ТРАДИЦИОННЫЙ ИЗВЕЩАТЕЛЬ:

ЧТО НОВОГО?

На первый взгляд кажется, что устройство неадресного извещателя уже давно отработано и достаточно примитивно. Что дальнейшие разработки неперспективны и экономически нецелесообразны, а инженерная мысль уже обращена к адресным и адресно-аналоговым приборам. Но нет! Специализированные компании продолжают инвестиции новых разработок, оттачивая и совершенствуя классическую форму и содержание предыдущих поколений. Причем успешно - за последние 2-3 года появилось несколько революционных разработок, заставляющих вновь обратить внимание на ТРАДИЦИОННЫЙ ИЗВЕЩАТЕЛЬ. А развитие современной электронной промышленности, прогрессивные технологии поверхностного монтажа позволили значительно удешевить стоимость компонентов и применять микропроцессорные устройства даже в этой группе недорогих неадресных устройств.

        Принципиальным отличием распространенных в России традиционных извещателей (~ 90% рынка) от новейших адресно-аналоговых является то, что решение о пожаре принимает сам извещатель, а не приемно-контрольная панель. Важно отметить, что контролируемый параметр (порог температуры или уровень задымленности) жестко установлен в память традиционного извещателя и при достижении этого параметра ПИ (пожарный извещатель) транслирует сигнал "Пожар" на ПКП (приемно-контрольную панель). Традиционные и адресные извещатели взаимодействуют с ПКП одинаково, только адресный извещатель передает больше информации (например, сигнал "Пожар" и свой адрес), а извещатели Леонардо, способны, кроме своего адреса, передать ПКП еще и сигнал "Неисправность". Чтобы понять, какими же новыми функциональными возможностями обладает последнее поколение традиционных извещателей, разберемся с конструктивными особенностями традиционных дымовых (или оптико-электронных) извещателей, как наиболее распространенных в мире.
        Почему популярны именно дымовые? Они регистрируют пожароопасную ситуацию на начальной стадии ее развития. В большинстве случаев при пожаре возникновению открытого огня предшествует появление дыма. Возможность своевременно фиксировать определенную концентрацию дыма в воздухе позволяет уверенно констатировать факт возникновения пожара до появления пламени. Этот принцип работы отличает дымовые датчики от тепловых, которые срабатывают при наличии открытого пламени на активной стадии горения. 95% дымовых извещателей обнаруживают дым по отражению светового излучения от частиц дыма. Чувствительность дымового датчика - это величина оптической плотности среды, при которой срабатывает датчик. Традиционный оптический датчик в соответствии с российскими НПБ 65-97 должен иметь чувствительность пределах 0,05...0,2 дБ/м.
        На чувствительность извещателя влияет целый ряд неблагоприятных фактров: пыль, которая есть везде, и похожа на частицы дыма; насекомые; электромагнитные помехи; электростатические разряды; помехи в линиях электропитания системы пожарной сигнализации; конденсат влаги на плате и электронных элементах датчика и т.д. Можно перечислять дальше, хотя ясно и так, что для обеспечения высокой чувствительности датчика (а значит и всей пожарной системы) необходимо разработать целый комплекс защитных мер с учетом конструкции дымовой камеры и корпуса датчика, типа электронных компонентов, схемотехники и многого другого.

        Начнем с конструкции корпуса - тем, более, что она претерпела довольно значимое изменение: в "датчикостроении" был сделан важный шаг - переход к горизонтальному дымозаходу корпуса. Совсем недавно (5-8) лет назад извещатели с вертикальным дымозаходом еще находили свое применение, но при рассмотрении основных этапов развития пожара в помещении, становится очевидным, что единственно верным решением является конструкция корпуса с горизонтальным дымозаходом. Чтобы это проиллюстрировать, рассмотрим основные этапы развития пожара в помещении (рис. 1). Сначала поток горячих газов и образующегося дыма под действием архимедовой силы поднимается вверх (I). Затем он растекается в радиальных направлениях под потолком (II), и при достижении стен помещения, накапливается под потолком (III). По мере развития пожара скорости тепловых потоков увеличиваются, и могут достигать нескольких метров в секунду и более. Потоки перемешиваются, количество частиц дыма увеличивается, они сталкиваются, слипаются и начинают оседать. Таким образом, физика распространения дыма определяет боковое направление его приближения к извещателю, поэтому признаком современной разработки извещателя является дымозаход в чувствительную камеру датчика сбоку (рис. 2).

        Обнаружение дыма происходит в дымовой камере датчика при помощи инфракрасного излучателя и фотодиода (приемника инфракрасного сигнала сигнала, отраженного от частиц дыма). При достижении определенной оптической плотности среды (концентрации дыма) в дымовой камере, выходной сигнал возрастает до значения "пожар" и фиксируется момент возгорания в контролируемом помещении. Важно, чтобы в нормальных условиях на приемник попадал минимальный сигнал. В идеале он должен стремиться к нулю. Этого можно добиться лишь с помощью использования сложной конструкции из матового (неотражающего) пластика, который ослабляет отраженный от стенок дымовой камеры сигнал. При отсутствии дыма излучение от светодиода не попадает на фотодиод (рис. 3), при появлении дыма излучение отражается от его частиц и принимается фотодиодом (рис. 4)

        Очевидно, что дымовая камера должна быть симметрична, чтобы извещатель имел одинаковую чувствительность с любого направления, без "мертвых зон". Но реализовать это довольно сложно, т.к. оптическая пара (излучатель и фотоприемник) расположена несимметрично. В последнее время компанией Систем Сенсор было разработано техническое решение, позволяющее максимально приблизиться к круглой форме дымовой камеры (рис. 5). Это двухэтажная камера, позволяющая вынести равномерный и независимый от направления прихода дыма дымозаход на идеально круглый второй этаж, оставляя оптопару на первом. Особое значение при этом уделено размеру (диаметру) дымовой камеры: он не может быть меньше определенного значения и чувствительная зона не должна превращаться в точку. С другой стороны, размер камеры диктует общие габариты извещателя, а это уже вопрос дизайна - он должен быть компактным и элегантным!

        К форме пластинок дымовой камеры, расположенных по ее периметру, также предъявляется несколько противоречивых требований, например:
        - обеспечение достаточно свободного пропускания воздушного потока
        - удержание определенного объема дыма внутри дымовой камеры несмотря на возможно различные скорости движения воздуха;
        - максимальное снижение уровня отраженного излучения светодиода от внутренней поверхности дымовой камеры;
        - уменьшение изменения чувствительности датчика при оседании пыли на внутренней поверхности дымовой камеры;
        - защита от проникновения внешних источников света.
Поэтому новое поколение дымовых камер разработки Систем Сенсор принципиально отличается от предыдущих. Пластинки дымовой камеры обеспечивают абсолютную равномерность захода дыма, создают направление потоков внутри камеры. Конструктив камеры и ее крышки не допускает проникновение внешнего фонового освещения. Защитная сетка является надежной преградой на пути крупных частиц пыли и насекомых. Ребристое дно крышки камеры являются барьером для пыли, не пропуская ее внутрь. Специальная прокладка крышки камеры, выполненная методом двухкомпонентного литья исключает попадание конденсата на плату и элементную базу. А чтобы извещатель не запылился в процессе перевозки, хранения и особенно монтажа используются специальные крышки, защищающие дымозаход до момента запуска системы.

        Но есть еще ряд неблагоприятных факторов, воздействующих на оптическую пару и электронную часть дымового извещателя; помехи электромагнитные и в линиях электропитания, электростатические разряды. С этими факторами борьба идет на уровне схемотехнических решений и современнейшей элементной базы. К примеру, технология поверхностного монтажа (SMT), в том числе оптопары (рис. 6) обеспечивает идеальную ее юстировку и позволяет значительно сократить длину проводников, которые в большей степени подвержены электромагнитным наводкам. Кроме того, SMT монтаж позволяет значительно сократить количество электронных компонентов, в результате чего, к примеру в извещателях серии ЕСО 1000 монтаж выполнен в одном слое печатной платы, а второй слой полностью использован для экранировки. Все комплектующие - только от лидирующих мировых брендов: Motorola, Hitachi, Bayer и пр., недоступные для других производителей. Новейшие технологии монтажа и тестирования обеспечивают чувствительность, приближенную к наивысшему уровню, обозначенному в нормативах, а также повторяемость всех параметров, как на этапе тестирования, так и в процессе многолетней эксплуатации. Комплекс этих мер позволил значительно расширить диапазон рабочих температур, позволив применять традиционные извещатели серии ЕСО1000 даже в неотапливаемых помещениях с сохранением работоспособности при температуре от -30°C до +70°C.
        Важнейший параметр, особенно традиционного извещателя - экономичность, а именно токопотребление. Один из основных потребителей энергии в извещателе - инфракрасный излучатель. Большинство производителей применяют его в пульсирующем режиме с целью снижения токопотребления. Однако следует заметить, что в подобной гонке никак нельзя упускать уровень разумной целесообразности: периодичность и скважность импульсов питания излучателя должна гарантированно обеспечивать возможность своевременного дымоопределения. Сверхнизкое токопотребление не обязательно является признаком грамотной разработки извещателя.

        Много нового появилось для облегчения работ по эксплуатации и сервисному обслуживанию традиционных извещателей. Специализированные компании разрабатывают в помощь заказчику набор удобных сервисных устройств, например, дистанционное лазерное тестирование, с помощью которого можно оперативно оценить состояние извещателей, не используя стремянку, на расстоянии до 10 метров (рис. 7), съемники для ускорения сервисного обслуживания и пр. Существует также огромное количество аксессуаров, позволяющих устанавливать традиционные извещатели в подвесной потолок, во влажных помещениях с присутствием конденсата, в специальные розетки, используемые при разводке в трубах, электротехнических коробах и плинтусах. Готовые технические решения для любых видов применения традиционных извещателей экономят время проектировщика, монтажика и снабженца монтажной организации.
        Таким образом, внедрение новейших конструкторских и схемотехнических разработок, использование технологии поверхностного монтажа позволили значительно модернизировать функционал неадресных извещателей, снизить стоимость компонентов и применить микропроцессорные устройства даже в этой группе недорогих устройств. Это позволило частично передать задачи, которые ранее выполняли только адресно-аналоговые контрольные панели, на оконечные устройства - традиционные извещатели. Успешное внедрение новых инженерных решений в последние 2 - 3 года дает новое дыхание традиционным неадресным извещателям традиционно популярным в России!

        В этой статье мы коснулись лишь нововведений в группе традиционных извещателей с оптико-электронным принципом действия. Однако не стоит забывать о традиционных дымовых радиоизотопных извещателях, которые незаменимы для пожарной защиты объектов, где возможно появление черных дымов (кабельные тоннели, резинотехнические производства, склады битумных материалов и пр.), а также помещений с легковоспламеняющимися веществами (спирты, растворители, лакокрасочные материалы). Интересная тема - традиционные комбинированные извещатели, сочетающие оптико-электронный и тепловой максимально-дифференциальный принципы определения возгорания. Особая тема - извещатели в искробезопасном исполнении для пожарной защиты объектов с взрывоопасными зонами. Интересные новинки в последнее время появились в семействе линейных дымовых извещателей. Есть технические решения пожарной защиты вентиляционных каналов различного сечения (Нормативы ВСН). Обо всех этих новинках мы расскажем в следующем номере "СК" в статье "Пожарная защита специальных объектов". Кроме того, дважды в месяц компания Систем Сенсор организует бесплатные семинары для специалистов по этим и многим другим темам.