محافظت افراد در محیط های پرخطر حاوی گازهای انفجاری و خورنده و سمی توسط دتکتورهای گاز

دتکتور شعله و گاز ثابت دیواری

دتکتورهای شعله و گاز ثابت

دتکتور شعله یا flame detector

دتکتور شعله چیست و چگونه کار میکند؟

انواع دتکتور گاز

این نوع از دتکتورها جهت نصب برروی دیوار در محیط های پرخطر مورد استفاده قرار میگیرد.

دتکتورهای شعله یا FLAME DETECTORبه طور کلی به انواع زیر تقسیم بندی می شوند:

1-     دتکتور اینفرارد یا IR

2-     دتکتورهای ماوراء بنفش یا UV

3-     دتکتورهای ترکیبی یا UV/IR

4-     دتکتورهای IR3 

شعله ها به طور کلی دارای خواص زیر می باشند:

1-     تصاعد گاز CO2 با حجم بالا

2-     دمای بالای 500 درجه­‌ی سانتی­گراد

3-      تشکیل بخار یا STEAM یا  (H2O) با حجم زیاد و دمای بالای 100 درجه­‌ی سانتی­گراد

4-     تصاعد گازهای غیر قابل اشباع مانند  منو اکسید کربن یا CO که میزان  آن بسته به دمای شعله و درصد اکسیژن متغیر می باشد

5-     ایجاد جسام داغ در اطراف شعله

6-     ایجاد نور خیره کننده و دمای بالای خود شعله

راههای اندازه گیری و تشخیص شعله:

1-     حرارت ناشی از شعله با دتکتور حرارتی

2-     انرژی ناشی از شعله، به وسیله­‌ی تغییرات مقادیر وزن هیدروکربن­ها و تبدیل آن به انرژی

3-     اندازه گیری امواج IR  متصاعد شده از شعله به وسیله­‌ی سل های IR

4-     اندازه گیری امواج ماوراء بنفش متصاعد شده از شعله

5-     اندازه گیری گازهای متصاعد شده از شعله بوسیله سنسورهای الکتروشیمیایی و IR

6-     اندازه گیری نور متصاعد شده از شعله توسط سنسورهای VISIBLE

7-     پردازش تصویر یا IMAGE PROCESSING

از نظر محل نصب دتکتورهای شعله به مدل های داخلی یا INDOOR  و خارجی یا OUTDOOR تقسیم بندی می شوند.

دتکتور UV:

این نوع از  دتکتورها نسبت به اشعه­‌ی ماورای بنفش خورشید غیر حساس بوده و امواج  ماورای بنفش دارای طول موج 1000 تا 4000 آنگستروم می­باشد.طول موج ماورای بنفش رسیده از خورشید به زمین حدود 2800 آنگستروم می­باشد که در هنگام عبور از جو زمین، جذب می­‌گردد. با بررسی­‌های انجام شده معلوم گشته معمولا تمامی حریق­‌ها تشعشع UV بین 1800 تا 2500 آنگستروم تولید می­کنند. (دامنه­‌ی حس­گرها حدودا در همین بازه یعنی 1800 تا 2500 آنگستروم قرار دارد.) دتکتورهای ساخته شده­‌ی اشعه­‌ی ماورای بنفش (حساس به اشعه­‌ی ماورای بنفش متساعد شده از شعله) نسبت به شعله­‌ی پایه­‌ی هیدروکربن-هیدروژن-فلزات بسیار حساس بوده و درسرعت حداکثر 10 میلی­‌ثانیه شعله را کشف می­‌نمایند..

تشخیص سریع و عکس­‌العمل نسبتا خوب در فاصله­‌ی زیاد (برد بالا) از مزایای این دتکتورها است.جوشکاری با طول موج بلند تاثیری برروی این دتکتورها ندارد.اما X-Ray، جوشکاری با نور مرئی، جرقه، کرونا و وجود بعضی از گازها درعملکردش اختلال به وجود می­‌آورد. هم­چنین معمولا نور لامپ­های جیوه­‌ای فشار پایین و لامپ­های خورشیدی ممکن است ایجاد آلارم کاذب نماید. این دتکتور مخصوص نصب در سایت­ها می­باشد، اما به علت وجود شرایط آلارم کاذب در سایت­ها، نصب آن در سایت­های مسقف بهتر است

------------------------------

  دتکتور IR:

انواع دتکتور IR:

1-   مونو فرکانس

2-    طیف باز

این نوع از دتکتورها برای حریق با پایه­‌ی غیر هیدروکربن مناسب نمی­‌باشند. نسبت به رطوبت، آب، یخ و منابع گرم حساس می­باشند و در عمل­کرد آن احتمال خطا وجود دارد.

در مونو فرکانس ها حساسیت دتکتور بر روی طول موج  که طول موج تشعشع‌ی تمامی سوخت­های هیدروکربن (پایه­‌ی هیدروکربن) است تنظیم شده است. انتخاب دامنه­‌ی 4.4 میکرون برای دتکتورهای IR و مزیت برجسته به همراه دارد.از یک سو تشعشعات منتتشره­‌ی آتش­‌های ناشی از این نوع سوخت­ها (هیدروکربنی) در همین پهنا قرار دارند و از سوی دیگر تشعشعات مادون قرمز خورشید در چنین دامنه­‌ای توسط جو زمین جذب می­‌شود. فلیکر حریق که بین 1 تا 30 هرتز می­باشد در این دتکتور به وسیله­‌ی یک فیلتر جذب می­گردد. سرعت زیاد 30 میلی­‌ثانیه نسبت به حریق، مقاومت در مقابل گرفتگی مانند گرد و غبار و روغن، مانند غیر حساس بودن در مقابل نور خورشید (تشعشع خاص ارسالی از خورشید به وسیله­‌ی جو زمین جذب شده است) و عدم حساسیت در مقابل جوشکاری، نور، X-Ray، جرقه، پدیده­‌ی کرونا از مزایای این دتکتور است.

حداکثر فاصله­‌ی تشخیص دتکتورهای IR

فاصله­‌ی 15 متر در دمای 1300درجه­‌ی کلوین و سطح شعله­‌ی 1 فوت مربع

فاصله­‌ی 5 متر در دمای 700 درجه­ی کلوین و سطح شعله­‌ی 1 فوت مربع

دتکتورهای طیف باز مادون قرمز، دتکتور با حساسیت کم می­باشند که در رنج (طول موج) وسیع جهت حریق­‌های متفاوت استفاده می­شود ولی دچار فالت فراوان می­‌باشد که عملا غیر قابل استفاده است. سنسورهای مادون قرمز معمولا از جنس باریم، استرانیوم، تیتانیوم ساخته می­شود و IR دریافتی را تبدیل به جریان و پس از عبور از فیلترهای الکترونیکی جریان با فرکانس خاص عبور نموده و وارد سیستم تشخیص می­شود تاخیر چند ثانیه­‌ای می­تواند از بروز خطا در این دتکتور تا حدی جلوگیری نماید.(6ثانیه)

دتکتور UV/IR:

معایب دتکتورهای  UV،  IR به صورت مجزاو هم­چنین داشتن مزایای زیاد دتکتورهای ترکیبی از قبیل سرعت، دقت، برد زیاد، باعث شدتا ترکیب این دتکتور جهت رفع معایب و دقت عمل­کرد مورد استفاده قرار گیرد.

شعله­‌ها با پایه­‌ی هیدروکربن در دو طیف مادون قرمز با طول موج 4.3 میکرومتر و فلیکر 1 تا 30 هرتز و اشعه­‌ی ماورای بنفش با طول موج 0.2 تا 0.3 میکرومتر تشعشع قابل توجه دارند. ترکیب دتکتور UV/IR جمع دو دتکتور UV و IR و اندازه­‌گیری فلیکر به صورت And و با سیستم پروسسور با منطق فازی – لاجیک جهت تشخیص به موقع و جلوگیری از اشتباه می­‌باشد. طیف عملکرد دتکتور دو تایی UV/IR قابلیت اطمینان بالاتری نسبت به دتکتورهای قبلی دارد.

این نوع از دتکتورها در تشخیص حریق هیدروژن که مقادیر زیادی اشعه­‌ی ماورای بنفش و کمی مادون قرمز تولید می­‌نماید، نسبت دو طیف تشعشع را نسبت به هم می­‌سنجد و در صورتی­که این نسبت طبق تنظیم اولیه باشد اعلام حریق می­‌نماید.

تشخیص شعله­‌ی زغال:

در این تشعشعات اشعه­‌ی ماورای بنفش کم و مادون قرمز زیاد می­‌باشد در صورتی­که درصد UV/IR اول نمی­‌تواند این نسبت را داشته باشد. می­‌توان این دتکتور را برای حریق زغال به صورت خاص تنظیم نمود(نسبت خاص UV/IR)

منابع خطا:

در این دتکتور وجود جرقه، نور، کرونای ولتاژ بالا، جوشکاری، IR منابع داغ لامپ هیدروژن، هالوژنه و غیره به تنهایی نمی­‌تواند خطا ایجاد کند. عامل خطا تنها هنگامی پیش می­‌آید که یک منبع اشعه­‌ی ماورای بنفش قوی مثل جوشکاری هم­زمان با جرقه (منبع IR یا اجسام داغ) فعال شوند. در این دتکتور UV با طول موج نور خورشید در کنار فلیکر مربوط به یک منبع IR که ممکن است از حرکت یک جسم یا یک نفر در جلو جسم داغ به وجود آید عامل خطا می­باشد.

هم­چنین X-Ray و جوشکاری یا سطوح داغ و اشعه­‌ی ماورای بنفش ممکن است خطا به همراه داشته باشد.

محدودیت­ها:

گازها، بخارات باعث کور شدن سنسور UV آن می­گردند برای شعله­‌های کربنی­(زغال) توصیه نمی­‌شود.. این دتکتور نسبت به شعله­‌های هیدروکربن(مایع، گاز، جامد) فلزات (منیزیم)سولفور، هیدروژن، هیدرازین و آمونیاک حساس می­باشد. سرعت عمل­کرد این دتکتور زیر 500 میلی­‌ثانیه است

----------------------------------

دتکتور IR/IR:

دتکتور  IR/IR  که می­‌تواند جهت سوختن مواد با پایه­‌ی هیدروکربن از پروسس دو طیف 4.3 تا 4.4 میکرون و 0.9 تا 3 میکرون که در اصل نسبت سنجی یا تفاضل سنجی می­‌نماید. (طیف 0.9 تا 3 میکرون بسیار حجیم می­باشد.) و هم­چنین وجود یک پروسسور که از وجود خطا در فضای حفاظتی می­‌کاهد، استفاده نماید. این دتکتور نسبت به انواع قبل برد و قابلیت اطمینان بیشتری دارد. دتکتورهای IR/IR برای طیف‌­های 0.8 تا 1 میکرون و 14.7 تا 16 میکرون هم طراحی و ساخته می­شوند.

بررسی کامل شعله با پایه­‌ی هیدروکربن نشان داد که در این شعله­ گاز CO2 متصاعد شده از اثر سوختن دارای IR تولیدی در رنج 4.3 تا 4.4 میکرومتر می­باشد.

هم­چنین با بررسی­‌های بیشتر در طیف 0.9 تا 3 میکرون (IR متساعد شده از انرژی خود شعله) مقادیر عظیمی IR وجود دارد.

اساس کار:

1-    آنالیر فلیکر

2-    اندازه­‌گیری تشعشع و طول موج دریافتی

3-    نسبت سنجی بین دو سیگنال رسیده از دو سنسور مادون قرمز

در این دتکتور بیس تشعشع 4.3 تا 4.4 میکرون ناشی از CO2­ می­‌باشد. برد مطلوب این دتکتور 20 متر جهت (2sq ft2 ) شعله خواهد بود.

-------------------------------------

دتکتور IR3

این نوع دتکتورها برد بسیار بالایی دارند و شعله را در فاصله­‌ی 60m  را کشف می­نماید. هیچ نوع فالتی را نمی­‌توان ازاین دتکتور از ترکیب سه دتکتور مادون قرمز می­باشد که یکی از دتکتورها مربوط به دریافت تشعشعات مادون قرمز در طول موج 4.3 تا 4.4 میکرومتر مربوط به CO­2 و دو سنسور دیگر یکی انرژی ساتع شده از اطراف شعله و با طول موج مشخص و دیگری اجسام داغ در محدوده­‌ی شعله را اندازه­­‌گیری می­‌کند.

(این دتکتور از ترکیب سه دتکتور مادون قرمز می­باشد که یکی از دتکتورها مربوط به دریافت تشعشعات مادون قرمز در طول موج 4.3 تا 4.4 میکرومتر مربوط به CO­2 و دو سنسور دیگر یکی انرژی ساتع شده از اطراف شعله و با طول موج مشخص و دیگری اجسام داغ در محدوده­‌ی شعله را اندازه­­‌گیری می­‌کند.(این دو سنسور معروف بهback ground یا black body می­باشند) و یک پروسسور نسبت تمامی این تشعشعات را سنجیده و از فالت کاذب جلوگیری می­نماید. هنگامی­که تمامی منطق فازی لاجیک دال بر وجود حریق شد، این پروسسور اعلام حریق می­‌نماید. در بعضی از این دتکتورها یکی از سنسورها مقدار نور متشعشع شده از حریق را دریافت و پروسس انجام می­‌پذیرد.(سنسور سیلیکونی نوری).

این دو سنسور معروف به back ground یا black body می­باشند) و یک پروسسور نسبت تمامی این تشعشعات را سنجیده و از فالت کاذب جلوگیری می­نماید. هنگامی­که تمامی منطق فازی لاجیک دال بر وجود حریق شد، این پروسسور اعلام حریق می­نماید. در بعضی از این دتکتورها یکی از سنسورها مقدار نور متشعشع شده از حریق را دریافت و پروسس انجام می­‌پذیرد.(سنسور سیلیکونی نوری).

این دتکتور برد بسیار بالایی دارد و شعله را در فاصله­‌ی 60m ( 1 sq) را کشف می­‌نماید. هیچ نوع فالتی را نمی­توان از  IR/IR/IR  انتظار داشت، منابع X-Ray، جوش­کاری، black body، کرونا و ... این دتکتور نسبت به انواع دیگر بسیار مطلوب جامع و خالی از اشتباه با برد بالا می­باشد.

انتظار داشت، منابع X-Ray، جوش­کاری، black body، کرونا و ... این دتکتور نسبت به انواع دیگر بسیار مطلوب جامع و خالی از اشتباه با برد بالا می­باشد.

........................................

فلیکر چیست:
فلیکر یک احساس شخصی از کم و زیاد شدن میزان روشنایی است که بصورت سوسوزدن نور لامپهای رشته‌ای ظاهر می‌شود.

عوامل موثر بر فلیکر کدامند؟
راه‌اندازی موتورها یکی از منابع معمول و اصلی ایجاد فلیکر در شبکه‌ها است. این دسته‌بندی کلی از موتورها شامل انواع فنها، پمپها، کمپرسورها، دستگاههای تهویه مطبوع، یخچال‌‌ها، آسانسورها و غیره است. همچنین بارهایی که به صورت متناوب کار می‌کنند مانند دستگاههای جوش قوسی یا نقطه‌ای، کوره‌های قوسی یا القایی باعث تغییرات ناگهانی در ولتاژ تغذیه شده و در نتیجه باعث ایجاد فلیکر می‌شوند. از منابع دیگر ایجاد کننده فلیکر می‌توان به سوئیچ کردن خازنهای تصحیح ضریب قدرت در شبکه اشاره کردهر پدیده‌ای که باعث تغییرات مقدار موثر ولتاژ منبع تغذیه می‌شود به عنوان عامل ایجاد‌کننده فلیکر شناخته می‌شود.
سوئیچ کردن بارهای مختلف می‌تواند باعث به وجود آمدن پدیده فوق شود، زیرا عموماً‌جریان هجومی در ملاحظه راه‌اندازی (سوئیچ کردن) از جریان حالت دائمی بیشتر است.

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد:

نویز فلیکر

نویز فلیکر (به انگلیسی: Flicker noise) یا چشمک زدن نور پدیده‌ای است که به سوسو زدن نور لامپ اطلاق می‌شود و باعث می‌شود فرد زیر نور لامپ احساس نارضایتی کند. عامل اصلی این پدیده نوسان ولتاژ است و مصرف کننده‌هایی مانند کوره قوس الکتریکی، دستگاه جوشکاری، ادوات الکترونیک قدرت و ... که مصرف بالایی دارند می‌توانند باعث به وجود آمدن فلیکر شوند.[۱] مشاهده فلیکر برای هر شخصی متفاوت است و دلیل آن تفاوت در دستگاه عصبی افراد است و اینکه امکان دارد فردی متوجه وجود نوسانات لامپ بشود یا نشود. فرکانس فلیکرهایی که رخ می‌دهد در حد چند دهم فرکانس تولیدی و معمولاً بین ۸ تا ۱۰ هرتز متغیر است.[۱]

تغییرات سریع جریان تغذیه کوره‌های الکتریکی (و سایر بارهای بزرگ نظیر دستگاه‌های نورد و دستگاه‌های حفاری) در مواقعی آنقدر زیاد است که منجر به تغییرات ولتاژ سیستم تغذیه گردیده و چشمک زدن لامپ را موجب می‌شود. به منظور به حداقل رساندن این اثرات لازم است که تغییرات ولتاژ را در سطح کمتر از مقدار مورد توافق (آستانه آزار) نگاه داشت. اصطلاح چشمک زدن ولتاژ (فلیکر ولتاژ) اغلب برای بیان کلیه اثرات نامطلوب تغییرات سریع ولتاژ به کاربرده می‌شود.

 .............................................................

دتکتور تشخیص شعله حریق (Flame Detector):

انواع: IR ,UV ,UV/IR ,IR2 ,IR3

از لحاظ محیط کاری: Ex d ,Ex de ,Ex ia , non-Ex و . . .

دتکتورهای شعله بر پایه شناسایی تابش‌های امواج فروسرخ یا ماورا بنفش عمل می کنند. این دتکتورها برای هر دو فضای باز و بسته  و نیز برای محل هایی که امکان وقوع حریق به صورت شعله بدون دود وجود داشته باشد بکار می رود که این دتکتورها باید در خط دید محوطه ای قرار بگیرند که قرار است پوشش بدهد. دتکتورهای شعله اغلب برای پوشش فضاهای باز بزرگ با سقف های بسیار بلند یا بدون سقف بکار می روند. این نوع آشکارسازها به حریق های دودزا نیز واکنش نشان می دهد و کمتر تحت تاثیر نور خورشید قرار می گیرد و علائم دریافتی را به صورت دیتا (کد یا اعداد رمزی) به پنل مرکزی اعلام حریق ارسال می کند. این نوع دتکتورها سنسورهایی دارند که تشعشعات الکترومغناطیسی طیف نوری صادر شده از شعله را حس می کنند که تنها به منظور اندازه گیری در محدوده فروسرخ یا فرابنفش بکار می رود به سبب آنکه در طیف مرئی نور، منابع تداخلی بسیاری وجود دارد. این آشکارسازهای شعله امواج نوری نامرئی [غیرقابل رویت] را تشخیص و شناسایی می کند که از شعله حریق متساعد (منتشر) می شود و باعث فعال شدن دتکتور و ارسال سیگنال به پنل مرکزی اعلام حریق (مرکز کنترل اعلام) می شود یعنی امواج نوری غیرمرئی که به وسیله شعله حریق منتشر می شود را تشخیص داده و فعال می شوند. این دتکتورها دارای زاویه دید 120 درجه هستند که در هنگام طراحی و نصب و کاربرد آن بایستی به آن توجه نمود و در مکان مناسبی قرار داد.

در کل این دتکتورها به نور مرئی، پرتوهای فروسرخ و فرابنفش حساس اند و قابلیت استفاده در مکانهای باز مثل سکوهای بارگیری و تخلیه مواد نفتی، نقاط حساس و خطرناک در کارخانه ها و مکانهایی که امکان انفجار سریع وجود دارد را دارند.

 دتکتورهای فروسرخ (IR)  مناسب برای انبارهای مسقف و باز و نیز محل تعمیرات هواپیما در مناطق روباز هستند و دتکتورهای فرابنفش (UV) برای مخازن نگهداری سوخت چاههای حفاری نفت، انبارها و اتاقک اسپری رنگ مناسب اند. در مکانهایی که امکان رسوخ دود باشد بکاربردن دتکتورهای فرابنفش (UV) مناسبتر از دتکتورهای مادون قرمز می باشد. این دتکتورها با استفاده از سنسور گیرنده امواج ماورابنفش شعله حریق یا اشعه مادون قرمز ، حریق را شناسایی و اعلام حریق می نمایند. زمان پاسخ این دتکتوها تنها حدود چند ثانیه می باشد و حریق را بسیار سریع تشخیص می دهند. این دتکتورها از لحاظ فضای بکار گیری در دو نوع داخلی (InDOOR) و خارجی (OutDOOR) موجود می باشند و نیز ولتاژ کاری اغلب آنها بین 12 ولت تا 30 ولت dc است.

کمپانی های برتر تولید کننده:

- Honneywell

- Control Logic

- Net Safety 

- Spectrex

- Siemens

- Talentum

- Autronica

- Rezontechn

- Det-tronic

- Groveley

- Gastro

- Patol