Перейти на Sec.Ru
Рейтинг@Mail.ru

03 октября 2013

Выбор извещателя в зависимости от типа помещений и условий эксплуатации
Часть 5

Статья опубликована в журнале «Технологии защиты» № 1 2013г.

В первых четырех частях статьи были рассмотрены структурные схемы адресно-аналоговых дымовых-тепловых и СО-тепловых пожарных извещателей, мультикритериальные режимы обработки информации в панели, приведены сравнительные характеристики обнаружения тестовых очагов при использовании различных алгоритмов. В пятой части статьи рассмотрены мультикритериальные алгоритмы обработки аналоговой информации дымового-СО-теплового извещателя и приведена таблица для определения его режимов для различных типов помещений и видов пожарной нагрузки.

Адресно-аналоговый дымовой-СО-тепловой извещатель

В адресно-аналоговой системе используются адресно-аналоговые извещатели, выходные сигналы которых представляют собой текущие величины контролируемых факторов. Сигналы могут быть аналоговыми или цифровыми с различным видом кодирования в зависимости от способа передачи. Соответственно, в адресно-аналоговых системах решение о формировании сигналов «Предтревога» и «Пожар» принимается в приборе, что позволяет получить качественно новые характеристики. В адресно-аналоговых системах имеется возможность использования сложных алгоритмов обработки информации благодаря значительно большим ресурсам панели, есть широкие возможности использования различных режимов в зависимости от условий эксплуатации и предполагаемых видов загораний. Максимальное расширение функций достигается при использовании адресно-аналоговых дмовых-СО-тепловых извещателей.

Такой набор сенсоров является универсальным решением для массы объектов и обеспечивает защиту при отсутствии ложных срабатываний даже в сложных условиях при наличии помеховых воздействий. Наличие газового канала СО позволяет повысить эффективность обнаружения тлеющих очагов и обеспечить защиту от ложных тревог при воздействии пара, аэрозолей, театрального дыма, пыли и т. д. Выявление сочетания сравнительно небольших концентраций дыма с некоторым повышением температуры окружающей среды обеспечивает высокую достоверность обнаружения открытых очагов на ранней стадии. Повышение оптической среды при отсутствии угарного газа СО позволяет точно классифицировать помеховые воздействия, не связанные с пожароопасной обстановкой, и т. д. Адресно-аналоговое построение позволяет использовать широкий набор режимов обработки аналоговых величин контролируемых факторов, вплоть до формирования на базе одного извещателя нескольких виртуальных разнотипных извещателей с различными адресами. При использовании современных технологий адресно-аналоговый дымовой-СО- тепловой извещатель имеет привлекательный внешний вид и такие же размеры, как дымовой-тепловой извещатель из той же серии (рис. 1).

К извещателю предъявляются требования высокой точности измерения величин контролируемых факторов в реальном масштабе времени. Для обеспечения этого требования дымовая камера должна иметь хорошую вентилируемость при малых скоростях воздушных потоков. У любой дымовой камеры есть какое-то аэродинамическое сопротивление, и для исключения обтекания воздушными потоками пожарного извещателя корпус извещателя имеет вертикальные пластинки, которые направляют воздушные массы в дымовую камеру, к сенсору СО и к термистору (рис. 1). Кроме того, термистор должен быть практически безынерционным, т. е. иметь минимальную массу для точного измерения изменения температуры. Без выполнения этих требований обеспечить раннее обнаружение загораний невозможно, поскольку начальные этапы развития пожароопасной ситуации сопровождаются незначительными выделениями тепла и слабыми воздушными потоками. Пожарные извещатели обтекаемой формы с малой площадью дымозахода и с тепловыми сенсорами значительной массы длительное время не обнаруживают ни наличия дыма, ни повышения температуры, причем недостатки конструкции не могут быть компенсированы никакими схемотехническими решениями.

На рис. 2 показано расположение сенсоров адресно-аналогового дмового-СО-теплового извещателя 6-го поколения. Компактная конструкция включает в себя не только сенсоры дымового, газового СО и теплового каналов, но и двухсторонний инфракрасный канал для программирования и тестирования извещателя с расстояния до 15 м.

Рис. 2 Конструкция дымового-СО-теплового извещателя
1, 2 – светодиод и фотодиод оптического канала; 3 – СО сенсор;
4 – тепловой сенсор; 5, 6 – светодиод и фотодиод дистанционного ИК-канала

Рис. 3 Блок-схема адресно-аналогового дымового-СО-теплового извещателя

На рис. 3 приведена блок-схема дымового-СО-теплового извещателя. Различными цветами выделены элементы СО-сенсора, оптического сенсора и теплового сенсора. Измеренные значения контролируемых факторов поступают на вход специализированной микросхемы ASIC (Application-specific integrated circuit).

Для упрощения обработки результатов измерений в панели формируются линейные шкалы контролируемого фактора в дискретах. На дисплее панели и программатора текущие значения аналоговых величин отображаются в стандартных единицах и в дискретах. Например, на рис. 4 показаны отсчеты по дымовому-СО-тепловому адресно-аналоговому извещателю: температура 24 °C (078 дискретов), удельная оптическая плотность 0%/м (012 дискретов), концентрация угарного газа СО 0 ppm (24 дискрета), компенсация пыли в дымовой камере 2% (013 дискретов).

Рис. 4 Уровни температуры, оптической плотности, концентрации
СО адресно-аналогового извещателя в дежурном режиме

Для обеспечения помехоустойчивой связи между панелью и детектором используется адресно-аналоговый протокол с частотно-манипулированным сигналом FSK (Frequency Shift Keying), единицы и нули двоичных кодов передаются синусоидальным сигналом различной частоты (рис. 5). В отличие от импульсных сигналов, широко использующихся в адресно-аналоговых протоколах, синусоидальные сигналы звуковой частоты не подвержены искажениям при наличии емкости кабеля при значительной длине шлейфа и допускают несколько уровней разветвления шлейфа. Дискриминатор фильтрует FSK-сигнал, преобразует его в цифровую двоичную последовательность, которая декодируется в коммуникационной ASIC. Когда определяется собственный адрес извещателя, аналоговые уровни оптического, газового СО и теплового сенсоров передаются в двоичном коде на адресно-аналоговую панель. Панель оценивает полученные от извещателя сигналы по заданным критериям и формирует сигналы предтревоги и тревоги.

Рис. 5 Вид частотно манипулированного сигнала FSK
адресно-аналогового протокола

Режимы адресно-аналогово го дымово го-СО- теплово го извещателя

Адресно-аналоговое построение системы и значительные вычислительные ресурсы панели обеспечивают максимально широкие возможности в выборе программ обработки текущих значений оптической плотности среды, концентрации угарного газа СО и температуры воздуха в зависимости от условий эксплуатации и вида пожарной нагрузки. Различные факторы обрабатываются в совокупности с учетом динамики их изменения, но может использоваться информация только от двух сенсоров, например, от оптического и теплового или от газового СО и теплового, либо отдельно по каждому каналу по логике «ИЛИ», как в комбинированном извещателе. Различные комбинации каналов могут обрабатываться в панели как отдельные виртуальные извещатели с различными адресами и могут приписываться к различным зонам. Однако в полном объеме преимущества мультисенсорного извещателя появляются при использовании сложных алгоритмов обработки информации, по всей совокупности факторов, с использованием обширных результатов экспериментальных исследований как процессов развития очагов различного типа, так и широкого спектра встречающихся на практике помеховых воздействий. Например, аналоговые величины удельной оптической плотности среды, концентрации угарного газа СО и температуры могут обрабатываться в панели в следующих режимах:

  • Режим 0 – универсальный мультисенсорный (Universal multicriteria sensor)
  • Режим 1 – высокодостоверный (Resilient Mode)
  • Режим 2 – тепловой A1R (по EN 54 : Part 5)
  • Режим 3 – HPO высокоэффективный оптический (High Performance Optical)
  • Режим 4 – CCO компенсированный газовый СО (Compensated CO по ISO 7240-6)
  • Режим 5 – токсичный газ СО (по EN 50291)
  • Режим 6 – мониторинг качества воздуха на автостоянке (Car park monitoring)

Универсальный мультисенсорный режим (Universal multicriteria sensor) обеспечивает скорейшее обнаружение широкого спектра пожароопасных ситуаций при обработке информации по всем трем сенсорам. Высокодостоверный режим (Resilient Mode) обеспечивает высокую устойчивость к помеховым воздействиям, обеспечивается раннее обнаружение различных очагов пожара при минимуме ложных тревог в тяжелых условиях эксплуатации. Режим тепловой A1R – это стандартный режим работы теплового максимально-дифференциального извещателя. В режиме HPO (High Performance Optical) – высокоэффективный оптический используются только дымовой и тепловой каналы, газовый СО не используется. Причем чувствительность по дымовому каналу изменяется в зависимости от температуры окружающей среды, в результате чего открытые очаги обнаруживаются с эффективностью радиоизотопного извещателя при обеспечении высокой достоверности сигналов тревоги. В режиме компенсированный газовый СО (Compensated CO), наоборот, используются только газовый СО и тепловой каналы. Этот режим обеспечивает наилучшее обнаружение тлеющих и открытых очагов в пыльных зонах. Используется расширенная технология обнаружения угарного газа с увеличением чувствительности при повышении температуры. В режиме контроля токсичного газа могут программироваться пороги концентрации угарного газа 30 ppm, 45 ppm, 50 ppm, 90 ppm и 100 ppm (рис. 6). В режиме 6 мониторинг качества воздуха на автостоянке, извещатель представляется в виде двух виртуальных извещателей с различными адресами – один обеспечивает контроль токсичного газа с выбранным порогом, а второй работает как тепловой извещатель класса A1R.

Рис. 6 Программирование порогов контроля токсичного газа

Кроме того, один адресно-аналоговый дымовой-СО-тепловой извещатель может быть представлен в виде сплит-устройства (Split Device) – трех виртуальных извещателей с различными режимами и тремя адресами. По адресу А может быть задан режим 0, 1, 2, 3, 4 или 5. Если по адресу А определен какой-либо из режимов пожарного извещателя 0, 1, 2, 3 или 4, то по адресам В и С также могут быть выбраны только режимы пожарного извещателя, любые режимы из 0, 1, 2, 3 или 4. Если по адресу А выбран режим 5 (токсичный газ СО), то по адресам В и С могут быть выбраны только режимы 2 и 3, т. е. без использования сенсора CO. Это ограничение объясняется тем, что сенсор CO не может быть использован одновременно для контроля токсичного газа и для обнаружения пожара, поскольку в этих режимах используются различные диапазоны измерений концентрации угарного газа СО.

Результаты экспериментальных исследований

В таблицах 1–5 показаны характеристики обнаружения тестовых очагов TF2, TF3, TF4, TF5 и TF8 при использовании различных режимов обработки информации от адресно-аналогового дымового-СО-теплового извещателя. Можно отметить, что в любом режиме 0, 1, 3, 4 обнаруживаются все пять тестовых очагов.

Жирным шрифтом выделены режимы, с наибольшей вероятностью соответствующие типу объекта и условиям эксплуатации в рабочее и в нерабочее время.

N/A – не определен
Режим 0 – универсальный
Режим 1 – высокодостоверный
Режим 2 – тепловой A1R (по EN 54: часть 5)
Режим 3 – HPO нормальная чувствительность
Режим 4 – CCO нормальная чувствительность
Режим 5 – токсичный газ СО
Режим 6 – мониторинг качества воздуха на автостоянке

Выбор режимов адресно-аналогового дымового-СО-теплового извещателя зависит от пожарной нагрузки, а также от типа помещения в части наличия и вида помеховых воздействий (табл. 6). В большинстве помещений в нерабочее время может быть использован универсальный режим (режим 0) с переключением в рабочие часы на высокодостоверный режим (режим 1).

В заключение необходимо отметить, что только применение адресно-аналоговых извещателей позволяет использовать все возможности для раннего обнаружения очага при отсутствии ложных тревог и реализовать все режимы обработки аналоговых значений контролируемых параметров. Более простые адресные системы в силу своего построения имеют значительные ограничения, хотя некоторые производители ошибочно называют адресные извещатели и адресные системы адресно-аналоговыми. Определение аналогового извещателя приведено в ГОСТ Р 53325-2009 в разделе «Термины, определения, сокращения и обозначения»: «Извещатель пожарный аналоговый: автоматический ПИ, обеспечивающий передачу на приемно-контрольный прибор информации о текущем значении контролируемого фактора пожара», а адресный извещатель передает на приемно-контрольный прибор сигнал «Пожар».

Литература:

  1. EN 54-7:2001 – Fire detection and fire alarm systems. Smoke detectors. Point detectors using scattered light, transmitted light or ionization.
  2. EN 54 5: 2000 – Fire detection and fire alarm systems. Heat detectors. Point detectors.
  3. ISO 7240-6:2011 Fire detection and alarm systems – Part 6: Carbon monoxide fire detectors using electro-chemical cells.
  4. EN 50291:2001 Electrical apparatus for the detection of carbon monoxide in domestic premises. Test methods and performance requirements.
  5. Product application & Design information. 800 series addressable detectors. Tyco Safety products, 2006.
  6. Product application & Design information. 830/850 Detectors. Tyco Safety products, 2011.
  7. Product application & Design information. 801PC/811PC TRIPLE SENSING FIRE DETECTOR. Tyco Safety products, 2008.
  8. Неплохов И. Г. Пожарные извещатели СО: европейские сертификационные испытания. Каталог «Пожарная безопасность», 2009, Гротек.
  9. Неплохов И. Г. Пожарные СО-тепловые извещатели: европейские испыта- ния. Журнал «Системы безопасности» № 4, 2009.
  10. Неплохов И. Г. Пожарные извещатели с газовым каналом на российском рынке. Журнал «Системы безопасности» № 5, 2009.
Просмотров: 2499

Ваши комментарии:

Для того, чтобы оставлять коментарии, Вам нужно авторизоваться на Sec.Ru. Если У Вас еще нет аккаунта, пройдите процедуру регистрации.


Автор

Информация

  • Снимай крутую видеорекламу - выкладывай на Sec.Ru!

    Рекламный ролик - один из самых эффективных способов донесения информации. И он отлично подходит для рекламирования любой продукции, в т.ч. и продукции рынка систем безопасности.
    Поэтому редакция Портала решила составить свой рейтинг лучших рекламных видеороликов. Все они разные и все чем-то покоряют: красотой, задумкой, стилем съемки, посылом, необычным финалом.
    Некоторые из них язык не повернется назвать иначе как шедевром короткого метра. Смотрим, наслаждаемся, делаем заметки, учимся творить рекламу правильно.
    Если Вы хотите выложить видеоролик о своей продукции на Sec.Ru, пишите о своем желании на adv@sec.ru!

    Картинка: Jpg, 100x150, 16,47 Кбайт

    Мотор!

Отраслевые СМИ

Все права защищены 2002 – 2018
Rambler's Top100 �������@Mail.ru