Материал: Пожарный извещатель системы охранно-пожарной сигнализации с использованием защищённого канала связи

Ионизационные дымовые пожарные извещатели.

Рисунок 1.4 - Внешний вид ионизационных пожарных извещателей.

Эти извещатели реагируют на частицы дыма, которые влияют на изменение ионизационного тока внутри рабочей камеры. Извещатели делятся на радиоизотопные и электроиндукционные. Ионизационные дымовые извещатели не рекомендуется применять в помещениях с постоянным пребыванием людей. Измерительная камера извещателей располагается между двумя металлическими пластинами, на которые подается напряжение. Между пластинами устанавливается источник (), который ионизирует воздух в камере. В результате этого в ней протекает ионный ток. Частицы дыма, попадающие в камеру, препятствуют движению заряженных α-частиц, в результате чего скорость движения последних уменьшается и снижается ионный ток. При падении тока ниже определенного порога выдается сигнал тревоги.

Аспирационные дымовые пожарные извещатели.

Рисунок 1.5 - Внешний вид аспирационных пожарных извещателей.

Аспирационные пожарные извещатели используются в больших помещениях, где хранится большое количество материальных ценностей, а также на других особо важных объектах. Такой извещатель состоит из точечного лазерного извещателя, заключенного в герметичный корпус и системы воздуховодов, через которые производится отбор воздуха из разных частей контролируемого помещения, и принудительная протяжка через сенсорный блок. Монтаж такой системы достаточно сложен, из-за необходимости установки воздуховодов. Отверстие забора воздуха может иметь небольшие размеры, его проще скрыть чем пожарный извещатель, система воздуховодов может быть смонтирована скрыто или замаскирована элементами интерьера. В одном корпусе извещателя может объединяться несколько контролируемых зон контуров воздуховодов. Система воздуховодов может выполнятся из труб диаметром около 20 мм, при этом воздухозаборные отверстия могут составлять диаметр 3 мм, а конец воздухозаборной трубы, для обеспечения равномерности захвата воздуха, обычно закрывают заглушками с отверстием в два раза большим воздухозаборных. В систему воздухозаборных трубок могут включаться различные фильтры для очистки от пыли, устройства отбора конденсата и т.д.

Тепловые точечные пожарные извещатели.

Рисунок 1.6 - Внешний вид тепловых пожарных извещателей.

Принцип работы тепловых точечных пожарных извещателей в большинстве случаев основан на двух принципах. В самых примитивных тепловых извещателях при превышении температуры окружающей среды выше максимального значения выдача сигнала, в виде размыкания или замыкания контактов, формируется за счет физических свойств термочувствительного элемента. Такие извещатели не потребляют тока для своей работы и называются пассивными извещателями максимального типа. В качестве термочувствительного элемента использовался сплав "Вуда". Такие извещатели после срабатывания не подлежали восстановлению и заменялись новыми.

Рисунок 1.7 - Внешний вид тепловых пожарных извещателей.

В настоящее время используются многоразовые тепловые извещатели "максимального" типа. В них используется термочувствительный элемент на основе биметаллических или магнитных материалов. Под воздействием температуры биметаллические материалы меняют свою форму и механически воздействуют на контакт. А при воздействии температуры на постоянный магнит, свойства магнита изменяются и соответственно меняется воздействие магнита на магнитно управляемый контакт (геркон). "Максимальные" тепловые пожарные извещатели подбирают таким образом, чтобы температура их срабатывания превышала предельно допустимое максимальное значение температуры в охраняемом помещении на 10.30°С и более. Чем больше эта разница, тем меньше вероятность ложных срабатываний, но в то же время снижается вероятность обнаружения возгорания на самых ранних стадиях. Наиболее часто применяются "максимальные" тепловые пожарные извещатели рассчитанные на срабатывание при температуре превышающей 60 - 70°C.

Более дорогие и как правило современные адресные пожарные извещатели имеют в своем составе полупроводниковый термочувствительный элемент, состояние которого обрабатывается электронной схемой, затем сигнал передается приемоконтрольному прибору. Такие извещатели более гибки в настройке, позволяют установить оптимальную температуру для каждого отдельного контролируемого помещения. Применение тепловых пожарных извещателей наиболее целесообразно в тех случаях, когда в охраняемом помещении в основном находятся такие материалы, при горении которых выделяется мало или совсем не выделяется дым, и основным фактором возгорания является температура. Еще такие извещатели применяют в помещениях, где по технологическому процессу в воздухе присутствует большое количество пыли, препятствующее применению дымовых пожарных извещателей.

Тепловые линейные пожарные извещатели.

Рисунок 1.8 - Внешний вид линейных тепловых пожарных извещателей.

Тепловые линейные пожарные извещатели внешне представляют из себя обычный кабель небольшого сечения. Применение этих извещателей целесообразно в случае большой протяженности помещения, взрывоопасностью и пожароопасностью помещения, присутствием влаги пыли, повышенной загрязненностью, агрессивностью среды. К таким помещениям можно отнести предприятия нефтегазового комплекса, металлургическое и химическое производство, кабельные коллекторы и каналы, транспортные и технологические тоннели.

Промышленностью выпускается несколько видов линейных тепловых извещателей:

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ линейный тепловой пожарный извещатель, в качестве сенсора температуры используется покрытие проводов веществом, имеющим отрицательный температурный коэффициент. Данный вид термокабеля работает только в комплекте с электронным управляющим блоком. При воздействии температуры на любой участок термокабеля изменяется сопротивление в точке воздействия. С помощью управляющего блока можно задать разные пороги температурного срабатывания. Кабель после кратковременного воздействия температуры восстанавливает свою работоспособность. Конструкция термокабеля функционально не имеет возможности измерения расстояния до точки срабатывания.

МЕХАНИЧЕСКИЙ В качестве сенсора температуры данного извещателя используется герметичная металлическая трубка, заполненная газом, а также датчик давления, подключенный к электронному блоку управления. При воздействии температуры на любой участок сенсорной трубки изменяется внутреннее давление газа, значение которого регистрируется электронным блоком. Данный тип линейного теплового пожарного извещателя многоразового действия. Длина рабочей части металлической трубки сенсора имеет ограничение по длине до 300 метров.

ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ Это линейный тепловой пожарный извещатель, у которого в качестве датчика температуры используется термочувствительный материал, нанесенный на два механически напряженных провода (свитых друг вокруг друга). Под воздействием температуры термочувствительный слой размягчается, и два проводника накоротко замыкаются. Электромеханическому типу извещателя не требуются специальные электронные блоки управления. Это обычный (не точечный) тепловой датчик одноразового действия с нормально разомкнутым контактом. Благодаря достаточно большому сопротивлению проводников (1 Ом на 1.5 метра) возможно измерение расстояния до точки срабатывания. Длина электромеханического термокабеля, используемого в качестве линейного пожарного извещателя в системах пожарной сигнализации, ограничивается только сопротивлением проводников и может достигать 2 Км. Термокабель электромеханического типа подразделяется на виды (по температуре срабатывания).

ОПТОВОЛОКОННЫЕ Этот тип линейного теплового извещателя способен не только быстро и надёжно установить различные виды пожара, но и точно определить расстояние до него с точностью нескольких метров.

Рисунок 1.10 - Принцип действия линейных оптоволоконных пожарных извещателей.

При этом воздушные потоки практически не влияют на работу системы, так как анализируется не только температура окружающей среды, но и лучистая энергия. Кроме того, возможно на протяжении длительного времени контролировать размер пожара и направление его распространения, так как кабель выдерживает температуру до 750°C, не теряя работоспособности. Благодаря этому можно эффективно контролировать эффективность предпринимаемых противопожарных мер.

Пожарные извещатели пламени

Рисунок 1.11 - Внешний вид пожарных извещателей пламени.

Пожарные извещатели пламени. Извещатели пламени могут реагировать на инфракрасную или ультрафиолетовую составляющую спектра излучения, создаваемого при горении различных материалов. Пожарные извещатели пламени реагируют наиболее быстро из вышерассмотренных извещателей на появление даже очень небольшого открытого пламени в зоне их действия. Такие извещатели целесообразно применять в случаях, когда горение пламени возникает на начальных стадиях возгорания (например при горении жидкостей или газов), но они малоэффективны, если пожар начинается с процесса тления. Основными характеристиками извещателей пламени являются дальность действия и угол обзора.

Современные извещатели пламени с инфракрасным сенсором реагируют на наиболее характерную часть спектра пламени. Одновременно с обнаружением необходимого спектра излучения, современные извещатели пламени могут производить анализ частоты его изменения, чтобы исключить ложные срабатывания в результате воздействия инфракрасного излучения, испускаемого иными источниками (солнце, бытовые приборы, технологическое оборудование, лампы накаливания и т.д.). Обнаружив совпадение длины волны и частоты мерцания с заданными значениями, извещатель выдает сигнал тревоги. Инфракрасные извещатели пламени, во избежание ложных срабатываний, не рекомендуется использовать в помещениях, где имеются открытые нагревательные приборы накаливания.

Комбинированные пожарные извещатели пламени с инфракрасным сенсором годятся для обнаружения возгорания как при наличии дымообразования, так и в случае бездымного горения, а датчики с ультрафиолетовым сенсором более чувствительны и помехоустойчивы при обнаружении бездымного горения но горения с большим выделением дыма сильно ослабляет их чувствительность. Ложные срабатывания ультрафиолетовых извещателей пламени могут быть вызваны различными бытовыми и промышленными источниками ультрафиолетового излучения (сварочные аппараты, фотовспышки, мощные газоразрядные лампы и пр.), даже если они расположены вне зоны их действия. Поэтому используются комбинированные извещатели пламени, реагирующие и анализирующие сразу несколько участков спектра, такие комбинированные извещатели проявляют повышенную надежность и устойчивость к ложным срабатываниям, их чувствительность практически одинакова во всей зоне их действия.

Ручные пожарные извещатели

Рисунок 1.12 - Внешний вид ручных пожарных извещателей.

Ручные пожарные извещатели представляют собой переключатель - обычная кнопка или рычаг, с надписью "Нажать при пожаре". Кроме самого переключателя его состав входит индикатор состояния и электронная схема. В функцию схемы входит преобразование события нажатия кнопки в форму, понятную приемоконтрольному прибору.

Комбинированные пожарные извещатели

В комбинированных извещателях объединены в одном корпусе два или более типов извещателей. Чаще всего это дымовой и тепловой. Внешне они чаще всего похожи на дымовой извещатель.

Кроме рассмотренных также существуют извещатели, реагирующие на наличие угарного газа, горючих газов или паров в воздухе контролируемого помещения.

Все типы пожарных извещателей, в зависимости от используемого в шлейфе ОПС сигнала, выпускаются адресного и аналогового типа.

Аналоговые извещатели при срабатывании изменяют ток в шлейфе, по значению тока (сопротивления) приемоконтрольный прибор может определить одно из состояний шлейфа (обрыв, короткое замыкание, норма, сработал один извещатель в шлейфе, сработали два извещателя в шлейфе). Такие извещатели достаточно универсальны в применении, один и тот же извещатель можно использовать с разными модификациями приборов. Но при включении нескольких извещателей в один шлейф нельзя сказать какой из извещателей сработал, не проверив контролируемую шлейфом зону.

Адресные пожарные извещатели <#"863024.files/image022.gif"> бит.

Получаем, что необходимая длина идентификатора составляет 7бит.

Дальность линии связи ПКП-Извещатель 200м., напряжение питания системы: +В

Рассчитаем необходимое сечение питающего провода, для питания извещателей от ПКП ОПС.  Примем максимальный уровень напряжение в шлейфе питания извещателей равным 25В, минимальное напряжение достаточное для работы источника вторичного питания возьмём равным 12В. Выберем максимальное падение напряжения в шлейфе питания , при этом каждый извещатель потребляет средний ток 20мА.

Ток потребляемый всеми извещателями в системе с полным числом извещателей будет равен

Сопротивление одной жилы  шлейфа питания получаем равным 2,34 Ом.

Сечение проводника определяется выражением

Учитывая, что извещатели имеют режим энергосбережения и поочерёдную передачу информации от извещателей к ПКП возможно для монтажа системы в качестве питающего кабеля использовать кабель, с сечением жил не менее .

Режим работы извещателя: непрерывный

Для работы в непрерывном режиме система должна обладать большим временем наработки на отказ, и иметь малое время приведения в рабочее состояние, для удовлетворения этого требования ТЗ, используем состояние извещателя "неисправность" сигнализирующее о неисправности или умышленном повреждении конкретного извещателя, для обеспечения обнаружения неисправности будем использовать процедуру диагностирования состояния извещателя.

Шлейф: 3-проводный (2-питание +1-данные).

Род работы шины: асинхронный, полудуплексный;

Применение однопроводной шины данных, и асинхронная работа системы передачи, позволяет исключить один провод для передачи синхросигнала от контроллера пожарной сигнализации, одна линия будет использоваться для обмена информацией между извещателем и ПКП в режиме временного разделения.

Извещатель пожарной сигнализации: однопозиционный

Для построения однопозиционного пожарного извещателя необходимо, чтобы приёмник и передатчик конструктивно были объединены в одном корпусе.

3. Разработка структурной схемы

Представим обобщённую структурную схему системы охранно-пожарной сигнализации в соответствии с проведённым выше анализом требований технического задания