دتکتور شعله مادون قرمز IR انواع، کاربردها، مزایا و معایب

دتکتور شعله مادون قرمز IR چیست؟

گازهای داغ الگوی طیفی خاصی را در ناحیه مادون قرمز منتشر می کنند که می تواند با دوربین تصویربرداری حرارتی (TIC) – نوعی دوربین ترموگرافیک – حس شود. دتکتورهای شعله (IR) Infrared Flame Detector در باند طیفی مادون قرمز کار می کنند. یک فرکانس معمولی که در آن دتکتور شعله IR تک فرکانس حساس است در محدوده 4.4 میکرو متر است. زمان پاسخ معمولی 3-5 ثانیه است.

انواع دتکتورهای شعله IR

دتکتور شعله IR بر اساس تعداد سنسور مادون قرمز یا ترکیب با انواع دیگر سنسورها، دارای انواع مختلفی است. دتکتورهای شعله IR زیادی در بازار وجود دارد، مانند تک IR، چند IR3، IR و UV/IR. هر کدام در یک نوع موقعیت خاص بهترین هستند.

انواع دیگری از دتکتورهای شعله غیر از نوع مادون قرمز وجود دارد که مزایای خاص خود را دارند. مزایای انتخاب یک دتکتور شعله مادون قرمز نسبت به انواع دیگر دتکتورهای شعله چیست؟ در ادامه به بررسی هر نوع، شیوه عمل، کاربرد و مزایا و معایب هر یک می پردازیم.

دتکتور شعله مادون قرمز با یک سنسور Single IR flame detector

دتکتورهای IR منفرد از حسگرهای پیرالکتریک با تکنولوژی بالا استفاده می کنند که دارای یک فیلتر نوری 4.4 میکرونی و یک فیلتر باند گذر الکترونیکی برای آتش سوزی گاز و سوخت مبتنی بر کربن هستند. این دستگاه به انتشار CO2 نیز حساس است. دلیل موثر بودن آنها این است که از تکنیک های ریاضی مختلف و تجزیه و تحلیل پارامترها برای تمایز بین ویژگی های طیفی شعله و سایر منابع مادون قرمز استفاده می کنند.

دتکتورهای شعله IR منفرد برای تشخیص آتش گاز و سوخت مبتنی بر هیدروکربن با استفاده از ابزار سنجش شعله ویژه طراحی شده اند. آنها بادوام مقرون به صرفه هستند و می توانند در شرایط سخت کار کنند.

 

کاربرد دتکتورهای شعله IR منفرد

 

دتکتورهای شعله IR منفرد را می توان در مناطق زیر استفاده کرد:

• کارخانه های شیمیایی

• مناطق دفع زباله

• تاسیسات گاز و نفت در دریا

• صایع نفت و گاز در خشکی
• انبارها

• تاسیسات تولید برق

• مخازن ذخیره سازی

• صنعت داروسازی

دتکتور شعله IR می تواند منابع گذرا یا دوره ای اشعه مادون قرمز را رد کند و در عین حال به آتش های واقعی پاسخ دهد. با این حال، این رویکرد نمی‌تواند تشعشعات مادون قرمز مرتبط با بازتاب‌های شعله‌ور یا اگزوزهای احتراق توربین را رد کند و می‌تواند منجر به هشدارهای کاذب شود.

نقاط قوت دتکتور IR تک فرکانس 

• در برابر آلاینده های نوری مانند روغن، خاک و گرد و غبار بسیار مصون است.
• پاسخ با سرعت بالا زیر 30 میلی ثانیه برای برخی از مارک ها
• غیر حساس به خورشید، جوش، رعد و برق، اشعه ایکس، جرقه، قوس الکتریکی

محدودیت های آشکارساز IR منفرد

• به طور کلی برای آتش سوزی های غیر کربنی مناسب نیست.
• برخی از مارک ها به منابع مادون قرمز مدوله شده پاسخ می دهند.
• باران، یخ و بخار آب روی لنز دتکتور از تشخیص جلوگیری می کند.

 

دتکتور شعله مادون قرمز با چند سنسور Multi IR flame detector

 

اصل کار دتکتورهای چند مادون قرمز مبتنی بر فناوری جدید تجزیه و تحلیل طیفی است که می تواند به راحتی پرتو مادون قرمز Co2 را در باند انتشار 4.2 میکرون و آب گرم را در باند انتشار 2.7 میکرون شناسایی کند.

این دتکتورهای شعله دارای چند الگوریتم تشخیص، نسبت های ریاضی، سوسو زدن و همبستگی بین سیگنال های مختلف است. هنگامی که تمام پارامترهای تجزیه و تحلیل با مقادیر برنامه ریزی شده مطابقت داشته باشند، یک هشدار آتش شرطی شده ایجاد می شود.

 

کاربردهای دتکتور شعله IR چندگانه

 

دتکتور شعله IR چندگانه به طور ویژه برای تشخیص شعله های هیدروژن و هیدروکربن ها در فواصل طولانی طراحی شده است. این نوع دتکتور می تواند شعله هیدروژن را در فاصله 30 متری، آتش کاسه بنزین را در فاصله 65 متری در کمتر از 5 ثانیه تشخیص دهد. چیزی که این دتکتور را متمایز می کند این است که قابل اعتماد است، می تواند شعله های آتش را در فواصل دور تشخیص دهد و در برابر هشدارهای اشتباه مصون است. این دستگاه برای مکان هایی که منابع احتراق شعله های دود ایجاد می کنند مناسب است.

دتکتور شعله IR چندگانه را می توان در مناطق زیر استفاده کرد:

• صنعت چاپ

• مواد منفجره و مهمات

• کارخانه های شیمیایی

• پیشران هیدروکسیل

• صنعت فضایی

• صنعت نفت و گاز فراساحلی و خشکی

• مزارع مخزن گاز

 

دتکتور شعله مادون قرمز IR/IR

 

یک دتکتور شعله دوگانه IR سیگنال اولیه را در دو محدوده مادون قرمز مقایسه می کند. در این حالت یک سنسور در محدوده 4.4 میکرومتر کار می کند و سنسور دیگر در فرکانس مرجع است.

نقاط قوت دتکتور IR چند طیفی 

• تقریبا در برابر هشدارهای اشتباه مصون هستند.
• پاسخ آتش در حضور تشعشعات جسم سیاه مادون قرمز مدوله شده با برخی از مارک ها
• برد تشخیص طولانی (60 متر تا برخی حریق ها)

محدودیت های دتکتور IR چندگانه

• زمان پاسخ معمولی در مقایسه با آشکارسازهای تک فرکانس طولانی تر است.

 

دتکتور شعله UV / IR

 

دتکتور شعله UV / IR قادر به تشخیص هر دو تابش UV و IR است، بنابراین دارای سنسور UV و IR است. این دو حسگر به طور جداگانه عمل می کنند اما سیگنال های تکمیلی هر دو فرآیند مداری به دلیل وجود هر دو سنسور وجود دارد. در نتیجه، دتکتور ترکیبی قابلیت رد هشدار نادرست بهتری نسبت به دتکتور UV یا IR دارد.

 

اگرچه دتکتور شعله UV/IR دارای مزایا و معایبی است. از مزایا می توان به پاسخ با سرعت بالا و مصونیت از هشدار نادرست اشاره کرد. از طرف دیگر، از معایب دتکتور شعله UV/IR می توان به این موضوع اشاره کرد که نمی توان از آن برای آتش سوزی های غیر کربنی استفاده کرد و همچنین قادر به تشخیص آتش سوزی هایی است که هر دو تابش UV/IR ساطع می کنند نه به صورت جداگانه.

 

نقاط قوت دتکتور UV/IR 

 

• تقریبا در برابر هشدارهای اشتباه مصون هستند.
• پاسخ با سرعت بالا – کمتر از 500 میلی ثانیه
• غیر حساس به خورشید، اشعه جوشکاری، رعد و برق، اشعه ایکس، جرقه، قوس الکتریکی

محدودیت های دتکتورهای UV/IR 

• برای آتش سوزی های غیر کربنی توصیه نمی شود.
• 
  برخی از گازها و بخارات به دلیل کور شدن سنسور UV مانع از تشخیص می شوند.

 

دتکتور شعله IR3

 

دتکتورهای شعله مادون قرمز IR3 سه باند طول موج خاص در ناحیه طیفی مادون قرمز و نسبت‌های آنها را نسبت به یکدیگر برای تشخیص مطمئن آتش به منظور کاهش هشدارهای کاذب مقایسه می‌کنند.

دتکتور شعله IR3 از یک سیستم پردازش سیگنال دیجیتال برای بررسی کامل خواص طیفی و دینامیکی تابش مادون قرمز استفاده می‌کند تا به‌طور دقیق حوادث آتش‌سوزی را با ایمنی در برابر هشدارهای اشتباه تشخیص دهد.

این دتکتورها با استفاده از سه سنسور مادون قرمز با استفاده از فناوری های پیشرفته برای تعیین تفاوت بین تشعشعات غیر آتش و همچنین شناسایی انتشار شعله استفاده می کند. دتکتور شعله IR3 الگوریتم متفاوتی را اجرا می‌کند که توسط یک ریزپردازنده پیچیده گرفته شده است که شدت تابش، نسبت ‌ها، سوسو زدن و سیگنال ‌های همبستگی و مقادیر آستانه از 3 حسگر را به دقت تجزیه و تحلیل می‌کند.

نقش اولین حسگر تشخیص شعله های Co2 است، در حالی که دو حسگر دیگر مسئول تشعشعات غیر آتش هستند. هشدار تشخیص شعله تنها زمانی فعال می شود که شرایط برنامه ریزی شده از هر 3 طول موج مادون قرمز موجود در آتش فعال برآورده شود.

 

مقایسه دتکتور شعله مادون قرمز IR با سایر دتکتورهای شعله نوری

 

شرکت هایی که خطر آتش سوزی بیشتری دارند، مانند تولید کنندگان مایعات یا جامدات قابل اشتعال، نیاز به نظارت مداوم و پتانسیل واکنش سریع دارند. حسگرهای نوری تقریبا فورا تشعشعات فرابنفش، مرئی و مادون قرمز را که در حین احتراق رخ می دهد، تشخیص می دهند.

 

دتکتورهای فرابنفش UV

 

بسته به نوع، یک دتکتور نوری می‌تواند انتشارات ناشی از شعله‌های اولیه را تا فاصله 200 فوتی ببیند، اما هر نوع سنسور محدودیت ‌هایی دارد. دتکتورهای فرابنفش UV می توانند با دود غلیظ یا سایر ذرات معلق در هوا که نور ماوراء بنفش منابع را کاهش می دهند، کارایی خود را کاهش دهند.

سایر منابع نور ماوراء بنفش مانند قوس های جوشکاری می توانند هشدار کاذب را ایجاد کنند. دتکتورهای UV برای آتش سوزی های هیدروکربنی مانند آتش سوزی های نفتی یا سایر آتش سوزی های مواد مبتنی بر هیدروژن خوب هستند.

دتکتورهای شعله مادون قرمز IR می توانند کم هزینه و دقیق باشند

 

سنسورهای دتکتورهای مادون قرمز IR تشعشعات مادون قرمز ساطع شده توسط شعله را تشخیص می دهند. منابع گرمای تابشی مانند بخاری ها یا لامپ ها نیز تشعشعات مادون قرمز ساطع می کنند. طبیعی است که در این صورت آلارم های کاذب می تواند توسط سایر سطوح داغ در زون مورد نظر نیز ایجاد شود. به همین دلیل دتکتورهای IR از فناوری های پیشرفته برای حذف هشدارهای کاذب از منابع غیر آتش استفاده می کنند.

دتکتورهای IR بسته به پیچیدگی آنها می توانند در داخل یا خارج از منزل، در فواصل مختلف و برای مواد شیمیایی علاوه بر هیدروکربن ها استفاده شوند. ویژگی های دیگر باعث افزایش حساسیت، سرعت و برد آنها می شود.

 

سخن آخر

 

دتکتورهای تک IR قیمت پایینی دارند و سرعت و حساسیت متوسطی به آتش سوزی هیدروکربنی دارند. آنها بهترین استفاده را در داخل خانه دارند.

دتکتورهای ترکیبی UV/IR آلارم های کاذب ناشی از دیگر منابع مادون قرمز را حذف می کنند اما مانند دتکتورهای تک فرابنفش تحت تأثیر دود غلیظ قرار می گیرند. آنها را می توان در داخل یا خارج از خانه استفاده کرد و آتش را از فلزات، آمونیاک و منابع مبتنی بر هیدروژن به غیر از هیدروکربن ها تشخیص داد.

دتکتور شعله مادون قرمز سه گانه یا IR3 از فناوری بیشتری برای حذف آلارم های کاذب استفاده می کند و بنابراین می تواند در داخل یا خارج از منزل نیز استفاده شود. از آنجایی که از طیف UV استفاده نمی کند، نسبت به کاهش حساسیت ناشی از دود یا بخار حساس نیست. انواع آتش سوزی ها را در سوخت های مبتنی بر هیدروژن تشخیص می دهد.

دتکتورهای مادون قرمز چندگانه (Multi IR flame detector) از فناوری مشابه با IR3 استفاده می کنند، اما دتکتورهای IR چندگانه برای حساسیت بالا به حریق ناشی از هیدروکربن و هیدروژن طراحی شده اند.

برای مشاهده انواع دتکتورهای شعله و سایر تجهیزات اعلام و اطفای حریق و مقایسه و استعلام قیمت، دریافت ویژگی های فنی و مشاوره رایگان به سامانه تخصصی کیوپیکت مراجعه فرمایید.