Bezpečnostní inženýrství. - Detektory požárů a senzory plynů -

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Bezpečnostní inženýrství. - Detektory požárů a senzory plynů -"

Dominik Bárta
před 8 lety
Počet zobrazení:

1 Bezpečnostní inženýrství - Detektory požárů a senzory plynů -

2 Úvod 2 Včasná detekce požáru nebo úniku nebezpečných látek = důležitá součást bezpečnostního systému Základní požadavky včasná detekce omezení falešných poplachů varovný signál (informace záchranných složek) Rozšiřující schopnosti zahájení automatických systémů potlačení vyplutí elektrických a vzduchotechnických zařízení...

poplachů varovný signál (informace záchranných složek) Rozšiřující schopnosti

3 Požární hlásiče - rozdělení 3

4 Detektory požáru ruční požární hlásič 4 = nejstarší metoda detekce (nejjednodušší) poplach spouští pozorovatel Pro bezprostřední vyhlášení požárního poplachu nebo spuštění hašení. Povrchová montáž na snadno dostupných místech. Výhody - rychlé hlášení nebezpečí po přímém pozorování Nevýhoda - nepracuje automaticky

požárního poplachu nebo spuštění hašení.

5 Automatické požární detektory 5 Automatický hlásič požáru je zařízení, které umí zjistit vznik požáru na základě vyhodnocení vnějších projevů požáru (kouře) a vyhlásit požární poplach. Existuje mnoho typů hlásičů v závislosti na způsobu detekce požáru a použití. Nejrozšířenějším typem je optickokouřový hlásič kouře. Má nejlepší provozní vlastnosti. Dalšími typy jsou např. tepelný hlásič a plamenný hlásič

Existuje mnoho typů hlásičů v závislosti na způsobu detekce požáru a použití.

6 Automatické požární detektory - principy Měření teploty = nejstarší automatické detektory požárů, rozvoj automatických hasicích systémů (sprinklerů stabilní hasicí zařízení) od Termoelektrické články měří teplotu na základě termoelektrického jevu. Ten funguje na principu, že v uzavřeném elektrickém obvodu dvou vodičů z různých kovů, kdy má každý různou teplotu, teče elektrický proud. Pokud tento obvod rozpojíme, jsme schopni měřit hodnoty termonapětí, které jsou dány rozdílem teploty mezi spoji. 6 Termomaximální detektory spustí alarm při dosažení nastavené teploty, domácnost cca 60 C. Termodiferenciální detektory spoustí alarm při nárůstu teploty větším než 8 C/minutu.

Ten funguje na principu, že v uzavřeném elektrickém obvodu dvou vodičů z různých kovů, kdy má každý různou teplotu, teče elektrický proud.

7 Automatické požární detektory - principy Opticko-kouřový hlásič 7

8 Automatické požární detektory - principy Kombinovaný opticko-kouřový hlásič 8

9 Automatické požární detektory - principy 9 Kombinovaný opticko-kouřový hlásič Ionizační hlásič Princip funkce ionizačního hlásiče je naprosto shodný s opticko-kouřovým hlásičem. Rozdíl spočívá v druhu zdroje záření a vyhodnocovacího modulu. Zdrojem záření je mizivé množství radioaktivního prvku Americia (Am). Oba hlásiče potřebují zdroj napájení (pro funkci LED diody a vyhodnocovací jednotky, kontrolního okruhu přijímače, světelné kontrolky, akustické sirény) Při likvidaci ionizačního hlásiče - jde o nebezpečný odpad, vyžaduje zvláštní režim zacházení (uložení do speciálního kontejneru, evidence původu a speciální likvidace v určené laboratoři apod.)! Při likvidaci opticko-kouřového hlásiče jde o obyčejný elektronický odpad.

Oba hlásiče potřebují zdroj napájení (pro funkci LED diody a vyhodnocovací jednotky, kontrolního okruhu přijímače, světelné kontrolky, akustické sirény) Při likvidaci ionizačního

10 Automatické požární detektory - principy 10 Plamenné hlásiče Každý typ paliva vytváří plamen se specifickým emisním spektrem.

11 Automatické požární detektory - principy 11

Automatické požární detektory - principy 12 Plamenné hlásiče Většina energie je neviditelná. Část spektra, kterou můžeme pozorovat, je ve viditelné oblasti díky uhlíku přítomném v plamenu.

12 Automatické požární detektory - principy 12 Plamenné hlásiče Většina energie je neviditelná. Část spektra, kterou můžeme pozorovat, je ve viditelné oblasti díky uhlíku přítomném v plamenu. Neviditelnou infračervenou oblast spektra vnímáme jako teplo. Palivo bez uhlíku (např. vodík) hoří světle-modrým transparentním plamenem. Energie kw 2% z celkové energie plamene Ve spektru také chybí typický CO 2 pík při vlnové délce 4.4µm a tak může být detekován pouze UV nebo UV/IR detektory. Near IR Visible UV Vlnová délka 4.4

Neviditelnou infračervenou oblast spektra vnímáme jako teplo. Palivo bez uhlíku (např.

13 Automatické požární detektory - principy 13 Plamenné hlásiče Každý plamenný hlásič obsahuje jeden nebo více optických senzorů citlivých na elektromagnetické energie vyzařované na různých vlnových délkách v různých spektrálních pásmech. Výhody: rozsah citlivost rychlost přesnost Nevýhody: náklady detektor musí vidět plamen

energie vyzařované na různých vlnových délkách v různých spektrálních pásmech.

Automatické požární detektory - principy 14 Plamenné hlásiče UV/IR kombinace 1. 2.

14 Automatické požární detektory - principy 14 Plamenné hlásiče UV/IR kombinace micron IR senzor (detekce H 2 O radiace) micron IR senzor (detekce CO 2 radiace) IR 3 detektor N-heptan: 65 m Methan: 30 m

7 micron IR senzor (detekce H 2 O radiace) 2. 4.

15 Plynové senzory 15 Principy Vstupní veličina: chemická veličina (výskyt určité látky v analyzovaném prostředí) dělení senzorů podle skupenství anal. fáze (plynové x kapalinové) požadavek na důkaz (určení kvality) nebo na stanovení (kvantita) Princip detekce jedná se vždy o kontaktní senzory (interakce pevná látka -plyn) elektrické vlastnosti aktivní vrstvy se popisují modelem polovodiče aktivní vrstva senzoru se během detekce chemicky nemění, pouze si vyměňuje přímo nebo zprostředkovaně elektrony s molekulami detekovaných plynů v důsledku toho se mění její elektrofyzikální vlastnosti Výstupní veličina elektrická (impedance resp. rezistance) pasivní senzory

-plyn) elektrické vlastnosti aktivní vrstvy se popisují modelem polovodiče aktivní vrstva senzoru se během detekce chemicky nemění, pouze si vyměňuje přímo nebo

16 Plynové senzory 16 Chemický senzor vs. klasický analyzátor chemické senzory výhody nízká cena, jednoduchost obsluhy, malé rozměry, nízká spotřeba, přenosnost, rychlost nevýhody nestabilita, nepřesnost, rozptyl parametrů při výrobě, problémy se selektivitou, katalytickými jedy, citlivostí, dynamickými vlastnostmi klasické analyzátory * přesnost, stabilita, selektivita, odolnost, trvanlivost vysoká cena, náročná obsluha, velké rozměry, vyšší spotřeba, nepřenosnost * chromatografie, hmotnostní, UV a VIS spektroskopie, elektrochemické metody,...

nevýhody nestabilita, nepřesnost, rozptyl parametrů při výrobě, problémy se selektivitou, katalytickými jedy, citlivostí, dynamickými

17 Plynové senzory 17 Polovodičový senzoru ÚFMT VŠCHT Schéma řezu planárním senzorem: Pt -drátky aktivní vrstva Pt - elektrody Al 2 O 3 substrát topení interdigitální Pt elektrody vzdálenost mezi elektrodami desítky μm substrát z nevodivé keramiky Skutečná podoba senzoru: a) měrné elektrody b) topení aktivní vrstva nejčastěji na bázi oxidu kovu (SnO 2,In 2 O 3 apod.) tloušťka aktivní vrstvy cca nm

elektrodami desítky μm substrát z nevodivé keramiky Skutečná podoba senzoru: a) měrné elektrody b)

18 Plynové senzory 18 Princip funkce - jedná se o tzv. spalovací režim detekce. vyžaduje porézní aktivní vrstvu s velkým relativním povrchem (tvořenou jednotlivými zrny polovodivého materiálu) probíhá v prostředí se značným nadbytkem kyslíku (21 vol.% O 2 vs. řádově jednotky až stovky ppm detekovaných plynů) molekuly detekovaných plynů si zprostředkovaně vyměňují elektrony s aktivní vrstvou aktivní vrstva během detekce nemění chemické složení ani krystalovou strukturu registrují se změny rezistance (impedance) senzoru v závislosti na složení okolní atmosféry rezistance senzoru jako celku je řízena procesy na hranicích zrn

19 Plynové senzory 19 Komerční senzory hlavním dodavatelem je japonská firma FIGARO (řada senzorů TGS) cena v řádu stovek Kč za jednotlivý senzor

Podobné dokumenty

Bezpečnostní inženýrství. - Detektory požárů a senzory plynů -

Bezpečnostní inženýrství. - Detektory požárů a senzory plynů - Bezpečnostní inženýrství - Detektory požárů a senzory plynů - Elektrická požární signalizace a detekce úniku plynu 2 EPS = důležitá součást systémů protipožární ochrany zajišťuje včasnou a rychlou identifikaci