Вы здесь

Способ тестирования и настройки оптико-электронных пожарных извещателей на стенде «Дымовой канал»

В.В. Курбаков, В.Н. Сергеевич, канд. техн. наук,
V.V. Kurbakov, V.N. Sergeevich, Candidate of Engineering Sciences

УДК 614.842.435

Аннотация

Современные дымовые пожарные извещатели быстро реагируют на задымление верхней части помещений и обеспечивают реальную защиту людей и материальных ценностей от пожара. Однако пожарный извещатель должен быть правильно настроен, чтобы обеспечить быстрое обнаружение возгорания, но при этом сократить до минимума количество ложных срабатываний. На этапе производства важно контролировать чувствительность извещателей и стремиться к тому, чтобы порог срабатывания всех извещателей попадал в диапазон, определенный ГОСТом Р 53325-2012. В данной статье рассмотрен способ тестирования настройки оптико-электронных точечных дымовых пожарных извещателей на стенде «Дымовой канал».

Ключевые слова: пожарный извещатель, оптико-электронный, дымовой канал,

Abstract

Key words: fire detector

Введение

Оптико-электронные пожарные извещатели являются одними из самых эффективных средств обнаружения пожара, так как по статистике 90% пожаров начинаются с тления разного рода материалов [3]. Такие извещатели имеют в своем составе камеру, полностью закрытую от света, но пропускающую воздух. Аэрозольные частицы дыма, попадая с воздухом в камеру, рассеивают излучение, исходящее от источника света (ИК светодиода). Рассеянный свет попадает на ИК фотодиод высокой чувствительности. Измеряя интенсивность рассеянного излучения, можно обнаружить задымленность в камере, а значит и задымленность помещения.
Согласно ГОСТ Р 53325-2012[1, с.20] п. 4.7.2.2, оптико-электронные пожарные извещатели необходимо калибровать на специальном стенде «Дымовой канал» (рис. 1).


Рис. 1 – Стенд «Дымовой канал» для измерения чувствительности извещателей пожарных дымовых оптико-электронных

Извещатель устанавливают на специальную площадку (Рис. 1), после чего в камеру с помощью вентилятора нагнетается дым тлеющего хлопчатобумажного фитиля. Контроль оптической плотности дыма осуществляется измерителем «ИОПД-4». Принцип действия прибора основан на измерении потерь, возникающих при прохождении тестового излучения через задымленную среду. Прибор авто калибруется и стабилизируется в течение 30-ти минут при отсутствии дыма в камере. После стабилизации на выходы «ИОПД-4» установится напряжение 5В (полная прозрачность среды). Выходное напряжение прибора уменьшается при появлении дыма. Оптическая плотность дыма может быть рассчитана по формуле [2]:
$$D_i=\lg\frac{U_0}{U}$$, (1)

где
$U_0$ – напряжение на выходе прибора при отсутствии дыма;
$U$ – напряжение на выходе прибора при задымлении.

Согласно ГОСТ Р 53325-2012[1, с.19], п. 4.7.1.1, чувствительность пожарного извещателя (порог срабатывания) должна находится в пределах от 0,05 до 0,20 дБ/м. Поскольку ширина стенда «Дымовой канал» равна 0,4 м, то из формулы (1) следует, что определенный ГОСТом порог срабатывания пожарного извещателя должен находиться в диапазоне показаний «ИОПД-4» от 4,97В до 4,91В.

Процесс калибровки

В разработанных ООО НПП «САМИ» оптико-электронных пожарных извещателях ИП-212-01-САМИ используется микроконтроллер серии MSP430. Микроконтроллер имеет 10-ти разрядный АЦП, настроенный на ввод аналогового сигнала в диапазоне 0-1,5В. На вход АЦП подается сигнал ИК фотодиода, предварительно усиленный операционным усилителем.

Прибор «ИОПД-4» имеет выход для внешнего вольтметра. Для проведения калибровки один из извещателей был доработан таким образом, чтобы на вход операционного усилителя подавался выходной сигнал от прибора «ИОПД-4» (вместо сигнала ИК фотодиода), а коэффициент усиления операционного усилителя был установлен 1,33/5. Таким образом, на вход операционного усилителя доработанного извещателя от прибора «ИОПД-4» подавалось напряжение в диапазоне от 0 до 5В, а АЦП доработанного извщателя измеряло напряжение от 0 до 1,33В, пропорциональное показаниям прибора.
В итоге получилось устройство, которое подключается к шлейфу как обычный пожарный извещатель, и измеряет выходное напряжение прибора «ИОПД-4» (фактически плотность дыма в «Дымовом канале»). Для калибровки пожарного извещателя была собрана схема (рис. 2).


Рис. 2 – Схема подключения испытуемого извещателя и прибора во время калибровки.

Результаты

Для проведения калибровки были выбраны 2 извещателя (№21 и №22) с разной чувствительностью. Полученные данные были обработаны и их результаты представлены на Рис. 3 и Рис. 4.
На оси Х отражена оптическая плотность дыма (показания прибора «ИОПД-4»), а на оси У показания с АЦП тестируемого извещателя. Поскольку обе величины измерены в один и тот же момент времени, оказалось возможым нарисовать зависимость показаний АЦП пожарного извещателя от плотности дыма, измеренного прибором «ИОПД-4».


Рис. 3 – Результаты калибровки извещателя №21


Рис. 4 – Результаты калибровки извещателя №22
Выводы.

Как видно на Рис. 3, порог срабатывания извещателя №21 не может быть установлен в соответствии с ГОСтом. Его максимальная чувствительность оказалась равной всего лишь 4,74В, что хуже диапазона 4,97В - 4,91В.

Однако, как видно на Рис. 4, диапазон задымления, определенный ГОСТом, полностью попадает в разрядную сетку АЦП пожарного извещателя №22. Поэтому порог срабатывания для него может быть установлен на любом уровне в соответствии с ГОСтом. Таким образом, схемотехническое решение, реализованное в пожарном извещателе №22, может быть распространено на серийную продукцию.

Список использованных источников

  1. ГОСТ Р 53325-2012
  2. Руководство по эксплуатации ДКЯГ.416141.001 РЭ
  3. Неплохов И. Чувствительность дымового извещателя и ее контроль. - Алгоритм Безопасности, 2007.