedochází k ostrému slunečnímu světlu nebo jasným zábleskům (od svařování).
3. Komplex, který detekuje infračervené záření ve třech infračervených rozsazích. Jsou schopny oddělit sluneční oslnění a jasné záblesky od skutečného zdroje vznícení.

Pro zařízení ropného a plynárenského průmyslu bylo vyvinuto a používáno multispektrální IR. Jsou konfigurovány tak, aby co nejpřesněji reagovaly na infračervené a ultrafialové spektrum záření. Pokud jsou tyto dvě složky zaznamenány najednou, teprve poté přejde čidlo do režimu požárního poplachu.

Pro zvýšení spolehlivosti příjmu PP dat byla vyvinuta řada šumově odolných vícepásmových detektorů s funkcí vlastního monitorování. Pokud dojde k poruše v činnosti některého senzorového prvku, okamžitě vyšle signál do ovládacího panelu o své vlastní poruše a na krytu se rozsvítí světelná indikace.

Všechna zařízení pro detekci požáru pro ropný a plynárenský průmysl mohou pracovat při abnormálně nízkých okolních teplotách a kryty mají vysokou úroveň ochrany. Ve skutečnosti mohou obecně pracovat v poměrně širokém teplotním rozsahu.

IR rekordéry nejnovější generace neustále monitorují okolní situaci a reagují na nebezpečí za 0.1 sekundy!

Na jejich základě vznikají celé komplexy automatických systémů rychlé reakce, které jsou žádané v nebezpečných průmyslových odvětvích (prachárny, chemické závody).

Podmínky instalace a použití

Místa instalace zařízení:

• na zdech;
• podlahy;
• na výrobním zařízení.

Uspořádání by mělo být navrženo tak, aby eliminovalo sluneční rušení a oslnění jasnými záblesky. Vibrační zařízení jsou rovněž vyloučena z míst instalace. Místa pro instalaci snímače musí být přístupná pro údržbu a výměnu.

Kontrolní zóna je pokryta minimálně dvěma IR čidly plamene z různých směrů. Doporučuje se ale vytvořit bezpečnostní zónu ze tří detektorů. Pokud se jeden z nich porouchá, bude systém fungovat stabilně na zbývajících dvou.

Oblast bezpečnostní zóny je vypočtena na základě GOST R 53325-2012.

V závislosti na požadavku na získávání informací je hasicí zařízení vybaveno hlásiči různých typů a typů regulačních parametrů. Liší se od sebe:

• princip fungování
• nainstalovaný senzorový prvek,
• způsob přenosu poplachového signálu do požární ústředny.

Všechny společnosti, které vyrábějí požární hlásiče plamene, pracují na vlastním unikátním algoritmu pro detekci zdroje vznícení. V tomto ohledu má spotřebitel možnost vybrat si a zakoupit kvalitní zařízení s požadovanou selektivitou zdroje otevřeného ohně a spektrální citlivostí.

Pro zajištění spolehlivého provozu hasicího systému lze snímač požáru plamene kombinovat s různými typy zařízení. To bude mít pozitivní dopad na účinnost celého systému požární ochrany.

Takové systémy detekce zdrojů požáru a hasicí systémy musí být instalovány ve všech provozních odvětvích.

U soukromých domů a bytů se také doporučuje instalovat požární hlásiče.

Závěr

Všechny moderní požární bezpečnostní systémy se neustále zdokonalují. Pro zlepšení kvality požárních senzorů se používají nejnovější pokroky v elektronice. Nejnovější detektory jsou stále citlivější na rušení, spojené nejen s požárem, ale také se šířením nebezpečných plynů.