دتکتور شعله یا فلیم دتکتور چیست؟

دتکتور شعله یا ردیاب شعله یک نوع سنسور است که برای شناسایی شعله یا آتش به کار می‌رود. این دتکتورها می‌توانند آتش بدون دود را در فضاهای باز تشخیص دهند. برای مثال، در کوره‌های جوشکاری از دتکتور شعله به عنوان حسگری برای شناسایی گرما، دود و آتش استفاده می‌شود.

دتکتور شعله

خطر آتش‌سوزی در همه محیط‌ها، به ویژه محیط‌های صنعتی و کارگاهی، می‌تواند خسارات جانی و مالی زیادی به بار آورد. بنابراین، باید هنگام وقوع آتش‌سوزی ابتدا آن را تشخیص داد و سپس با استفاده از سیستم‌های هشدار و اعلام حریق، اقدام به خاموش کردن آن کرد.

آتش‌سوزی را می‌توان با یکی از علائم دود، شعله، حرارت یا گاز نشت‌شده شناسایی کرد. دتکتورهای شعله یکی از تجهیزاتی هستند که برای تشخیص و شناسایی تشعشعات مرئی و نامرئی در سیستم‌های اعلام حریق، به‌ویژه سیستم‌های F&G، استفاده می‌شوند.

در پروژه‌های پتروشیمی، اعلان و اطفاء حریق از اهمیت بالایی برخوردار است و برای این منظور از تجهیزات مختلفی مانند دتکتورهای گازی، حرارتی، دود و شعله استفاده می‌شود. دتکتور شعله یکی از مهم‌ترین و پرکاربردترین تجهیزات در سیستم‌های اعلان حریق است.

یکی از مهم‌ترین و پرکاربردترین تجهیزات در سیستم‌های اعلام حریق، دتکتور شعله است. دتکتور شعله یا ردیاب شعله نوعی حسگر است که برای تشخیص شعله یا آتش استفاده می‌شود. این دستگاه‌ها می‌توانند شعله‌های بدون دود را در فضای باز شناسایی کنند.

برای مثال، در کوره‌های جوشکاری از دتکتور شعله به عنوان حسگری برای تشخیص گرما، دود و آتش استفاده می‌شود. دتکتور شعله از طریق دما و یا حرکت هوا هم می‌تواند شعله را شناسایی کند. این دتکتورها از تکنولوژی UV (ماوراء بنفش) و IR (مادون قرمز) برای تشخیص شعله استفاده می‌کنند و می‌توانند در کسری از ثانیه به وجود شعله پی ببرند و اطلاع دهند.

بسته به نوع سیستم دتکتور شعله، پاسخ آن می‌تواند شامل به صدا درآوردن یک اخطار، توقف عملیات خط سوخت یا حتی راه‌اندازی یک سیستم اطفاء حریق باشد.

اصول کارکرد

دتکتورهای شعله بر اساس تشخیص امواج الکترومغناطیسی که از آتش ساطع می‌شوند کار می‌کنند. این امواج شامل امواج فرابنفش (UV)، امواج مادون قرمز (IR) و امواج مرئی هستند. دتکتورهای شعله با تشخیص این امواج می‌توانند سریعاً وجود شعله را در محیط شناسایی کنند.

موارد استفاده

1. کارخانه های تولید پتروشیمی
2. مخازن نفتی
3. کارگاه های جوش قوس الکتریکی
4. کارگاه های صنعتی
5. انبار های مواد شیمیایی
6. نیروگاه های برق
7. کارگاه های چوپ
8. تونل های زیرزمینی
9. بستر های آزمایش موتور
10. ایستگاه های تبدیل
11. آشیانه هواپیما
12. ایستگاه های پمپاژ خط لوله
13. غرفه های اسپری رنگ خودرو
14. تاسیسات تولید مهمات
15. سلول های آزمایش موتور جت
16. سکو های حفاری و غیره
17. ترمینال های بارگیری بنزین

اجزا

قسمت اصلی یک دتکتور شعله، حسگر آن است. این حسگر شامل مدار تشخیصی فوتوالکتریک، مدارهای تنظیم سیگنال، سیستم‌های میکروپردازنده، مدارهای ورودی/خروجی و سیستم‌های خنک‌کننده هوا می‌شود.

سنسورهای دتکتور شعله، تابش‌های ساطع شده از شعله را شناسایی می‌کنند. فتوالکتریک‌ها سیگنال‌های تابشی را به ولتاژ تبدیل می‌کنند و این سیگنال‌ها در یک میکروکامپیوتر پردازش می‌شوند تا سیگنال خروجی مطلوب به دست آید.

اساس عملکرد فلیم شعله

هر شعله، بسته به نوع سوخت، انواع مختلفی از امواج الکترومغناطیسی مانند اشعه مادون قرمز (فروسرخ)، نور مرئی و اشعه فرابنفش را تولید می‌کند. بنابراین، دتکتورهای شعله از فناوری‌های مختلفی برای تشخیص این امواج و شناسایی شعله و آتش‌سوزی استفاده می‌کنند.

انواع فلیم دتکتور بر اساس نحوه ی عملکرد

1) دتکتور شعله ی فرابنفش Ultra-Violet (UV)

دتکتور شعله فرابنفش به کار می‌رود تا در لحظه‌ی ایجاد آتش، امواج فرابنفش را شناسایی کند. هر شعله هنگام ایجاد آتش، امواج فرابنفش را تابانده و این دتکتور این امواج را تشخیص داده و به سیگنال های هشدار تبدیل می‌کند.

برای شناسایی امواج فرابنفش، دتکتور شعله از یک لامپ خلاء دیود نوری گیگر-مولر استفاده می‌کند. این لامپ تشعشعات فرابنفش را تشخیص می‌دهد و اگر تعداد شوک‌های جریان ناشی از هر فوتون فرابنفش به حد مشخصی برسد، دتکتور به حالت هشدار درمی‌آید.

سنسور دتکتور، تابش با طول موج 1000 تا 3000 آنگستروم را تشخیص می‌دهد. این طول موج به دلیل جذب آن توسط جو زمین، به طیف کور خورشیدی UV (Solar Blind UV) نیز شناخته می‌شود.

در نتیجه، وقتی که دتکتور امواج فرابنفش را تشخیص می‌دهد، سری پالس‌هایی تولید می‌کند که الکترونیک دتکتور آن‌ها را به سیگنال‌های هشدار تبدیل می‌کند.

نقاط قوت

• عدم حساسیت به نور خورشید
• سرعت پاسخدهی بالا-زیر ده میلی ثانیه
• قابلیت پاسخگویی به آتش سوزی های حاصل از هیدروکربن، هیدروژن و آتش سوزی فلزات

محدودیت ها

این نوع دتکتورهای شعله به تشخیص امواج فرابنفش در لحظه‌ی ایجاد آتش می‌پردازند. آن‌ها قادرند امواج فرابنفشی که توسط هر نوع شعله‌ای، مانند جوشکاری، رعد و برق، اشعه X، جرقه، قوس‌ها و کرونا‌ها تابانده می‌شود را شناسایی کنند. اما برخی از بخارات و گازها ممکن است جلوی تشخیص آن‌ها را بگیرند.

بعضی از سنسورهای UV دارای رنج گسترده‌ای از شناسایی هستند که ممکن است باعث ایجاد هشدارهای کاذب (سولار) شوند. این دتکتورها قادرند شعله‌های ناشی از سوختن هیدروکربن‌ها، هیدروژن، سولفور، آمونیاک و فلزات را در زمان بسیار کوتاهی، حدود 3 تا 4 میلی‌ثانیه، شناسایی کنند.

برای جلوگیری از خطا، آن‌ها با طول موج‌های کمتر از 300 نانومتر کار می‌کنند. به علت حساسیت زیاد نسبت به جرقه، رعد و برق، جوشکاری قوس و نور خورشید، نیاز به تاخیر زمانی حدود 2 تا 3 ثانیه دارند.

2)دتکتور شعله ی فروسرخ (IR) Infrared-Red

این نوع دتکتورها شعله را با بررسی طول موج‌های اشعه‌ی فروسرخ، که گازهای داغ از خود تابانده می‌کنند، ردیابی می‌کنند.

آن‌ها از دوربین تصویربرداری حرارتی ویژه‌ای به نام TIC (Thermal Imaging Camera) برای شناسایی این طول موج‌ها استفاده می‌کنند که درون تجهیز قرار دارد و عموماً به عنوان دوربین گرماسنج شناخته می‌شود.

این دتکتورها به دلیل هشدارهای کاذبی که توسط گازهای پخت و پز و لامپ‌ها ایجاد می‌شوند، نیازمند حساسیت زیادی به حرکت اهتزازی (سوسو زدن) شعله هستند.

مهم است به این نکته توجه کرد که حضور آب بر روی لنز ردیاب و همچنین قرار گرفتن در معرض نور خورشید می‌تواند دقت این دتکتورها را کاهش دهد.

طول موج تشخیصی این دتکتورها معمولاً بین 4.3 تا 4.4 میکرومتر است و زمان پاسخگویی آنها معمولاً بین 3 تا 5 ثانیه است.

انواع دتکتور های فروسرخ

2-1) مادون قرمز تک فرکانسی

این نوع دتکتور با استفاده از تابش مادون قرمز با طول موج حدود 4.4 میکرومتر که ناشی از سوختن هیدروکربن‌هاست، حساسیت دارد. ساختار این دتکتور شامل یک سنسور پیروالکتریک است که به تغییرات در شدت تابش اشعه مادون قرمز واکنش نشان می‌دهد.

برای محدود کردن واکنش به فرکانس‌هایی که شبیه به صدای سوسوزن هستند، از یک فیلتر باند باریک با فرکانس پایین استفاده می‌شود.

زمان پاسخ‌گویی این نوع دتکتورها معمولاً بین 3 تا 5 ثانیه است.

نقاط قوت دتکتورهای مادون قرمز تک فرکانسی عبارتند از:
– پاسخ سریع با زمان کمتر از 30 میلی ثانیه
– مقاومت در برابر ذرات مانند گرد و غبار
– عدم حساسیت به نور خورشید، جوشکاری، صاعقه، اشعه X، جرقه، قوس ها و کرونا ها

نقاط ضعف دتکتورهای مادون قرمز تک فرکانسی شامل موارد زیر هستند:
– تأثیرات منفی باران، یخ‌زدگی و بخار آب بر دتکتور و دریافت سیگنال
– عدم ملایمت برای شعله‌هایی که ناشی از سوختن مواد غیرکربنی هستند
– تفاوت‌هایی که در پاسخ‌گویی به منابع مختلف مادون قرمز تنظیم شده وجود دارد

2-2) مادون قرمز چند فرکانسی

این نوع دتکتورها برای تشخیص تابش‌هایی که از منابع گرمایی بدون شعله، مانند آتش سوزی‌هایی که شعله ندارند اما حرارت تولید می‌کنند، استفاده می‌شوند. آن‌ها قادرند به آتش‌سوزی‌هایی در فواصل تا 61 متری پاسخ دهند و قابلیت تشخیص شعله در محیط‌های بسیار دودی را دارند. احتمال هشدارهای کاذب به دلیل رعد و برق، نور خورشید و سایر سطوح داغ در محیط بسیار کم است.

این دتکتورها دارای سه سنسور هستند که هرکدام به فرکانس‌های تابشی مختلف حساس هستند. با استفاده از مدارهای الکتریکی مناسب، این دتکتورها تفاوت شدت سه سنسور را تشخیص می‌دهند.

دتکتورهای چند فرکانسی با تحلیل دامنه‌های مختلف که توسط هر یک از حسگرها به صورت جداگانه شناسایی می‌شود، عمل می‌کنند. به همین دلیل، زمان تشخیص آنها بیشتر است اما خطای آنها کمتر است.

نقاط قوت دتکتورهای مادون قرمز چند فرکانسی عبارتند از:
– ایمنی در برابر آلارم‌های کاذب
– پاسخگویی به آتش در حضور تابش بدنه‌های سیاه مادون قرمز در برخی از برندها
– دامنه تشخیص طولانی (تا 60 متر برای برخی از آتش‌سوزی‌ها)

نقاط ضعف دتکتورهای مادون قرمز چند فرکانسی شامل:
– زمان پاسخگویی طولانی‌تر
– حساسیت به آتش‌سوزی‌های هیدروکربنی (مانند مایعات، گازها و جامدات)

2-2-1) مادون قرمز دو فرکانسی IR2

2-2-2) دتکتور شعله ir3 (مادون قرمز سه فرکانسی IR3)

3)UV-IR

این نوع دتکتور قادر است هر دو نوع اشعه‌ی فرابنفش و فروسرخ (مادون قرمز) را تشخیص دهد و از یک سنسور تک فرکانسی برای هر دو نوع استفاده می‌کند. این دتکتور ترکیبی بهبودی در عملکرد خود داشته و قادر است هشدارهای کاذب را کاهش دهد.

مزایا UV-IR

• سرعت پاسخ دهی بالا زیر 500 میلی ثانیه
• مصونیت از هشدار های کاذب
• عدم حساسیت به نور خورشید، جوشکاری، صاعقه، اشعه X، جرقه و غیره

معایب UV-IR

• عدم استفاده برای شناسایی آتش های کربنی
• عدم قابلیت تشخیص شعله های فقط مادون قرمز و یا فقط فرابنفش
• برخی از گاز ها و بخارات به خاطر کور کردن سنسور UV مانع تشخیص دتکتور می شوند.

4)دتکتور شعله بصری یا نزدیک مادون قرمز

برای شناسایی شعله از سنسورهای CCD استفاده می‌کند که تصاویر زنده‌ای از محیط را ضبط و ارسال می‌کند. از این تصاویر برای تحلیل و شناسایی منابع محتمل آتش زا استفاده می‌شود.

مزایا دتکتور شعله بصری:
– مستقل از انتشار گازهای آتش سوزی مانند کربن دی اکسید و دیگر محصولات احتراق.

معایب دتکتور شعله بصری:
– ناتوانی در تشخیص شعله‌هایی که با چشم آدمی قابل رویت نیستند، مانند شعله‌های هیدروژنی.

5) دتکتور شعله چند موجی یا چند طیفی IR3+UV

این دتکتور با اضافه کردن یک سنسور باند UV-C اضافی، یک لایه کنترل و تایید دیگر به دستگاه اضافه می‌کند. این سنسور به طور خاص برای اطمینان از اینکه تابش‌های UV پس‌زمینه که معمولاً در همه محیط‌ها وجود دارند، مگر اینکه دمای آن‌ها بسیار بالا باشد مانند درخشش پلاسما از یک دستگاه جوشکاری، تأثیری نداشته باشد.

عملکرد فلیم شعله مادون قرمز و ماورای بنفش

تابش‌های ماورای بنفش باعث یونیزه شدن گاز درون لامپی می‌شود که حاوی گاز یا سلول‌های نوری است. این یون‌ها جریانی ضعیف بین دو الکترود لامپ ایجاد می‌کنند. این جریان سپس توسط یک آمپلیفایر تقویت می‌شود و باعث فعال شدن یک رله می‌گردد.

انواع شیوه های اتصال دتکتور های شعله

1) اتصال مستقل:
در این روش ساده، دتکتور به رله‌های داخلی متصل می‌شود. زمانی که دتکتور حریق را تشخیص می‌دهد، تجهیزات هشداردهنده و سیستم‌های اطفاء حریق را فعال می‌کند. از آنجایی که دتکتور دارای نمایشگر LED است، نیازی به نمایشگر از راه دور در شرایط آتش‌سوزی نیست.

2) پنل اعلان حریق:
در این حالت، دتکتور به عنوان بخشی از سیستم کلی ردیابی حریق به یک پنل اعلان حریق (FAP) متصل می‌شود. این روش دارای مزایایی مانند نظارت بر منبع تغذیه پنل و نمایش وضعیت دتکتور به صورت مرکزی است.

3) کنترل پنل:
در این حالت، دتکتور به یک کنترل پنل ردیابی شعله متصل می‌شود، که در صورت عدم وجود پنل اعلان حریق مناسب استفاده می‌شود. این روش نیز مانند پنل اعلان حریق دارای مزایایی از جمله نظارت بر تغذیه و نمایش وضعیت دتکتور به صورت مرکزی است.

مواردی که باید در نصب فلیم دکتور توجه شود

زاویه دید دتکتور:
زاویه دید دتکتور به محدوده‌ای اشاره دارد که دتکتور قادر به تشخیص حرارت یا شعله در آن است. این زاویه بستگی به طراحی دتکتور دارد و می‌تواند متفاوت باشد.

دامنه تشخیص:
دامنه تشخیص به محدوده‌ای اطلاق می‌شود که دتکتور می‌تواند حرارت یا شعله را تشخیص دهد. موانع مانند تیرآهن، تیر، بالابر، سیستم تهویه و سایر اشیا جامد می‌توانند این دامنه را محدود کنند.

پوشش کافی دتکتور:
اطمینان از پوشش کافی دتکتور به این معناست که هر نقطه‌ای در محیط تحت پوشش دتکتور، برای تشخیص حرارت یا شعله تحت نظر دتکتور باشد و هیچ فضای خالی برای پوشش نوری باقی نمانده باشد.

ارتفاع نصب بهینه:
ارتفاع مناسب برای نصب دتکتور شعله به مرتبط بودن با ارتفاع محیط و احتمال وقوع حریق در آن منطقه وابسته است. ارتفاع مناسب تنها زمانی تعیین می‌شود که بیشترین احتمال وقوع حریق در نظر گرفته شود.

مواردی که باید در انتخاب دتکتور توجه شود

در نصب و استفاده از دتکتورهای شعله، به موارد زیر باید توجه شود:

1. حداکثر و حداقل فاصله ی تشخیص مورد نیاز: دتکتور باید قادر به تشخیص شعله در فواصل حداقل و حداکثر مشخصی باشد تا از پوشش مناسبی برخوردار باشد.

2. سرعت پاسخگویی: زمانی که دتکتور به وجود شعله واکنش نشان می‌دهد بسیار حیاتی است و باید به سرعت مناسبی این واکنش را انجام دهد.

3. شرایط آب و هوایی: دتکتور باید قادر به کارکرد در شرایط آب و هوایی مختلف باشد، از جمله دما، رطوبت و غیره.

4. کلیه ی سوخت هاب احتراق پذیر: دتکتور باید قابلیت تشخیص انواع سوخت‌های احتراق پذیر مانند CNG، الکل، گاز طبیعی و غیره را داشته باشد.

5. منابع تشعشعات مزاحم: باید از تداخل با منابع تشعشعات دیگری مانند نور آفتاب، جوشکاری قوس الکتریکی و اجسام بازتاب دهنده حرارت جلوگیری شود.

6. نکات نصب دتکتور: موقعیت نصب، زاویه دید، وجود ذرات مستعد انفجار و نوع سوخت مورد استفاده از جمله نکات حیاتی هستند که باید به آنها توجه شود.

7. میدان دید: دتکتور باید دارای میدان دیدی مناسب باشد تا تمامی منطقه مورد نظر را پوشش دهد و هیچ فضای خالی در پوشش نوری نمانده باشد.

8. نوع سوختی که تجهیز مورد نظر از آن استفاده می‌کند: این مورد مهم است تا دتکتور بتواند به‌طور دقیق شعله‌های ناشی از سوخت‌های خاص را تشخیص دهد.

9. استفاده از دتکتورهای شعله ضد انفجار: اگر در محل نصب ذرات مستعد انفجار وجود دارد، باید از دتکتورهای شعله ضد انفجار استفاده شود تا ایمنی بیشتری فراهم شود.

ملاحظات مهم در سرعت پاسخگویی فلیم شعله

در انتخاب و نصب دتکتورهای شعله، باید به موارد زیر توجه کنید:

1. باند فرکانس: اگر دتکتور باند فرکانسی گسترده‌ای داشته باشد، احتمال آلارم‌های کاذب بیشتر می‌شود.

2. محدوده تشخیص: دتکتور در چه محدوده‌ای قادر به تشخیص آتش‌سوزی است.

3. زاویه دید: دتکتور در چه زاویه‌ای می‌تواند آتش را شناسایی کند.

4. مخروط دید: آیا دتکتور در محدوده 90 درجه، عملکرد یکسانی دارد؟

5. یکپارچگی نور: دتکتور شعله چطور سنسور و لنز خود را مانیتور می‌کند؟

6. قابلیت سرویس‌دهی: آیا می‌توان دتکتور را در محل سرویس کرد یا باید آن را به شرکت سازنده بازگرداند؟

7. ساختار و نصب دتکتور شعله: آیا ساختار دتکتور برای مناطق پرخطر مناسب است؟ آیا براکت پایه نصب دتکتور حرکت کافی برای هدایت سنسور به سمت منبع آتش دارد؟

8. نشانگر بصری: آیا دتکتور دارای نشانگر بصری برای نمایش وضعیت است؟

9. گرمایش: آیا دتکتور دارای نور گرمایشی برای جلوگیری از یخ‌زدگی است؟

10. تمایز بین منابع گرما: آیا دتکتور می‌تواند بین انتشار گرمای طبیعی، سوسوزدن و شعله آتش تمایز قائل شود؟

نکات خرید دتکتور شعله

برای خرید دتکتور شعله برای محیط‌های صنعتی یا تجاری، باید به چند نکته مهم توجه کنید:

1. نوع و نحوه عملکرد:
– دتکتورهای شعله با تکنولوژی‌ها و حسگرهای مختلفی مانند UV، IR و مادون قرمز وجود دارند. باید نوعی را انتخاب کنید که برای محیط شما بهترین کارایی و دقت را داشته باشد.

2. محیط کاری:
– مطمئن شوید که دتکتور مورد نظر شما برای شرایط محیطی مانند دما، فشار و آب و هوا مناسب است و می‌تواند در این شرایط به خوبی عمل کند.

3. قابلیت‌های اضافی:
– برخی دتکتورها دارای ویژگی‌هایی مثل ضد آب بودن، مقاومت در برابر شرایط سخت محیطی یا امکان اتصال به سیستم‌های اطفاء حریق هستند. این ویژگی‌ها را هم در نظر بگیرید.

4. گواهینامه‌ها و استانداردها:
– اطمینان حاصل کنید که دتکتور دارای گواهینامه‌ها و استانداردهای لازم برای استفاده در صنایع مختلف است.

5. نصب و نگهداری:
– هزینه نصب، نگهداری و قطعات یدکی ممکن است در طولانی‌مدت مهم باشد. از پشتیبانی و خدمات پس از فروش تولیدکننده هم مطلع شوید.

6. قیمت و بودجه:
– قیمت دتکتورها متفاوت است. همیشه گزینه گران‌تر بهترین نیست. ممکن است گزینه‌ای ارزان‌تر همان نیازهای شما را برآورده کند.

قبل از خرید، حتماً مقایسه کنید، نظرات کاربران را بخوانید و مشخصات فنی را به دقت بررسی کنید تا بهترین انتخاب را داشته باشید.

دتکتور شعله یا ردیاب شعله، نوعی سنسور است که برای تشخیص وجود شعله یا آتش به کار می‌رود. این دستگاه‌ها با استفاده از تکنولوژی‌های مختلفی مانند اشعه فرابنفش (UV)، مادون قرمز (IR) یا ترکیبی از هر دو عمل می‌کنند. دتکتورهای شعله به سرعت و دقت بالایی در شناسایی شعله‌های آتش حتی در شرایط محیطی دشوار نیاز دارند.

این دتکتورها برای محیط‌های صنعتی و تجاری که خطر آتش‌سوزی بالا است، بسیار مناسب هستند. محیط‌هایی مانند پالایشگاه‌ها، کارخانجات شیمیایی، نیروگاه‌ها و انبارهای بزرگ مواد قابل اشتعال از جمله مکان‌هایی هستند که از دتکتورهای شعله استفاده می‌کنند.

یکی از مزایای اصلی دتکتور شعله، توانایی آن در تشخیص سریع آتش‌سوزی و فعال‌سازی سیستم‌های هشداردهنده و اطفاء حریق است. این دتکتورها می‌توانند به طور خودکار تجهیزات اطفاء حریق را فعال کنند و خطرات جانی و مالی ناشی از آتش‌سوزی را به حداقل برسانند.

هنگام انتخاب دتکتور شعله، عواملی مانند نوع حسگر، شرایط محیطی، قابلیت‌های اضافی، گواهینامه‌ها و استانداردها، هزینه نصب و نگهداری و قیمت دستگاه باید مورد توجه قرار گیرند. با بررسی دقیق این عوامل، می‌توان بهترین دتکتور شعله را برای نیازهای خاص هر محیط انتخاب کرد.