CC BY
33Фёдоров В. Ю.
ВРЕМЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОБНАРУЖЕНИЯ ДЫМА ПОЖАРНЫМИ ИЗВЕЩАТЕЛЯМИ
В статье приведены методика и результаты определения времени срабатывания дымовых точечных пожарных извещателей с помощью специализированной лабораторной установки.
Ключевые слова: пожарная сигнализация, дымовые пожарные извещатели.
Fyodorov V.
TEMPORAL CHARACTERISTICS OF SMOKE DETECTION IN FIRE DETECTORS
In this article method and results of determine the response time of smoky point fire detectors with using a specialized laboratory installation are presented.
Keywords: fire alarm, smoke fire detectors.
Аля изучения влияния установки порогов срабатывания, а также дополнительных информационных признаков при обработке сигнала в пожарных извещателях на временные характеристики обнаружения очага пожара системой пожарной сигнализации были проведены испытания на специализированном лабораторно-исследовательском стенде «Тепловой-дымовой канал», изготовленном в Уральском НТЦ «Электронная техника» по техническому заданию Академии ГПС МЧС России [1].
Внешний вид стенда с размещённым оборудованием представлен на рисунке 1; схема электрическая подключения оборудования - на рисунке 2. Испытания проводились при нормальных климатических условиях, а именно: температуре окружающего воздуха 22-28 °С; относительной влажности 64 %; атмосферном давлении 102 кПа; отсутствии внешних электрических и магнитных полей, превышающих
пределы, при которых они могут влиять на работу извещателей; отклонениях напряжения питании сети переменного тока от номинального значения не более 5 %.
В основе проверки оптико-электронных дымовых пожарных извеща-телей или комбинированных извещателей с дымовым каналом лежит методика измерения оптической плотности дыма, создаваемого тестовым источником с помощью измерителя ИОПД-5 (ДКЯГ.416141.003РЭ).
Рисунок 1. Внешний вид стенда «Тепловой-дымовой канал»:
1 - крепёжная рама; 2 - конструкция канала;
3 - источник питания 0-40 В Ип и ППКП; 4 - устройство контроля и управления УКУ-09; 5 - источник питания 9 В; 6 - зонд анемометра; 7 - анемометр; 8 - зонд термопары; 9 - рукоятка поворота извещателей; 10 - источник питания 27 В, 40 А; 11 - измеритель оптической плотности дыма ИОПД-5; 12 - генератор дыма; 13 - регулятор интенсивности подачи дыма; 14 - приёмник сигналов ИОПД-5; 15 - смотровое окно; 16 - дверца доступа к ИП со смотровым окном; 17 - устройство приёмно-контрольное ППКП-1; 18 - смотровое окно подачи дыма; 19 - рукоятка заслонки перекрытия канала; 20 - дверца доступа к нагревателю воздуха; 21, 22 - отверстия с шаровыми кранами
Блок автоматов
/Ь1 /Ь2 / Ь2 / N
РЕ
Ь2
Ь2
К 1.01 Ь2 К 1.03
К 1.02 К 1.04
К 1.01 N К 1.03
К 1.02 К 1.04
Нагрузка
Ь2
Ь2 N
Анемометр
Ь2
МС40
+0...5 В
-0..5 В
Ь2 N
Ь2
+9 В -9 В
Источник Источник Источник
питания питания питания
27 В/40 А 27 В/40 А БЗ-409
Ь2 N
УКУ 09
Пуск
Стоп
Общий
ППКП
V
Термопара
Ь2
N
Источник питания БЗ-704.1
Испытуемые извещатели
Рисунок 2. Схема электрическая подключения оборудования стенда «Тепловой-дымовой канал»
В измерениях на стенде использовались приборы, показанные на рисунке 2, а также генератор дыма.
Чувствительность оптических пожарных извещателей при испытаниях определялась по удельной оптической плотности среды т с помощью следующего выражения:
10. Р0 т = —12—, с! ъ Р
где т - удельная оптическая плотность, дБ/м; d - оптическая длина пути луча в контролируемой среде, м;Р0 - мощность регистрируемого излучения, прошедшего через незадымлённую среду; Р - мощность регистрируемого излучения, ослабленного средой при её задымлении.
Вычисление оптической плотности при подключении компьютера с соответствующей программой производится авто-
матически. В качестве материала дымо-образования использовался хлопчатобумажный фитиль.
В испытательной камере в процессе исследований с помощью вентилятора устанавливалась скорость воздушного потока 0,2 ± 0,04 м/с. Температура в испытательной камере соответствовала нормальной.
Исследуемые образцы извещателей устанавливались в испытательной камере в рабочем положении с одинаковой ориентацией относительно воздушного потока и подключались к контрольно-измерительной аппаратуре.
В момент срабатывания извещателя фиксировалось значение удельной оптической плотности. Испытания проводились 6 раз, по результатам измерений определялся доверительный интервал значений удельной оптической плотности с доверительной вероятностью 0,95.
N
N
N
N
N
+0...40 В
0...40 В
Испытаниям подвергались семь пожарных извещателей одного из производителей:
- дымовой пороговый с фиксированной чувствительностью, установленной при изготовлении;
- комбинированный теплодымовой извещатель с фиксированными порогами срабатывания и логикой «ИЛИ»;
- мультикритериальный извещатель «дым + тепло + пламя + газ СО» с взаимосвязанными порогами;
тельствует о хорошей воспроизводимости условий эксперимента, а также качественной технической реализации извещателей.
Скорость нарастания концентрации продуктов горения, определяемая по наклону экспериментальной зависимости, практически постоянная и небольшая, примерно 0,04 дБ/(м-мин), что позволяет не учитывать влияние собственной инерционности извещателей на временные характеристики их срабатывания.
- четыре извещателя № 1-4 с установленными на фирме-изготовителе порогами срабатывания, соответственно, 0,06; 0,1; 0,13; 0,17 дБ/м, находящихся в нормативно установленном диапазоне 0,05-2,0 дБ/м [2]. Погрешность установки порогов ± 10 %.
Результаты испытаний приведены в таблице и на рисунке 3.
Небольшой разброс результатов измерений, характеризуемый шириной доверительного интервала с доверительной вероятностью 0,95, не более 10 % свиде-
По месту пересечения экспериментальной зависимости со значением времени срабатывания дымового порогового и комбинированного извещателей можно достаточно точно определить значения установленных порогов срабатывания, соответственно, 0,14 и 0,125 дБ/м. Аналогично условно определён порог срабатывания «Внимание» мультикри-териального извещателя (в таблице время срабатывания указано в скобках).
Результаты испытаний пожарных извещателей
Вид извещателя Установка чувствительности, дБ/м Время срабатывания, с М 5
Дымовой пороговый традиционный - 236 229 236 230 224 238 232 ± 3,9
Комбинированный (дым + тепло) - 216 208 218 219 205 226 215 ± 5,6
Мультикритериальный 0,13 133 (60) 127 (58) 135 (62) 136 (62) 125 (57) 141 (63) 133 (61) ± 4,3 (± 2,2)
Дымовой с установкой чувствительности № 1 0,06 126 121 129 131 120 135 127 ± 4,2
Дымовой с установкой чувствительности № 2 0,1 190 182 193 195 180 199 190 ± 5,4
Дымовой с установкой чувствительности № 3 0,13 221 217 226 227 215 230 223 ± 4,3
Дымовой с установкой чувствительности № 4 0,17 290 282 293 295 280 300 290 ± 5,6
Примечание. М - математическое ожидание времени срабатывания, с; 5 - ширина доверительного интервала с доверительной вероятностью 0,95, с.
I | I
I I
I |
I |
__I_|__|_|_I!_|_|_|_*
0 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16 0,18 Чувствительность, Дб/м
Рисунок 3. Результаты испытаний дымовых извещателей:
1 - дымовой с установкой чувствительности № 1; 2 - дымовой с установкой чувствительности № 2;
3 - дымовой с установкой чувствительности № 3; 4 - дымовой с установкой чувствительности № 4;
5 - дымовой пороговый традиционный; 6 - комбинированный (дым + тепло);
7 - мультикритериальный; 7' - мультикритериальный (канал «Внимание»)
Для данного извещателя имеется функциональная зависимость между порогом срабатывания и значением контролируемых факторов пожара. Поэтому при установленном пороге срабатывания только по увеличению оптической плотности среды (дыму) 0,13 дБ/м инерционность срабатывания значительно меньше, чем у соответствующего порогового дымового извещателя № 3.
Результаты измерений хорошо согласуются с данными, приведёнными в [3].
По результатам испытаний может быть сделан ряд выводов. Время срабатывания дымовых пожарных извещателей в диапазоне оптической плотности 0,05-0,2 дБ/м, определённой нормативными документами, отличается значительно, почти в 3 раза. Следовательно, применение в адресно-аналоговых системах
пожарной сигнализации настраиваемых порогов, в частности, к дыму, а также применение двухпороговых пожарных извеща-телей за счёт формирования предварительного сигнала «Внимание» могут обеспечить значительный запас времени на обнаружение и тушение пожара. Учёт дополнительных признаков в мультикритериальном извещателе существенно уменьшает время обнаружения пожара.
ДИТЕРАТУРА
1. Стенд «Тепловой-дымовой канал» НБИЕ.485480.03.001 РЭ.
2. ГОСТ Р 53325-2009. Техника пожарная. Технические средства пожарной автоматики. Общие технические требования. Методы испытаний. - М.: Стандартинформ, 2010.
3. Щипицын С. М. Выбор системы пожарной сигнализации. Советы профессионалов / Системы безопасности ОПС. - М.: Гротек, 2009. - С. 14-17.
