دتکتور شعله ای چیست

دتکتور شعله ای یا Flame detector

صنایع شیمیایی و پالایشگاه ها همواره در معرض خطر آتش سوزی قرار دارند.

هنگامی که مایعات و گازهای اشتعال پذیر با هوا ترکیب می‌شوند، انفجارهای مهمی در پی داشته و ممکن است خسارات جانی و مالی شدیدی به کارکنان، افراد حاضر در محل حادثه و... وارد کنند.

دتکتور شعله ای یا آشکار ساز شعله یا Flame detector یکی از انواع دتکتور می‌باشد که از مهم ترین دتکتور ها بوده و به هنگام آتش سوزی، به محض احساس اشعه خاص ساطع شده از آتش و با هشدار اولیه به موقع، از خسارات بیشتر و گسترش حریق جلوگیری می‌کند.

مکانیزم دتکتور شعله ضد انفجار به گونه ای می‌باشد که با ارسال سیگنال به PLC، سایر اقدامات مورد نیاز ( غیر فعال کردن خطوطی مثل سوخت، فعال شدن سیستم اعلام حریق و… ) انجام گیرد.

نکته‌ی جالب توجه سرعت دتکتور شعله می‌باشد. دتکتور شعله یا آشکارساز شعله به دلیل مکانیسم های مورد استفاده برای تشخیص شعله، می‌تواند حتی از دتکتور دود و دتکتور حرارت سریع تر بوده و زودتر از آنها بروز حریق را تشخیص و اطلاع دهد. اما اگرچه سرعت دتکتور شعله ای بالا تر از سایر دتکتور بوده، اما اعلام حریق به تجهیزات مورد استفاده شما بستگی دارد. تجهیزاتی مثل آژیر، فلاشر و… .

کاربرد دتکتور شعله

شاید برای شما نیز سوال پیش بیاید که دتکتور شعله دقیقا کجا کاربرد دارد. در این بخش می‌خواهیم تمامی مکان ها و موقعیت هایی را که نیازمند دتکتور شعله ای هستند را نام برده و توضیح دهیم.

دتکتور شعله از دتکتورهای گران بازار بوده و دارای برندها و انواع مختلفی می‌باشد. کاربرد و ساختاری پیچیده داشته و برای نصب نیازمند یک نصاب ماهر می‌باشد. علی رغم قیمت بالای این دتکتور، همچنان یکی از پرکاربردترین و محبوب ترین دتکتور ها بوده و سالیانه توسط افراد زیادی خریداری و مورد استفاده قرار می‌گیرد. اگرچه از این دتکتور بیشتر در نواحی صنعتی و مکان هایی با حساسیت و امکان احتراق بالا استفاده می‌شود، اما این آشکارساز شعله بر اساس محل نصب به دو دسته‌ی دتکتورهای شعله با امکان استفاده در نواحی با خطر انفجار و دتکتورهای شعله معمولی تقسیم می‌شود.

در فضای بیرونی می‌توان از هر دو نوع دتکتور UV و IR استفاده کرد.

مکانی که مناسب نصب دتکتور شعله می‌باشد دارای المان خاصی نیست؛ اما مکان هایی که در ادامه نام می‌بریم، مستعد آتش سوزی و در نتیجه نیازمند دتکتور شعله می‌باشند.

مکان هایی که دارای مواد قابل احتراق هستند، دارای سرمایه های مهم بوده و این سرمایه ها نیازمند مراقبت هستند، مناطقی که به صورت خودکار نیاز به حفاظت از آتش دارند و در نهایت مناطقی که نیازمند واکنش فوری به شعله هستند ( مثل انبار پارچه و… ) .

از دتکتور شعله در اتاق رنگ، پمپ های بنزین و گاز، سایت های نفت و گاز و پتروشیمی، محل ذخیره سوخت، انبار مواد محترقه، نیروگاه های برق، نیروگاه های هسته ای، صنایع نفت و گاز و پتروشیمی، صنایع بازیافت، معادن و صنایع وابسته استفاده می‌شود.

نحوه‌ی کار دتکتور شعله ای

دتکتور شعله از یک جریان الکترونیکی به همراه یک دریافت‌کننده ( رسیور ) تابش‌های الکترومگنتیک ( وابسته به نیروی مغناطیسی برق ) تشکیل شده است. این دستگاه به خاطر طراحی ای که دارد، قادر است تابش‌های الکترومگنتیک را از یک یا چند طول موج تعریف‌ شده ماورای بنفش یا مادون قرمز، دریافت کند.

انواع دتکتور شعله ای

آتش دارای طیف های مختلفی می‌باشد و همین امر باعث به وجود آمدن انواع دتکتور شعله ای می‌شود. دتکتور شعله ای به قدری مهم و در سیستم اعلام حریق کاربردی می‌باشد که دارای پنج نوع بوده و هر نوع آن، به طیف خاصی از آتش حساس می‌باشد.

امواجی که از آتش ساطع می‌شوند و به دتکتور شعله کمک می‌کنند تا حریق را شناسایی کند، به دو دسته کلی امواج الکترومغناطیسی مادون قرمز ( IR ) و امواج الکترومغناطیسی ماوراء بنفش ( UV ) تقسیم می‌شوند.

انواع دتکتور شعله بر اساس همین امواج به دتکتور شعله IR یا مادون قرمز تک فرکانسی، دتکتور شعله IR/IR یا مادون قرمز چند فرکانسی، دتکتور شعله IR3، دتکتور شعله UV یا دتکتور شعله ماورای بنفش، دتکتور شعله IR/UV یا دتکتور شعله مرکب فرابنفش – مادون قرمز و دتکتور شعله چند موجی یا چند طیفی IR3+UV تقسیم می‌شوند.

دتکتور شعله IR یا مادون قرمز تک فرکانسی

دتکتور شعله مادون قرمز (IR Flame Detector) دارای یک دوربین است. این دوربین نسبت به تغییرات سیگنال نوری دریافت شده حساس بوده و می‌تواند انواع تابش های حرارتی را تشخیص دهد.

دو عاملی که بر لنز ردیاب آن اثر دارند، عامل آب و قرار گرفتن در معرض نور خورشید می‌باشد. این دتکتور به قدری حساس است که ممکن است تنها با قرار گرفتن بر روی سطحی داغ، به اشتباه هشدار کاذب دهد.

باند مورد حساسیت این دتکتور، باند باریک تابش در محدوده‌ی 4.4 میکرون می‌باشد که مربوط به شعله‌های آتش‌سوزی‌های هیدروکربنی است. دتکتور شعله تک فرکانسی از یک سنسور پیروالکتریک استفاده می‌کند که این سنسور به تغییر در شدت تابش IR واکنش نشان می‌دهد.

در دتکتور شعله ای از 4.3 تا 4.4 رنج فرکانس ویژه ای می باشد. این فرکانس نقطه تشدید کربن دی اکسید است.

کربن دی اکسید که طی فرایند سوختن هیدرو کربن ها آزاد می‌شود، در نقطه تشدید فرکانس که 4.3 می‌باشد، انرژی زیادی منتشر می‌کند. همین انتشار انرژی از سوی کربن دی اکسید باعث به اوج رسیدن انتشار امواج شده و در صورت قرار گرفتن کربن دی اکسید در سرما، باعث کاهش انتشار امواج می‌شود.

سنسور آشکار ساز های شعله مادون قرمز نيز به طيف گرمايي منتشر شده از شعله آتش حساس هستند.

مزایا، معایب و کاربرد های دتکتور شعله مادون قرمز IR

از مزایای این دتکتور می‌توان به سرعت بالا، حساسیت متوسط، قیمت پایین، تاثیر ناپذیر از تشعشعات خورشیدی و ایمن در برابر آلودگی های نوری و از معایب این دتکتور شعله می‌توان به تحت تاثیر حرارت قرار گرفتن، امکان هشدار کاذب و مناسب نبودن برای تشخیص حریق های غیر کربنی اشاره کرد. از این دتکتور شعله ای در محیط های داخل ساختمان ( مثل بانک ها، اداره ها و… ) استفاده می‌شود.

دتکتور شعله IR/IR یا مادون قرمز چند فرکانسی

دتکتور مادون چند فرکانسی یا (Infrared Multi Spectrum Flame Detectors)، دارای سه سنسور بوده که هر سنسور به فرکانس تابشی خاصی حساس هستند. معمولاً هنگامی که یک آتش سوزی هیدروکربنی از خود مادون قرمز ساطع می‌کند، یک حسگر شدید تر آن را حس می‌کند. مدارهای الکترونیکی در این دتکتور شعله تفاوت شدت سه سنسور را تعیین می‌کند. دتکتورهای چند فرکانس با تحلیل دامنه‌های مختلفی که هر حسگر به صورت مجزا تشخیص می‌دهد عمل می‌کند. زمان این پروسه طولانی بوده و خطای آن کمتر می‌باشد.

مزایا، معایب و کاربرد دتکتور شعله مادون قرمز چند فرکانسی یا IR/IR

از مزایای این دتکتور شعله می‌توان به حساسیت و سرعت متوسط و احتمال هشدار کاذب کم و از معایب آن می‌توان به محدودیت عملکرد به واسطه رنج دمایی و تحت تاثیر منابع IR قرار گرفتن اشاره کرد. از این دتکتور شعله هم در محیط های خارجی و هم در محیط های داخلی استفاده می‌شود.

دتکتور شعله IR3

آشكارسازهاي شعله سه تایی طول موج سه باند مشخص در ناحیه طیفی IR و نسبت آنها با یکدیگر را مقایسه می کنند. در این دتکتور، یک سنسور محدوده 4.4 میکرومتر و دو سنسور دیگر باندهای مرجع بالا و پایین را آشکار کنند. آشكارسازهاي IR3 نسبت به آشكارسازهاي IR و UV/IR زمانی که در معرض اشعه IR غیر شعله قرار می گیرند در مقابل آلارم کاذب، پیشرفته تر می‌باشد. دتکتور شعله IR3 بیشتر مناسب محیط‌هایی است که احتمال وقوع انفجار در آنها بالا می‌باشد. این دتکتور برای محیط هایی که در معرض رطوبت قرار دارند نیز مناسب می‌باشد؛ چرا که دارای بدنه ای استیل و ضد زنگ و با سه سنسور IR می‌باشد. مدل های کارآمد و پر طرفدار دتکتورهای شعله ای IR3 قادرند در کمتر از 5 ثانیه و از فاصله 60 متری آتش را تشخیص دهند.

مزایا، معایب و کاربرد دتکتور شعله IR3

از مزایای دتکتور شعله ای IR3 می‌توان به سرعت و حساسیت بالا، کم بودن احتمال هشدار کاذب و عدم تاثیر پذیری از اشعه خورشید و از معایب آن می‌توان به قیمت بالا اشاره کرد. این دتکتور در هر نوع محیط های داخلی و خارجی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

دتکتور شعله UV یا دتکتور شعله ماورای بنفش

از دتکتور از یک لامپ خلاء دیود نوری برای تشخیص تشعشعات فرابنفش استفاده می‌کند. دیود نوری باعث می‌شود به ازای هر فوتون فرابنفش که به منطقه‌ی فعال لامپ برخورد می‌کنند، یک شوک جریان الکتریک ایجاد شود.

در صورتی که تعداد این شوک ها از حالت متعارف و استاندارد بیشتر شود، دتکتور اعلام حریق شروع به هشدار دادن می‌کند.

مزایا، معایب و کاربرد دتکتور شعله UV یا دتکتور شعله ماورا بنفش

از مزایای دتکتور شعله فرابنفش می‌توان به قابلیت پاسخگویی به آتش‌سوزی‌های حاصل از هیدروکربن، هیدروژن و آتش‌سوزی فلزات و نیز سرعت پاسخگویی بالای آن، قیمت پایین و حساسیت متوسط و عدم تاثیر پذیری از وسایل داغ و از معایب آن می‌توان به واکنش احتمالی به جوشکاری در برد طولانی و یا امکان هشدار کاذب در صورت رعد و برق، اشعه‌ی ایکس و جرقه اشاره کرد. از این دتکتور هم در محیط داخلی و هم در محیط خارجی استفاده می‌شود.

دتکتور شعله IR/UV یا دتکتور شعله مرکب فرابنفش – مادون قرمز

دتکتور شعله ترکیبی فرابنفش و مادون قرمز از یک سنسور فرابنفش و مادون قرمز تک فرکانسی ساخته شده است. عملکرد هر دوی آنها را به صورت جداگانه توضیح دادیم. اما باید این را بدانید که مدارهای اضافی، سیگنال ها را از هر دوی این سنسورها پردازش می‌کنند. این بدین معنی می‌باشد که دتکتور شعله ترکیبی IR/UV دارای قابلیت های بالاتر و بهتری برای رد کردن آلارم کاذب می‌باشد.

اگرچه این نکته قابل ذکر می‌باشد که برای فعال شدن و ارائه سیگنال، دتکتور شعله مذکور باید در معرض هر دو ایت تشعشعات قرار گیرد.

مزایا، معایب و کاربرد دتکتور شعله IR/UV یا دتکتور شعله ترکیبی

از مزایای آشکارساز شعله ترکیبی می‌توان به سرعت و حساسیت بالا، کم بودن احتمال هشدار کاذب و عدم تاثیر پذیری از تشعشعات خورشید و از معایب آن می‌توان به تحت تاثیر منابع UV/IR مشخص قرار گرفتن و کوری دید در صورت دود یا بخار غلیظ و تاثیر پذیری منفی در صورت وجود گریس و روغن بر روی شیشه این نوع دتکتورها اشاره کرد.

از دتکتور شعله ای ترکیبی در محیط های داخلی و خارجی استفاده می‌شود.

دتکتور شعله چند موجی یا چند طیفی IR3+UV

دتکتور شعله IR3+UV از الگوریتم‌هایی برای تعیین وجود آتش استفاده می‌کنند و آن‌ها را از تابش پس زمینه که به طور کلی دامنه و دقت ردیاب را کاهش می‌دهد، جدا می‌کند. تابشی که به طور مداوم و به عنوان پس زمینه در همه جا وجود دارد، توسط اشیاء در دمای بالا شدت می‌گیرد. همین این امر باعث می‌شود که محیط‌های با دمای بالا یا مناطقی که مواد با درجه حرارت بالا کار می‌کنند به ویژه برای دتکتورهای IR مقداری سخت و چالش پذیر باشد.

بنابراین، یک سنسور باند UV-C اضافی گاهی اوقات در دتکتورهای شعله قرار می‌گیرد. این سنسور باند این کار را انجام می‌دهد به منظور این که یک لایه کنترل و تایید دیگر اضافه کند چرا که تابش پس زمینه بر حسگرهای UV تاثیر نمی‌گذارد مگر اینکه درجه حرارت بسیار بالا باشد، مانند درخشش پلاسما از یک دستگاه جوشکاری Arc و… .

میدان یا گستره‌ی دید دتکتور شعله ای

اکثر دتکتورهای شعله دارای دید افقی 90 تا 120 درجه هستند. میدان‌های دید گسترده بسیار برای محافظت از ماژول های بسته مناسب هستند و در صورت بسته شدن می‌توانند پوشش منطقه در فواصل طولانی را محدود کنند. بهتر است دتکتور شعله از سطح زمین با فاصله نصب شود چرا که این کار باعث می‌شود دتکتور دید خوب و مناسبی نسبت به منطقه داشته باشد.

تفاوت دتکتور شعله و دتکتور دودی و حرارتی

عملکرد دتکتور ترکیبی حرارتی و دودی در اثر مواردی مثل بارش برف، باد و… ممکن است دچار اختلال شود؛ اما این در صورتی می‌باشد که دتکتور شعله ای تحت تاثیر عواملی مثل باد و غیره قرار نگرفته و عملکرد آن دچار اختلا نمی‌شود. دلیل این تفاوت این است که دتکتور دودی و حرارتی نیاز دارند تا دود یا گرما با حسگر آنها برخورد کرده و سپس هشدار دهند و باد از این تعامل جلوگیری می‌کند. اما دتکتور شعله دارای حسگر هایی بوده که این حسگر ها بر اثر امواج الکترومغناطیسی تحریک شده و هشدار می‌دهند و چنین عواملی نمی‌توانند این امواج را قطع کنند. لذا دتکتورهای مادون قرمز در فضاهای بسته و آشکارسازهای ماورای بنفش برای هر دو فضای باز و بسته کاربرد دارند. جهت مشاوره و انتخاب بهترین دتکتور می‌توانید با کارشناسان فروش شرکت آموت تماس حاصل فرمایید.

چه عواملی ممکن است مانع تشخیص دتکتور و یا هشدار کاذب شوند؟

معمولاً مواد و عناصر شیمیایی مختلفی در مکان های صنعتی وجود دارند که مانع از کارکرد صحیح دتکتور شعله می‌شود. مثلاً هنگامی که یخ بر روی لنز دتکتور شعله مادون قرمز ( IR ) جمع می‌شود، دامنه تشخیص دتکتور شعله محدود شده و در نتیجه کارکرد آن به مشکل می‌خورد. همین مسئله با روغن در مورد دتکتور شعله فرابنفش ( UV ) صادق بوده و دامنه دید آن را کاهش می‌دهد.

موانع دیگر مانند لوله‌ها، پارتیشن‌بندی‌ها، تهویه‌ی هوا و غیره منطقه‌ی دید نوری را مسدود خواهند کرد. اگر آتش‌سوزی در سوی دیگر پارتیشن شروع شود، برای دتکتور شعله قابل تشخیص نمی‌باشد.

به علاوه، پیش از شروع کار دتکتور شعله شما می‌توانید آن را مورد تست و بررسی قرار دهید. بعضی مکان ها حساس و خطرناک بوده و شما اجازه تست خود دتکتور شعله را نمی‌دهند چرا که ممکن است حادثه ای پیش بیاید؛ در این شرایط از شبیه ساز استفاده می شود. شبیه ساز ها دو نوع هستند. شبیه ساز تشعشعات مادون قرمز یک گانه، دو گانه، سه گانه و شبیه ساز ترکیبی مادون قرمز و فرابنفش که این شبیه ساز ها را می توان از فاصله 9 تا 12 متری استفاده کرد.

نکات جایگذاری و نصب دتکتور شعله

نصب دتکتور شعله به بررسی دقیق مکان مورد نظر بستگی دارد چرا که تنها مشاهده مکان از روی نقشه کار درست و قابل اطمینانی نمی‌باشد چرا که گاهی مکان انتخاب شده با نقشه تفاوت هایی داشته و مناسب نصب دتکتور شعله ای نمی‌باشد.به هنگام نصب دتکتور شعله باید یک سری فاکتور مد نظر گرفته و به آنها توجه کنید. این فاکتور ها شامل زاویه دید دتکتور، دامنه تشخیص، موانع موجود مثل تیر برق و بالابر و غیره، پوشش کافی دتکتور جهت پر کردن هر فضای خالی ای در پوشش نوری، نصب دتکتور شعله در ارتفاع نصب بهینه ( تابعی از ارتفاع محلی که بیشترین احتمال وقوع حریق را دارد. ) و پوشش دادن هر منطقه ای که دارای ریسک بالای آتش سوزی می‌باشند با یک دتکتور.

توجه به نقاط بالقوه‌ی وقوع آتش‌ سوزی، حداکثر و حداقل فاصله‌ی تشخیص مورد نیاز، منابع تشعشعات مزاحم، کلیه‌ی سوخت‌های احتراق‌پذیر، سرعت پاسخگویی و شرایط آب و هوایی از جمله کارهایی می‌باشد که به هنگام نصب دتکتور شعله باید انجام شود.

دتکتورهای شعله همچنین باید در گستره‌ی دمایی وسیعی کار کنند. باید محدودیت‌های دمای بالای محیطی را برای دستگاه‌های نصب شده درون کمپرسورها و یا توربین در نظر بگیرید. همچنین شعله و انعکاس شعله می‌تواند بر روی انواع خاصی از دتکتورهای شعله مانند دتکتور شعله مادون قرمز چند طیفی و دتکتور شعله UV/IR تاثیرگذار باشد.

مبحث مهم دیگری که در نصب دتکتور شعله ای اهمیت دارد، زاویه نصب می‌باشد.

دتکتورهای شعله تجهیزات نوری هستند و بنابراین برای تشخیص دقیق شعله باید دید بدون مانعی از منطقه‌ی داشته باشند. میدان دید این دتکتورها به صورت مخروطی شکل است و زاویه‌ی دید از 90 تا 120 درجه متغیرمی‌باشد.

حساسیت این دتکتور در لبه‌های مخروط کمتر بوده و ممکن است لبه‌ها نقاط کور در نظر گرفته شوند. اگر آتش در لبه‌های مخروط اتفاق بیفتد به شرطی توسط دتکتور شعله تشخیص داده می‌شود که بزرگتر از آتش‌های مرکز مخروط باشد. همچنین برای راه‌ اندازی و نصب دتکتورهای شعله لازم است به ماهیت آتش، منطقه‌ی تحت حفاظت، شرایط آب و هوایی، قابلیت‌ها و محدودیت‌های دتکتور و نیاز کاربر توجه شود. به عنوان مثال انتخاب بین هشدار سریع‌تر یا مصونیت در برابر آلارم‌های کاذب و یا قابلیت تشخیص انواع مختلف سوخت‌ها یا تمرکز روی یک سوخت باید از قبل انتخاب و مشخص شود.

اقدام بعدی که بسیار مهم می‌باشد، سنجیدن زمان مورد نیاز برای پاسخ و اعلام حریق و سرعت پاسخ به شعله در دتکتور و سیستم مرتبط می‌باشد. مثلا دتکتور UV تا ۱۰ میلی ثانیه و IR یک تا پنج ثانیه زمان می برد تا به حریق پاسخ دهد.

قیمت دتکتور شعله ای

اگرچه قیمت خرید دتکتور شعله معمولی بین 110 تا 260 پوند و قیمت خرید دتکتور شعله ضد انفجار و با توجه به برند خود بین 300 تا 700 پوند قیمت دارند، اما باز هم خرید دتکتور شعله به برند، تعداد، هدف و… شما بستگی دارد.

دتکتور شعله یکی از اجزاء سیستم اعلام حریق بوده که این سیستم توسط برندهای مختلف ایرانی و خارجی تولید و عرضه می‌شود. جهت مشاوره و انتخاب بهترین دتکتور شعله مناسب با بودجه و محل شما و اطلاع از جدیدترین لیست قیمت سیستم اعلام حریق و دتکتور شعله ای با کارشناسان فروش شرکت آموت تماس بگیرید.

آموت