Основные информационные параметры пожара и особенности преобразования их пожарными извещателями

Любой пожар сопровождается изменением характеристик окружаю­щей среды, обусловленных развитием горения и возникновением конвек­тивного теплового потока над его очагом. К таким характеристикам можно отнести: повышенную температуру окружающей среды, дым и продукты горения, а также световое излучение пламени. Автоматические пожарные извещатели сконструированы таким образом, чтобы реагировать на изме­нение одного или нескольких параметров пожара. В зависимости от вида контролируемого параметра они разделяются на тепловые, дымовые, пла­мени (световые), газовые и комбинированные извещатели. Автоматиче­ские пожарные извещатели преобразуют неэлектрические информацион­ные параметры пожара в электрические сигналы, которыми достаточно свободно можно оперировать при переработке информации приемно­контрольными приборами. В соответствии с ГОСТ 12.2.041 автоматиче­ский пожарный извещатель - это устройство для формирования сигнала о пожаре, которое реагирует на факторы, сопутствующие пожару.

Приведем основные положения, необходимые для понимания взаимо­действия извещателей с конвективной струей очага горения. Графическая модель процесса представлена на рис. 11.1. Изменения избыточной тем­пературы в месте установки пожарного извещателя над источником тепла можно определить из выражения

(11.1)

где Q_n - теплопроизводительность пожара, кДж/кг;

Н - высота размещения теплового извещателя, м;

R - расстояние от оси очага пожара до места ус­тановки извещателя, м.

Теплопроизводительность очага горения - величина, зависящая от ря­да параметров:

где ц - коэффициент химического недожога; F_n - площадь пожара ко вре-

мени , м ; Q_H - конвективный тепловой поток, кВт; V_M - массовая скорость

выгорания, кг/(с-м ).

Рис. 11.1. Информационные характеристики пожара: Сд - концентрация дыма; Th,R - температура;бп - теплопроизводительность очага пожара; Фп -поток излучения очага пожара

Получив количественную оценку теплопроизводительности очага по­жара, можно определить изменение температуры в любой точке помеще­ния, что является необходимым для оптимизации размещения тепловых пожарных извещателей.

Зона контроля пожарной сигнализации (пожарных извещателей) - со­вокупность площадей, объемов помещений объекта, появление в которых факторов пожара будет обнаружено пожарными извещателями.

Дымовой пожарный извещатель срабатывает при достижении концен­трации дыма в месте его установки, равной пороговому значению для дан­ного извещателя. Дым — это совокупность твердых и жидких частиц, взвешенных в воздухе или другой газообразной среде. Частички дыма в большинстве случаев очень малы (0,1 - 1,0 мкм). Под влиянием движения частицы в облаке дыма сталкиваются друг с другом и слипаются (коагули­руют), а средний размер частиц при этом увеличивается. Видимый челове­ческим глазом дым - это частицы размером от 0,4 до 10 мкм и более. Концентрация дыма определяется массой частиц аэрозоля в измеряемом объеме и выражается в кг/м³; числом частиц, содержащихся в 1 см³ дыма, и/м³; а также оптическими характеристиками: оптической плотностью D и показателем ослабления светового потока a, проходящего в задымленной среде путь длиной L.

D = lg(Vi);

a = 1/L lg(Io/l). (11.3)

где I_G, I - интенсивность измерительного светового потока в чистой и за­дымленной среде, соответственно.

Исследования показали, что характерный размер частиц дыма зависит от материала, подвергающегося горению, и условий температурного (тер­мического) воздействия. Пик максимальной концентрации дыма достига­ется при горении древесины и целлюлозосодержащих материалов: для час­тиц размером 0,45 - 0,50 мкм, для синтетических рулонных материалов на основе ПВХ - 1,5 мкм, для резины - 4,0 мкм, для ПСБС - 6,0 мкм. Распро­странение дыма в объеме защищаемого помещения происходит под влия­нием конвективных потоков от очага пожара. Существует несколько мате­матических моделей, описывающих этот процесс.

Очевидно, что процесс увеличение концентрации дыма будет зависеть от линейной и массовой скорости выгорания материалов, их свойств, ха­рактеризующих способность к дымообразованию, и расстояния до очага горения. При этом нарастание общей массы дыма Р_д при пожаре в поме­щении описывается дифференциальным уравнением первого порядка:

где К_д - коэффициент дымообразования, кг/кг;

С_д - концентрация дыма, кг/м3 ;

Q_y- количество удаляемого дыма, м /с.

При круговом развитии очага пожара, характерном для большинства пожаров, изменение концентрации дыма в точке с координатами Н и R оп­ределяется из выражения

_ч 0,33V V²K ft³

С, (^H,R)= ^{, M}_hR2 ' ^, (¹¹⁵)

где t - текущее время, с; H - высота расположения извещателя, м; R - рас­стояние от оси очага пожара до места установки извещателя, м; V_M - мае- совая скорость выгорания, кг/(м с); К_д - коэффициент дымообразования, кг/кг; Vi - линейная скорость горения, м/с; f - коэффициент неравномер­ности заполнения дымом объёма помещения.

Часто в технической литературе при указании характеристики дымо­вых извещателей, в особенности оптико-электронных, используется поня­тие оптической плотности дыма, на которую реагирует дымовой извеща- тель. Эта величина в разных литературных источниках называется уделъной оптической плотностью или показателем ослабления светового по­тока а и имеет размерность 1/м. Взаимосвязь данного параметра и концен­трации дыма, выраженной в мг/м³, была определена экспериментально (рис. 11.2) и представлена в виде аналитического выражения:

a = -0,0056 +0,7-10^-3 С_д+0,45-10^-5 С_д². (11.6)

Параметр а позволяет оценить такой опасный фактор пожара, как, на­пример, потеря видимости в задымленной среде £_вид. В первом приближе­нии можно записать:

£_вид = 1,698 / а. (11.7)

Как показали эксперименты, конечная измеряемая величина а и свя­занная с ней величина £_вид существенно зависят от длины волны источника светового излучения. Например, при одной и той же концентрации дыма С_д = 35 мг/м³, но для различного диапазона источника излучения (красный X = 0,61; зеленый X = 0,55; голубой X = 0,45), показатель ослабления светового потока оказался равен 0,02; 0,038 и 0,123. Что соответствует ви­димости в задымленной среде 77,3; 44; и 13,8 м.

Любой пожар сопровождается электромагнитным излучением в опти­ческом диапазоне. Оптический диапазон излучения в зависимости от дли­ны волны подразделяется на ультрафиолетовый (0,01 - 0,38 мкм), видимый (0,38 - 0,78 мкм) и инфракрасный (0,78 - 340 мкм).

Спектр излучения пламени содержит разный по интенсивности и диа­пазону состав, на который влияет большое количество факторов. На практике пламя обнаруживается на излучающем фоне, создаваемом ес­тественным и искусственным освещением (рис. 11.3). Фоновое излучение имеет свой спектральный состав и интенсивность.

Естественное освещение определяется спектром излучения солнца, прошедшего через атмосферу. В закрытых помещениях свет проходит через стекло, которое не пропускает УФ-излучения короче 0,33 мкм. Ис­кусственное освещение, за исключением специальных светильников УФ-излучения, не имеет в спектральном составе ультрафиолетовой со­ставляющей. Лампы накаливания имеют сплошной спектр. Поток регист­рируемого приемником излучения Ф_г определяется величиной потока из­лучения, прошедшего непосредственно от источника пожара и рассеянного частицами дыма:

ф_г = Ф₅+Ф_с = Ф_т \j²G_T G_z/4kL²]qxр (-pdL), (118)

где L - расстояние между источником и приемником излучения; p - кон­центрация частиц; d - сечение поглощения частиц.

Чтобы создать оптимальную систему обнаружения пожара по оптиче­скому излучению пламени, необходимо знать вид спектрального излуче­ния и его интенсивность.

11.1.1. Основные показатели и структура пожарных извещателей

Для обеспечения эффективной работы системы автоматической по­жарной сигнализации (АПС) необходимо определить влияющие на нее по­казатели пожарных извещателей.

Номенклатура показателей состоит из нескольких групп (ГОСТ 4.188).

Показатели назначения:

чувствительность или порог срабатывания - минимальное значение величины контролируемого параметра, при которой происходит срабаты­вание автоматического пожарного извещателя (АПИ). Он измеряется в тех же единицах, что и контролируемый параметр.

инерционность срабатывания - постоянная времени, так ее называют в некоторых литературных источниках. Инерционность - это время с мо­мента воздействия на чувствительный элемент АПИ контролируемого па­раметра, величина которого равна или превышает порог срабатывания и до момента выдачи сигнала АПИ.

контролируемая площадь - максимальная дальность действия, кон­тролируемый объем. Для извещателей пламени в некоторых случаях также угол обзора.

К этой группе показателей может быть отнесен и такой параметр, как время обнаружения пожара. Соотношение показателей назначения и време­ни обнаружения пожара в графической интерпретации показано на рис. 11.4.

Показатели надежности:

средняя наработка на отказ, вероятность безотказной работы, ве­роятность возникновения отказа, приводящего к ложному срабатыванию и др. Все эти показатели характеризуют свойства безотказности и указы­ваются в технической документации на изделия.

Кроме рассмотренных показателей, которые непосредственно влияют на эффективность систем АПС, есть еще ряд показателей, которые исполь­зуют проектировщики и разработчики аппаратуры. К ним относятся: по - казатели экономного использования материалов, энер­гии; эргономические; эстетические; транспортабельности; технологичности; стандартизации и унификации; патент­но-правовые; безопасности; экономические.

Совокупность представленных показателей позволяет судить о соот­ветствии выпускаемых изделий требованиям российских и международ­ных стандартов, производить сравнение пожарных извещателей, изготов­ленных в различных регионах, давать оценку оптимальности применения на конкретных объектах.

Пожарный извещатель предназначен для преобразования изменения параметров окружающей среды при возникновении пожара в сигнал, удобный для передачи по каналу связи на приемную станцию, где он мо­жет быть воспринят и расшифрован человеком.

Чувствительный элемент пожарного извещателя и система обработки сигнала преобразовывают контролируемый параметр в электрический сиг­нал, удобный для дальнейшей обработки и передачи.

Если пожарный извещатель преобразует входную величину без до­полнительного источника энергии, то он называется генераторным (на­пример, преобразование температуры окружающей среды в электродви­жущую силу). Если для такого преобразования требуется дополнительный источник питания, то такой извещатель называется параметрическим. Очевидно, что параметрические извещатели выгодно отличаются от гене­раторных тем, что электрическая выходная величина может передаваться на значительные расстояния.

Весьма важной характеристикой извещателя является его чувствитель­ность. Она характеризует способность извещателя реагировать на информа­ционные параметры пожара и равна отношению приращения выходной ве­личины к приращению входной величины извещателя. В АПИ рабочая точ­ка выбирается таким образом, чтобы обеспечить нечувствительность к оп­ределенному значению параметра окружающей среды. Это делается в целях повышения уровня помехозащищенности и обеспечения надежности изве­щателя. Например, для тепловых пожарных извещателей, работающих на обрыв цепи, при достижении порога срабатывания рабочая точка выбирает­ся равной 70 ⁰С. Если ее выбрать равной температуре помещения или ниже ее, то извещатель будет выдавать ложные срабатывания.

Автоматические пожарные извещатели в зависимости от характе- ра взаимодействия с информационными характеристика - ми пожара можно разделить на три группы.

1- я группа - извещатели максимального действия. Они реагируют на достижение контролируемым параметром порога срабатывания. Макси­мальный тепловой пожарный извещатель - пожарный извещатель, форми­рующий извещение о пожаре при превышении температуры окружающей среды установленного порогового значения - температуры срабатывания извещателя (по НПБ 85-00).

2- я группа - извещатели, которые реагируют на скорость нарастания контролируемого информационного параметра пожара. Такие извещатели называются дифференциальными. Таким образом, дифференциальный теп­ловой пожарный извещатель - пожарный извещатель, формирующий из­вещение о пожаре при превышении скорости нарастания температуры ок­ружающей среды выше установленного порогового значения.

3- я группа - извещатели, которые реагируют и на достижение контроли- руемым параметром заданной величины порога срабатывания, и на его про­изводную. Такие извещатели называются максимально-дифференциальными.

По способу обнаружения пожара автоматические пожарные извещатели можно разделить на активные и пассивные. В основу работы активных извещателей положен принцип заполнения защищаемого поме­щения определенным видом энергии. При пожаре в помещении фиксиру­ется изменение создаваемого поля и выдается сигнал тревоги. Пассивные точечные извещатели реагируют на характерные информационные свой­ства очага пожара в месте установки извещателя. В зависимости от спосо­ба восприятия изменения контролирующих параметров извещатели бы­вают точечные и линейные. Точечный пожарный извещатель (дымовой, тепловой) - пожарный извещатель, реагирующий на факторы пожара в компактной зоне. Линейный пожарный извещатель (дымовой, тепловой) - пожарный извещатель, реагирующий на факторы пожара в протяженной, линейной зоне.

Адресный пожарный извещатель - пожарный извещатель, который передает на адресный приемно-контрольный прибор код своего адреса вместе с извещением о пожаре (по НПБ 58).

Автономный пожарный извещатель - пожарный извещатель, реаги­рующий на определенный уровень концентрации аэрозольных продуктов горения (пиролиза) веществ и материалов и, возможно, других факторов пожара, в корпусе которого конструктивно объединены автономный ис­точник питания и все компоненты, необходимые для обнаружения пожара и непосредственного оповещения о нем (по НПБ 66).

11.1.2. Конструктивные особенности современных типов пожарных извещателей

11.1.3. Тепловые пожарные извещатели

Тепловой пожарный извещатель - пожарный извещатель, реагирую­щий на определенное значение температуры и (или) скорости ее нараста­ния. Принцип действия тепловых пожарных извещателей заключается в изменении свойств чувствительных элементов при изменении температу­ры. По конфигурации измерительной зоны тепловые ПИ подразделяются на точечные, многоточечные и линейные.

Существуют следующие типы тепловых пожарных извещателей:

ИП-101 - с использованием зависимости изменения величины термо­сопротивления от температуры контролируемой среды;

ИП-102 - с использованием возникающей при нагревании ТЭДС;

ИП-103 - с использованием линейного расширения тел;

ИП-104 - с использованием плавких или сгораемых вставок;

ИП-105 - с использованием зависимости магнитной индукции от тем­пературы.

Выполнены теоретические проработки возможности использования в средствах обнаружения пожара (по параметру температуры) эффекта Хол­ла (ИП-106), объемного расширения газа (ИП-107), сегнетоэлектриков (ИП-108), зависимости модуля упругости от температуры (ИП-109), резо­нансно-акустических методов (ИП-110), комбинированных методов (ИП-111), эффекта "памяти формы" (ИП-114), термобарометрических из­менений (ИП-131) и др.

Извещатель пожарный ИП-101. Извещатель представляет собой ав­томатическое термоэлектрическое устройство, осуществляющее электри­ческую сигнализацию и оптическую индикацию повышения температуры в защищаемом помещении. ИП-101-2 - максимально-дифференциальный извещатель - срабатывает при достижении заданного порога срабатывания и в случае быстрого нарастания температуры. Температура срабатывания +50 ⁰С . Инерционность срабатывания 60 с.

В основу работы извещателя положена зависимость величины термо­сопротивления (чувствительного элемента) от температуры R = f(T). Ос­новными узлами и элементами схемы являются терморезисторный дели­тель напряжения, компаратор напряжений, узел памяти (рис. 11.6).

В дежурном режиме все транзисторы извещателя закрыты. Проводи­мость мала и равна сумме проводимостей делителя R1-R6. Ток делителей формирует на стабисторах VD1, VD2 напряжения, запирающие транзисто­
ры VT3, VT4 узла памяти, обеспечивая помехоустойчивость извещателя. При медленном повышении температуры сопротивления R1 и R2 умень­шаются пропорционально друг другу.

Напряжение на резисторе R3 ив точке соединения R1, R2 медленно растет и при достижении температуры 60 ⁰С становится достаточным для открывания транзисторов компаратора (и включения узла памяти).

Извещатель срабатывает по максимальному каналу. При быстром по­вышении температуры сопротивление терморезистора R2 не успевает уменьшиться, напряжение в точке соединения резисторов R1,R2 достигает порога открывания транзисторов компаратора напряжения VT1,VT2 при температуре ниже температуры срабатывания. Извещатель срабатывает по дифференциальному каналу. Стабистор VD4 и развязывающий диод VD5 обеспечивают возможность работы нескольких извещателей с одним групповым выносным устройством оптической индикации срабатывания. Существуют извещатели и с другими электронными схемами.

Извещатели пожарные тепловые бесконтактные максимального дей­ствия ИП-101-20/1-70, ИП-101-20/1-62, "МАК-1Т" с номинальной порого­вой температурой срабатывания 70 или 62 °С являются восстанавливае­мыми, контролируемыми изделиями многократного действия и предназна­чены для применения в составе автоматических установок пожарной сиг­нализации для обнаружения загораний, сопровождающихся повышением температуры в закрытых помещениях.

В извещателях "МАК-1 Т" применен в качестве теплочувствительного элемента специальный пленочный малоинерционный терморезистор с ре­
лейной температурной характеристикой, обладающий скачкообразным из­менением сопротивления (проводимости) не менее чем на три порядка при температурах 70 и 62 ⁰С соответственно. Извещатель имеет встроенный оптический индикатор срабатывания и формирует тревожное извещение о пожаре при достижении в защищаемом помещении температуры, соответ­ствующей пороговой температуре срабатывания извещателя, путем скач­кообразного снижения его внутреннего сопротивления, которое не зависит от величины напряжения в шлейфе, в пределах от 3 до 30 В. Извещатели могут включаться в шлейфы любых пожарных и охранно-пожарных при­емно-контрольных приборов, таких, как ППК-2, "Топаз", "АРГУС", "ЛИ- ГАРД" идр.

Для защиты взрывопожароопасных помещений (категории помеще­ний А и Б по НПБ 105), а также для установки во взрывоопасных зонах всех категорий (по классификации ПУЭ) извещатели выпускаются в спе­циальном конструктивном исполнении (с дополнительной защитной крышкой и маркировкой "ИБ" ). Указанные извещатели, установленные во взрывоопасных помещениях и зонах, необходимо включать только в ис­кробезопасную цепь-шлейф пожарных или охранно-пожарных приемно­контрольных приборов (типа "КОРУНД-1 И", Прибора УПКОП135-1-1 "Искробезопасная цепь" и др.).

Разновидностью полупроводниковых извещателей, основанных на изменении электрических параметров полупроводника при его нагревании является термочувствительный кабель (ТЧК). Он представляет собой гибкий коаксильный провод из нержавеющей стали с наружным диамет­ром 1,5 - 3 мм. Внутри оболочки проложен стальной проводник. Между оболочкой и проводником проложен полупроводниковый состав с отрица­тельным температурным коэффициентом сопротивления:

R_t = Aexp(B/T)/L, (11.9)

где А - постоянная, зависящая от материала изоляции, Ом/см; В - коэффи­циент, характеризующий температурную чувствительность кабеля, ⁰С; L - длина кабеля, м.

При нагревании кабеля в любом месте изменяется его сопротивление. Такое изменение электрических параметров чувствительных полупровод­никовых элементов преобразуется электронной схемой в сигнал тревоги. Примером такого устройства является линейная система сигнализации Alarmline LHD 4 (рис. 11.7) фирмы "KIDDE". Устройство обнаружения пожара имеет сенсорную длину чувствительного элемента 300 м (макси­мальная длина 1,5 км ), слабо чувствительного по отношению к механиче­ским и химическим воздействиям, коррозии, влажности, пыли и пригодно­го для применения во взрывоопасных зонах. Данная система состоит из двух компонентов: сенсорной линии и блока обработки результатов изме­
рения. Сенсорная линия системы состоит из четырех медных проводов. Они покрыты материалом цветного кодирования с отрицательным темпе­ратурным коэффициентом и имеют огнестойкую наружную оболочку. Провода сенсорной линии в конце соединяются друг с другом и гермети­чески уплотняются таким образом, что возникают две петли. Обе петли постоянно контролируются. Разрыв или короткое замыкание вызывают аварийный сигнал в блоке обработки результатов.

При повышении температуры изменяется электрическое сопротивле­ние между обеими петлями; с повышением температуры сопротивление уменьшается. Это изменение распознается блоком обработки результа­тов, который при превышении установленной температуры реагирования включает аварийный сигнал.

Материал с отрицательным температурным коэффициентом

Контроль обрыва

Провод сенсорной линии \

Контроль обрыва

Защитная изоляция

Измерение сопротивления

Рис. 11.7. Линейный тепловой извещатель

К тепловому линейному извещателю относится используемый в на­шей стране детектор PHSC фирмы "Protectowire”, который состоит из двух проводников, каждый из которых покрыт материалом, чувствитель­ным к нагреву. Проводники скручены вместе для создания внутреннего напряжения между ними, покрыты защитной пленкой и закрыты внешней оболочкой для того, чтобы выдерживать воздействия окружающей среды. При монтаже прибор подсоединяется к одному концу проводников таким образом, что при подключении питания через детектор и цепь управления проходит небольшой контрольный ток. При критической температуре (принятой равной 68, 88 и 138 ⁰С) чувствительный к нагреву материал становится пластичным под давлением скрученных проводников, и они замыкаются. Этот процесс происходит в точке нагрева в любом месте по длине детектора.

Применение линейного теплового извещателя наиболее эффективно в кабельных каналах, электроподстанциях, высокостеллажных складах, мор­ских судах, ангарах, фальшполах компьютерных залов (табл. 11.2). Линей­ный детектор точно определяет местонахождение точки перегрева в любом
месте этих сооружений, а также выдерживает агрессивное воздействие ок­ружающей среды. Линейный извещатель подключается через интерфейс­ный модуль типа PIM-93 к приемно-контрольному прибору.

Извещатель монтируется непрерывными участками без отводов и раз­ветвлений. Максимальная длина извещателя ограничивается лишь электри­ческими параметрам контрольной аппаратуры и составляет около 1000 м.

Импортные термочувствительные кабели относительно дороги, не со­гласуются с отечественными приёмно-контрольными приборами, воспри­имчивы к электромагнитным наводкам.

В связи с вышеизложенным представляет интерес использование в системах пожарной сигнализации волоконно-оптических световодов.

Первые сведения об использовании за рубежом волоконно­оптических световодов в качестве термодатчиков появились в 70-х гг. прошедшего столетия. Датчики рекомендовалось применять в тех случаях, когда традиционные термопреобразователи подвержены влиянию микро- и высокочастотных волн, вихревых токов и т.д.

В середине 90-х гг. в США были внедрены волоконно-оптические линейные тепловые датчики различных наименований и принципов дейст­вия. Самым известным является датчик типа «Оптический с измерением коэффициента отражения методом совмещения прямого и отраженного испытательных сигналов» (Optical Time Domain Reflectomery, OTDR), ра­ботающий по принципу измерения процентного соотношения обратного рассеяния излучения по длине извещателя. Высокая стоимость микропро­цессорных управляющих устройств в данном извещателе существенно ог­раничивает их область применения.

Достижения последних лет в области создания волоконно­оптических датчиков позволили институту «Гипроуглеавтоматизация» Комитета по угольной промышленности при Министерстве топлива и энергетики РФ комплексно подойти к созданию и организации производ­ства волоконно-оптических тепловых линейных пожарных извещателей и систем сигнализации, которые обладают:

невосприимчивостью к электромагнитным полям;

пожаро- и взрывозащищенностью;

электробезопасностью;

отсутствием ложных срабатываний;

встроенной самодиагностикой состояния системы;

простотой монтажа на объекте;

малыми эксплуатационными расходами;

высокой чувствительностью и стабильностью работы.

Принцип работы следующий: в волоконно-оптический кабель посы­лается световой импульс. При отсутствии заметных температурных гради­ентов вдоль кабеля импульс отражается от конца световода и возвращается через время, определяемое двойной длиной световода. При наличии тем­пературных изменений на любом участке световода часть энергии светово­го импульса отражается на другой длине волны. Регистрируя по принципу радиолокации время возврата импульса, определяется координата анома­лии. Измеряя амплитуду сигнала отраженного импульса на смещенной частоте, определяется температура в месте аномалии и ее градиент. Измеряемыми параметрами являются:

превышение градиента нарастания температуры по отношению к не­которой заданной величине;

абсолютное значение температуры в любом месте на длине волокон­но-оптического кабеля;

координата места температурной аномалии.

Монтаж системы сводится к прокладыванию кабеля внутри и вне объ­екта и подключению его к блоку управления и регистрации. Это сущест­венно упрощает монтаж системы противопожарной защиты, экономя мно­жество медных проводов.

В настоящее время данная волоконно-оптическая система пожарной сигнализации успешно эксплуатируется по защите угольных конвейеров на шахтах Кузбаса.

Извещатель ИП-102. Извещатель предназначен для подачи сигнала о скачкообразном изменении температуры окружающей среды. Извещатель относится к числу генераторных. В качестве чувствительного элемента имеет батарею из термопар. Извещатель дифференциального действия. Электрическая схема представлена на рис. 11.8. При скачкообразном из­менении температуры малоинерционные спаи быстро нагреваются за счет большей площади поверхности, а температура инерционных (обычных) спаев повышается значительно медленнее, т.е. спаи имеют разную темпе­
ратуру, за счет чего возникает ТЭДС. Возникновение ТЭДС обусловлено интенсивным переходом свободных электронов при изменении температу­ры концов термопар. Электрод из материала с электронной проводимо­стью (более нагретый конец) приобретает положительный потенциал, а электрод из материала с дырочной проводимостью-отрицательный. Возни­кающая ТЭДС равна:

E_t = a_cp (Г_р - Г_св), (11.10)

где а_ср - среднее значение коэффициента ТЭДС электродов, В/⁰С; Тр, Т_т - температурарабочего и свободного спаев.

Извещатель ИП-102 (торговое название ДПС-038) применяют во взрывоопасных помещениях классов В-1а, В-16, В-1г, В-П, В-Па соглас­но ПУЭ. Защищаемая площадь до 30 м . Инерционность срабатывания до 7 с.

Модификацией извещателя ИП-102 является автоматический пожар­ный извещатель ДПС-1АГ. Он также относится к группе дифференциаль­ных. Чувствительным элементом у него служит батарея из 8 хромель- копелевых термопар, соединенных последовательно. При резком повышении температуры окружающей среды в датчиках появляется ТЭДС и выдаётся сигнал на исполнительный блок БИ-2АЮ. Система срабатывает при нарас­тании температуры со скоростью не ниже 25 ⁰С/с и одновременном нагре­вании трех извещателей не выше 150 ⁰С.

Для защиты протяженных объектов, кабельных каналов, взрывоопас­ных помещений применяется извещатель пожарный тепловой многото­чечный ИП-102-2х2. В конструкции чувствительного элемента извещателя используется комплект термопар, равномерно распределенных по длине на расстоянии до 150 м (на один блок сопряжения (БС)).

Приемный пульт АПС Рис. 11.8. Схема включения ДПС-038 в приемную аппаратуру

Порог срабатывания по скорости роста температуры 5 и 10 ⁰С/мин. Инерционность 30 - 180 с.

Извещатель ИП-103. Извещатель предназначен для защиты резер­вуаров с ЛВЖ и ГЖ (ИП-103-1). Температура срабатывания по двум кана­лам извещателя от 70 до 140 ⁰С. Извещатель состоит из чувствительного элемента, защитной (вводной) коробки с крышкой и уплотнительных про­кладок. Он устанавливается на резервуаре с помощью специального флан­ца с резьбой. Чувствительный элемент выполнен в виде двух биметалличе­ских датчиков, настроенных на температуру срабатывания 140 ⁰С. Чувст­вительный элемент крепится к вводной коробке и помещается в защитную втулку, выполненную из коррозионностойкой стали. Извещатель имеет взрывобезопасный уровень взрывозащиты типа "взрывонепроницаемая оболочка", маркировку по взрывозащите IExd11AT3. При нагревании би­металлическая пластина изгибается и разрывает контакт электрической сигнализации. Инерционность извещателя не превышает 60 с.

Для защиты взрывоопасных помещений, объектов с агрессивной сре­дой также применяется извещатель ИП-103-2 (ТРВ-2). Нормальная работа извещателя (рис. 11.9) гарантируется при температуре окружающей среды от -30 до + 50 ^oC и относительной влажности воздуха до 98 %.

Принцип действия извещателя основан на различии коэффициентов линейного расширения латунной трубки и инварового стержня, находящегося внутри нее. Изве­щатель имеет две контактные группы, ко­торые обеспечивают срабатывание ИП при температурах 70 и 120 ⁰С с инерционно­стью не более 60 с. Окружающая среда мо­жет содержать взрывоопасные смеси газов с воздухом категорий IIa и II6 и групп Т1-Т4.

Взрывозащищенность извещателя дос­тигается за счет заключения электрических частей во взрывонепроницаемую оболочку, которая выдерживает давление взрыва и исключает его передачу в окружающее пространство.

К этой же группе устройств относится автоматический биметаллический максимально-дифференциальный извещатель типа МДПИ-028. Чувствитель­ным элементом извещателя являются две биметаллические спирали Архиме­да, одна из которых расположена в закрытой камере, другая - в открытой. При быстром изменении температуры окружающей среды (V=30 ⁰С/мин) из­вещатель срабатывает как дифференциальный. При этом открытая спираль
прогревается быстрее, чем закрытая, разрывая контактную группу. При мед­ленном повышении температуры обе спирали прогреваются одинаково и из­вещатель срабатывает как максимальный при достижении порога срабатыва­ния 70 или 90 ⁰С. Инерционность извещателя составляет 120 с.

Для защиты производственных помещений используется извещатель тепловой ИП-103-4/1. В извещателе в качестве чувствительного элемента используется миниатюрное термореле. Благодаря высокой надежности, относительно небольшой стоимости эта разработка в различных модифи­кациях нашла широкое применение для защиты объектов народного хозяй­ства.

Извещатель ИП-104. Извещатель тепловой легкоплавкий длительное время широко применялся благодаря простоте конструкции и возможности подключения в установки охранно-пожарной сигнализации. Извещатель разового действия, перемонтируемый. В качестве чувствительного элемен­та применены две подпружиненные металлические пластины, соединен­ные сплавом Вуда, с температурой плавления 70-74 ⁰С. При нагревании сплав расплавляется и пружинящие контактные пластины размыкают цепь сигнализации.

К недостаткам извещателя следует отнести старение сплава в течение длительного времени эксплуатации, а значит, увеличения его инерционно­сти, невозможность проведения проверки работоспособности непосредст­венно контактной группы.

Извещатель тепловой магнитный ИП-105. Извещатель пожарный тепловой магнитный ИП-105-2/1 (ИТМ) предназначен для работы в закры­тых помещениях наземных объектов и рассчитан на непрерывную кругло­суточную работу. Применяется в установках пожарной и охранно­пожарной сигнализации, воспринимающих сигнал о размыкании шлейфа