Напишіть нам повідомлення!

Газосигналізатори

Газоаналізатори

Периферійні прилади

Каталог продукції

Проблеми впровадження у виробництво і побут пожежних сповіщувачів газових

 

В.Козубовський, доктор технічних наук, провідний науковий співробітник,

М.Федак, аспірант,

Ужгородський національний університет

 

    Розглянуті проблемні питання впровадження у виробництво пожежних сповіщувачів газових. Показано, що сертифікаційні випробування сповіщувачів газових є необґрунтовано складними і суттєво відрізняються від випробувань газосигналізаторів, хоча вони мають фактично одне і те ж призначення – визначення загазованості приміщень. Показані переваги і недоліки пожежних сповіщувачів газових. Автори вважають, що широкому впровадженню пожежних сповіщувачів газових може сприяти їх використання в якості приладів подвійного призначення – для виявлення пожежі на ранніх стадіях її розвитку і для визначення загазованості приміщень токсичними і пожежонебезпечними газами та парами.

    Останнім часом велика увага приділяється пожежним сповіщувачам газовим (ПСГ) як приладам виявлення пожеж на початкових стадіях їх розвитку [1]. Дійсно, при низьких температурах горіння проходить неповне окиснення вуглецю й виділяється велика кількість чадного газу (СО) і диму (незгорілі частинки вуглецю). Однак, добре відомі й широко використовувані димові сповіщувачі не дозволяють виявити пожежу на етапі тління речовини настільки швидко, як це можуть зробити ПСГ СО. Як ми вже говорили, дим - незгорілі  частинки, досить важкі, вони накопичуються внизу й піднімаються нагору до сповіщувачів за рахунок конвекційних і дифузійних потоків при значному градієнті температур. Ці потоки досить інтенсивні тільки при значному перепаді температур, тобто коли температура горіння досить висока й початковий етап горіння пройдений. У випадку ж чадного газу – він швидко піднімається нагору за рахунок броунівського хаотичного руху молекул. Дійсно, молекулярна вага СО – 28, така ж як і в азоту й ці гази швидко перемішуються за рахунок хаотичного руху молекул. Враховуючи ці фактори в наш час розроблено ряд міжнародних стандартів ISO 7240-8, EN 54-30  які визначають вимоги до пожежних сповіщувачів газовим, приводять методи їх випробувань. Розроблений також проект стандарту  РФ ГОСТ Р 53325 з врахуванням EN 54 і ISO 7240. Однак методи випробувань цих приладів не обґрунтовано складні, дорогі, що перешкоджає їхньому широкому впровадженню у виробництво. Дійсно, ПСГ є по суті газосигналізатор. Методика випробувань газосигналізаторів досить добре відпрацьована метрологічними службами, є грамотні фахівці. А для пожежних сертифікаційних центрів – це річ у собі й вони не знають як грамотно й з найменшими зусиллями провести випробування цих приладів. Тому центри проводять сертифікаційні випробування за стандартною методикою як і для всіх інших пожежних сповіщувачів (ПС). Однак, у цих випробуваннях у якості контрольного приладу СО використовується газоаналізатор СО за допомогою якого й визначаються всі основні параметри ПСГ СО. Тобто сам контрольний прилад випробовувався як газоаналізатор, йому приписувались певні метрологічні параметри, однак характеристик пожежного сповіщувача він не має - він не випробовувався як ПС, наприклад на вплив напрямку повітряного потоку, швидкості повітряного потоку,  компонентів, що заважають, які виникають при пожежі і т.д. Тобто, додаткові похибки газоаналізатора від цих факторів впливу не є визначеними, а похибки, зазначені в технічних параметрах приладу, наприклад, від температури не враховується при випробуваннях ПСГ СО, як до речі і інші додаткові похибки. Якщо де-юре  уважається, що параметри газоаналізатора не залежать від цих факторів, то навіщо ми тоді проводимо випробування ПСГ СО по цим параметрам – адже він  де-факто і є таким же газоаналізатором.  Якщо припустити, що така залежність є – то як ми можемо тоді використовувати газоаналізатор як контрольний прилад? Напевно спочатку його треба випробувати на фактори, що впливають, визначити додаткові похибки, а потім ураховувати ці додаткові похибки при проведенні сертифікаційних випробувань ПСГ. Таким чином виникає купа питань, які не знаходять свого розв'язку в прийнятих нормативних документах.  

                                                                                                      Таблиця 1

План випробувань (ISO 7240-8)

 Випробування

                                Розділ

 

                                     Номер зразка

 

1. Повторюваність (СО)

5.2

Довільно обраний

2. Залежність від напрямку (СО)

5.3

Довільно обраний

3. Відтворюваність (СО)

5.6

Усі зразки

4. Перехресна чутливість

5.8

1

5. Довготермінова стабільність (СО)

5.9

4

6. Насичення (СО)

5.10

2

7. Схильність до впливу хімічних компонентів, які можуть     бути присутніми при пожежі

5.11

3

8. Зміна параметрів електроживлення

5.12

5

9. Повітряний потік

5.13

6

10. Сухе тепло (стійкість)

5.14

7

11. Холод (стійкість)

5.15

8

12. Вологе тепло, циклічне  (стійкість)

5.16

9

13. Вологе тепло, постійний режим (міцність)

5.17

10

14. Низька вологість, постійний режим (міцність)

5.18

11

15.Корозійний вплив диоксиду сірки SO2 (міцність)

5.19

12

16. Поштовх (стійкість)

5.20

13

17. Удар (стійкість)

5.21

14

18. Вібрація синусоїдальна (стійкість)

5.22

15

19. Вібрація синусоїдальна (міцність)

5.23

15

20. Електромагнітна сумісність (ЕМС), випробування на захищеність (стійкість)

Електростатичний розряд

Випромінювання електромагнітного поля

Кондуктивні перешкоди, викликані електромагнітними полями

Пачки коротких перехідних імпульсів

Повільні кидки напруги великої енергії

 

 

5.24

 

 

 

16а)

17а)

18а)

19а)

20а)

21. Чутливість до пожежі

5.25

21, 22, 23, 24

а) 3 метою спрощення випробування дозволено використовувати той самий зразок для декількох випробувань по ЕМС. У такому випадку проміжні функціональні випробування на зразках, використовуваних для більш ніж одного випробування, можна виключити, і функціональне випробування можна проводити наприкінці такої серії випробувань. Однак, слід зазначити, що у випадку відмови важко буде визначити, при якім саме випробуванні відбулася відмова.

   

   Давайте коротенько розглянемо вимоги й методи випробувань, закладені в цих стандартах і розглянемо їх доцільність. Почнемо з  ISO 7240-8:2007 Fire detection and alarm systems — Part 8: Carbon monoxide fire detectors using an electro-chemical cell in combination with a heat sensor, а саме з Плану випробувань - Табл.1 цього стандарту й основного випробувального устаткування – каналу СО (див.рис.1). Необхідно відмітити, що цей стандарт проголосований, є діючим і описує випадок мультисенсорного сповіщувача СО+тепло. Що стосується тепла, то ми не будемо розглядати в цій статті вимоги й методи випробувань теплових сповіщувачів, тому що вони загальноприйняті.

   Перше, що впадає в око – велика кількість зразків – 24 шт. Для порівняння при проведенні сертифікаційних випробувань газосигналізаторів метрологами необхідно 3 зразка, а при відмові – подвоєна партія. Тобто усього 9.

Далі, як ми вже говорили, СО поширюється за рахунок хаотичного руху молекул. Навіщо тоді потрібно створювати ламінарний потік у каналі СО?  Навіщо проводити випробування чутливості приладу залежно від напрямку потоку? Чи потрібно розміщувати в каналі СО контрольний прилад СО, якщо для випробувань використовувати перевірочні газові суміші (ПГС)? Крім того, при такій конструкції газового каналу необхідно велика кількість ПГС, які, як відомо, є досить дорогими.

 images/ris%201.JPG

 Рис.1. Стенд «Газовий канал» для виміру чутливості ПСГ.

       Пояснення: Стенд «Газовий канал» складається з аеродинамічної труби замкненого типу зі спеціальним пристроєм уведення певної концентрації газів. Концентрація газів, що вводяться, повинна бути однорідна по всьому об’єму вимірювальної зони. Поперечний переріз аеродинамічної труби стенда «Газовий канал» повинна бути не менше 300x300 мм. Стенд «Газовий канал» повинен забезпечувати можливість підтримки температури контрольованого середовища від мінус 10°С до + 55°С.

Довжина вимірювальної зони стенда «Газовий канал» повинна бути не менше 700 мм.

Стенд «Газовий канал» повинен забезпечувати створення швидкості повітряного потоку від (0,20 ± 0,04) до (1,00 ± 0,04) м/с.

    У вимірювальній зоні стенда «Газовий канал» установлюється випробовуваний ПСГ - 5. Повітряний потік в об’ємі камери створюється за допомогою вентилятора 1. Підтримка  температури в середині іспитової камери забезпечується електронагрівником і холодильником 9. Спрямувач 8 призначений для рівномірного розподілу газу по поперечному перерізу й вирівнювання повітряного потоку. Контроль температури здійснюється за допомогою датчика температури 6, установленого на відстані, що не перевищує 20 мм від випробовуваного ПСГ, контроль швидкості повітряного потоку - за допомогою вимірювача швидкості повітряного потоку 3, концентрації газу – за допомогою газоаналізатора СО. Тут далі:  2 – кришка відсіку для установки випробовуваного ПСГ зі скляним оглядовим вікном; 4 – плита з поворотним пристроєм для установки випробовуваного ПСГ; 7 – напрямок потоку повітря; 10 – регулятор швидкості потоку повітря; 11 – вентиляційний отвір.

Рис.1. Стенд «Газовий канал» для виміру чутливості ПСГ.

     Дійсно, звичайно газовий канал має розміри 1.5х3 м при перерізі самого каналу 0,3-0,5 м2. Тобто об’єм каналу становить 2,7 – 4,5 м3. Для того щоб продути канал необхідний трикратний об’єм. Крім того ясно, що таку конструкцію каналу важко зробити герметичної. Т.ч. для зняття однієї точки для одного зразка необхідний об’єм ПГС приблизно 15 м3. А цих точок близько 100, а значить мінімальна потреба в ПГС окису вуглецю – 1500 м3. Т.ч. необхідний балон 40 л під тиском 75 атм. А якщо врахувати випробування на перехресну чутливість, та на компоненти що виникають при пожежі, то необхідно ще 12 ПГС різних газів (парів).

Зовсім незрозуміло, як у такому каналі проводити випробування на перехресну чутливість по 8-ми газовим компонентам, коли одне випробування триває 96 год. И це при відсутності повної герметичності каналу.

Тепер розглянемо варіант, коли використовується ПГС значної концентрації, скажімо 0,1 % об. СО, а концентрація спрацьовування (діапазон 25-75 ppm) досягається за рахунок  повільного збільшення концентрації в каналі зі швидкістю (1÷6) ppm·хв-1. Швидкість потоку в каналі 0,2 м/с. Тоді мінімальний час для досягнення концентрації 75 ppm  складе 12,5 хв., при швидкості потоку 0,2 м/c (30 м/хв.) і для перерізу каналу 0,09 м2 одержимо близько 40 м3 ПГС. Звичайно, у випадку відносної герметичності каналу й циркуляції ПГС, витрата ПГС буде приблизно така ж - 15 м3. У такий спосіб при проведенні випробувань по ISO 7240-8 необхідно дуже дороге устаткування й величезна кількість ПГС.

   Якщо розглядати проект ГОСТ Р 53325 «Техніка пожежна. Технічні засоби пожежної автоматики. Загальні технічні вимоги. Методи випробувань», то його укладачі значно спростили методи випробувань ( у всякому разі було таке бажання) хоча в проекті стандарту багато неточностей (наприклад, що таке швидкість наростання 6 ppm?) і незрозумілих вимог (наприклад, як подавати на ПСГ концентрацію газу, здатну викликати спрацьовування ПСГ у кліматичній камері і яку концентрацію – може кінця діапазону спрацьовування?).

Дійсно, замість 24 зразків ми маємо 6, замість 21 видів випробувань (Табл.1), ми маємо 17, вогневих випробувань теж стало менше (Табл.2). Але звичайно основні проблеми залишаються – не обґрунтовано складне іспитове устаткування й велика кількість ПГС що роблять випробування дуже дорогими для багатьох виробників цієї продукції.

   Що можна порекомендувати в такій ситуації. По-перше ми б порекомендували спочатку підключати до випробувань метрологів. По-друге необхідно спростити газовий канал – забрати спрямовувач (подача газу на чутливий елемент дифузійна); забрати газоаналізатор (використовувати ПГС на спрацьовування – 75 ppm і на неспрацьовування – 25 ppm або другий варіант – використовувати оцифратор і атестувати (повірити) у метрологів перед випробуваннями ПСГ – адже він і є по суті газоаналізатор); забрати датчик температури у випадку, якщо випробовується мультисенсорний сповіщувач СО/тепло, і використовувати вбудований  в ПСГ датчик температури й оцифратор; забрати вентилятор, а ПГС подавати з балона під тиском через ротаметр – знаючи швидкість витрати ПГС і переріз каналу можна встановити бажану швидкість потоку в каналі; зменшити поперечний переріз каналу (наприклад, до подвоєного розміру ПСГ) – ламінарний потік газу не потрібний. Після всього цього конструкція каналу значно спроститься, обсяг ПГС, необхідних для випробувань поменшає до розумних меж (враховуючи вартість ПГС), а розмір каналу дозволить установлювати його в кліматичну камеру й проводити там температурні випробування – тоді не потрібний буде обігрівач і холодильник у каналі.  Випробування на компоненти, що заважають й на перехресну чутливість можна проводити в ексикаторі – установити в ексикатор ПСГ продути його необхідною концентрацією газу, закрити крани ексикатора й витримати в ньому сповіщувач необхідний час. 

Таблиця 2

Програма сертифікаційних випробувань ПСГ (проект ГОСТ Р 53325)

Найменування випробувань

Номер пункту

Номер зразка сповіщувача

Технічні

вимоги

Метод

випробувань

1

2

3

4

5

6

1 Вогневі випробування

По 4.2.1.4

 По
додатку А

-

-

+

+

+

+

2 Стабільність

По 4.12.1.2

По 4.12.3.1

+

-

-

-

-

-

3 Залежність значення чутливості від напрямку ПСГ щодо повітряного потоку

По 4.12.1.4

По 4.12.3.2

-

-

+

-

-

-

4 Повторюваність, оптична індикація режимів роботи

По 4.12.1.3,

4.2.5.1

По 4.12.3.3

+

+

+

+

+

+

5 Стійкість до повітряних потоків

По 4.12.1.5

По 4.12.3.4

-

+

-

-

-

-

6 Стійкість до насичення

По 4.13.1.6

По 4.12.3.5

-

-

+

-

-

-

7 Зміна напруги живлення. Стійкість.

Пріоритет сигналу спрацьовування*

По 4.2.1.5, 4.2.1.7

По 4.4.1,

4.4.8.2,

4.13.3.6

-

-

-

-

+

-

8 Перевірка рівня звукового тиску сигналу*

По 4.2.1.6

По 4.4.8.1

+

+

+

+

+

+

9 Сухе тепло. Стійкість

По 4.2.2.1

По 4.12.3.7

-

-

-

-

-

+

10 Холод. Стійкість

По 4.2.2.2

По 4.4.2, 4.12.3.8

-

+

-

-

-

-

11 Вологе тепло, постійний режим. Стійкість

По 4.2.2.3

По 4.4.3, 4.12.3.9

-

-

-

-

+

-

12 Прямий механічний удар.

Стійкість

По 4.2.2.6

По 4.4.4, 4.12.3.10

-

-

+

-

-

-

13 Синусоїдальна вібрація.

Стійкість

По 4.2.2.4

По 4.4.5, 4.12.3.11

-

-

-

+

-

-

14 Електрична міцність

По 4.2.2.7

По 4.4.7

-

-

-

-

+

-

15 Опір ізоляції

По 4.2.2.8

По 4.4.7

-

-

-

-

+

-

16 Електромагнітна сумісність

По 4.2.3

По 4.4.6, 4.12.3.12

-

-

+

-

-

-

17 Пожежна безпека

По 4.2.9.2

По 4.4.9

+

-

-

-

-

-

* Випробування проводять для сповіщувачів пожежних автономних.

 

   При випробування на чутливість до пожежі можна в якості контрольного газоаналізатора використовувати повірений (атестований) метрологами той же ПСГ із оцифратором.

У такий спосіб ми пропонуємо спростити й здешевити  сертифікаційні випробування, зробити їх доступними для виробників цього типу приладів.

   Нижче наведена конструкція розробленого нами газового каналу СО (рис. 2) і результати проведених нами випробувань зразків пожежних сповіщувачів СО/тепло СПКГТ-01 виробництва ПП «Артон».

images/ris 2.JPG 

 

Пояснення: 1 – балон з ПГС; 2 – вентиль тонкого регулювання; 3 – ротаметр РМ-А-0,1г УЗ; 4 - спрямовувач; 5 - повітряний потік; 6 - випробуваний(-і) сповіщувач(і); 7 – робочий об’єм; 8  - оцифратор сигналу сповіщувача; 9 – обвідний канал.

Рис. 2. Газова випробувальна камера, робоча секція, вид збоку

 

   Лабораторні випробування сповіщувача мультисенсорного СО/тепло СПКГТ-01 проводилися згідно розроблених в НДІ ЗАТ УжНУ ТУ У 30.5-30150047-031:2012 на базі ISO 7240-8, що поширюються на сповіщувачі пожежні комбіновані газові і теплові, яки призначені для попередження пожеж на ранніх стадіях, видачу  світлового сигналу, а також комутацію зовнішніх електричних кіл, при досягненні встановлених порогових значень об'ємної частки окису вуглецю (чадного газу) та температури. Перевірка теплових параметрів проводилася на базі ПП «Артон», методи теплових випробувань є загальноприйняті, тому результати теплових випробувань тут не приводяться, хоча вони і були успішними.

Основні параметри та розміри сповіщувача наведені у таблиці 3, зовнішній вигляд – на рис. 3.                                                                                                 

 

                                                                                            Таблиця 3

Основні параметри та розміри сповіщувача

                                                                                                                        Назва параметра та розміри

        Норма

1 Номінальна напруга живлення, В 

12,6

2 Споживана потужність в робочому режимі, Вт, не більше

0,5

3 Ступінь захисту оболонки згідно з ГОСТ 14254

ІР 30

4 Габаритні розміри, мм, не більше

   діаметр

   висота

 

Ø 100

55

5 Маса, кг, не більше

0,3

 images/ -01.JPG

  Рис. 3. Cповіщувач СПКГТ-01:    1 – світлодіод; 2 – плата МЦИ 301411.015;                  3 – піддон МЦИ 711431.032; 4 – кришка МЦИ 725325.025; 5 – газовий сенсор TGS 2442;       6 – сенсор тепла - терморезистор RH16-3H103

 

    Сповіщувачі встановлювалися у каналі для СО у їх нормальному робочому положенні, за допомогою звичайних засобів кріплення. Сповіщувачі щодо напрямку повітряного (п.3 Табл.4) потоку встановлювалися у положенні з кроком 450 . Перед кожним виміром канал СО провітрювався, щоб гарантувати, що канал і зразок вільні від СО і концентрація СО в каналі ≤ 1ppm. Швидкість повітряного потоку поблизу сповіщувача була під час вимірів (0.2 ± 0.04) м/с.

Температура повітря в каналі була (23 ± 5) °С під час проведення усіх вимірювань для сповіщувачів і не змінювалась більше ніж на 5 °С. Сповіщувачі приєднувались до блоку живлення й оцифратора для контролю за концентрацією СО і стабілізувались протягом як мінімум 15 хвилин. При випробуваннях по п.п. 1,  2, 3 окис вуглецю уводився в канал у такий спосіб щоб швидкість зростання концентрації СО була приблизно 6 ppm·хв.-1  доки взірець не перейде в стан спрацювання. Випробування припинялось, коли концентрація СО досягне рівня 100 ppm.

Результати випробувань наведені в табл. 4.

Таблиця 4

№ п/п

Найменування випробувань

Вимоги ТУ

Результати випробувань

Результати випробувань з газоаналізатором СО

Висновки

1

Перевірка часу спрацювання

<12 хв.

8 хв. 2 с

8 хв. 2 с

Відпов.

2

Перевірка повторності

Smax: Smin>1,6 на протязі 6 вимірів кожного взірця по п.1 Табл.4

1,02

-

Відпов.

3

Перевірка залежності від напрямку

Smax: Smin>1,6 для 8 положень

1,02

1,09

Відпов.

4

Перевірка відтворності

Ŝ : Smin<1,5

Smax : Ŝ<1,33

1,04

1,025

-

Відпов.

5

Перевірка перехресної чутливості

По: C2H5OH<25ppm

По NH3<25ppm

Час відновлення 2 год.

ПСГ не має видав. сигнал тривоги або несправності під час впливання

10 ppm

10 ppm

10 хв.

-

Відпов.

6

Перевірка стійкості до насичення

Smax: Smin>1,6

Час впливання 2 год., час відновлення 4 год., концентрація СО 500 ppm.

ПСГ не має видав. сигнал тривоги або несправності після відновлення

1,02

1,1

Відпов.

7

Перевірка довготермінової стабільності

Smax: Smin>1,6. Час перевірки 84 дні при періодичному контролі

1,06

-

Відпов.

 

Найбільші з величин, виміряних у цих випробуваннях були зафіксовані як Smax. Найменші з величин, виміряних у цих випробуваннях для того ж самого сповіщувача позначались як Smin. Найнижче значення порога спрацювання Smin не повинно бути менше ніж 25 ppm для всіх випробувань.

Значення порога спрацювання кожного з випробних сповіщувачів  вимірювалось відповідно до п.1 Табл.4. Середнє арифметичне отриманих значень порога спрацювання ПСГ CO (п.4 Табл.4), позначалось як Ŝ.

 

   Таким чином ми бачимо, що проведені випробувань ПСГ на такі фактори як напрямок повітряного потоку, показали, що вони не впливають суттєво на поріг спрацювання ПСГ. Методика проведення інших типів випробувань аналогічна тим, які проводяться у випадку газосигналізаторів. Також, з Табл.4 видно, що при проведенні випробувань з використанням газосигналізатора СО в якості контрольного приладу збільшується похибка вимірювань – власні похибки газосигналізатора сумуються з похибками самого ПСГ.

   Далі ми розглянемо розрахункові моделі процесів дифузії СО [2], які теж підтверджують відсутність необхідності включати у перелік випробувань залежність показів ПСГ від напрямку і швидкості (в розумних межах) повітряного потоку.

В існуючих нормативних документах закладена спрощена методика, яка не враховує динаміку поширення концентрації газу для ПСГ. В наш час при широкому використанні обчислювальної техніки можна отримати реальну картину тепломасообміну в приміщенні в реальному часі і в 3-х мірному просторі і легко моделювати будь-які аварійні ситуації. На підставі таких розрахунків можна раціонально розміщувати ПСГ.

   Для розрахунку дифузії СО в кімнаті, де рух повітря спричинено природною конвекцією використано програмний комплекс “FLOW-3D”. Розміри кімнати 6 x 4,5 x 3 м. Дифундуючий газ подається з отвору в центрі підлоги розмірами 0,5 х 0, 5 м. Подача газу здійснюється шляхом завдання швидкості газу через отвір. Джерело тепла задається нагрітою до температури 65 °С ділянкою стіни (імітація радіатора опалення), при цьому стік тепла здійснюється на протилежній стінці, на якій граничною умовою є температура 15 °С. Коефіцієнт теплообміну задається з одновимірного розрахунку конвекції біля вертикальної поверхні. На решті стінок задаються адіабатичні умови.

   Використовувалася RNG модель турбулентності, а не стандартна модель, так як остання дає завищені значення турбулентної в'язкості в областях з низькими швидкостями і як наслідок - завищену швидкість дифузії. При розрахунку дифузії в рамках даної розрахункової програми використовується потрійна аналогія Рейнольда, тобто коефіцієнт дифузії дорівнює добутку динамічної в'язкості на число Шмідта. Це наближення добре описує тільки турбулентну дифузію з розвиненою турбулентністю, а молекулярну дифузію наближено.

   Розрахунок проводився в три етапи:

   1. Розраховувалося конвективний рух повітря в кімнаті до стаціонарного стану. Це займало близько 20 хвилин фізичного часу і кілька годин розрахункового (комп'ютерного) часу.

   2. Розраховувався введення газу протягом 10 секунд фізичного часу. При цьому швидкість газу в отворі лінійно наростала від 0 до 0,04 м/с протягом 5с, а потім лінійно падала до 0 протягом наступних 5 с. таким чином, в кімнату протягом 10 с вводилося 0,05 м3 газу.

   3. Введення газу припинявся. Розраховувалася подальша дифузія і конвекція введеного газу протягом 20 хвилин фізичного часу.

images/ris 4.JPG 

Рис. 4. Динаміка фронту концентрації СО при подачі газу в центрі закритого приміщення (в зоні L концентрація 20 ppm, H - 90 ppm) через 3, 10, 15 хв.

   Як бачимо, дифузійне поширення сигнальних концентрацій чадного газу відбувається досить швидко навіть при відсутності конвекційних потоків від фактора пожежі. В стандарті ж запропонована швидкість подачі газу на ПСГ 0,2 м/с. Така швидкість повітряного потоку в закритому приміщенні може бути досягнута у випадку коли є значні перепади температури – пожежа розвинулась і є значні конвекційні потоки. Тобто у випадку, коли ПСГ СО вже не ефективні. Отже не має необхідності створювати ламінарний потік зі швидкістю 0,2 м/с для перевірки характеристик зразка, як і досліджувати залежність показів від напрямку цього потоку.

   Наприкінці наголосимо на перевагах і недоліках ПСГ СО і наведемо рекомендації по їх встановленню.

   1 На початкових стадіях більшості пожеж, якщо розвиток пожежі повільний, матеріал тліє або жевріє, то реєструються досить високі рівні моно оксиду вуглецю. При переході пожежі до стадії відкритого полум’я рівень концентрації СО падає. Найбільше ефективно проявляється перевага ПСГ перед іншими відомими засобами виявлення загоряння тоді, коли, через малий доступ кисню пожежа розвивається повільно й підвищення концентрації чадного газу стає переважаючим фактором для її класифікації.

   2 При повному згорянні матеріалів, що містять вуглець або у випадку швидкого розвитку пожежі при достатній концентрації кисню, спостерігаються звичайно низькі рівні чадного газу, оскільки відбувається процес повного згоряння й виділяються пари води і СО2. При розвитку пожежі в закритих приміщеннях, доступу повітря може бути недостатньо для продовження пожежі, при цьому відбувається вигорання кисню в повітрі і концентрація СО збільшується.

   3 У порівнянні з димовими сповіщувачами, пожежний газовий сповіщувач СО додатково виграє у швидкодії з появою теплових конвекційних потоків, при виникненні пожежі. Ці потоки допомагають СО швидше поширюватися й досягати чутливого елемента детектора. Як відзначалося раніше, моно оксид вуглецю має питому щільність близьку до щільності повітря, розміри молекул газу значно менше розмірів частинок диму, що в результаті призводить до більш інтенсивного процесу дифузії й даний газ швидше розсіюється в межах об’єму, що захищається, ніж складові диму, які реєструються оптичними СПД. Це дозволяє ПСГ СО працювати більш ефективно у місцях, де є присутність фізичних бар'єрів, балок, перегородок, які обмежують поширення диму (прикладами таких бар'єрів є стелі зі значними перепадами по висоті, підвісні стелі, переміщення газу в суміжні приміщення й гарячі повітряні потоки). Крім того, гравітаційне поле Землі створює силу, що сприяє виштовхуванню легких часток наверх більше важкими частками (виштовхувальна сила).

   4 ПСГ СО, як і ПСД, побудовані за схемою прямого відліку, тобто  похибки від кожного функціонального елемента складаються. Для ПСД такими елементами є світлодіод, фотодіод, камера розсіювання. Світлодіод і фотодіод - напівпровідникові елементи, параметри яких сильно залежать від температури. Крім того, відбувається їхня деградація. Камера розсіювання швидко запилюється в реальних приміщеннях. Таким чином, ПСД є приладом з великою кількістю ступенів волі й тому є непередбачуваним. Навпроти, ПСГ СО має тільки один функціональний елемент - датчик СО, параметри якого залежать від температури й у якого відбувається деградація напівпровідникового чутливого шару або електрохімічної комірки. Крім того у напівпровідниковому датчику є нагрівач чутливого шару, тому датчик легко можна термостабілізувати. Запилення й вплив агресивних компонентів, газів, що заважають усуваються за допомогою вугільного фільтра, установленого на вході повітря в датчик СО. Таким чином, ПСГ СО на основі напівпровідникового датчика має один ступінь волі (за рахунок деградації) і є цілком передбачуваним: деградація впливає на довготермінову стабільність, швидкість деградації незначна і цей процес односпрямований – з часом збільшується опір чутливого шару.

   5 ПСГ СО рекомендується розташовувати за правилами розміщення газосигналізаторів легких газів, а саме: у верхній частині приміщення на відстані від стелі не більше 0,5 м, виходячи з умови максимальної площі, контрольованої одним ПСГ, не більше 100 м2. При більшій площі приміщення ПСГ установлюються з відстанню між ними не більше 10 м, на відстані від стінок приміщення не більше 5 м.

    6 Додатково рекомендується використовувати комбінацію різних датчиків для ПС, наприклад газового й теплового. Це так звані мультисенсорні або комбіновані ПС. Якщо ми розглянемо чутливість до пожежі теплового й газового (СО) ПС, то побачимо, що вони доповнюють один одного. Тепловий пожежний сповіщувач має гарну чутливість до процесів горіння матеріалів (тип пожежі ТП1, ТП4, ТП5, ТП6), а газовий (СО) - до тління матеріалів (тип пожежі ТП2, ТП3, ТП9). Оскільки ця комбінація дуже вдала (охоплює всі типи пожеж), відносно дешева й надійна, то спеціально розроблені для цього типу комбінованих ПС нормативні документи - ІSO 7240-8, EN 54-30.

 

ВИСНОВКИ

   Отже ми бачимо, що ПСГ з каналом СО є приладами, які гарантують виявлення пожежі на початкових стадіях її розвитку. Методи випробувань ПСГ є необґрунтовано складними і їх треба максимально наблизити до методів випробувань інших типів приладів газового аналізу – газоаналізаторів, газосигналізаторів. Крім того, технічні параметри ПСГ дають можливість їх використання для виявлення загазованості приміщень токсичними і пожежонебезпечними газами і парами для запобігання отруєння людей, покращення пожежної безпеки приміщень. Тобто, ПСГ є фактично приладами подвійного призначення і їх додаткова сертифікація в якості газосигналізаторів дасть можливість замість двох приладів – ПС і газосигналізаторів встановлювати один - ПСГ, що дає додатковий економічний ефект.

 

 

ПП  "АНАЛІЗЕР"

 е-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.  

е-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

www.analyzer.com.ua 

 

 

 Тел.:+38 (0312) 44-91-90

Факс: +38 (0312) 61-68-41

Моб.: 050 317 87 18

094 918 91 90