Системи пожежної та охоронної сигналізації
Страница 8 из 36
Існує два шляхи розгляду явищ що, відбуваються при зондуванні простору оптичним променем: представлення електронів в розсіюючій речовині як елемента, що є джерелом світлового потоку, і застосування теорії електромагнітного поля. Перший шлях описується теорією Релея і справедливий для частини інфрачервоної ділянку спектра (коли a<<1). Другий шлях є більш загальним і описується теорією Мі, яка була розроблена у 1908 році.
З теорії Мі витікає, що кутовий розподіл інтенсивності розсіяного світла (індикатриса розсіювання) описується надзвичайно складною функцією, і зі збільшенням розміру часток ця складність зростає. Розподіл залежить також від довжини хвилі, але при r/l=const (r – радіус частки) індикатриса розсіяння також постійна.
Оптично-електронні сповіщувачі контролюють стан середовища шляхом просвічування його джерелом світла й оцінки світлового потоку, що пройшов через нього або відбився від часток диму. З метою забезпечення захисту сповіщувачів від перешкод, які викликають помилкові спрацьовування, для просвічування середовища використовують інфрачервоні модульовані коливання.
Цей же принцип використовують і лінійні димові ПС, але джерело і приймач світла знаходяться в різних блоках, встановлених один навпроти одного на відстані до 100-200 м (типу ИДПЛ, СПИН, КВАНТ, ДОП, ФЭУП та інш.).
Оптично-електронний сповіщувач, заснований на виявленні зміни інтенсивності відбитого (розсіяного) світлового потоку частками диму, має структурну схему, що наведено на рис. 5.1.
Рис. 5.1 - Структурна схема оптично-електронного сповіщувача:
М - модулятор; ДС - джерело зондуючого світлового променя;
ФП - фотоприймач; ВУ - виборчий підсилювач; СЗ - схема збігу;
УП - підсилювач потужності; РП - релейний пристрій
При аналізі параметрів димових ПС для їх оцінки використовується така характеристика диму, як щільність, оскільки вона характеризує концентрацію диму.
Результати вимірювання щільності диму виражають в одиницях ослаблення світла або оптичної щільності.
ОСЛАБЛЕННЯ СВІТЛА Являє собою ступінь ослаблення світлового променя при його проходженні через задимлену атмосферу. Якщо інтенсивність паралельно падаючих променів світла позначити I0, а інтенсивність променів після проходження через шар диму товщиною Х, виміряну за допомогою оптичних приладів, - IX, то ослаблення світла SХ, Виражене в процентах, буде:
, (5.3)
ОПТИЧНА ЩІЛЬНІСТЬ. Ослаблення світла при проходженні через дим підкоряється логарифмічному закону. Якщо при проходженні через перший шар диму товщиною 1 м інтенсивність паралельних променів знижується на 50 %, то при проходженні через другий шар такої ж товщини зниження інтенсивності буде становити 50 % від зниження інтенсивності в першому шарі, тобто 25 %, а при проходженні через третій шар - 50 % від інтенсивності у другому шарі. Ця залежність відома з робіт Ламберта до оптики як "закон поглинання". Він може бути виражений математично і застосований для визначення оптичної щільності диму як десятковий логарифм відношення інтенсивності променів світла в повітрі до їх інтенсивності після проходження шару диму товщиною Х:
(5.4)
Обидві оцінки пов'язані між собою співвідношенням:
. (5.5)
Оптично-електронні сповіщувачі відрізняються підвищеною вологостійкістю, вібраційною стійкістю, стійкістю до значних електромагнітних перешкод, що знижує імовірність помилкових спрацьовувань, володіють високою чутливістю і малою інерційністю, тому їх використовують на об'єктах з великою вартістю обладнання і матеріалів. Разом з тим для них нормується максимальна швидкість потоків повітря у місцях їх встановлення.
< >< >< >5.2. Оптичні димові пожежні сповіщувачі, які діють за принципом контролю розсіяного світла
Оптичний сповіщувач містить темну вимірювальну камеру, яка сполучається із зовнішнім середовищем (рис. 5.2). У ній встановлене інфрачервоне джерело світла (інфрачервоний світлодіод) і відокремлений від нього екраном фотодіод.
Світло від інфрачервоного світлодіода прямує у вимірювальну камеру. У звичайному стані промінь світла практично повністю поглинається стінками камери і майже не вловлюється приймальною оптикою. На пристрій обробки подається лише невеликий фоновий сигнал.
Рис. 5.2 – Приклади димових камер точкових оптично-електронних ПС
При попаданні часток диму у вимірювальну камеру ними розсіюється промінь світла (ефект Тіндаля), яке вловлюється приймальною оптикою.
Сигнал, що поступає від фотоелемента, підсилюється і аналізується. Якщо концентрація диму перевищує порогову величину, то сповіщувач формує сигнал "Пожежа".
Застосування: оптичний димовий сповіщувач, який діє за принципом контролю розсіяного світла, застосовується в системах раннього виявлення пожеж Він реагує на наявність пожежі ще на ранній стадії її виникнення (тліючі пожежі). Не виявляє горіння газу або спирту.
Помилкові ознаки: причиною помилкового спрацювання даного оптичного сповіщувача можуть послужити частки пилу або водяної пари.
Прикладом технічного рішення відчизняного виробника є димовий пожежний сповіщувач СПД-1 (КП "СИГМА" м. Чернівці). Сповіщувач стійкий до впливу електромагнітного поля та може забезпечувати включення зовнішнього пристрою оптичної сигналізації.
Сповіщувач, однак, добре працює і у двопровідному шлейфі, і у чотирьохпровідному шлейфі сигналізації (рис. 5.4).
А) б)
Рис. 5.4 – Схеми підключення СПД-1:
А) при двохпровідному шлейфі; б) при чотирьох провідному шлейфі
