دتکتور شعله و انواع آن ؛ مزایا و معایب

دتکتور شعله را بر اساس معیارهای متفاوتی می توان به دتکتور شعله متعارفی و دتکتور شعله آدرس پذیر یا دتکتور شعله معمولی و دتکتور شعله ضد انفجار تقسیم کرد. در این مطلب، ما انواع دتکتور را بر اساس نوع سنسورهای به کار رفته در آنها مورد بررسی قرار می دهیم.

تشخیص حریق از طریق شعله و اهمیت آن

بیشتر فناوری های کشف حریق بر تشخیص گرما، دود (ماده، ذرات) یا شعله (نور) – سه ویژگی اصلی آتش – متمرکز است. همه این ویژگی ها منابع بی خطر دیگری به جز آتش نیز دارند، مانند گرمای لوله های بخار، ذرات معلق در هوا و نور خورشید. از طرف دیگر برخی عوامل مانند دمای و جریان هوا با تغییر ویژگی های حریق، روند تشخیص آتش را مختل می کنند.

علاوه بر این، دود و گرمای ناشی از آتش‌ سوزی می ‌تواند خیلی سریع از بین برود. یا برای تشخیص مؤثر خیلی آهسته جمع آوری شود. در مقابل، از آنجایی که دتکتورهای شعله تجهیزات نوری هستند، می توانند در کمتر از یک ثانیه به شعله پاسخ دهند.

این کیفیت نوری همچنین دتکتور شعله را محدود می کند زیرا همه آتش سوزی ها شعله ندارند. مانند هر نوع روش تشخیص، استفاده از آن باید با محیط و خطر درون محیط مطابقت داشته باشد.

دتکتور شعله چیست؟

دتکتور شعله (Flame Detector) اولین خط دفاعی تأسیسات شما در برابر آتش است. این ابزار، دارای سنسوری است که برای تشخیص فوری وجود آتش ‌سوزی طراحی شده است. بنابراین به شما کمک می کند که در سریع ‌ترین زمان ممکن واکنش نشان دهید.

به طور معمول، یک دتکتور شعله نه تنها وجود آتش را تشخیص می دهد، بلکه سیستم های حفاظت و اطفای حریق شما را نیز فعال می کند. این فعالیت جانبی می تواند شامل هر یک از موارد زیر باشد:

• به صدا در آمدن آلارم های آتش نشانی
• هشدار به سیستم نظارت ایستگاه مرکزی و اولین واکنش دهندگان محلی
• فعال کردن سیستم های اطفاء حریق
• غیرفعال کردن خطوط انتقال بنزین و گاز

کاربردهای دتکتور شعله

کاربردهای معمول برای دتکتورهای شعله عبارتند از:

• هر جا که مواد بسیار قابل احتراق در میان باشد.
• جایی که نیاز به واکنش آنی به شعله وجود دارد.
• هر جا که مناطق بدون نظارت نیاز به حفاظت خودکار در برابر آتش داشته باشند.
• جایی که سرمایه گذاری زیادی وجود دارد که باید محافظت شود.

نمونه هایی از تاسیسات واقعی که در آنها از دتکتور شعله استفاده می شود، عبارتند از:

• پایانه های بارگیری حمل و نقل بنزین
• ایستگاه های پمپاژ خطوط لوله
• پالایشگاه ها
• آشیانه هواپیما
• غرفه های اسپری رنگ خودرو
• تاسیسات تولید مهمات
• سلول های تست موتور جت
• سکوهای حفاری و تولید فراساحل

انواع دتکتور شعله

دتکتورهای شعله انواع مختلفی دارند. با اینکه برندها و مدل های مختلفی در بازار وجود دارد و همه با هدف تشخیص آتش سوزی کار می کنند، عملکرد، سنسور مورد استفاده، مکانیسم تشخیص و واکنش به خطرات خاص در آنها کمی با یکدیگر متفاوت است. به همین دلیل دانستن جزئیات در مورد هر یک از انواع دتکتور شعله مهم است، تا بتوانید آن نوع دتکتور شعله را انتخاب کنید که به بهترین وجه با نیازهای فعالیت شما مطابقت دارد.

 

مکانیسم های تشخیص در دتکتور شعله

دتکتورهای شعله از حسگرهای نوری استفاده می کنند که در محدوده طیفی خاص (معمولا باند باریک) کار می کنند تا تابش ورودی را در طول موج های انتخاب شده ثبت کنند.

به طور معمول، 30 تا 40 درصد از انرژی تابش شده از آتش، تابش الکترومغناطیسی است که می تواند در محدوده های طیفی مختلف (مانند UV، VIS، IR) خوانده شود. سپس سیگنال ها با استفاده از یک تکنیک از پیش تعیین شده (فرکانس سوسو زدن، مقایسه سیگنال آستانه انرژی، همبستگی ریاضی بین چندین سیگنال، همبستگی با تجزیه و تحلیل طیفی حفظ شده و غیره) تجزیه و تحلیل می شوند.

دتکتور شعله فرابنفش (UV)

دتکتور شعله فرابنفش (UV Flame Detector) تشعشعات فرابنفش را در ثانیه ای که آتش شعله ور می شود، تشخیص می دهند. از آنجایی که اکثر آتش سوزی ها اشعه ماوراء بنفش را منتقل می کنند، این آشکارسازها یک گزینه خوب، آزمایش شده و واقعی برای بسیاری از شرایط هستند. آنها همچنین برای تأسیساتی که مستعد خطرات تخصصی مانند آتش سوزی هیدروکربن، هالوژن و فلز هستند مفید می باشند.

دتکتورهای شعله UV (تشخیص باند طیفی فرابنفش) با طول موج‌ های کوتاه‌تر از 300 نانومتر (باند طیفی کور خورشیدی) کار می ‌کنند. آنها شعله های آتش را با سرعت بالا (3-4 میلی ثانیه) به دلیل تابش پرانرژی UV ساطع شده از آتش سوزی و انفجار در لحظه اشتعال آنها تشخیص می دهند. این دستگاه ها کاملا دقیق هستند، اگرچه در معرض تداخل (هشدار کاذب) از منابع تصادفی UV مانند رعد و برق، جوش قوس الکتریکی و تابش خورشیدی هستند.

دتکتور شعله UV حساسیت زیادی را در فواصل کوتاه، حدود 0-50 فوت (صفر تا 15 متر) ارائه می دهند. معمولا به مرور زمان کاهش عملکرد در آنها مشاهده می شود. آنها همچنین به تخلیه الکتریکی مانند رعد و برق واکنش نشان می دهند، بنابراین بهتر است در یک محیط داخلی نگهداری شوند.

 

دتکتور شعله مادون قرمز (IR).

دتکتورهای شعله  (IR Flame Detector) IR تابش  مادون قرمز را تشخیص می دهند. گازهای داغی که از آتش ساطع می‌شوند، الگوهای منحصر به ‌فردی در طول موج ‌های مادون قرمز ایجاد می‌کنند که می ‌توان آنها را در یک دوربین تصویربرداری حرارتی در دتکتور جمع آوری کرد. گفته می شود، دتکتورهای شعله IR قبل از اینکه بتوانند آتش را حس کنند و به آن پاسخ دهند، به حرکت سوسو زدن شعله نیاز دارند.

دو نوع دتکتور مادون قرمز وجود دارد، تک فرکانس و چند طیفی. در نوع تک فرکانس، دتکتور به یک باند باریک از تشعشع در اطراف محدوده 4.4 میکرون حساس است که یک نوار انتشار غالب برای آتش سوزی های سوخت هیدروکربنی است.

 

نقاط قوت آشکارساز IR تک فرکانس عبارتند از:

• 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، رعد و برق.

 

محدودیت های دتکتور IR تک فرکانس عبارتند از.

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

دتکتورهای شعله چند طیفی مادون قرمز

دتکتورهای شعله چند طیفی مادون قرمز (MSIR) (Multi Spectrum IR Flame Detector)  دارای باند طیفی دوگانه (IR/IR) یا دارای باند طیفی سه گانه (IR3) هستند. هر سنسور IR این دتکتورها هر کدام به فرکانس تابش متفاوتی حساس هستند. تشعشع مادون قرمز ساطع شده از یک آتش هیدروکربنی معمولی در طول موج پذیرفته شده توسط یک حسگر نسبت به دو حسگر دیگر شدیدتر است.

دتکتورهای باند طیفی سه گانه IR 3 سه باند طول موج خاص را در منطقه طیفی IR مقایسه می کنند. از تکنیک های ریاضی برای همبستگی این سه باند برای تشخیص آتش و هشدار کاذب استفاده می شود.

 

نقاط قوت دتکتور شعله IR چند طیفی عبارتند از:

• تقریبا در برابر هشدارهای کاذب 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 دتکتور IR چند طیفی:

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

دتکتورهای شعله فرابنفش / مادون قرمز  (UV/IR)

دتکتورهای شعله فرابنفش / مادون قرمز (UV/IR) حسگرهایی را برای تشعشعات UV و IR یکپارچه می کنند. این دو سنسور جداگانه عمل می کنند. با این حال، برخی مدارات و سیم کشی اضافه شده به دتکتور شعله کمک می کند تا هر دو سیگنال را پردازش و ارزیابی کند. این کمک می کند تا هرگونه آلارم کاذبی را که ممکن است یک سیگنال یا سیگنال دیگر تحریک کند، از بین ببرد.

آشکارسازهای باند طیفی UV و IR سیگنال آستانه را در دو محدوده طیفی و نسبت آنها به یکدیگر را برای تایید قابلیت اطمینان سیگنال آتش مقایسه می کنند. این سبک هشدارهای کاذب را به حداقل می رساند.

این ایمنی تقویت شده در برابر آلارم های کاذب امکان استفاده از آشکارسازهای شعله UV/IR را در هر دو برنامه داخلی و خارجی می دهد. با این حال، تشخیص آتش‌سوزی را محدود می‌ کند که شامل آتش ‌هایی می ‌شود که فقط اشعه UV و IR ساطع می ‌کنند.

همچنین بخوانید: مقایسه اسکنر شعله با دتکتور شعله

دتکتورهای شعله تصویربرداری شعله بصری

دتکتورهای شعله تصویربرداری شعله بصری (Visual Flame Imaging) از حسگرهای تصویری دستگاه زوج شارژ (charged couple device) یا CCD برای شناسایی وجود آتش استفاده می کنند. این حسگرها ویدئوی زنده از CCD  را پردازش می‌کنند تا شکل و رشد منابع آتش ‌سوزی احتمالی را تجزیه و تحلیل کنند، که به آنها کمک می‌کند تشخیص دهند که آیا این یک خطر واقعی آتش است یا خیر.

یکی از مزایای این نوع آشکارساز شعله این است که برای تشخیص آتش سوزی به انتشار دی اکسید کربن یا سایر محصولات احتراق متکی نیست. اما یک نقطه ضعف این است که آنها قادر به تشخیص آتش های نامرئی با چشم انسان، مانند شعله های هیدروژن نیستند.

شعاع پوشش دتکتور شعله

شعاع پوشش یک دتکتور شعله به محدوده‌ای از فضا اشاره دارد که قادر به تشخیص حضور شعله در آن می‌باشد. این شعاع پوشش معمولاً به صورت یک زاویه یا یک دایره در نظر گرفته می‌شود و وابسته به نوع و تنظیمات دتکتور ممکن است متفاوت باشد. به عبارت دیگر، شعاع پوشش محدوده‌ای است که دتکتور می‌تواند در آن به دنبال حضور شعله بگردد.

 

معمولاً این شعاع پوشش بسته به نوع دتکتور و نوع کاربری محیط می‌تواند متفاوت باشد. برخی از دتکتورهای شعله ممکن است شعاع پوشش 360 درجه داشته باشند که در اطراف آنها شعله را تشخیص دهند، در حالی که برخی دیگر ممکن است به شعاع پوشش محدودتری مانند 90 درجه یا 180 درجه محدود شوند تا بر روی یک ناحیه خاص تمرکز داشته باشند.

 

اهمیت شعاع پوشش در تعیین نقطه قوی و ضعف دتکتور است. یک شعاع پوشش گسترده می‌تواند توانایی تشخیص شعله در یک منطقه گسترده را فراهم کند، اما ممکن است به دلیل تفکیک ناپذیری بیش از حد از شعلات موجود در فاصله دور از دتکتور منحرف شود. در عوض، یک شعاع پوشش محدودتر ممکن است دقت بیشتری در تشخیص شعله داشته باشد، اما ممکن است شعلاتی را که در فاصله دورتری از دتکتور واقع شده‌اند از دست بدهد.

سخن آخر

از آنجایی که گزینه های بسیار زیادی وجود دارد، تشخیص اینکه کدام نوع دتکتور شعله بهترین انتخاب برای تأسیسات شما است، می تواند دشوار باشد.

بهترین راهکار برای خرید دتکتور شعله مناسب این است که با مراجعه با سامانه تخصصی کیوپیکت، اطلاعات دقیق در مورد ویژگی های فنی انواع دتکتورهای شعله کسب کنید.

همچنین متخصصان سامانه تخصصی کیوپیکت آماده ارائه مشاوره رایگان به شما برای بهترین تصمیم در این زمینه هستند.