دفترچه مهندسان برای بیم دتکتور دودی اعلام حریق

اولین گام در مقابله با آتش‌سوزی، شناسایی به موقع وقوع آن است که بهترین راه برای این کار، انتخاب و به‌کارگیری دتکتورهای مناسب برای تشخیص شعله و در عین حال نادیده گرفتن شرایط هشدار کاذب می‌باشد.

مقدمه
بسیاری از کارخانه‌ها و تاسیسات فرآیندی مقادیر زیادی مایعات و گازهای قابل اشتعال و حتی انفجاری به عنوان محصولات، مواد اولیه یا سوخت‌ها دارند. حتی وقتی بهترین روش‌ها به دقت رعایت شوند، گاهی خطاهای تجهیزات یا اپراتورها باعث می‌شود این مواد از محفظه خود خارج شده و با هوا مخلوط شوند که منجر به آتش‌سوزی می‌شود.

در حالی که اکثر مردم درباره فجایع انفجار و آتش‌سوزی‌های بزرگ شنیده‌اند، بسیاری از حوادث بالقوه در همان مراحل اولیه با فعال شدن دتکتور شعله و آغاز سیستم خودکار اطفای حریق مهار می‌شوند. این سیستم منبع سوخت را قطع کرده و آتش را خاموش می‌کند، معمولاً با استفاده از فومی خاص، تا حداقل آسیب به تجهیزات، صدمات جانی و اثرات زیست‌محیطی را فراهم کند. دتکتور شعله همچنین پرسنل پاسخ‌دهنده اولیه را مطلع می‌کند تا سریعاً به محل حادثه برسند.

دستیابی به چنین نتیجه مثبتی مستلزم سیستم‌های ایمنی مؤثر و آموزش پرسنل است. در اولویت قرار دادن این موضوع، این سیستم‌ها باید بتوانند به سرعت شروع حریق را تشخیص دهند و به‌موقع مراحل اصلاحی صحیح را فعال کنند تا حادثه فرصت تشدید نیابد

 

تشخیص شعله‌ها
انسان‌ها آتش را با دیدن نور مرئی آن و احساس حرارت تابیده شده تشخیص می‌دهند. اما هر کسی که ماهیت آتش را مطالعه کرده باشد می‌داند که سوخت‌های مختلف می‌توانند انواع بسیار متفاوتی از آتش ایجاد کنند. الکل در حال سوختن نسبت به نفت در حال سوختن تقریباً نامرئی است. خوشبختانه، ابزارهایی که برای تشخیص شعله طراحی شده‌اند محدودیت چشم انسان را ندارند. دتکتورشعله‌ها می‌توانند تابش‌های داغ حاصل از محصولات احتراق، رادیکال‌ها و گونه‌های دیگر را در بخش‌های مختلف طیف الکترومغناطیسی جستجو کنند و در صورت قرارگیری مؤثر، ظرف چند ثانیه واکنش نشان دهند.

اکثر محصولاتی که به عنوان قابل اشتعال شناخته می‌شوند حاوی کربن هستند و بنابراین دی‌اکسید کربن را به عنوان محصول اصلی تولید می‌کنند. با این حال، کربن لازم نیست که سوخت باشد، همانطور که در محصولاتی غیرآلی مانند هیدروژن، آمونیاک، اکسیدهای فلزی، سیلان و غیره دیده می‌شود. بسیاری از اینها حاوی هیدروژن بوده و بنابراین بخار آب تولید می‌کنند. الکل‌ها، هیدروکربن‌ها و بسیاری از سوخت‌های دیگر هم هیدروژن و هم کربن دارند و بنابراین هر دو محصول را تولید می‌کنند.

صرف‌نظر از منبع سوخت، شعله‌ها و گازهای داغ حاصل تابش الکترومغناطیسی در طول‌موج‌های مختلف (شکل ۲) از فرابنفش (UV)، طیف مرئی تا مادون قرمز (IR) ایجاد می‌کنند. مقدار و طول‌موج این تابش بستگی به منبع سوخت دارد. دی‌اکسید کربن داغ دارای قله شدید در ۴.۲ تا ۴.۵ میکرومتر و بخار آب داغ در ۲.۷ میکرومتر است. دتکتورشعله‌ها معمولاً برای تشخیص تابش نوری در این طول‌موج‌ها طراحی می‌شوند که الگوهای شدت آنها در شعله‌های باز رایج است.

 

کارخانه‌های قدیمی بیشتر به اپراتورهای انسانی برای اعلام هشدار و شروع عملیات اطفای حریق وابسته بودند، اغلب به دلیل کمبود دتکتورهای شعله مؤثر. اما با کاهش تعداد کارکنان در اکثر کارخانه‌ها و بهبود چشمگیر دتکتورهای شعله، سیستم‌های خودکار به بهترین روش برای آغاز عملیات تبدیل شده‌اند.

فناوری‌های تشخیص حریق اشکال مختلفی دارند. در فضاهای مسکونی و تجاری، دتکتورهای دود وجود دارند که به دنبال محصولات خاص احتراق یا تیرگی هوا می‌گردند، اما این دتکتورها به فضاهای بسته نیاز دارند تا میزان کافی از دود یا ذرات به حد قابل تشخیص برسد که زمان‌بر است. دتکتورهای حرارتی نیز همین مشکل را دارند. از آنجایی که کارخانه‌های فرآیندی اغلب باز به فضای بیرون هستند، دتکتورهای دود ممکن است برای هشدار زودهنگام مناسب نباشند.

سریع‌ترین روش برای تشخیص حریق، شناسایی شعله است. شعله‌ها بلافاصله هنگام سوختن گازها یا مایعات شکل می‌گیرند و نیازی به انتظار برای تجمع محصولات احتراق یا افزایش حرارت نیست. اگرچه این مفهوم ساده است، اما توانایی شناسایی دقیق شعله با سرعت پاسخ‌دهی بالا چالش‌برانگیز است.

اجتناب از هشدارهای کاذب
شرایطی که دتکتورشعله به آن‌ها واکنش نشان می‌دهد همیشه محدود به نوع آتش‌سوزی‌هایی نیست که تأسیسات نگران آن هستند. دی‌اکسید کربن و بخار آب داغ ممکن است توسط اگزوز کامیون یا موتور ثابت ایجاد شوند. نور فرابنفش می‌تواند توسط جوشکار یا بازتاب نور خورشید تولید شود. اگر دتکتورشعله این موارد را به اشتباه به عنوان آتش واقعی تشخیص دهد و منجر به صدور هشدار و فعال‌سازی خودکار سیستم‌های کنترل برای خاموش کردن آتش شود، این واکنش می‌تواند بسیار پرهزینه و مزاحم باشد و احتمالاً منجر به ثبت یک حادثه شود.

علاوه بر پاکسازی، تولید متوقف می‌شود و در بسیاری از موارد برای مدت طولانی پس از آماده شدن تمام سیستم‌ها، به دلیل دوره انتظار برای تحقیقات علت ریشه‌ای، گزارش‌های نظارتی و سایر مجوزهای لازم برای راه‌اندازی مجدد، توقف ادامه می‌یابد. به دلیل این موارد و الزامات دیگر، هشدار کاذب می‌تواند تقریباً به اندازه یک آتش واقعی مزاحمت ایجاد کند.

این واقعیت باعث توسعه دتکتورشعله‌هایی شده که قادر به تشخیص و رد هشدارهای کاذب هستند و نیاز به تنظیمات نادرست و نامناسب توسط پرسنل را کاهش می‌دهند. یکی از رایج‌ترین، اگرچه نامناسب‌ترین روش‌ها، کاهش حساسیت دتکتورشعله است که به منظور کاهش احتمال هشدار کاذب انجام می‌شود. این کار پوشش تشخیص را کاهش می‌دهد و در یک حادثه در حال پیشرفت، آتش باید به حدی برسد که دتکتور تنظیم‌شده پایین‌تر فعال شود، که مبارزه و خاموش کردن آن را سخت‌تر می‌کند.

راه‌حل بهتر اما پرهزینه‌تر، استفاده از روش اثبات شده به کارگیری چندین دتکتورشعله در قالب یک سیستم رأی‌گیری است. این روش در سایر سیستم‌های حیاتی ایمنی متداول است اما هزینه پیاده‌سازی و یکپارچه‌سازی آن بالا است. با این وجود، به کارگیری چند دتکتور و سیستم‌های پشتیبان معمولاً هزینه کمتری نسبت به مدیریت یک هشدار کاذب واحد دارد.

نیاز به استفاده از این روش‌ها با پیشرفت سیستم‌های پردازش سیگنال دتکتورشعله و توانایی آن‌ها در تمایز بین آتش واقعی و منابع احتمالی دیگر کاهش یافته است

برای مثال، آیا منبع تابش فرابنفش تشخیص داده شده از یک شعله است یا یک جوشکار؟ اگرچه هر دو ممکن است در طول‌موج‌های مشابه تابش داشته باشند، ماهیت خروجی از نظر شدت و نوسان بسیار متفاوت است و یک دتکتور هوشمند می‌تواند تفاوت آن‌ها را تشخیص دهد.

زمان پاسخ سریع که با دتکتورشعله حساس و پیشرفته امکان‌پذیر است می‌تواند تفاوت بین یک حادثه فاجعه‌بار و یک آتش خاموش شده با حداقل تأثیر باشد. این نوع دتکتورها همچنین می‌توانند از توقف تولید ناشی از هشدارهای کاذب جلوگیری کنند.

دتکتورشعله‌ها براساس مقاومتشان در برابر منابع خاص هشدار کاذب ارزیابی می‌شوند، بنابراین در ارزیابی هر محصول باید این موارد به دقت بررسی شود. این دسته‌بندی‌ها شامل مواردی مانند چراغ‌های فلورسنت، چراغ‌های هالوژنی، کویل‌های داغ درخشان، جوشکاری قوسی، نور خورشید و غیره است. اکثر آن‌ها فاصله‌ای برای مقاومت در برابر این منابع را مشخص می‌کنند.

 

تشخیص نوری بیم راهکاری اقتصادی برای شناسایی دود در فضاهای باز بزرگ مانند مراکز خرید، انبارها و فرودگاه‌ها ارائه می‌دهد.

ابتدا بیایید به دیگر روش‌های تشخیص که معمولاً استفاده می‌شوند نگاه کنیم و دلیل انتخاب بیم دتکتور دودی اعلام حریق به جای آن‌ها را بررسی کنیم.

دتکتور نقطه‌ای اغلب استفاده می‌شود اما می‌تواند منجر به شبکه‌ای پیچیده از چندین دتکتور همپوشان گردد که نصب آن‌ها بسیار زمان‌بر، سیم‌کشی آن‌ها پرهزینه و دسترسی به آن‌ها هنگام تعمیر و نگهداری دشوار خواهد بود. یک بیم دتکتور دودی اعلام حریق نوری به طور کلی می‌تواند جایگزین حدود ۱۶ دتکتور نقطه‌ای منفرد گردد و ۱۵۰۰ متر مربع را پوشش دهد.

سیستم‌های نمونه‌برداری مکشی معمولاً روی سقف نصب می‌شوند اما پیچیده و زمان‌بر برای نصب هستند. این سیستم‌ها شامل شبکه‌ای از لوله‌های نمونه‌برداری، درپوش‌ها و زانوها می‌باشند. همه این‌ها نیاز به نصب و نگهداری دارند. خود لوله‌کشی می‌تواند مزاحم باشد و نیاز به پنهان کردن در ساختار ساختمان داشته باشد.

برخی کدهای اجرایی نصب همچنین ارتفاعی را که دتکتور نقطه‌ای و مکشی می‌توانند استفاده شوند محدود می‌کنند زیرا هرچه سقف بالاتر باشد، چگالی ذرات کمتر خواهد شد و ممکن است زیر آستانه هشدار مورد نیاز این نوع دتکتورها قرار گیرد. بیم دتکتور دودی اعلام حریق در ارتفاع کارآمدتر است زیرا وقتی دود بالا می‌رود پخش می‌شود و ناحیه بزرگ‌تری را تحت تأثیر قرار می‌دهد و به این ترتیب مسیر بیم بیشتری تحت تأثیر قرار می‌گیرد. این مسیر تشخیص گسترده کارآمدتر از محفظه کوچک یک دتکتور نقطه‌ای است.

سیستم‌های تشخیص نقطه‌ای و مکشی به بالارفتن دود تا سقف وابسته هستند. مشکلاتی نیز می‌تواند به دلیل لایه‌ای موسوم به لایه استراتیفیکیشن ایجاد شود. ذرات دود سنگین‌تر از هوا هستند و توسط هوای گرم اطرافشان از میان هوای خنک‌تر بالا برده می‌شوند. این هوای خنک اطراف، ستون دود را سرد کرده و هوای گرم محبوس شده در زیر سقف یک لایه حرارتی تشکیل می‌دهد که مانع رسیدن دود به سقف می‌شود.

دتکتور نقطه‌ای و مکشی ممکن است به دلیل این پدیده قادر به تشخیص دود نباشند. با این حال، بیم دتکتور دودی اعلام حریق معمولاً ۶۰۰ میلی‌متر پایین‌تر از سقف نصب می‌شود (مطابق BS5839) که به این معناست کمتر احتمال دارد بالای خط استراتیفیکیشن قرار گیرد.

تشخیص شعله و ویدئویی: نوعی بسیار تخصصی و پرهزینه از تشخیص که اغلب به عنوان یک روش ثانویه با حساسیت بالا و سریع در محیط‌های با ارزش بالا مانند تولید هواپیما استفاده می‌شود.

انتخاب نوع دتکتور در نهایت با ارزیابی وضعیت، ویژگی‌های ساختمان، محیط، سرعت تشخیص، ارزیابی ریسک‌های بالقوه و مواد موجود تعیین می‌گردد.

بیم دتکتور دودی اعلام حریق راهکاری همه‌کاره و مقرون‌به‌صرفه برای حفاظت از نواحی وسیع، به‌ویژه با سقف‌های بلند ارائه می‌دهد.

انواع بیم دتکتور دودی اعلام حریق نوری: سه نوع اصلی بیم وجود دارد که باید در نظر گرفت.

بیم دتکتور دودی اعلام حریق غیر موتوری «رفلکتیو»: این نوع به سادگی با ارسال یک پرتو نامرئی مادون قرمز که به یک رفلکتور در انتهای مقابل برخورد می‌کند کار می‌کند و سپس مسیر دید را برای انسداد مانیتور می‌کند. هر دو فرستنده و گیرنده در یک واحد قرار دارند. این نوع معمولاً استفاده می‌شود اما تنها باید در محیط مناسب استفاده گردد. فقط در فضاهایی باید استفاده شود که ساختار آن‌ها صلب بوده و فاقد هرگونه حرکت باشند. ساختمان‌ها می‌توانند به دلایل متعددی حرکت کنند، ساختمان‌های جدید می‌توانند نشست کنند، انبارهای فلزی بزرگ می‌توانند در شرایط گرم و سرد تاب بردارند و شرایط آب‌وهوایی نامساعد مانند برف می‌تواند ساختمان‌ها را تغییر شکل دهد. باید توجه داشت که یک درجه حرکت ساختمان می‌تواند باعث انحراف بیم حدود ۱.۴ متر در ۱۰۰ متر شود که منجر به آلارم کاذب در یک بیم ثابت خواهد شد. راه‌اندازی، تنظیم و نگهداری بیم فقط در ارتفاع قابل انجام است و نیاز به تجهیزات دسترسی در ارتفاع خواهد داشت.

بیم دتکتور دودی اعلام حریق انتها به انتها: این نوع معمولاً یک کاربرد تخصصی و پرهزینه است که نیاز به شلیک پرتو از میان فضاهای کوچک دارد که ممکن است برای بیم‌های رفلکتوری مشکل‌ساز باشند زیرا احتمال بازگشت ناخواسته سیگنال از سازه‌های نزدیک وجود دارد. آن‌ها با یک فرستنده در یک انتها و یک گیرنده در انتهای مقابل کار می‌کنند که انسداد را بررسی می‌کند. این نوع تشخیص نیاز به سیم‌کشی در هر دو انتها دارد که می‌تواند به معنای اجرای پرهزینه کابل‌های ۱۰۰ متر یا بیشتر و دسترسی در ارتفاع برای راه‌اندازی، تنظیم و نگهداری باشد.

بیم دتکتور دودی اعلام حریق موتوری: پیشرفتی که به دلیل محدودیت‌های بیم ثابت و انتها به انتها ایجاد شده است. موتوری بودن و هوشمندی بیم به این معناست که می‌توان آن‌ها را به طور خودکار هم‌تراز و راه‌اندازی کرد و این کار در سطح زمین از طریق یک کنترلر از راه دور چندزبانه با کاربری ساده انجام می‌شود. تنظیم پارامترهای بیم مانند زمان واکنش نیز می‌تواند از طریق این کنترلر انجام گیرد. هنگامی که بیم هوشمند موتوری هم‌تراز شد، در سرویس به طور مداوم هم‌ترازی خود را حفظ می‌کند، به این معنا که حرکت ساختمان دیگر مشکلی ایجاد نمی‌کند و در نتیجه صرفه‌جویی در زمان، هزینه، اعتبار و به طور مهم کاهش آلارم‌های کاذب حاصل خواهد شد.

چه مواردی باید هنگام استفاده از بیم دتکتور دودی اعلام حریق در نظر گرفته شود؟

بیم دتکتور دودی اعلام حریق با اندازه‌گیری انسداد سیگنال دریافتی خود کار می‌کند. ساختمان‌هایی با دیواره‌های باز یا فضاهای باز به بیرون می‌توانند نسبت به ابر و مه حساس باشند. تغییرات شدید دمای ساختمان می‌تواند باعث ایجاد میعان روی رفلکتور یا سر بیم شود که موجب قرائت‌های کاذب خواهد شد. باید مراقب سناریوهای مختلف جوی به‌ویژه در ماه‌های زمستان بود. برخی بیم‌ها دارای راه‌حل‌های ضد میعان هستند. محیط‌هایی که دود و بخار تولید می‌کنند مانند سالن‌های جوشکاری و پایانه‌های اتوبوس می‌توانند مشکل‌ساز باشند.

بیم‌های موتوری اکنون به گزینه اصلی صنعت تبدیل شده‌اند و در سراسر جهان فروخته می‌شوند و با فراهم کردن ایمنی کار از سطح زمین موجب صرفه‌جویی در زمان و هزینه می‌شوند.

 

11.1 کلیات. اسپرینکلرهای آویخته، رو به بالا، و دیواری با پوشش گسترده باید مطابق با موارد ذکرشده در این فصل انتخاب و نصب شوند و باید در موقعیت و فواصل تعیین‌شده در بخش 9.5 قرار گیرند.
11.2 اسپرینکلرهای پاششی رو به بالا و آویخته با پوشش گسترده
11.2.1 اسپرینکلرهای با پوشش گسترده. اسپرینکلرهای با پوشش گسترده باید فقط در شرایط زیر نصب شوند:
(1) در سازه‌های بدون مانع که شامل سقف‌های صاف و هموار با شیبی که از نسبت 1 به 6 تجاوز نکند (افزایش ۲واحد در طول ۱۲ واحد، یا شیب سقف ۱۶٫۷ درصد)
(2) در سازه‌های بدون مانع یا سازه‌های مانع‌دار غیرقابل‌اشتعال، در صورتی‌که به‌طور خاص برای چنین کاربردی فهرست شده باشند
(3) در میان خرپاها یا تیرچه‌هایی که اعضای شبکه‌ای آن‌ها دارای بیشینه بُعد ۱ اینچ (۲۵ میلی‌متر) باشند یا جایی که فاصله خرپاها از مرکز به مرکز بیش از ۷٫۵فوت (۲٫۳ متر) باشد و شیب سقف از نسبت 1 به 6 تجاوز نکند (افزایش ۲ واحد در طول ۱۲ واحد، یا شیب سقف ۱۶٫۷ درصد)
(4) اسپرینکلرهای رو به بالا و آویخته با پوشش گسترده که زیر سقف‌های صاف و هموار با شیبی که از نسبت 1 به 3 تجاوز نکند (افزایش ۴ واحد در طول ۱۲ واحد، یا شیب سقف ۳۳٫۳ درصد) نصب شده‌اند، در صورتی‌که به‌طور خاص برای چنین کاربردی فهرست شده باشند
(5) اسپرینکلرهای دیواری با پوشش گسترده که مطابق با بند 11.3.5.2.1 در شیب‌هایی بیش از شیب سقف ۲ در ۱۲ نصب شده باشند
(6) در هر دهانه از سازه مانع‌دار که دارای اعضای سازه‌ای جامدی است که پایین‌تر از دفلکتور اسپرینکلر امتداد دارند
(7) اسپرینکلرهای با پوشش گسترده که برای حفاظت از ناحیه زیر یک یا چند درب بالارونده نصب شده‌اند.

11.2.2 نواحی پوشش به ازای هر اسپرینکلر (اسپرینکلرهای پاششی رو به بالا و آویخته با پوشش گسترده)
11.2.2.1* تعیین ناحیه پوشش حفاظتی
11.2.2.1.1 ناحیه پوشش حفاظتی (As) برای اسپرینکلرهای با پوشش گسترده نباید کمتر از مقدار تعیین‌شده در فهرست باشد.
11.2.2.1.2 ابعاد درج‌شده در فهرست باید نواحی پوشش مربع‌شکل با اعداد زوج باشند، مطابق جدول 11.2.2.1.2.
11.2.2.1.3 تعیین ناحیه پوشش حفاظتی و فاصله‌گذاری اسپرینکلرها برای اسپرینکلرهایی که برای خطر زیاد با پوشش گسترده یا ذخیره‌سازی انباشته‌شده در ارتفاع بالا فهرست شده‌اند، می‌تواند طبق الزامات بندهای 9.5.2 و 9.5.3 انجام شود و نباید از فاصله حداکثر ۱۴ فوت (۴٫۳متر) و سطح حداکثر ۱۹۶ فوت مربع (۱۸ متر مربع) به ازای هر اسپرینکلر یا فاصله حداکثر ۱۵ فوت (۴٫۶ متر) و سطح حداکثر ۱۴۴ فوت مربع (۱۳ متر مربع) به ازای هر اسپرینکلر تجاوز کند.
11.2.2.2 حداکثر ناحیه پوشش حفاظتی
11.2.2.2.1* حداکثر ناحیه مجاز پوشش برای یک اسپرینکلر (As) باید مطابق با مقدار ذکرشده در جدول 11.2.2.1.2 باشد.
11.2.2.2.2 در هر صورت، حداکثر ناحیه پوشش اسپرینکلر نباید از ۴۰۰ فوت مربع (۳۷ متر مربع) تجاوز کند.
11.2.3 فاصله‌گذاری اسپرینکلر (اسپرینکلرهای پاششی رو به بالا و آویخته با پوشش گسترده)
11.2.3.1 حداکثر فاصله بین اسپرینکلرها
11.2.3.1.1 حداکثر فاصله مجاز بین اسپرینکلرها باید بر اساس فاصله بین محورهای اسپرینکلرها در یک شاخه لوله یا بین شاخه‌های مجاور باشد.
11.2.3.1.2 حداکثر فاصله باید در امتداد شیب سقف اندازه‌گیری شود.
11.2.3.1.3 حداکثر فاصله مجاز بین اسپرینکلرها باید مطابق با جدول 11.2.2.1.2 باشد.

11.2.3.2 حداکثر فاصله از دیوارها
11.2.3.2.1 فاصله اسپرینکلرها از دیوارها نباید از نصف فاصله مجاز بین اسپرینکلرها، همان‌طور که در جدول 11.2.2.1.2 آمده است، بیشتر باشد.
11.2.3.2.2 فاصله از دیوار تا اسپرینکلر باید به‌صورت عمود بر دیوار اندازه‌گیری شود.
11.2.3.2.3 در مواردی که دیوارها زاویه‌دار یا نامنظم هستند، بیشینه فاصله افقی بین اسپرینکلر و هر نقطه از سطح کف که توسط آن اسپرینکلر محافظت می‌شود، نباید از ۰٫۷۵ برابر فاصله مجاز بین اسپرینکلرها بیشتر باشد.

11.2.3.3 حداقل فاصله از دیوارها
اسپرینکلرها باید حداقل ۴ اینچ (۱۰۰ میلی‌متر) از دیوار فاصله داشته باشند، مگر اینکه برای فاصله کمتر از ۴اینچ (۱۰۰ میلی‌متر) در فهرست آمده باشند.

11.2.3.4 حداقل فاصله بین اسپرینکلرها
11.2.3.4.1 مگر در شرایطی که الزامات بند 11.2.3.4.2 رعایت شده باشد، اسپرینکلرها نباید با فاصله‌ای کمتر از ۸ فوت (۲٫۴ متر) از یکدیگر نصب شوند.
11.2.3.4.2 در صورتی که شرایط زیر برقرار باشد، می‌توان اسپرینکلرها را با فاصله کمتر از ۸ فوت (۲٫۴متر) از یکدیگر نصب کرد:
(1) موانعی (بفل) به‌گونه‌ای قرار گیرند که از عناصر فعال‌کننده محافظت کنند.
(2) موانع باید از مواد جامد و سخت ساخته شده باشند و پیش از فعال‌سازی و هنگام عملکرد اسپرینکلر در جای خود باقی بمانند.
(3) موانع باید حداقل ۸ اینچ (۲۰۰ میلی‌متر) طول و ۶اینچ (۱۵۰ میلی‌متر) ارتفاع داشته باشند.
(4) بالای موانع باید بین ۲ تا ۳ اینچ (۵۰ تا ۷۵ میلی‌متر) بالاتر از دفلکتورهای اسپرینکلرهای رو به بالا باشد.
(5) پایین موانع باید تا سطحی پایین بیاید که حداقل هم‌سطح با دفلکتور اسپرینکلرهای آویخته باشد.

11.2.4 موقعیت دفلکتور (اسپرینکلرهای پاششی رو به بالا و آویخته با پوشش گسترده)
11.2.4.1 فاصله از سقف
11.2.4.1.1 در سازه‌های بدون مانع
11.2.4.1.1.1 در سازه‌های بدون مانع، فاصله بین دفلکتور اسپرینکلر و سقف باید در تمام ناحیه پوشش اسپرینکلر، حداقل ۱ اینچ (۲۵ میلی‌متر) و حداکثر ۱۲اینچ (۳۰۰ میلی‌متر) باشد.
11.2.4.1.1.2 الزامات بند 11.2.4.1.1.1 در مورد اسپرینکلرهای نوع سقفی (پنهان، فرو رفته، و هم‌سطح) که عنصر فعال‌کننده آن‌ها در بالای سقف قرار دارد و دفلکتور آن‌ها نزدیک‌تر به سقف نصب می‌شود، در صورتی که مطابق با فهرست نصب شوند، اعمال نمی‌گردد.
11.2.4.1.1.3 الزامات بند 11.2.4.1.1.1 در مواردی که اسپرینکلرها برای استفاده در دیگر ویژگی‌های سقف یا برای فواصل متفاوت فهرست شده‌اند، و مطابق با فهرست خود نصب شوند، اعمال نمی‌شود.
11.2.4.1.1.4 الزامات بند 11.2.4.1.1.1 برای کاربری‌های با خطر کم و معمولی که دارای سقف‌های غیرقابل‌اشتعال یا با قابلیت اشتعال محدود هستند، اعمال نمی‌شود.
(الف)* در مواردی که تغییر ارتفاع عمودی سقف در ناحیه پوشش یک اسپرینکلر باعث ایجاد فاصله‌ای بیش از ۳۶اینچ (۹۰۰ میلی‌متر) بین سقف بالایی و دفلکتور اسپرینکلر شود، یک صفحه عمودی که از محل تغییر ارتفاع سقف به پایین کشیده می‌شود، به‌منظور فاصله‌گذاری اسپرینکلرها، معادل دیوار در نظر گرفته می‌شود.

(B)* در مواردی که فاصله بین سقف بالایی و دفلکتور اسپرینکلر کمتر یا مساوی ۳۶ اینچ (۹۰۰ میلی‌متر) باشد، چنانچه قواعد مربوط به موانع رعایت شده باشند، اسپرینکلرها می‌توانند به‌گونه‌ای فاصله‌گذاری شوند که گویی سقف صاف است.

11.2.4.1.2 سازه‌های دارای مانع
در سازه‌های دارای مانع، دفلکتور اسپرینکلر باید مطابق یکی از روش‌های زیر نصب شود:
(1) نصب دفلکتورها در داخل صفحات افقی به فاصله ۱تا ۶ اینچ (۲۵ تا ۱۵۰ میلی‌متر) زیر اعضای سازه‌ای غیرقابل اشتعال و حداکثر فاصله ۲۲ اینچ (۵۵۰ میلی‌متر) زیر دک سقف یا بام.
(2) نصب دفلکتورها در ارتفاعی برابر یا بالاتر از پایین‌ترین نقطه عضو سازه‌ای غیرقابل اشتعال تا حداکثر فاصله ۲۲ اینچ (۵۵۰ میلی‌متر) زیر دک سقف یا بام غیرقابل اشتعال، در صورتی که اسپرینکلر مطابق با بند 11.2.5.1.2 نصب شده باشد.
(3) نصب اسپرینکلر در هر دهانه (بِی) از سازه دارای مانع (قابل اشتعال یا غیرقابل اشتعال) با دفلکتورهایی که حداقل ۱ اینچ (۲۵ میلی‌متر) و حداکثر ۱۲ اینچ (۳۰۰میلی‌متر) زیر سقف قرار دارند.
(4) نصب طبق فهرست اسپرینکلر، در مواردی که اسپرینکلر برای استفاده در دیگر ویژگی‌های سقف یا فواصل متفاوت فهرست شده است.

11.2.4.1.3* سقف‌ها و بام‌های شیب‌دار
اسپرینکلرهایی که در زیر یا نزدیکی نوک سقف یا بام نصب می‌شوند باید به‌گونه‌ای نصب شوند که دفلکتور آن‌ها بیش از ۳ فوت (۹۰۰ میلی‌متر) از نوک سقف به‌صورت عمودی پایین‌تر قرار نگرفته باشد، مطابق با شکل‌های 10.2.6.1.3.1(a) و 10.2.6.1.3.1(b).

11.2.4.2 جهت‌گیری دفلکتور
دفلکتورهای اسپرینکلر باید به‌صورت موازی با سقف یا بام تنظیم شوند.

11.2.4.2.1 سقف‌ها و بام‌هایی که شیب آن‌ها بیش از ۲در ۱۲ (۱۶٫۷ درصد) نباشد، در کاربرد بند 11.2.4.2 به‌عنوان افقی در نظر گرفته می‌شوند و در این حالت اسپرینکلرها می‌توانند به‌صورت افقی نصب شوند.

11.2.5 موانع در برابر پاشش اسپرینکلر (اسپرینکلرهای پاششی رو به بالا و آویخته با پوشش گسترده)
11.2.5.1 هدف عملکردی
11.2.5.1.1 اسپرینکلرها باید به‌گونه‌ای نصب شوند که موانع پاشش، همان‌طور که در بندهای 11.2.5.2 و 11.2.5.3 تعریف شده‌اند، به حداقل برسد؛ یا اسپرینکلرهای اضافی نصب شوند تا پوشش کافی برای خطر فراهم شود.
11.2.5.1.2* اسپرینکلرها باید مطابق یکی از روش‌های زیر چیدمان شوند:
(1) اسپرینکلرها باید مطابق با بند 9.5.5.2، جدول 11.2.5.1.2، و شکل 11.2.5.1.2(a) باشند.
(2) در صورتی که موانع از عرض ۴ فوت (۱٫۲ متر) بیشتر نباشند، می‌توان اسپرینکلرها را در دو طرف مانع نصب کرد، به شرطی که فاصله از محور مرکزی مانع تا هر اسپرینکلر از نصف فاصله مجاز بین اسپرینکلرها بیشتر نباشد.
(3) موانعی که در مجاورت دیوار قرار دارند و عرض آن‌ها بیش از ۳۰ اینچ (۷۵۰ میلی‌متر) نیست، می‌توانند طبق شکل 11.2.5.1.2(b) محافظت شوند.
(4) موانعی که در مجاورت دیوار قرار دارند و عرض آن‌ها بیش از ۲۴ اینچ (۶۰۰ میلی‌متر) نیست، می‌توانند طبق شکل 11.2.5.1.2(c) محافظت شوند. فاصله حداکثر بین اسپرینکلر و دیوار باید از اسپرینکلر تا دیوار پشتی مانع اندازه‌گیری شود، نه تا سطح جلویی مانع.

11.2.5.2 موانع در توسعه الگوی پاشش اسپرینکلر

11.2.5.2.1 کلیات
11.2.5.2.1.1 موانع پیوسته یا ناپیوسته‌ای که در فاصله کمتر یا مساوی ۱۸ اینچ (۴۵۰ میلی‌متر) زیر دفلکتور اسپرینکلر قرار دارند و مانع از توسعه کامل الگوی پاشش می‌شوند، باید مطابق با الزامات بخش 11.2.5.2 باشند.

11.2.5.2.1.2 صرف‌نظر از قواعد این بخش، موانع پیوسته و جامد باید با الزامات مرتبط بند 11.2.5.1.2 مطابقت داشته باشند.

11.2.5.2.1.3* مگر اینکه الزامات بندهای 11.2.5.2.1.4 تا 11.2.5.2.1.8 رعایت شده باشد، اسپرینکلرها باید به فاصله‌ای حداقل معادل چهار برابر بزرگ‌ترین بُعد مانع (مانند اجزای شبکه خرپایی، لوله، ستون، و تجهیزات) از مانع نصب شوند، مطابق با شکل‌های 11.2.5.2.1.3(a) و 11.2.5.2.1.3(b).

11.2.5.2.1.5 نصب اسپرینکلرها در میانه فاصله بین موانع مجاز است، مشروط بر آن‌که مانع از تیرچه‌های چوبی با فاصله ۲۰ اینچ (۵۰۰ میلی‌متر) یا بیشتر باشد، به شرطی که ابعاد اعضای بالایی و پایینی تیرچه چوبی از ۴ اینچ (۱۰۰ میلی‌متر) (اسمی) بیشتر نباشد و اعضای میانی از ۱ اینچ (۲۵ میلی‌متر) بیشتر نباشند.

11.2.5.2.1.6 نصب اسپرینکلرها بر روی خط مرکزی یک خرپا یا تیرچه یا مستقیماً بالای یک تیر مجاز است، مشروط بر آن‌که عرض عضو خرپا یا تیر از ۸ اینچ (۲۰۰میلی‌متر) بیشتر نباشد و منحرف‌کننده اسپرینکلر حداقل ۶ اینچ (۱۵۰ میلی‌متر) بالاتر از عضو سازه قرار داشته باشد و اسپرینکلر از اعضای میانی خرپا به اندازه‌ای حداقل چهار برابر بیشینه عرض عضو میانی فاصله داشته باشد.

11.2.5.2.1.7 الزامات بند 11.2.5.2.1.3 شامل لوله‌کشی سامانه اسپرینکلر با قطر کمتر از ۳ اینچ (۸۰ میلی‌متر) نمی‌شود.

11.2.5.2.1.8 الزامات بند 11.2.5.2.1.3 شامل اسپرینکلرهایی که طبق بند 11.2.5.1.2 نسبت به موانع نصب شده‌اند، نمی‌شود.

11.2.5.2.1.9 نصب اسپرینکلر بدون در نظر گرفتن پره‌های پنکه سقفی با قطر کمتر از ۶۰ اینچ (۱٫۵ متر) مجاز است، مشروط بر آن‌که نمای پلان پنکه حداقل ۵۰درصد باز باشد.

11.2.5.2.2 فاصله اسپرینکلرها از موانع عمودی آویزان یا نصب‌شده بر کف مانند پرده‌های حریم خصوصی، جداکننده‌های ایستاده، تقسیم‌کننده‌های اتاق و موانع مشابه در تصرفات خطر کم باید مطابق جدول 11.2.5.2.2 و شکل 11.2.5.2.2 باشد.

11.2.5.2.2.1 در تصرفات خطر کم، پرده‌های حریم خصوصی مطابق شکل 11.2.5.2.2 مانع تلقی نمی‌شوند، مشروط بر آن‌که تمام شرایط زیر رعایت شوند:

11.2.5.3 موانعی که از رسیدن پاشش اسپرینکلر به خطر جلوگیری می‌کنند.

11.2.5.3.1 موانع پیوسته یا ناپیوسته که جریان آب را در صفحه افقی بیش از ۱۸ اینچ (۴۵۰ میلی‌متر) پایین‌تر از منحرف‌کننده اسپرینکلر مختل می‌کنند و باعث محدود شدن توزیع آب در ناحیه خطر می‌شوند، باید مطابق بند 11.2.5.3 اجرا شوند.

11.2.5.3.2 نصب اسپرینکلر در زیر موانع ثابت با عرض بیش از ۴ فوت (۱٫۲ متر) الزامی است.

11.2.5.3.3 نصب اسپرینکلر در زیر موانعی که ثابت نیستند، مانند میزهای کنفرانس، الزامی نیست.

11.2.5.3.4 اسپرینکلرهایی که در زیر صفحات مشبک باز نصب می‌شوند باید از نوع قفسه‌ای/سطح میانی باشند یا در برابر پاشش از اسپرینکلرهای بالا محافظت شده باشند.

11.2.5.3.5 اسپرینکلرهایی که در زیر کانال‌های گرد نصب می‌شوند باید از نوع قفسه‌ای/سطح میانی باشند یا در برابر پاشش از اسپرینکلرهای بالا محافظت شده باشند.

11.2.6 فاصله آزاد تا انبار

11.2.6.1 فاصله بین منحرف‌کننده و بالای انبار باید ۱۸اینچ (۴۵۰ میلی‌متر) یا بیشتر باشد.

11.2.6.2 در صورتی که استانداردهای دیگر حداقل فاصله بیشتری را مشخص کرده باشند، آن‌ها باید رعایت شوند.

11.2.7 فاصله از ذخیره‌سازی (اسپرینکلرهای پوشش گسترده قائم و آویخته)

11.2.7.1* فاصله بین دفلکتور و بالای ذخیره‌سازی باید ۱۸ اینچ (۴۶۰ میلی‌متر) یا بیشتر باشد.
11.2.7.2 بُعد ۱۸ اینچ (۴۶۰ میلی‌متر) نباید ارتفاع قفسه‌گذاری روی دیوار یا قفسه‌گذاری چسبیده به دیوار را محدود کند، طبق بخش 11.2.7.
11.2.7.2.1 در مواردی که قفسه‌گذاری روی دیوار نصب شده و مستقیماً زیر اسپرینکلرها قرار ندارد، قفسه‌ها، شامل اقلام ذخیره‌شده روی آن‌ها، می‌توانند بالاتر از سطحی که در فاصله ۱۸ اینچ (۴۶۰ میلی‌متر) پایین‌تر از دفلکتور اسپرینکلرهای سقفی قرار دارد، امتداد یابند.
11.2.7.2.2 قفسه‌گذاری و هرگونه ذخیره‌سازی روی آن، که مستقیماً زیر اسپرینکلرها قرار دارد، نباید بالاتر از سطحی که در فاصله ۱۸ اینچ (۴۶۰ میلی‌متر) پایین‌تر از دفلکتور اسپرینکلرهای سقفی قرار دارد، امتداد یابد.

11.2.8 فضاهای فرو رفته سقفی (اسپرینکلرهای پوشش گسترده قائم و آویخته)

11.2.8.1 به جز در موارد مجاز در 11.2.8.2 و 11.2.8.3، در تمام فضاهای فرورفته سقفی باید اسپرینکلر نصب شود.
11.2.8.2 نصب اسپرینکلر در فضاهای فرورفته سقفی الزامی نیست، در صورتی که تمام شرایط زیر برقرار باشد:
(1) حجم کل فضای سقفی بدون حفاظت از ۱۰۰۰ فوت مکعب (۲۸ متر مکعب) بیشتر نباشد.
(2) عمق فضای سقفی بدون حفاظت از ۳۶ اینچ (۹۰۰میلی‌متر) بیشتر نباشد.
(3) کل کف زیر فضای سقفی بدون حفاظت توسط اسپرینکلرها در تراز سقف پایین‌تر حفاظت شده باشد.
(4)* مجموع اندازه تمام فضاهای سقفی بدون حفاظت در یک محفظه که در فاصله ۱۰ فوت (۳ متر) از یکدیگر قرار دارند، از ۱۰۰۰ فوت مکعب (۲۸ متر مکعب) بیشتر نباشد.
(5) فضای سقفی بدون حفاظت دارای پوشش‌های نسوز یا با قابلیت احتراق محدود باشد.
(6) در کل محفظه از اسپرینکلرهای با پاسخ سریع استفاده شده باشد.
11.2.8.3 نصب اسپرینکلر در نورگیرها و فضاهای مشابه طبق بخش 9.3.16 الزامی نیست.

11.3* اسپرینکلرهای دیواری با پوشش گسترده

11.3.1 کلیات. تمام الزامات بخش 9.5 برای اسپرینکلرهای دیواری با پوشش گسترده اعمال می‌شود، مگر آنکه در بخش 11.3 تغییر داده شده باشد.
11.3.2 اسپرینکلرهای دیواری با پوشش گسترده فقط در شرایط زیر نصب می‌شوند:
(1) تصرفات با خطر کم با سقف‌های صاف افقی یا شیب‌دار
(2) تصرفات با خطر عادی با سقف‌های صاف، فقط در صورتی که مخصوصاً برای این کاربرد فهرست شده باشند
(3) در ساختارهای بدون مانع با سقف‌های صاف و شیب‌دار با شیب حداکثر ۱ به ۶ (یعنی شیب ۱۶.۷٪)
(4) در ساختارهای بدون مانع یا مانع‌دار غیرقابل احتراق، فقط در صورتی که مخصوصاً برای این کاربرد فهرست شده باشند
(5) درون خرپاها یا تیرهای شبکه‌ای که اعضای شبکه‌ای آن‌ها حداکثر بعدی برابر با ۱ اینچ (۲۵ میلی‌متر) دارند، یا جایی که فاصله خرپاها از مرکز به مرکز بیش از ۷.۵فوت (۲.۳ متر) است و شیب سقف از ۱ به ۶ بیشتر نیست
(6) اسپرینکلرهای دیواری با پوشش گسترده نصب‌شده طبق بند 11.3.6.2.2 در سقف‌هایی با شیب بیش از ۲ در ۱۲
(7) در هر دهانه از ساختار مانع‌دار که اعضای سازه‌ای آن پایین‌تر از دفلکتور اسپرینکلر امتداد دارند
(8) اسپرینکلرهای پوشش گسترده نصب‌شده برای محافظت از مناطق زیر درب‌های سقفی تکی

11.3.3 نواحی حفاظت‌شده برای هر اسپرینکلر (اسپرینکلرهای دیواری با پوشش گسترده)

11.3.3.1* تعیین ناحیه حفاظت‌شده تحت پوشش
11.3.3.1.1 ناحیه تحت پوشش هر اسپرینکلر (As) برای اسپرینکلرهای دیواری با پوشش گسترده نباید کمتر از مقدار مشخص‌شده در فهرست باشد.
11.3.3.1.2 ابعاد فهرست‌شده باید به مضرب‌های ۲ فوت (۶۰۰ میلی‌متر) تا حداکثر ۲۸ فوت (۸.۵ متر) باشد.

11.3.3.2 حداکثر ناحیه حفاظت‌شده تحت پوشش
11.3.3.2.1 حداکثر ناحیه مجاز تحت پوشش برای هر اسپرینکلر (As) باید مطابق مقدار ذکرشده در جدول 11.3.3.2.1 باشد.
11.3.3.2.2 در هر صورت، حداکثر ناحیه تحت پوشش یک اسپرینکلر نباید از ۴۰۰ فوت مربع (۳۷ متر مربع) بیشتر باشد.

11.3.4 فاصله‌گذاری اسپرینکلر (اسپرینکلرهای دیواری با پوشش گسترده)

11.3.4.1 حداکثر فاصله بین اسپرینکلرها
11.3.4.1.1 حداکثر فاصله مجاز بین اسپرینکلرها باید بر اساس فاصله خط مرکزی بین اسپرینکلرها روی شاخه لوله در امتداد دیوار باشد.
11.3.4.1.2 هنگامی‌که اسپرینکلرها در امتداد یک دیوار اتاق یا دهانه نصب می‌شوند، باید مطابق با مقررات حداکثر فاصله در جدول 11.3.3.2.1 فاصله‌گذاری شوند.
11.3.4.1.3 اسپرینکلرهای دیواری نباید پشت‌به‌پشت بدون جداکننده‌ای پیوسته مانند پیش‌آمدگی، سقف کاذب یا مانع نصب شوند.
11.3.4.1.4 نصب اسپرینکلرهای دیواری روی دیوارهای مقابل یا مجاور مجاز است، مشروط بر اینکه هیچ اسپرینکلری در ناحیه حفاظت‌شده حداکثری اسپرینکلر دیگر قرار نگیرد.

11.3.4.2 حداکثر فاصله از دیوارها
فاصله بین اسپرینکلرها و دیوارهای انتهایی نباید از نصف فاصله مجاز بین اسپرینکلرها، طبق جدول 11.3.3.2.1، بیشتر باشد.

11.3.4.3 حداقل فاصله از دیوارها
11.3.4.3.1 اسپرینکلرها باید حداقل ۴ اینچ (۱۰۰میلی‌متر) از دیوار انتهایی فاصله داشته باشند.
11.3.4.3.2 فاصله از دیوار تا اسپرینکلر باید عمود بر دیوار اندازه‌گیری شود.

11.3.4.4 حداقل فاصله بین اسپرینکلرها
اسپرینکلرها نباید در ناحیه حفاظت‌شده اسپرینکلر دیگر قرار بگیرند، مگر در صورتی که توسط بند 11.3.5.1.4.1 الزامی شده باشد یا به‌وسیله موانعی از هم جدا شده باشند که دارای شرایط زیر باشند:
(1) موانع باید طوری قرار گیرند که اجزای فعال‌کننده را محافظت کنند.
(2) موانع باید از مواد جامد و سخت باشند که قبل و هنگام عملکرد اسپرینکلر در جای خود باقی بمانند.
(3) موانع باید حداقل ۸ اینچ (۲۰۰ میلی‌متر) طول و ۶اینچ (۱۵۰ میلی‌متر) ارتفاع داشته باشند.
(4) بالای مانع باید بین ۲ تا ۳ اینچ (۵۰ تا ۷۵ میلی‌متر) بالاتر از دفلکتور باشد.
(5) پایین مانع باید تا سطحی پایین‌تر یا هم‌سطح با دفلکتور امتداد داشته باشد.

11.3.5 موقعیت دفلکتور نسبت به سقف‌ها و دیوارها (اسپرینکلرهای دیواری با پوشش گسترده)

11.3.5.1 فاصله از زیر سقف‌ها و از دیوارهایی که اسپرینکلر روی آن‌ها نصب شده است
11.3.5.1.1 سقف‌ها
11.3.5.1.1.1 مگر آنکه الزامات بند 11.3.5.1.1.2 رعایت شود، دفلکتور اسپرینکلرهای دیواری باید در فاصله‌ای نه بیشتر از ۶ اینچ (۱۵۰ میلی‌متر) و نه کمتر از ۴ اینچ (۱۰۰ میلی‌متر) از سقف‌ها قرار گیرد.
11.3.5.1.1.2 اسپرینکلرهای دیواری افقی مجازند در ناحیه‌ای بین ۶ تا ۱۲ اینچ (۱۵۰ تا ۳۰۰ میلی‌متر) یا ۱۲تا ۱۸ اینچ (۳۰۰ تا ۴۵۰ میلی‌متر) زیر سقف‌های غیرقابل احتراق یا با قابلیت احتراق محدود قرار گیرند، در صورتی که برای چنین کاربردی لیست شده باشند.

11.3.5.1.2 دیوارها
11.3.5.1.2.1* دفلکتور اسپرینکلرهای دیواری باید در فاصله‌ای نه بیشتر از ۶ اینچ (۱۵۰ میلی‌متر) و نه کمتر از ۴ اینچ (۱۰۰ میلی‌متر) از دیواری که روی آن نصب شده‌اند قرار گیرد.
11.3.5.1.2.2 اسپرینکلرهای دیواری افقی مجازند به‌گونه‌ای نصب شوند که دفلکتور آن‌ها در فاصله‌ای کمتر از ۴ اینچ (۱۰۰ میلی‌متر) از دیواری که روی آن نصب شده‌اند قرار گیرد.

11.3.5.1.3 پیش‌آمدگی‌ها و سقف‌های کاذب
11.3.5.1.3.1* در صورتی که سقف کاذب مورد استفاده برای نصب اسپرینکلرهای دیواری دارای عرض یا پیش‌آمدگی از دیوار کمتر یا مساوی ۸ اینچ (۲۰۰میلی‌متر) باشد، نیازی به نصب اسپرینکلر اضافی در زیر آن نیست.
11.3.5.1.3.2* نصب یک اسپرینکلر دیواری در زیر سقف کاذب مجاز است، مشروط بر اینکه هم فاصله حداقل بین دفلکتور اسپرینکلر تا پایین سقف کاذب و هم فاصله حداکثر از دفلکتور اسپرینکلر تا سقف بلندتر رعایت شود.

11.3.5.1.4* پیش‌آمدگی‌ها و کابینت‌ها در مناطق/اشغال‌های مسکونی
در صورتی که از پیش‌آمدگی‌ها برای نصب اسپرینکلرهای دیواری استفاده شود، اسپرینکلرها و پیش‌آمدگی‌ها باید مطابق با یکی از بندهای 11.3.5.1.4.1، 11.3.5.1.4.2 یا 11.3.5.1.4.3 نصب شوند.

11.3.5.1.4.1 در صورتی که عرض یا پیش‌آمدگی سقف کاذب بیش از ۸ اینچ (۲۰۰ میلی‌متر) باشد، اسپرینکلرهای آویز باید در زیر سقف کاذب نصب شوند.
11.3.5.1.4.2 اسپرینکلرهای دیواری مجازند در سطح پیش‌آمدگی که مستقیماً بالای کابینت‌ها قرار دارد نصب شوند، بدون نیاز به اسپرینکلر اضافی در زیر پیش‌آمدگی یا کابینت‌ها، مشروط بر اینکه پیش‌آمدگی به‌صورت افقی بیش از ۱۲ اینچ (۳۰۰ میلی‌متر) از دیوار فاصله نداشته باشد.
11.3.5.1.4.3 در صورتی که اسپرینکلرهای دیواری بیش از ۳ فوت (۹۰۰ میلی‌متر) بالاتر از بالای کابینت‌ها قرار داشته باشند، مجاز است روی دیوار بالای کابینت‌ها نصب شوند، مشروط بر اینکه فاصله کابینت‌ها از دیوار بیشتر از ۱۲ اینچ (۳۰۰ میلی‌متر) نباشد.

11.3.5.2 جهت‌گیری دفلکتور
11.3.5.2.1 اسپرینکلرهای دیواری که زیر سقف شیب‌دار با شیب بیش از ۲ در ۱۲ نصب می‌شوند، باید در بالاترین نقطه شیب قرار گرفته و به گونه‌ای تنظیم شوند که به سمت پایین در امتداد شیب تخلیه کنند.
11.3.5.2.2 اسپرینکلرهای دیواری که به طور خاص برای پیکربندی‌های دیگر سقف لیست شده‌اند، مجازند مطابق با الزامات لیست نصب شوند.

11.3.6 موانع در برابر تخلیه اسپرینکلر (اسپرینکلرهای دیواری با پوشش گسترده)
11.3.6.1 هدف عملکردی
11.3.6.1.1 اسپرینکلرها باید به گونه‌ای قرار گیرند که موانع در مسیر تخلیه، طبق تعریف در بندهای 9.5.5.2 و 9.5.5.3، به حداقل برسند، یا اسپرینکلرهای اضافی برای تضمین پوشش کافی خطر نصب شوند.
11.3.6.1.2 اسپرینکلرهای دیواری نباید در فاصله کمتر از ۸ فوت (۲.۴ متر) از چراغ‌ها یا موانع مشابه نصب شوند، مگر اینکه الزامات بندهای 11.3.6.1.2.1 یا 11.3.6.1.2.2 رعایت شده باشد.
11.3.6.1.2.1 برای موانعی مانند چراغ‌ها، در صورتی که بزرگ‌ترین بُعد مانع کمتر از ۲ فوت (۰.۶ متر) باشد، اسپرینکلرهای دیواری مجازند در فاصله‌ای حداقل معادل چهار برابر بزرگ‌ترین بُعد مانع نصب شوند.
11.3.6.1.2.2 برای موانعی که حداقل ۴ اینچ (۱۰۰میلی‌متر) بالاتر از سطح دفلکتور اسپرینکلر قرار دارند، اسپرینکلر مجاز است در فاصله‌ای کمتر از ۸ فوت (۲.۴متر) از مانع قرار گیرد.
11.3.6.1.3 فاصله بین چراغ‌ها یا موانع مشابه که ۸ فوت (۲.۴ متر) یا بیشتر از اسپرینکلر فاصله دارند، باید مطابق با جدول 11.3.6.1.3 و شکل 11.3.6.1.3 باشد.
11.3.6.1.4 موانع پیوسته‌ای که از همان دیواری بیرون زده‌اند که اسپرینکلر دیواری روی آن نصب شده، باید مطابق با یکی از چیدمان‌های زیر باشند:
(1) اسپرینکلرها باید مطابق با جدول 11.3.6.1.4 و شکل 11.3.6.1.4(a) نصب شوند.

11.3.6.2.1.3* مگر در صورتی که الزامات 11.3.6.2.1.4 و 11.3.6.2.1.5 رعایت شده باشند، اسپرینکلرها باید در فاصله‌ای حداقل برابر با چهار برابر بزرگ‌ترین بُعد مانع (مانند شبکه‌های خرپایی و اعضای آن، لوله، ستون و تجهیزات) از موانع قرار گیرند، مطابق با شکل‌های 11.3.6.2.1.3(a) و 11.3.6.2.1.3(b).
(A) حداکثر فاصله آزاد مورد نیاز از موانع در جهت افقی (مانند تجهیزات روشنایی و اعضای افقی خرپا) برابر با ۳۶ اینچ (۹۰۰ میلی‌متر) خواهد بود.
(B) این فاصله آزاد حداکثر به موانع در جهت عمودی (مانند ستون‌ها) اعمال نمی‌شود.

11.3.6.2.1.4 الزامات بندهای 11.3.6.2.1.3 و 11.3.6.2.1.4 در صورتی اعمال نمی‌شوند که اسپرینکلرها نسبت به موانع طبق 11.3.6.1.2 و 11.3.6.1.3 قرار گرفته باشند.

11.3.6.2.1.5 الزامات 11.3.6.2.1.3 برای لوله‌کشی سیستم اسپرینکلر با قطر کمتر از ۳ اینچ (۸۰ میلی‌متر) اعمال نمی‌شود.

11.3.6.2.1.6* نصب اسپرینکلر بدون توجه به پره‌های پنکه سقفی با قطر کمتر از ۶۰ اینچ (۱.۵ متر) مجاز است، مشروط بر اینکه نمای پلان پنکه حداقل ۵۰ درصد باز باشد.

11.3.6.2.2 موانع عمودی معلق یا نصب‌شده بر کف.
فاصله بین اسپرینکلرها و پرده‌های حریم خصوصی، جداکننده‌های ایستاده، تقسیم‌کننده‌های اتاق و موانع مشابه در اشغال‌های با خطر کم باید مطابق با جدول 11.3.6.2.2 و شکل 11.3.6.2.2 باشد.

11.3.6.2.2.1* در تصرفات با خطر پایین، پرده‌های حریم خصوصی همان‌طور که در شکل 11.3.6.2.2 نشان داده شده‌اند، زمانی مانع محسوب نمی‌شوند که تمام شرایط زیر رعایت شود:
(1) پرده‌ها با مش پارچه‌ای بر روی ریل سقفی پشتیبانی شوند.
(2) بازشوهای مش برابر یا بیشتر از ۷۰ درصد باشند.
(3) مش حداقل ۲۲ اینچ (۵۵۰ میلی‌متر) از سقف به سمت پایین امتداد داشته باشد.

11.3.6.3* موانعی که مانع رسیدن پاشش آب اسپرینکلر به خطر می‌شوند:
11.3.6.3.1 موانع پیوسته یا ناپیوسته که پاشش آب را در یک صفحه افقی بیش از ۱۸ اینچ (۴۵۰ میلی‌متر) زیر دیفلوکتور اسپرینکلر قطع کنند و مانع از رسیدن پاشش به خطر محافظت‌شده شوند، باید با این بخش مطابقت داشته باشند.
11.3.6.3.2* اسپرینکلر باید زیر موانع ثابت با عرض بیش از ۴ فوت (۱٫۲ متر) نصب شود.
11.3.6.3.3 نصب اسپرینکلر زیر موانعی که ثابت نیستند، مانند میزهای کنفرانس، الزامی نیست.

11.3.7 فاصله تا ذخیره‌سازی (اسپرینکلر دیواری با پوشش گسترده):
فاصله بین دیفلوکتور و بالای ذخیره‌سازی باید برابر یا بیشتر از ۱۸ اینچ (۴۵۰ میلی‌متر) باشد.

2. گاز چیست؟

2-1. ترکیب هوا

هوا تقریباً از 78٪ نیتروژن، 21٪ اکسیژن و 1٪ گازهای دیگر (مانند آرگون و دی‌اکسید کربن) تشکیل شده است. نیتروژن، که بزرگ‌ترین جزء هواست، پایه‌ی پروتئین‌های ساخته‌شده از اسیدهای آمینه را تشکیل می‌دهد و در بسیاری از موجودات زنده یافت می‌شود. نیتروژن برای تقریباً تمام حیات روی این سیاره ضروری است. با این حال، نیتروژن مستقیماً از هوا به بدن جذب نمی‌شود. نیتروژنی که ما استنشاق می‌کنیم، صرفاً هنگام بازدم خارج می‌شود. اکسیژن، که برای حیات ضروری است و مستقیماً به بدن ما جذب می‌شود، 21٪ از هوا را تشکیل می‌دهد. دی‌اکسید کربن، که برای فتوسنتز گیاهان حیاتی است، کمتر از 1٪ است. جانوران اکسیژن جذب می‌کنند و دی‌اکسید کربن دفع می‌کنند و گیاهان دی‌اکسید کربن جذب می‌کنند و اکسیژن دفع می‌کنند، که این امر تعادل ثابتی در ترکیب کلی هوا و فرآیندهای حیاتی روی این سیاره حفظ می‌کند.

2-2. خطرات گاز

به طور کلی، خطرات گاز به سه دسته زیر تقسیم می‌شوند:

 

گازهای قابل اشتعال

گازهایی که در صورت ترکیب با هوا، محدوده انفجاری (محدوده اشتعال) دارند.

بر اساس سیستم جهانی هماهنگ طبقه‌بندی و برچسب‌گذاری مواد شیمیایی (GHS*)، این مواد در حالت گازی در فشار استاندارد اتمسفر (101.3 کیلوپاسکال) و دمای 20 درجه سانتی‌گراد تعریف می‌شوند.

* GHS: سیستم جهانی هماهنگ طبقه‌بندی و برچسب‌گذاری مواد شیمیایی

 

گازهای سمی

گازهایی که عملکرد بیولوژیکی انسان را مختل می‌کنند.

گازهای سمی بر اساس مقادیر آستانه‌ای تنظیم می‌شوند که برای محافظت از اثرات مضر سلامتی کارگرانی که در محل کار روزانه 8 ساعت و هفته‌ای 40 ساعت در معرض این مواد قرار می‌گیرند، تعیین شده‌اند.

 

کمبود اکسیژن

بدن انسان می‌تواند در غلظت اکسیژن جو حدود 21% به طور طبیعی عمل کند.

اگر اکسیژن مصرف شود و غلظت آن کاهش یابد (مثلاً در اثر اکسیداسیون فلزات یا فعالیت میکروارگانیسم‌ها) یا اگر اکسیژن توسط گازهای دیگر (مانند N₂ و Ar) جایگزین شود، اثرات آن بر بدن انسان زمانی آشکار می‌شود که غلظت اکسیژن به زیر حدود 18% برسد. در غلظت‌های 6% تا 8% خطر مرگ وجود دارد.

3. خطرات گازهای قابل اشتعال

3-1. سه عنصر لازم برای احتراق

 

احتراق به طور کلی به واکنش اکسیداسیونی گفته می‌شود (که در آن مواد با اکسیژن ترکیب می‌شوند) که همراه با تولید گرما و نور است.

ماده سوختنی

گاز حامی احتراق

منبع اشتعال

در صورت نبود هر یک از این عناصر، احتراق امکان‌پذیر نیست. برای جلوگیری از احتراق گاز، ضروری است که غلظت گاز را زیر حدی که بتواند مشتعل شود تنظیم و حفظ کرد (با فرض وجود گاز حامی احتراق و منبع اشتعال).

3-2. محدوده انفجاری

اگر یک گاز قابل اشتعال یا بخار ناشی از یک مایع قابل اشتعال با هوا یا اکسیژن مخلوط شود، در صورت وجود منبع احتراق و قرار گرفتن غلظت در محدوده خاصی، منفجر خواهد شد. این محدوده غلظت، محدوده انفجاری نامیده می‌شود. حد پایینی غلظت، حد انفجاری پایین (LEL) و حد بالایی غلظت، حد انفجاری بالا (UEL) نام دارد.

مثال: هیدروژن

حد انفجاری پایین مقداری است که به صورت تجربی تعیین می‌شود، اما نتایج به‌دست‌آمده ممکن است بسته به شرایط و روش‌های آزمایش متفاوت باشد. بنابراین احتیاط لازم است و مقادیر ذکرشده ممکن است بسته به منبع مرجع متغیر باشند.

 

رایج است که آشکارسازهای گاز، غلظت گاز را بر اساس حد انفجاری پایین پایش می‌کنند. دلیل این امر آن است که حتی اگر غلظت گاز از حد انفجاری بالا بیشتر باشد، در صورت نشت گاز به اتمسفر، گاز بلافاصله رقیق شده و پخش می‌شود و غلظت آن به محدوده انفجاری می‌رسد. واحد %LEL معمولاً برای بیان غلظت نسبت به حد انفجاری پایین استفاده می‌شود (100%LEL).

 

3-3. بخار قابل اشتعال

اگرچه هر دو در حالت گازی هستند، اما گاز و بخار به طور کلی به دو چیز متفاوت اشاره دارند. بخار به ماده‌ای گفته می‌شود که در دمای معمولی به حالت مایع (یا جامد) وجود دارد، اما تحت شرایط خاصی از فاز مایع به فاز گازی تبخیر می‌شود. ویژگی‌های فیزیکی زیر، که بر اساس تغییرات دما تعیین می‌شوند، مشخص می‌کنند که آیا بخار قابل اشتعال می‌تواند به یک خطر تبدیل شود یا خیر.

 

1. فشار بخار اشباع

این فشار به فشاری اشاره دارد که در آن یک ماده در دمای خاصی از مایع به گاز تبخیر می‌شود. فشار بخار معمولاً با افزایش دما بالا می‌رود. دمایی که در آن فشار برابر با فشار اتمسفر (101.3 کیلوپاسکال ≈ 760 میلی‌متر جیوه) می‌شود، نقطه جوش نامیده می‌شود. غلظت (غلظت حجمی) گازی که در دمای خاصی تبخیر می‌شود را می‌توان با محاسبه درصد فشار بخار نسبت به فشار اتمسفر تعیین کرد.

شکل بالا، منحنی‌های فشار بخار اشباع برای اتانول و آب را نشان می‌دهد. از آنجا که نقطه جوش آب ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد است، مشاهده می‌شود که منحنی فشار بخار در فشار ۱۰۱.۳ کیلوپاسکال، دمای ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد را نشان می‌دهد. به عبارت دیگر، غلظت بخار آب اشباع در این نقطه ۱۰۰ درصد حجمی است.

 

از طرف دیگر، اتانول مایعی فرّارتر از آب است (یعنی فشار بخار بالاتری دارد)، همانطور که هر کسی که قبل از تزریق در بیمارستان با اتانول ضدعفونی شده باشد، به راحتی درک می‌کند. در عمل، نقطه جوش اتانول ۷۸ درجه سانتی‌گراد است. این داده نیز نشان می‌دهد که اتانول فرّارتر از آب است.

 

می‌توانیم غلظت گاز اتانول را در دمای خاصی بر اساس فشار بخار آن دما محاسبه کنیم. به عنوان مثال، از منحنی فشار بخار اشباع می‌توان دریافت که فشار بخار اتانول در ۲۰ درجه سانتی‌گراد تقریباً ۵.۸ کیلوپاسکال است. این مقدار را می‌توان در معادله زیر قرار داد تا غلظت گاز محاسبه شود:

 

=غلظت گاز (درصد حجمی) = (فشار بخار در دمای مشخص) ÷ (فشار اتمسفر) × ۱۰۰

= ۵.۸ (kPa) ÷ ۱۰۱.۳ (kPa) × ۱۰۰

= ۵.۷ درصد حجمی

 

این محاسبه ارزش به خاطر سپردن دارد. حتی اگر منحنی فشار بخار مانند شکل بالا در دسترس نباشد، معمولاً برگه اطلاعات ایمنی (SDS) ارائه‌شده توسط تولیدکننده مواد شیمیایی، داده‌های فشار بخار را برای دماهای معمولی (۲۰ تا ۳۰ درجه سانتی‌گراد) شامل می‌شود که می‌توان از آنها برای محاسبه غلظت گاز استفاده کرد.

 

۲. نقطه اشتعال (Flash Point)

نقطه اشتعال به کمترین دمایی اشاره دارد که در آن، غلظت بخار یک ماده در هوا به حدی می‌رسد که در صورت وجود منبع احتراق، قابلیت اشتعال پیدا می‌کند. این دما را می‌توان به عنوان دمایی تفسیر کرد که در آن، غلظت بخار قابل اشتعال به حد انفجاری پایین (LEL) می‌رسد. اگر نقطه اشتعال مایعی که بخار قابل اشتعال تولید می‌کند، پایین‌تر از دمای محیطی باشد که مایع در آن استفاده می‌شود، به دلیل خطر بالای آتش‌سوزی و انفجار، احتیاط زیادی در ارزیابی خطر اشتعال لازم است.

 

۳. نقطه خودسوزی (Ignition Point)

این دما به کمترین دمایی اشاره دارد که یک ماده قابل اشتعال در هوا، به دلیل افزایش دمای خود ماده (و نه تماس موضعی با یک جسم داغ مانند جرقه الکتریکی، شعله یا سیم فلزی گداخته) به صورت خودبه‌خود مشتعل می‌شود. تولیدکنندگان تجهیزات الکتریکی ضد انفجار باید دستگاه‌ها را به گونه‌ای طراحی و تولید کنند که دمای سطحی تجهیزات که احتمال تماس با گاز یا بخار قابل اشتعال را دارد، از نقطه خودسوزی گاز یا بخار مربوطه تجاوز نکند.

۴-۱. خطرات گازهای سمی

گازهای مورد استفاده یا تولیدشده به عنوان گازهای فرآیندی در صنایع مختلف، شامل گازهای سمی هستند که حتی در غلظت‌های بسیار کم می‌توانند آسیب‌های جدی به سلامت انسان وارد کنند یا حتی منجر به مرگ شوند.

 

برخی گازها مانند **سولفید هیدروژن (H₂S)** و **آمونیاک (NH₃)** بوی مشخصی دارند که انسان می‌تواند حضور آن‌ها را تشخیص دهد. با این حال، حس بویایی انسان قادر نیست تعیین کند که آیا غلظت این گازها به سطوح خطرناک رسیده است یا خیر (به عنوان مثال، حد آستانه مجاز مواجهه شغلی برای H₂S موسوم به **TLV-TWA: 1 ppm** طبق استاندارد ACGIH 2018).

 

**۱ ppm** معادل غلظتی است که با اضافه کردن تنها **یک قطره (۱ میلی‌لیتر = ۱ گرم یا ۱ سی‌سی)** از یک مایع سمی به یک مخزن بزرگ **۱۰۰۰ لیتری (۱ تن یا ۱ مترمکعب)** آب و مخلوط کردن کامل آن به دست می‌آید. فرض کنید این یک قطره (۱ ppm) سس سویا باشد. نه تنها تشخیص آن پس از مخلوط شدن به صورت بصری غیرممکن است، بلکه حتی با چشیدن نیز قابل تشخیص نخواهد بود. هرچند گازها با مایعات متفاوت هستند، بسیاری از گازهای سمی هم **بی‌رنگ** و هم **بی‌بو** هستند.

 

یک نمونه از چنین گاز سمی، **مونوکسید کربن (CO)** است که گازی بالقوه کشنده بوده و می‌تواند در اثر احتراق ناقص بخاری‌های گازی در منازل تولید شود. این گاز گاهی اوقات به عنوان **قاتل خاموش** شناخته می‌شود، زیرا می‌تواند بدون آنکه تشخیص داده شود، باعث مسمومیت یا مرگ شود.

### **۵-۱. خطرات کمبود اکسیژن**

 

اکسیژن ماده‌ای ضروری برای حفظ عملکرد بیولوژیکی انسان است. **کمبود اکسیژن (هیپوکسی)** تأثیرات جدی بر بدن، به‌ویژه مغز، می‌گذارد و وضعیتی بسیار خطرناک با نرخ مرگ‌ومیر بالا در محیط‌های کاری محسوب می‌شود.

بررسی حوادث صنعتی مرتبط با کمبود اکسیژن در ژاپن نشان می‌دهد که بیشتر این موارد در بخش‌های **تولیدی و ساختمانی** رخ داده و سالانه منجر به تلفات متعددی می‌شود.

 

**طبق آیین‌نامه پیشگیری از کمبود اکسیژن در قانون ایمنی و بهداشت صنعتی ژاپن:**

– **شرایط کمبود اکسیژن** زمانی است که غلظت اکسیژن در هوا کمتر از ۱۸٪ باشد.

– از دتکتورهای گاز برای اطمینان از حفظ غلظت اکسیژن بالاتر از ۱۸٪ استفاده می‌شود.

 

### **علائم کمبود اکسیژن:**

– **۱۸٪ – ۱۶٪ اکسیژن:** افزایش تنفس، ضربان قلب سریع‌تر، اختلال در قضاوت و هماهنگی حرکتی.

– **۱۶٪ – ۱۲٪ اکسیژن:** تنفس سنگین، گیجی، سردرد، خواب‌آلودگی، کاهش قدرت تفکر و حرکت.

– **۱۲٪ – ۱۰٪ اکسیژن:** حالت تهوع، استفراغ، بیهوشی جزئی، کبودی لب‌ها و پوست.

– **زیر ۱۰٪ اکسیژن:** بیهوشی، تشنج، آسیب مغزی، ایست تنفسی و مرگ در مدت‌زمان کوتاه.

 

**هشدار:** در محیط‌های بسته یا فضاهای محدود (مانند مخازن، تونل‌ها، چاه‌ها) احتمال کاهش اکسیژن به‌دلیل واکنش‌های شیمیایی، جابجایی با گازهای دیگر یا مصرف اکسیژن وجود دارد. نظارت مستمر با دستگاه‌های سنجش اکسیژن و استفاده از تجهیزات تنفسی مناسب الزامی است.**

البته، در ادامه ترجمه‌ی دقیق و روان متن موردنظر بدون هیچگونه افزودنی ارائه شده است:

 

5-2. سه علت اصلی کمبود اکسیژن

1. مصرف اکسیژن موجود در هوا
   علل اصلی مصرف اکسیژن:
   اکسیداسیون آهن و فلزات دیگر (ماسه آهن، لوله‌های فلزی، مخازن فلزی)،
   اکسیداسیون رنگ، مصرف زیستی اکسیژن (تنفس انسان‌ها و میکروارگانیسم‌ها)
2. تخلیه یا ورود هوای کم‌اکسیژن
   هوای کم‌اکسیژن که به دلایل مختلفی ایجاد می‌شود، در صورتی که به‌دلیل شرایط کاری، روش‌های ساخت‌وساز یا شرایط آب‌وهوایی، تخلیه یا وارد مکان‌هایی با کمبود اکسیژن شود، می‌تواند موجب بی‌اکسیژنی گردد.
3. تولید متان یا ورود گاز بی‌اثر
   کمبود اکسیژن می‌تواند ناشی از انتشار متان (که در طبیعت وجود دارد) یا نشت گازهای بی‌اثر (مانند نیتروژن، دی‌اکسید کربن، آرگون) از مخازن یا لوله‌ها در صنایع تولیدی باشد.

 

5-3. اکسیژن بیش‌ازحد
اگرچه اکسیژن برای عملکرد زیستی انسان ضروری است، اما قرارگیری مداوم در معرض غلظت‌ها یا فشارهای جزئی بالای اکسیژن می‌تواند منجر به مسمومیت با اکسیژن شود.
مسمومیت با اکسیژن باعث تشنج عمومی و از دست دادن هوشیاری می‌شود و در بدترین حالت، منجر به مرگ می‌گردد.
در محیط‌هایی که امکان بروز اکسیژن بیش‌ازحد وجود دارد، باید غلظت گازها نه‌فقط برای کمبود اکسیژن (کمتر از ۱۸٪)، بلکه برای جلوگیری از غلظت‌های بیش‌ازحد نیز پایش شود.

البته، در ادامه ترجمه‌ی دقیق و روان متن خواسته‌شده بدون هیچ‌گونه افزودنی آورده شده است:

 

مناطق معمولی که نیاز به تشخیص گاز دارند
6-1. بازار دستگاه‌های گازسنج
بازار دستگاه‌های گازسنج شامل تمامی بازارهایی است که در آن‌ها از گاز استفاده می‌شود.

1. آزمایشگاه‌ها، دانشگاه‌ها، بیمارستان‌ها
   مراکز تحقیقاتی که از طیف گسترده‌ای از گازها، از جمله گازهای قابل اشتعال و سمی استفاده می‌کنند، تدابیری برای ایمنی کارکنان تحقیقاتی اتخاذ می‌کنند؛ مانند تشخیص سریع نشت گاز از طریق پایش محیط با استفاده از گازسنج‌های ثابت شرکت Riken Keiki.
   علاوه بر گازسنج‌ها، سیستم‌های تحلیلی که قادر به انجام هم‌زمان تحلیل پراش اشعه ایکس (XRD) و فلورسانس اشعه ایکس (XRF) در محل هستند نیز برای کاربردهایی مانند تحقیقات روی آثار فرهنگی غیرقابل‌انتقال مورد استفاده قرار می‌گیرند.
2. صنعت الکترونیک
   کارخانه‌های تولید نیمه‌رساناها و پنل‌های LCD از گازهایی موسوم به گازهای مواد ویژه (گازهای بسیار سمی و قابل اشتعال) مانند سیلان، آرسین و فسفین استفاده می‌کنند.
   در مورد این گازها، نشت در غلظت‌های بسیار پایین (چند ppm تا چند ده ppm) نیز غیرقابل‌قبول است.
   کارخانه‌های تولید نیمه‌رساناها و پنل‌های LCD ممکن است صدها تا هزاران دستگاه گازسنج Riken Keiki برای محافظت از کارکنان در برابر نشت گاز نصب کرده باشند.
   این دستگاه‌ها مجهز به حسگرهای روش الکترولیز پتانسیواستاتیکی هستند که قادر به تشخیص نشت گاز در حد چند ppm می‌باشند.

 

3. صنعت فولاد
   گازهایی که به‌عنوان محصولات جانبی در فرآیندهای تولید فولاد (گاز کک، گاز کوره بلند، گاز مبدل) تولید می‌شوند، دارای مقادیر زیادی هیدروژن و مونوکسید کربن هستند.
   این گازها به‌عنوان سوخت برای تولید برق در کارخانه‌های فولاد مجدداً مورد استفاده قرار می‌گیرند.
   گازسنج‌های قابل‌حمل Riken Keiki کارکنان داخل کارخانه‌های فولاد را در برابر خطرات انفجار و مسمومیت محافظت می‌کنند.

 

4. صنعت پالایش نفت و پتروشیمی
   صنعت پالایش نفت و پتروشیمی در فرآیندهای تولید خود با طیف گسترده‌ای از گازهای قابل اشتعال و سمی سروکار دارد.
   گازسنج‌های ثابت و قابل‌حمل Riken Keiki در کاربردهایی مانند تشخیص نشت گازهای سمی و قابل اشتعال از تجهیزات و لوله‌ها، مدیریت فرآیند و اندازه‌گیری محیط کار مورد استفاده قرار می‌گیرند.
   پایشگرهای ثابت گازهای سمی برای مدیریت گازهای سمی در مرزهای کارخانه نیز به‌طور فزاینده‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرند
5. مناطق آتشفشانی و چشمه‌های آب گرم
   گازهای آتشفشانی در نزدیکی دهانه‌های آتشفشان و در مناطقی که چشمه‌های آب گرم تخلیه می‌شوند، تولید می‌گردند.
   این گازهای آتشفشانی حاوی گازهای سمی مانند دی‌اکسید گوگرد و سولفید هیدروژن هستند که در صورت استنشاق برای انسان مضرند.
   غلظت این گازها به‌طور مداوم به‌دلیل فعالیت‌های آتشفشانی و عوامل دیگر تغییر می‌کند.
   دستگاه‌های گازسنج تخصصی برای پایش شبانه‌روزی غلظت دی‌اکسید گوگرد و سولفید هیدروژن به کار می‌روند تا از کارکنان و گردشگران محافظت شود.

 

6. صنعت مواد غذایی
   در صنعت مواد غذایی، نیتروژن و دی‌اکسید کربن در فرآیند بسته‌بندی برای جلوگیری از اکسید شدن غذا مورد استفاده قرار می‌گیرند.
   از آنجا که این گازها خفه‌کننده هستند، گازسنج‌های اکسیژن تخصصی در کارخانه‌های مواد غذایی نصب می‌شوند تا از کارکنان در برابر بی‌اکسیژنی محافظت کنند.

 

7. صنعت ساخت‌وساز
   کار در حفاری‌های زیرزمینی برای ساخت تونل‌ها و همچنین کار درون منهول‌ها می‌تواند کارکنان را در معرض تولید سولفید هیدروژن و شرایط کمبود اکسیژن قرار دهد؛ این وضعیت ناشی از باکتری‌های مصرف‌کننده اکسیژن موجود در لایه‌های زیرزمینی است.
   گازسنج‌های قابل‌حمل اکسیژن و سولفید هیدروژن از کارکنان در برابر خطرات ناشی از کمبود اکسیژن و مسمومیت با سولفید هیدروژن محافظت می‌کنند.
8. آتش‌نشانی و امداد و نجات
   صحنه‌های آتش‌سوزی و حوادث، کارکنان را در معرض خطرات مختلفی قرار می‌دهند؛ از جمله انفجار ناشی از گازهای قابل اشتعال، کمبود اکسیژن، مسمومیت با مونوکسید کربن در اثر احتراق ناقص، و گازهای سمی مانند سولفید هیدروژن.
   گازسنج‌های شخصی چهارگازه برای پایش هم‌زمان چهار گاز مختلف استفاده می‌شوند. این دستگاه‌ها برای موقعیت‌هایی که نوع دقیق گازهای خطرناک ناشناخته است، بسیار مناسب هستند.

 

9. حمل‌ونقل دریایی و کشتی‌سازی
   کشتی‌هایی که مقادیر زیادی نفت خام، LNG یا LPG حمل می‌کنند، با خطر نشت گازهای قابل اشتعال از مخازن بار مواجه هستند.
   گازسنج‌های ثابت تخصصی برای پایش نشت گاز در این کشتی‌ها به‌کار می‌روند. این دستگاه‌ها امکان شناسایی سریع نشت‌ها را فراهم کرده و از وقوع انفجار و آلودگی دریایی جلوگیری می‌کنند.
   همچنین، گازسنج‌های قابل‌حمل توسط کارکنان در حین انجام عملیات ساخت‌وساز پوشیده می‌شوند تا آن‌ها را در برابر کمبود خطرناک اکسیژن و مسمومیت با گازهای سمی محافظت کنند.

 

10. هوافضا
    سوخت موشک‌ها حاوی هیدروژن (گاز قابل اشتعال و بسیار انفجاری) و هیدرازین (گاز سمی برای انسان) است.
    پایش این گازها برای ایمنی کاملاً ضروری است.
    گازسنج‌های ضدانفجار در مکان‌هایی که خطر انفجار بالا وجود دارد، مانند مناطقی که سوخت موشک با آن‌ها سروکار دارد، برای اطمینان از ایمنی استفاده می‌شوند.

فناوری‌های تشخیص گاز
7-1. فناوری‌های حسگر گاز
برای مواجهه با محیط‌ها و انواع گازهای متنوع در طیف گسترده‌ای از صنایع، فناوری‌های مختلف حسگر گاز توسعه یافته‌اند.
در این بخش، ۱۳ نوع از رایج‌ترین فناوری‌هایی که معمولاً در صنعت استفاده می‌شوند معرفی می‌گردند:

1. روش احتراق کاتالیستی
2. روش جدید کاتالیستی سرامیکی
3. روش نیمه‌رسانا
4. روش نیمه‌رسانای سیم داغ
5. روش رسانش گرمایی
6. روش الکترولیز پتانسیواستاتیکی
7. روش الکترود با غشای جداکننده
8. روش سلول گالوانیکی با غشای نفوذپذیر
9. روش مادون قرمز غیرپراکنشی (NDIR)
10. روش تداخل‌سنجی
11. روش نوار شیمیایی
12. آشکارساز یونش نوری (PID)
13. روش آشکارسازی ذرات ناشی از پیرولیز

7-2. روش احتراق کاتالیستی

1. توضیح مختصر

این حسگر بر پایه گرمای تولیدشده از سوزاندن گاز قابل اشتعال روی کاتالیست اکسیداسیون، گاز را شناسایی می‌کند. این حسگر رایج‌ترین حسگر گاز است که به‌طور خاص برای گازهای قابل اشتعال طراحی شده است.

2. ساختار و اصول عملکرد

[ساختار]
این حسگر از یک المان آشکارساز و یک المان جبرانی تشکیل شده است.
المان آشکارساز شامل سیم پیچ فلز گران‌بها (مانند پلاتین) و کاتالیست اکسیدکننده – ماده‌ای فعال در برابر گاز قابل اشتعال – است که همراه با یک پایه آلومینا روی سیم پخته (سینتر) شده‌اند. این المان در واکنش با هر گاز قابل شناسایی می‌سوزد.
المان جبرانی شامل سیم پیچ فلز گران‌بها و شیشه – ماده‌ای غیرفعال در برابر گاز قابل اشتعال – است که همراه با پایه آلومینا روی سیم پخته شده‌اند. این المان اثرات محیط را تصحیح می‌کند.

[اصول عملکرد]
سیم پیچ فلز گران‌بها، المان آشکارساز را تا دمای ۳۰۰ تا ۴۵۰ درجه سانتی‌گراد گرم می‌کند. سپس گاز قابل اشتعال روی سطح المان آشکارساز می‌سوزد و دمای آن افزایش می‌یابد.
با تغییر دما، مقاومت سیم پیچ فلز گران‌بها – که بخشی از المان است – تغییر می‌کند. این تغییر مقاومت تقریباً متناسب با غلظت گاز است.
مدار پل نشان‌داده‌شده در شکل سمت راست به حسگر اجازه می‌دهد تغییر مقاومت را به ولتاژ تبدیل کرده و از آن برای تعیین غلظت گاز استفاده کند.

حسگر ثابت –
دسته: حالت جامد
گاز قابل شناسایی: گازهای قابل اشتعال

 

 

ویژگی‌ها

O ویژگی‌های خروجی:
سیم پیچ فلز گران‌بها که منبع حرارت است، ضریب مقاومت وابسته به دما را به‌صورت خطی تغییر می‌دهد.
در محدوده غلظت کمتر از حد انفجار (LEL)، واکنش احتراقی متناسب با غلظت گاز است.
در این محدوده، خروجی حسگر به‌آرامی متناسب با تغییرات غلظت گاز تغییر می‌کند.

پاسخ‌دهی:
گرمای احتراق تولیدشده روی سطح المان آشکارساز به سیم پیچ فلز گران‌بها منتقل شده و مقاومت مدار پل را تغییر می‌دهد و سپس به سیگنال تبدیل می‌گردد.

با نرخ واکنش بالا، این حسگر در پاسخ‌دهی، دقت و قابلیت تکرار عملکرد بسیار خوبی دارد.

O ویژگی‌های دما و رطوبت:
مواد به‌کاررفته در اجزای حسگر دارای مقاومت الکتریکی بالا هستند و کمتر تحت تأثیر دما و رطوبت محیط استفاده قرار می‌گیرند، بنابراین قرائت‌ها تقریباً ثابت باقی می‌مانند.

توسعه کاتالیست:
المان آشکارساز از کاتالیستی استفاده می‌کند که واکنش احتراقی را تسهیل می‌کند.
این کاتالیست به‌طور اختصاصی برای حسگرهای گاز توسعه یافته و با بهره‌گیری از دانش فنی خاص طراحی شده است، که پایداری بلندمدت را فراهم می‌کند.

 

۷–۴. تشخیص گاز با دتکتورهای گاز نیمه‌رسانا

حسگر ثابت

**۱. شرح مختصر دتکتورهای گاز نیمه‌رسانا

این حسگر از یک نیمه‌رسانای اکسید فلزی استفاده می‌کند که مقاومت آن در تماس با گاز قابل تشخیص تغییر می‌کند. حسگر این تغییر مقاومت را به‌عنوان غلظت گاز تشخیص می‌دهد. این یک حسگر همه‌کاره است که انواع گازها از گازهای سمی تا گازهای قابل اشتعال را شناسایی می‌کند. 

 

**۲. ساختار و اصول کار دتکتورهای گاز نیمه‌رسانا

حسگر شامل یک سیم گرم‌کن و یک نیمه‌رسانای اکسید فلزی         تشکیل‌شده روی یک لوله آلومینا است. دو الکترود طلا        در دو انتهای لوله برای اندازه‌گیری مقاومت نیمه‌رسانا تعبیه شده‌اند

**[ساختار دتکتورهای گاز نیمه‌رسانا

حسگر شامل یک سیم گرم‌کن و یک نیمه‌رسانای اکسید فلزی (SnO₂) تشکیل‌شده روی یک لوله آلومینا است. دو الکترود طلا (Au) در دو انتهای لوله برای اندازه‌گیری مقاومت نیمه‌رسانا تعبیه شده‌اند. 

 

**[اصول کار دتکتورهای گاز نیمه‌رسانا

سیم گرم‌کن، سطح نیمه‌رسانای اکسید فلزی را تا ۴۰۰–۳۵۰°C گرم می‌کند. با جذب اکسیژن هوا روی این سطح به‌صورت O و O₂، نیمه‌رسانا مقاومت ثابتی حفظ می‌کند. سپس، گاز متان یا مشابه آن با سطح تماس یافته و جذب شیمیایی می‌شود. این گاز توسط یون‌های O اکسید شده و تجزیه می‌شود. واکنش روی سطح حسگر به‌صورت زیر است: 

 

CH₄ + ۴O⁻ → CO₂ + ۲H₂O + ۸e⁻ 

به‌طور خلاصه، گاز متان روی سطح حسگر جذب شده و اکسیژن جذب‌شده را جدا می‌کند. این امر الکترون‌های آزاد درون حسگر را افزایش داده و مقاومت را کاهش می‌دهد. حسگر با اندازه‌گیری تغییر مقاومت، غلظت گاز را تعیین می‌کند. 

 

**۳. ویژگی‌های دتکتورهای گاز نیمه‌رسانا 

**ویژگی‌های خروجی دتکتورهای گاز نیمه‌رسانا

حسگر تغییرات مقاومت نیمه‌رسانا را تشخیص می‌دهد، یعنی حتی غلظت‌های کم (در سطح ppm) که توسط حسگرهای سرامیکی جدید قابل تشخیص نیستند را نیز شناسایی می‌کند. این حسگر برای غلظت‌های کم بسیار حساس بوده و سطح خروجی بالایی دارد. 

**تشخیص گازهای سمی در دتکتورهای گاز نیمه‌رسانا

از آنجا که در اصل، مقاومت با تغییر تعداد الکترون‌ها و تحرک آن‌ها تغییر می‌کند، این حسگر طیف وسیعی از گازها از جمله گازهای سمی که گرمای احتراق کمتری تولید می‌کنند را تشخیص می‌دهد. 

 

**ویژگی‌های پیری دتکتورهای گاز نیمه‌رسانا

حسگر در بلندمدت پایداری خود را حفظ کرده و عمر طولانی دارد. در مقایسه با حسگرهای مبتنی بر احتراق کاتالیستی، این نوع حسگر مقاومت بالایی در برابر سمیت و شرایط سخت جوی دارد. 

 

**انتخاب‌پذیری گاز در دتکتورهای گاز نیمه‌رسانا

با افزودن ناخالصی به ماده نیمه‌رسانا، اثر تداخل تغییر می‌کند. این ویژگی به حسگر اجازه می‌دهد تا برخی گازها را به‌صورت انتخابی تشخیص دهد.

 

 

 

۷-۵.تشخیص گاز از طریق روش نیمه‌هادی نوع سیم داغ

 

سنسور ثابت

سنسور قابل حمل نیمه‌هادی نوع سیم داغ

 

۱. شرح مختصر از دتکتور گاز نیمه‌هادی نوع سیم داغ

 

این سنسور از یک نیمه‌هادی اکسید فلزی استفاده می‌کند که مقاومت آن در تماس با گاز قابل تشخیص تغییر می‌کند. سنسور این تغییر مقاومت را به عنوان غلظت گاز تشخیص می‌دهد. این یک سنسور گاز با حساسیت بالا برای غلظت‌های کم است.

 

۲. ساختار و اصول  دتکتور گاز نیمه‌هادی نوع سیم داغ

 

[ساختار]

سنسور از یک المان تشخیصی تشکیل شده است که شامل یک سیم پیچ از جنس فلز گران‌بها (مثلاً پلاتین) و یک نیمه‌هادی اکسید فلزی پخته شده روی سیم پیچ است، و یک المان جبرانی که ماده‌ای غیرفعال در برابر گازهای قابل تشخیص روی آن پخته شده است.

[اصول  عملکرد دتکتور گاز نیمه‌هادی نوع سیم داغ

مقاومت (R) المان تشخیصی، ترکیبی از مقاومت (RS) نیمه‌هادی و مقاومت (RH) سیم پیچ فلز گران‌بها است. المان تشخیصی توسط سیم پیچ فلز گران‌بها تا ۳۰۰°C تا ۴۰۰°C گرم می‌شود و مقاومت ثابتی را حفظ می‌کند. سپس، گاز متان یا مشابه با المان تشخیصی تماس پیدا می‌کند و اکسیژن جذب شده روی سطح نیمه‌هادی اکسید فلزی را جدا می‌کند. این امر تعداد الکترون‌های آزاد در داخل نیمه‌هادی را افزایش داده و مقاومت نیمه‌هادی را کاهش می‌دهد. در نتیجه مقاومت کل المان تشخیصی کاهش می‌یابد. با تشخیص تغییر مقاومت توسط مدار پل، سنسور غلظت گاز را تعیین می‌کند.

 

رده جامد

گاز قابل تشخیص

 

۳. ویژگی‌های دتکتور گاز نیمه‌هادی نوع سیم داغ

 

ویژگی‌های خروجی  دتکتور گاز نیمه‌هادی نوع سیم داغ

سنسور تغییرات مقاومت نیمه‌هادی را تشخیص می‌دهد، یعنی حتی غلظت‌های کم (سطح ppm) که توسط سنسورهای سرامیکی جدید قابل تشخیص نیستند را نیز تشخیص می‌دهد.

 

 

 

کوچک‌سازی و صرفه‌جویی در انرژی  در دتکتور گاز نیمه‌هادی نوع سیم داغ

 

سیم پیچ فلز گران‌بها برای گرم‌کن را می‌توان کوچک‌تر کرد تا سنسوری کوچکتر با مصرف انرژی کمتر فراهم شود.

 

ویژگی‌های پیری  در دتکتور گاز نیمه‌هادی نوع سیم داغ

 

سنسور در بلندمدت پایداری خود را حفظ می‌کند و عمر طولانی دارد. در مقایسه با سنسورهای مبتنی بر احتراق کاتالیستی، این نوع سنسور مقاومت بالایی در برابر سمیت و جو شدید دارد.

 

انتخاب‌پذیری گاز  در دتکتور گاز نیمه‌هادی نوع سیم داغ

 

با افزودن یک ناخالصی به نیمه‌هادی اکسید فلزی، اثر تداخل تغییر می‌کند. این ویژگی به سنسور اجازه می‌دهد تا برخی گازها را به صورت انتخابی تشخیص دهد.

 

 

دتکتور گاز رسانائی گرمائی

1. توضیح مختصر دتکتور گاز رسانائی گرمائی

 

این دتکتور با تشخیص تفاوت در رسانایی گرمایی، غلظت گاز را تعیین می‌کند. این یک دتکتور اثبات‌شده برای گازهای قابل اشتعال است که به‌طور مؤثر گازهای با غلظت بالا را تشخیص می‌دهد.

 

2. ساختار و اصول دتکتور گاز رسانائی گرمائی

[ساختار  دتکتور گاز رسانائی گرمائی

این دتکتور از یک المان تشخیص و یک المان جبران تشکیل شده است. المان‌های تشخیص و جبران در دو نوع موجود هستند: یکی شامل یک سیم‌پیچ پلاتین و مخلوطی از شیشه (یک ماده غیرفعال در برابر گاز قابل اشتعال) و یک پایه آلومینا است که روی سیم‌پیچ پخته شده است، و دیگری شامل یک سیم‌پیچ و یک فلز غیرفعال یا مشابه است که روی سیم‌پیچ پوشش داده شده است. المان تشخیص به گونه‌ای طراحی شده است که گازهای قابل تشخیص با آن تماس پیدا کنند. المان جبران محصور شده است تا هیچ گاز قابل تشخیصی با آن تماس نداشته باشد.

 

[اصول دتکتور گاز رسانائی گرمائی

سیم‌پیچ پلاتین، المان تشخیص را تا 200 تا 500 درجه سانتی‌گراد گرم می‌کند. سپس، یک گاز قابل تشخیص با المان تشخیص تماس پیدا می‌کند و به دلیل رسانایی گرمایی خاص گاز، شرایط اتلاف گرما را تغییر می‌دهد و دمای المان تشخیص را افزایش می‌دهد. با این تغییر دما، مقاومت سیم‌پیچ پلاتین، که بخشی از المان است، تغییر می‌کند. تغییر مقاومت تقریباً متناسب با غلظت گاز است.

 

با تشخیص تغییر مقاومت توسط مدار پل، دتکتور غلظت گاز را تعیین می‌کند.

 

3. ویژگی‌های دتکتور گاز رسانائی گرمائی

 

ویژگی‌های خروجی  دتکتور گاز رسانائی گرمائی

 

از آنجا که دتکتور تغییرات مقاومت سیم‌پیچ پلاتین را تشخیص می‌دهد، خروجی تا رسیدن به صد درصد حجمی تقریباً متناسب با غلظت است. این دتکتور برای تشخیص گازهای با غلظت بالا مناسب است.

تشخیص در شرایط بی‌اکسیژن  دتکتور گاز رسانائی گرمائی

از آنجا که دتکتور تغییرات رسانایی گرمایی را تشخیص می‌دهد، می‌تواند گازها را حتی در جو بی‌اکسیژن نیز تشخیص دهد. اما گازهایی با تفاوت کوچک در رسانایی گرمایی با گاز مرجع را تشخیص نمی‌دهد.

 

دتکتور به‌صورت فیزیکی تغییرات رسانایی گرمایی گاز را تشخیص می‌دهد و شامل واکنش شیمیایی مانند واکنش احتراق نیست. این بدان معناست که با تخریب یا مسمومیت کاتالیزور ارتباطی ندارد و پایداری بلندمدت را فراهم می‌کند.

 

تشخیص گازهای غیرقابل اشتعال  دتکتور گاز رسانائی گرمائی

 

از آنجا که دتکتور از رسانایی گرمایی خاص گاز استفاده می‌کند، حتی گازهای غیرقابل اشتعال با تفاوت زیاد در رسانایی گرمایی، مانند آرگون، نیتروژن و دی‌اکسید کربن با غلظت بالا را نیز تشخیص می‌دهد.

 

 

 

 

 

۷-۷. روش الکترولیز پتانسیواستاتیک

 

 

۱. شرح مختصر دتکتور گاز الکترولیز پتانسیواستاتیک

این دتکتور گاز قابل تشخیص را با استفاده از یک الکترود در پتانسیل ثابت الکترولیز می‌کند تا جریان ایجاد شود و سپس با اندازه‌گیری جریان، غلظت گاز را تعیین می‌نماید. این دتکتور گاز برای تشخیص گازهای سمی بسیار مناسب است. می‌توان پتانسیل خاصی را برای تشخیص گاز خاصی تنظیم کرد.

 

۲. ساختار و اصول  دتکتور گاز الکترولیز پتانسیواستاتیک

[ساختار دتکتور گاز الکترولیز پتانسیواستاتیک

دتکتور از یک الکترود (الکترود عمل) همراه با یک غشاء نفوذپذیر گاز و کاتالیزور (مثل طلا یا پلاتین)، الکترود مرجع و الکترود مقابل تشکیل شده که درون محفظه‌ای پلاستیکی پر از محلول الکترولیت قرار گرفته‌اند.

 

[اصول عملکرد دتکتور گاز الکترولیز پتانسیواستاتیک

دتکتور از یک مدار پتانسیواستاتیک برای ثابت نگه داشتن پتانسیل بین الکترود عمل و الکترود مرجع استفاده می‌کند. الکترود عمل گاز قابل تشخیص را مستقیماً الکترولیز می‌کند. اگر گاز قابل تشخیص H2S باشد، واکنش‌های زیر رخ می‌دهد:

الکترود عمل: H2S + 4H2O → H2SO4 + 8H+ + 8e

الکترود مقابل: 2O2 + 8H+ + 8e → 4H2O

جریان تولیدشده متناسب با غلظت گاز است. با اندازه‌گیری جریان بین الکترود عمل و الکترود مقابل، دتکتور غلظت گاز را تعیین می‌کند.

 

۳. ویژگی‌های دتکتور گاز الکترولیز پتانسیواستاتیک

ویژگی‌های خروجی دتکتور گاز الکترولیز پتانسیواستاتیک

غلظت گاز متناسب با مقدار جریان است. دتکتور مقدار جریان را بدون تغییر خروجی می‌دهد و بنابراین غلظت گاز متناسب با خروجی دتکتور است.

 

واکنش‌دهی  دتکتور گاز الکترولیز پتانسیواستاتیک

منحنی پاسخ همانطور که در شکل سمت راست نشان داده شده است. دتکتور با استفاده از واکنش کاتالیزوری گاز را به جریان تبدیل می‌کند. از آنجا که H2S کاتالیزور الکترود را تغییر نمی‌دهد، دتکتور از دقت و تکرارپذیری بالایی برخوردار است.

 

ویژگی‌های پیری  دتکتور گاز الکترولیز پتانسیواستاتیک

تقریباً تا دو سال، حساسیت دتکتور در سطح حدود ۸۰٪ حساسیت اولیه باقی می‌ماند. از آنجا که رطوبت تأثیر جزئی بر حساسیت دارد، ممکن است خوانش بسته به فصل تغییر کند.

 

ویژگی‌های دمای دتکتور گاز الکترولیز پتانسیواستاتیک

با خوانش تقریباً پایدار در دماهای بالا، حساسیت دتکتور با کاهش دما ممکن است کاهش یابد. حتی در ۰°C، حساسیت دتکتور کمتر از ۸۰٪ نخواهد شد. با انجام تصحیح دما، نوسانات خوانش به حداقل می‌رسد.

۷-۸. روش تشخیص گاز با دتکتور گاز با الکترود با غشای جداکننده

۱. شرح مختصر  دتکتور گاز با الکترود با غشای جداکننده

بر اساس اصول دتکتور پایه‌گذاری شده بر الکترولیز پتانسیواستاتیک، این دتکتور با یک فیلم نفوذپذیر گاز (غشای جداکننده) و یک الکترود عمل کاملاً جدا از هم ساختار یافته است. این یک دتکتور گاز سمی با انتخاب‌پذیری عالی است.

. ساختار و اصول  دتکتور گاز با الکترود با غشای جداکننده

[ساختار دتکتور گاز با الکترود با غشای جداکننده

دتکتور با یک الکترود عمل – یک الکترود فلزی با یک فیلم نفوذپذیر گاز که روی آن قرار گرفته – همراه با الکترودهای مرجع و مقابل ساختار یافته است. این الکترودها در یک محفظه پلاستیکی پر از محلول الکترولیت قرار دارند. بین الکترود عمل و فیلم، یک لایه بسیار نازک از محلول الکترولیت وجود دارد.

 

[اصول دتکتور گاز با الکترود با غشای جداکننده

یک گاز قابل تشخیص از طریق فیلم نفوذپذیر گاز عبور کرده و با یون‌های موجود در محلول الکترولیت واکنش می‌دهد که هالوژن تولید می‌کند. اگر گاز قابل تشخیص Cl باشد، واکنش زیر رخ می‌دهد:

Cl2 + 2I- → 2Cl- + I2

I2 تولید شده توسط این واکنش در الکترود عمل کاهش می‌یابد، باعث می‌شود جریانی از مدار عبور کند. از آنجا که این جریان متناسب با غلظت گاز است، دتکتور مقدار جریان را برای تعیین غلظت گاز اندازه می‌گیرد. گاز قابل تشخیص قبل از واکنش با الکترود عمل با محلول الکترولیت واکنش می‌دهد و بنابراین هیچ تداخلی با گازهایی که با محلول الکترولیت واکنش نمی‌دهند رخ نمی‌دهد. این ویژگی به دتکتور انتخاب‌پذیری عالی می‌بخشد.

 

 

۳. ویژگی‌ها ی دتکتور گاز با الکترود با غشای جداکننده

ویژگی‌های خروجی  دتکتور گاز با الکترود با غشای جداکننده

غلظت گاز متناسب با مقدار جریان است. دتکتور مقدار جریان را بدون هیچ تغییری خروجی می‌دهد و بنابراین غلظت گاز متناسب با خروجی دتکتور است.

پاسخ‌دهی  دتکتور گاز با الکترود با غشای جداکننده

دتکتور به سرعت پاسخ می‌دهد. از آنجا که الکترودها یا محلول الکترولیت به ندرت توسط گاز کلر خورده می‌شوند، دتکتور از دقت و تکرارپذیری عالی برخوردار است.

ویژگی‌های پیری  دتکتور گاز با الکترود با غشای جداکننده

عملکرد دتکتور با گذشت زمان کاهش نمی‌یابد و تقریباً هیچ تغییری در خروجی مشاهده نمی‌شود. با این حال، اگر فیلم نفوذپذیر گاز به دلیل چسبیدن ذرات خارجی، نفوذپذیری گاز را از دست بدهد، این ممکن است منجر به کاهش خروجی شود.

 

ویژگی‌های دما و رطوبت  دتکتور گاز با الکترود با غشای جداکننده

دماهای بالا تقریباً هیچ تأثیری بر خروجی ندارند در حالی که دماهای پایین احتمالاً خروجی را کاهش می‌دهند. حتی در دمای ۰ درجه سانتی‌گراد، دتکتور حساسیت خود را در سطحی نه کمتر از ۸۰٪ حفظ می‌کند. با انجام تصحیحات دما، نوسانات قرائت به حداقل می‌رسد. خروجی تحت تأثیر رطوبت قرار نمی‌گیرد.

 

۷-۹. روش تشخیص گاز با دتکتور گاز با سلول گالوانیک غشایی

 

۱. شرح مختصر  دتکتور گاز با سلول گالوانیک غشایی

 

 

این دتکتور ساده و سنتی بر اساس اصول سلول‌ها عمل می‌کند. این دتکتور بدون نیاز به منبع تغذیه خارجی، پایداری بلندمدت دارد.

 

۲. ساختار و اصول  دتکتور گاز با سلول گالوانیک غشایی

 

 

[ساختار دتکتور گاز با سلول گالوانیک غشایی

دتکتور از یک کاتد (فلز گران‌بها) و آند (سرب) قرارگرفته در یک محلول الکترولیتی تشکیل شده است. یک غشای جداساز به سطح خارجی کاتد چسبیده است. با اتصال کاتد و آند از طریق یک مقاومت ثابت، مقدار ولتاژ خروجی تولید می‌شود.

 

[اصول دتکتور گاز با سلول گالوانیک غشایی

 

 

اکسیژن از غشای جداساز عبور کرده و در کاتد کاهش می‌یابد. همزمان در آند، سرب در محلول الکترولیتی حل می‌شود (اکسید می‌شود). واکنش‌های زیر در الکترودها رخ می‌دهد:

کاتد: O2 + 2H2O + 4e → 4OH

آند: 2Pb → 2Pb2+ + 4e

 

جریان ناشی از واکنش کاهش، توسط مقاومت به ولتاژ تبدیل شده و از ترمینال خروجی خارج می‌شود. خروجی دتکتور متناسب با غلظت اکسیژن (فشار جزئی) است.

 

۳. ویژگی‌های دتکتور گاز با سلول گالوانیک غشایی

 

 

ویژگی‌های خروجی  دتکتور گاز با سلول گالوانیک غشایی

غلظت اکسیژن با مقدار جریان متناسب است. دتکتور مقدار جریان را به ولتاژ تبدیل کرده و سپس آن را خروجی می‌دهد. بنابراین، خروجی دتکتور در محدوده ۰ تا ۱۰۰٪ با غلظت اکسیژن متناسب است.

 

سرعت پاسخ  دتکتور گاز با سلول گالوانیک غشایی

با سرعت پاسخ بالا، این دتکتور از دقت و تکرارپذیری بالایی برخوردار است.

 

 

 

ویژگی‌های پیری

با عمر طولانی، این دتکتور می‌تواند به مدت دو تا سه سال مورد استفاده قرار گیرد.

 

ویژگی‌های دما و رطوبت  دتکتور گاز با سلول گالوانیک غشایی

دتکتور از یک ترمیستور داخلی برای جبران دمایی استفاده می‌کند، بنابراین خوانش تقریباً به دما وابسته نیست.

۷-۱۰.تشخیص گاز به  روش مادون قرمز غیرپاشنده

۱. شرح مختصر  دتکتور مادون قرمز غیرپاشنده

بر اساس این واقعیت که بسیاری از گازها اشعه مادون قرمز را جذب می‌کنند، این دتکتور نور مادون قرمز را به سلول اندازه‌گیری اعمال می‌کند تا تغییرات نور مادون قرمز ناشی از جذب گاز قابل تشخیص را شناسایی کند. این روش تمام نور مادون قرمز در محدوده طول‌موج خاصی را بدون تفکیک (پاشش) نور مادون قرمز بر اساس طول‌موج، به‌صورت یکپارچه تشخیص می‌دهد.

. ساختار و اصول  دتکتور مادون قرمز غیرپاشنده

[ساختار دتکتور مادون قرمز غیرپاشنده

این دتکتور از یک منبع نور مادون قرمز و یک سنسور مادون قرمز تشکیل شده است که بین آن‌ها یک سلول اندازه‌گیری و یک فیلتر نوری قرار گرفته است. منبع نور مادون قرمز، نور را ساطع می‌کند که از طریق سلول اندازه‌گیری و فیلتر نوری عبور کرده و توسط سنسور مادون قرمز تشخیص داده می‌شود. فیلتر نوری به طول‌موج‌های مادون قرمز که توسط گاز قابل تشخیص جذب می‌شوند، اجازه عبور انتخابی می‌دهد.

 

[اصول عملکرد دتکتور مادون قرمز غیرپاشنده

یک گاز قابل تشخیص وارد سلول اندازه‌گیری شده و نور مادون قرمز را جذب می‌کند. این امر باعث کاهش مقدار نور مادون قرمز تشخیص‌داده شده توسط سنسور مادون قرمز می‌شود. برخی از گازهای قابل تشخیص با غلظت‌های شناخته شده وارد می‌شوند تا رابطه (منحنی کالیبراسیون) بین کاهش مقدار نور مادون قرمز و غلظت هر گاز قابل تشخیص تعیین شود. هنگامی که یک گاز قابل تشخیص با غلظت ناشناخته وارد می‌شود، دتکتور از منحنی کالیبراسیون بر اساس کاهش اندازه‌گیری‌شده مقدار نور مادون قرمز برای تعیین غلظت گاز استفاده می‌کند.

. ویژگی‌های دتکتور مادون قرمز غیرپاشنده

ویژگی‌های خروجی  دتکتور مادون قرمز غیرپاشنده

غلظت گاز و خروجی دتکتور رابطه متناسب ندارند، بلکه رابطه آن‌ها مطابق منحنی نشان‌داده شده در شکل پائین است. (i-C4H10: ایزوبوتان)

 

ویژگی‌های پاسخ‌دهی  دتکتور مادون قرمز غیرپاشنده

هنگامی که گاز با دبی ثابت به دتکتور گاز تغذیه می‌شود، دتکتور پاسخ‌های قابل تکرار و دقیقی ارائه می‌دهد.

ویژگی‌های پیری  در دتکتور مادون قرمز غیرپاشنده

در محیطی با تغییرات دمایی کم، دتکتور پایدار باقی می‌ماند و بدون کاهش دقت خوانش در طول زمان عمل می‌کند. بسته به محیط، ممکن است دتکتور با گذشت زمان به‌طور قابل توجهی تخریب شود. در این صورت، می‌توان با انجام کالیبراسیون گاز هر شش ماه یکبار، تخریب را به حداقل رساند.

 

ویژگی‌های دما و رطوبت  در دتکتور مادون قرمز غیرپاشنده

با انجام تصحیحات دمایی، می‌توان وابستگی خوانش‌ها به دما را در محدوده دمایی مشخص‌شده به حداقل رساند.

در صورت عدم تشکیل میعان (%LEL) در داخل سلول گاز، دتکتور تقریباً تحت تأثیر رطوبت قرار نمی‌گیرد.

. روش تشخیص گاز با تداخل سنجی

۱. شرح کلی  دتکتور گاز تداخل سنجی

این دتکتور گاز، که یکی از قدیمیترین حسگرهای گاز ماست، تغییرات در ضریب شکست گاز را تشخیص میدهد. با دقت بالا، پایداری بلندمدت را حفظ میکند. در گذشته، داخل معادن زغالسنگ برای اندازهگیری غلظت متان استفاده میشد و در سالهای اخیر، بهطور گسترده برای اندازهگیری غلظت حلالها یا مقادیر حرارتی گازهای سوختی مانند گاز طبیعی کاربرد دارد.

۲. ساختار و اصول  دتکتور گاز تداخل سنجی

[ساختار دتکتور گاز تداخل سنجی

منبع نور، نور را ساطع میکند که توسط آینه تخت موازی به دو پرتو نور (A و B) تقسیم و توسط منشور بازتاب میشود. پرتو A یک سفر رفت و برگشت در محفظه گاز D، که گاز قابل تشخیص جریان دارد، انجام میدهد و پرتو B یک سفر رفت و برگشت در محفظه گاز E، که گاز مرجع جریان دارد، انجام میدهد. دو پرتو نور A و B در نقطه C آینه تخت موازی به هم میرسند و یک الگوی تداخلی روی سنسور تصویر از طریق آینه و لنز تشکیل میدهند.

 

[اصول عملکرد دتکتور گاز تداخل سنجی

یک الگوی تداخلی به نسبت تفاوت در ضریب شکست بین گاز قابل تشخیص و گاز مرجع حرکت میکند. حسگر مبتنی بر تداخلسنج نوری، مسافت حرکت الگوی تداخلی را اندازهگیری میکند تا ضریب شکست گاز قابل تشخیص را تعیین و آن را به غلظت گاز یا مقدار حرارتی تبدیل کند.

 

۳. ویژگی های دتکتور گاز تداخل سنجی

مسافت حرکت الگوی تداخلی AB که توسط این حسگر اندازهگیری میشود، با معادله زیر نشان داده میشود:

ویژگیهای خروجی  دتکتور گاز تداخل سنجی

الگوی تداخلی

از آنجا که تغییر در ضریب شکست متناسب با تغییر در غلظت گاز است، حسگر خطیبودن بسیار بالایی ارائه میدهد.

 

پاسخدهی  دتکتور گاز تداخل سنجی

حسگر اندازهگیری را با تکمیل جایگزینی در محفظه گاز با حجم ۰.۵ تا ۵ میلیلیتر به پایان میرساند. برخی مدلها اندازهگیری را در ۵ تا ۱۰ ثانیه با پاسخ ۹۰٪ تکمیل میکنند.

 

ویژگیهای پیری  دتکتور گاز تداخل سنجی

بارزترین ویژگی این حسگر این است که حساسیت آن کاهش نمییابد. حساسیت حسگر فقط به طول محفظه گاز L و طول موج منبع نور λ بستگی دارد. از آنجا که هر دو این پارامترها ثابت هستند، حسگر حساسیت پایدار بلندمدت ارائه میدهد. حتی اگر عنصر نوری کثیف شود، تأثیری بر مسافت حرکت الگوی تداخلی ندارد؛ بنابراین، حسگر تا زمانی که بتواند الگو را تشخیص دهد، حساسیت آن کاهش نمییابد.

 

ویژگیهای فشار و دما در دتکتور گاز تداخل سنجی

اگرچه ضریب شکست گاز بسته به دما T و فشار P تغییر میکند، حسگر دما و فشار را اندازهگیری میکند تا آنها را تصحیح کند و بنابراین تحت تأثیر آنها قرار نمیگیرد.

 

 

 

 

 

 

7-12.تشخیص گاز به روش نوار شیمیایی

1. شرح کلی دتکتور گاز با نوار شیمیائی

این حسگر از نوار سلولزی آغشته به ماده رنگزا استفاده می‌کند. با عبور یا نفوذ گاز قابل تشخیص به داخل این نوار، واکنشی شیمیایی رخ داده و رنگ نوار تغییر می‌کند. حسگر با اندازه‌گیری نور بازتاب‌شده از رنگ ایجادشده بر اثر واکنش بین ماده رنگزا و گاز، غلظت بسیار کم گازهای سمی را به صورت کمی تشخیص می‌دهد.

 

2. ساختار و اصول دتکتور گاز با نوار شیمیائی

[ساختار دتکتور گاز با نوار شیمیائی

حسگر دارای محفظه‌ای است که گاز قابل تشخیص وارد آن می‌شود. این محفظه یک ظرف ضد نور است که داخل آن منبع نور و بخش گیرنده نور برای تشخیص رنگ نوار قرار گرفته‌اند. حسگر شامل این محفظه گاز و اجزای دیگری مانند مکانیسم قرقره برای جمع‌آوری نوار پس از هر اندازه‌گیری است.

[اصول دتکتور گاز با نوار شیمیائی

وقتی گاز قابل تشخیص با نوار آغشته به ماده رنگزا تماس پیدا می‌کند، واکنش شیمیایی رخ داده و نوار رنگ می‌گیرد. به عنوان مثال، اگر فسفین (PH3) با نوار تماس پیدا کند، کلوئید نقره طبق فرمول زیر تولید می‌شود و یک لکه رنگی روی نوار سفید ظاهر می‌شود:

PH3 + AgCIO → Ag + H3PO4 + 1/2 Cl2

 

حسگر نور را به نقطه رنگی‌شده نوار تابانده و تغییر شدت نور بازتاب‌شده قبل و بعد از ورود گاز را اندازه‌گیری می‌کند؛ بنابراین غلظت گاز را به دقت محاسبه می‌کند.

 

3. ویژگی‌ها ی دتکتور گاز با نوار شیمیائی

ویژگی‌های خروجی دتکتور گاز با نوار شیمیائی

وقتی گاز قابل تشخیص وارد بخش تشخیص می‌شود، نوار شروع به رنگ‌گرفتن می‌کند و خروجی به تدریج افزایش می‌یابد. از آنجا که حسگر تغییرات رنگ را اندازه‌گیری می‌کند، خروجی به صورت منحنی نمایش داده می‌شود.

 

 

ویژگی‌های دما و رطوبت در دتکتور گاز با نوار شیمیائی

برای فسفین (PH3)، حسگرهای نوار‌ای وابسته به دما نیستند. همچنین بدون وابستگی زیاد به رطوبت، این حسگر در محدوده دمایی و رطوبتی عملیاتی، قرائت دقیقی ارائه می‌دهد.

 

ویژگی‌های پیری در دتکتور گاز با نوار شیمیائی

آزمایش‌های مداوم روی حسگر نشان می‌دهد که بدون کاهش حساسیت به گاز، اندازه‌گیری پایدار انجام می‌دهد.

 

ویژگی‌های دتکتور گاز با نوار شیمیائی

– حساسیت بسیار بالا با انتخاب‌پذیری عالی

– استفاده از نوار کاست که تعویض آن آسان است

– تغذیه نوار برای هر اندازه‌گیری، که هیچ هیسترزیسی ایجاد نمی‌کند

– رنگ‌گرفتن نوار بر اثر گاز قابل تشخیص تجمع می‌یابد، که امکان تشخیص غلظت‌های بسیار کم گاز را فراهم می‌کند.

 

 

 

 

 

 

 

 

7-13. دتکتور یونیزاسیون نوری

1. شرح کلی دتکتور یونیزاسیون نوری

این حسگر گاز با اعمال نور فرابنفش به گاز قابل تشخیص، باعث یونیزه شدن آن می‌شود. این عمل جریان یونی ایجاد می‌کند. حسگر این جریان را اندازه‌گیری کرده و غلظت گاز را تعیین می‌نماید. این حسگر محدوده وسیعی از گازها را بدون توجه به آلی یا معدنی بودن آنها تشخیص می‌دهد. معمولاً برای اندازه‌گیری غلظت ترکیبات آلی فرار (VOCs) در محدوده ppb تا ppm استفاده می‌شود.

 

2. ساختار و اصول دتکتور یونیزاسیون نوری

[ساختار دتکتور یونیزاسیون نوری

حسگر از یک محفظه یونیزاسیون برای ورود گاز قابل تشخیص، یک لامپ فرابنفش برای تابش نور و الکترودهای مثبت و منفی برای تشخیص جریان یونی تشکیل شده است.

 

[اصول عملکرد دتکتور یونیزاسیون نوری

گاز قابل تشخیص وارد محفظه یونیزاسیون شده و در معرض نور فرابنفش از منبع نور (لامپ فرابنفش) قرار می‌گیرد. این عمل باعث آزاد شدن الکترون‌ها و تولید کاتیون می‌شود. کاتیون‌ها و الکترون‌های تولید شده توسط الکترودهای مثبت و منفی جذب شده و جریان الکتریکی ایجاد می‌کنند. از آنجا که این جریان متناسب با غلظت گاز است، حسگر با اندازه‌گیری مقدار جریان، غلظت گاز قابل تشخیص را تعیین می‌کند.

برای یونیزه کردن یک گاز، نیاز به اعمال انرژی فوتونی بیشتر از انرژی یونیزاسیون خاص آن گاز است. انرژی فوتون با واحد الکترون ولت (eV) بیان می‌شود. این حسگر از لامپ‌هایی با انرژی فوتونی 10.6 eV و 11.7 eV استفاده می‌کند. هرچه انرژی فوتون بیشتر باشد، مقدار بیشتری از گاز قابل تشخیص یونیزه می‌شود.

 

3. ویژگی‌های دتکتور یونیزاسیون نوری

ویژگی‌های خروجی دتکتور یونیزاسیون نوری

برای گازهایی با غلظت پایین (چند صد ppm)، خروجی حسگر تقریباً متناسب با غلظت گاز بوده و به صورت خطی با افزایش غلظت گاز، افزایش می‌یابد.

برای گازهایی با غلظت پایین خروجی حسگر تقریباً متناسب با غلظت گاز بوده و به صورت خطی با افزایش غلظت گاز، افزایش می‌یابد

لامپ فرابنفش:

انرژی فوتونی (eV) لامپ فرابنفش توسط ترکیب گاز موجود در لامپ و جنس پنجره لامپ تعیین می‌شود.

 

 

انرژی یونیزاسیون مواد معمول:

با اعمال انرژی فوتونی بیشتر از انرژی یونیزاسیون خاص هر گاز، حسگر گاز را یونیزه کرده و غلظت آن را تعیین می‌کند. این حسگر معمولاً از لامپ‌های 10.6 eV یا 11.7 eV استفاده می‌کند.

 

جدول انرژی فوتونی:

گاز داخل لامپ | جنس پنجره | انرژی فوتونی (eV)

زنون | یاقوت کبود | 8.4

کریپتون | فلورید منیزیم | 10.6

آرگون | فلورید لیتیم | 11.7

 

 

 

7-14. روش تشخیص گاز با ذرات پیرولیز شده

1. شرح کلی دتکتور گاز با ذرات پیرولیز شده

این حسگر گاز، گاز قابل تشخیص را حرارت داده تا اکسید تولید کند و سپس ذرات اکسید را با استفاده از یک حسگر ذره سنجی می‌کند. این حسگر پایداری بلندمدت داشته و مقاومت عالی در برابر تداخل و پاسخگویی سریع دارد. حسگر ذره بر اساس اصول مشابه حسگرهای دود یونیزاسیونی که از پرتوها استفاده می‌کنند، کار می‌کند.

 

2. ساختار و اصول دتکتور گاز با ذرات پیرولیز شده

[ساختار دتکتور گاز با ذرات پیرولیز شده

این حسگر معمولاً ترکیبی از یک تجزیه‌گر حرارتی و حسگر ذره است. در مرکز تجزیه‌گر حرارتی یک لوله کوارتزی پیچیده شده با عنصر گرمایشی قرار دارد.

حسگر ذره شامل یک محفظه اندازه‌گیری (که به طور مداوم با استفاده از پرتوهای آلفا جریان یون تولید می‌کند) و یک محفظه جبران است. گاز قابل تشخیص فقط وارد محفظه اندازه‌گیری می‌شود، در حالی که محفظه جبران به اتمسفر باز است.

 

[اصول دتکتور گاز با ذرات پیرولیز شده

بسیاری از گازهای آلی فلزی مانند TEOS در اثر حرارت، اکسید ذره‌ای تولید می‌کنند. گاز قابل تشخیص از طریق تجزیه‌گر حرارتی اکسید شده و وارد حسگر ذره می‌شود.

در محفظه اندازه‌گیری حسگر ذره، از یک منبع پرتو آلفا برای یونیزه کردن هوا استفاده می‌شود که باعث جریان یونی می‌شود. ذرات وارد محفظه اندازه‌گیری شده و یون‌ها را جذب می‌کنند؛ این امر جریان یونی را کاهش داده و در نتیجه خروجی حسگر کم می‌شود. بر اساس میزان کاهش خروجی، غلظت گاز تعیین می‌شود. محفظه جبران، نوسانات خروجی حسگر ناشی از دما، رطوبت و/یا فشار را جبران می‌کند.

 

 

3. ویژگی‌های دتکتور گاز با ذرات پیرولیز شده

ویژگی‌های خروجی دتکتور گاز با ذرات پیرولیز شده

خروجی حسگر به غلظت ذرات تولید شده از طریق تجزیه حرارتی بستگی دارد. حسگر از یک منحنی کالیبراسیون استفاده می‌کند تا غلظت گاز نسبت به قرائت خطی باشد.

 

پاسخگویی دتکتور گاز با ذرات پیرولیز شده

از آنجا که گاز وارد شده به بخش تشخیص بلافاصله در تجزیه‌گر حرارتی اکسید می‌شود، حسگر از سرعت پاسخ بالا و تکرارپذیری عالی برخوردار است.

 

ویژگی‌های پیری در دتکتور گاز با ذرات پیرولیز شده

حسگر از Am-241 به عنوان منبع پرتو استفاده می‌کند که نیمه عمر بسیار طولانی (حدود 400 سال) دارد و در نتیجه عملکرد حسگر به مرور زمان به سختی کاهش می‌یابد.

 

ویژگی‌های دمایی در دتکتور گاز با ذرات پیرولیز شده

حسگر از محفظه جبران برای جبران اثرات دما استفاده می‌کند و بنابراین ویژگی‌های دمایی عالی از خود نشان می‌دهد.

 

این مقاله به بررسی راهکارهای کاربرد سیستم‌های دتکتور شعله‌ای نوری فوق‌سریع و آزادسازی در کارخانه‌های تولید مهمات و سایر تأسیساتی که نیاز به سیستم مهار آتش آبپاشی (Deluge) با سرعت بالا دارند می‌پردازد. همچنین فناوری دتکتور شعله‌ای نوری و پیشرفت‌های اخیر در سیستمی که به کاربران در دستیابی به انطباق با کدها و استانداردهای صنعتی کمک می‌کند، مرور خواهد شد.

۱.۰ مقدمه
برای برآورده‌کردن الزامات زمانی پاسخ‌دهی کل سیستم طبق کدها و استانداردهای صنعتی فوق‌سریع، سیستم دتکتور شعله‌ای و آزادسازی باید قادر باشد رویداد را شناسایی کرده و سیگنالی به سیستم آبپاشی ارسال کند که این سیستم باید ظرف ۱۰۰ میلی‌ثانیه یا کمتر از لحظه حضور منبع انرژی در مقابل دتکتور تا شروع جریان آب از نازل آبپاش واکنش نشان دهد.

برای اینکه یک سیستم به‌عنوان «سریع» شناخته شود، باید ظرف ۵۰۰ میلی‌ثانیه یا کمتر عمل کند (ارجاع به استاندارد NFPA 15)در کاربردهایی که به این سیستم‌ها نیاز دارند، آتش بسیار سریع‌تر از آن رشد می‌کند که بتوان از دتکتورهای حرارتی یا دتکتورهای دود استفاده کرد، زیرا این دتکتورها ممکن است چندین ثانیه طول بکشند تا آتش را شناسایی کنند.

برای درک روش‌های به‌کارگیری دتکتور شعله‌ای نوری فوق‌سریع در کارخانه‌های پردازش مهمات، مرور مختصری بر اصول پایه عملکرد فناوری دتکتور شعله‌ای ضروری است.

۲.۰ مروری بر دتکتور شعله‌ای نوری
دتکتورهای شعله‌ای تشخیص انرژی تابشی، آتش را از طریق حس و تحلیل تابش الکترومغناطیسی منتشر شده از آتش شناسایی می‌کنند. انواع مختلف آتش طیف‌های نوری متفاوتی منتشر می‌کنند که امکان شناسایی آن‌ها را فراهم می‌کند.
بازه طیفی انتشار که دتکتور به آن حساس است باید به‌طور دقیق کنترل شود تا اثر تابش طیفی ناشی از نور خورشید، نور محیط، ماشین‌آلات و تجهیزات پردازش به حداقل برسد. شکل ۱ نمای کلی از طیف الکترومغناطیسی و نواحی فروسرخ (IR) و فرابنفش (UV) مطلوب برای تشخیص شعله را نشان می‌دهد.
در ادامه شرح مختصری از هر فناوری مناسب برای تشخیص شعله فوق‌سریع (UV، IR و UV/IR) آمده است.

۲.۱ فناوری‌های دتکتور شعله‌ای نوری

۲.۱.۱ فرابنفش (UV)

دتکتورهای شعله‌ای UV از یک دتکتور تشکیل شده‌اند که شامل لوله خلأ از نوع Geiger-Mueller است. این دتکتور معمولاً به‌گونه‌ای طراحی می‌شود که به یک باند بسیار باریک از انرژی نوری در محدوده ۱۸۵۰ تا ۲۴۵۰ آنگستروم (Å) پاسخ دهد و مدل‌های خاصی نیز وجود دارند که این محدوده را تا ۲۶۵۰Å گسترش می‌دهند. همان‌طور که در شکل ۲ نشان داده شده، محدوده حساسیت UV خارج از محدوده دید انسان است و تحت تأثیر نور خورشید قرار نمی‌گیرد.

وقتی تابش UV منتشر شده از آتش با دتکتور تماس پیدا می‌کند، پالس‌های ولتاژی تولید می‌شود که فرکانس آن‌ها متناسب با شدت تابش UV است. این پالس‌ها توسط یک میکروپروسسور پردازش شده و با پارامترهای برنامه‌ریزی‌شده مقایسه می‌شوند. اگر میزان پالس‌های پردازش‌شده از آستانه تعیین‌شده فراتر رود، آلارم فعال می‌شود.

این دتکتورها قادر به تشخیص هر نوع آتش بوده و در شرایط ایده‌آل می‌توانند زمان پاسخ کمتر از ۱۵ میلی‌ثانیه داشته باشند.

از آنجا که دتکتورهای UV می‌توانند به‌صورت ضدنور خورشید طراحی شوند و تحت تأثیر تابش حرارتی قرار نگیرند، می‌توان آن‌ها را در بسیاری از کاربردها با موفقیت به‌کار برد.

همانند هر فناوری دتکتور دیگری، مزایا و معایبی وجود دارد. دتکتورهای شعله‌ای UV نسبت به رعد و برق، جوشکاری و پرتوهای ایکس حساس هستند. انسداد فیزیکی جزئی شعله یا وجود دود و/یا بخارات جاذب UV ممکن است باعث تأخیر یا حتی جلوگیری از شناسایی شود. شکل ۴ را ببینید.

۲.۱.۲ فروسرخ (IR)

دتکتورهای شعله‌ای IR از یک دتکتور پیرولکتریک تشکیل شده‌اند. درون دتکتور پیرولکتریک، یک فیلتر تداخلی نوری استفاده می‌شود تا یک ناحیه عبور باند ایجاد کند که برای تشخیص اختصاصی آتش مناسب باشد. این فیلترها بر اساس طول موج مورد نظر انتخاب می‌شوند که معمولاً بین ۴٫۲ تا ۴٫۸ میکرومتر (μm) در باند انتشار CO₂ قرار دارد. همان‌طور که در شکل ۵ نشان داده شده، محدوده حساسیت IR خارج از محدوده دید انسان است و تحت تأثیر نور خورشید قرار نمی‌گیرد

.

دتکتورهای شعله‌ای IR (شکل ۶) می‌توانند آتش‌هایی را که پیش از آن دود ایجاد می‌کنند یا حاوی بخارات هستند، راحت‌تر از دتکتورهای مبتنی بر فناوری UV شناسایی کنند. زمان پاسخ در شرایط ایده‌آل می‌تواند کمتر از ۱۵ میلی‌ثانیه باشد. از آنجا که دتکتورهای IR می‌توانند مقاوم در برابر نور خورشید ساخته شوند و تحت تأثیر تابش UV قرار نمی‌گیرند، می‌توان آن‌ها را در بسیاری از کاربردهایی که برای دتکتورهای UV چالش‌برانگیز است، با موفقیت به کار برد.

 

اگر انرژی الکترومغناطیسی منتشرشده شامل طول موج‌هایی باشد که از فیلتر تداخلی عبور می‌کنند، نور با یک عنصر تک‌بلوری برخورد می‌کند. این عنصر سیگنال کوچکی تولید می‌کند که دامنه و فرکانس آن متناسب با تابش الکترومغناطیسی منتشرشده از آتش است. این سیگنال سپس توسط یک میکروپروسسور پردازش شده و با آستانه‌های از پیش تعیین‌شده مقایسه می‌شود و در صورت احراز شرایط، آلارم آتش فعال می‌گردد.
دتکتورهای شعله‌ای IR ممکن است به اجسام داغ مدوله‌شده و منابع نوری حساس باشند. وجود آب، برف یا یخ بر روی لنز دتکتور نیز ممکن است باعث تأخیر یا حتی جلوگیری از شناسایی آتش شود (شکل ۷ را ببینید).

۲.۱.۳ فرابنفش-فروسرخ (UVIR)
دتکتورهای شعله‌ای UVIR ترکیبی از فناوری‌های UV و IR را در یک دتکتور شعله‌ای به کار می‌گیرند (شکل ۸). برای فعال‌شدن آلارم آتش، هر دو دتکتور UV و IR باید تابش الکترومغناطیسی منتشرشده را شناسایی کرده و هر دو سیگنال پردازش شده و با آستانه‌های از پیش تعیین‌شده مقایسه شوند. شکل ۹ نواحی حساسیت الکترومغناطیسی یک دتکتور UVIR را نشان می‌دهد.
فناوری UVIR می‌تواند عملکرد مناسب در تشخیص آتش را در حالی فراهم کند که در مقایسه با فناوری UV یا IR به‌تنهایی مقاومت بیشتری در برابر فعال‌سازی کاذب دارد. تمام مزایا و محدودیت‌های فناوری‌های UV و IR در مورد یک دتکتور شعله‌ای UVIR نیز صدق می‌کند. این ویژگی‌ها باعث شده که فناوری UVIR به‌طور گسترده پذیرفته شود.
علاوه بر رله آلارم آتش که زمانی عمل می‌کند که هر دو دتکتور UV و IR آتش را تشخیص دهند، دتکتورهای شعله‌ای UVIR شرکتهای معتبر تولیدی  دارای یک رله کمکی قابل برنامه‌ریزی داخلی نیز هستند. این رله کمکی می‌تواند طوری پیکربندی شود که در شرایط آلارم فقط UV، فقط IR یا پیش‌آلارم UVIR تغییر وضعیت دهد و انعطاف‌پذیری بیشتری را برای دتکتور شعله‌ای در مکان‌هایی که ویژگی‌های طیفی ماده مورد نظر ممکن است متغیر باشد، فراهم کند.

۲.۲ حفظ عملکرد تشخیص
در اکثر کاربردها، این احتمال وجود دارد که لنز دتکتور به‌وسیله مواد خارجی مسدود شود. آلودگی لنز دتکتور ممکن است باعث تأخیر یا حتی جلوگیری از رسیدن تابش طیفی آتش به دتکتور(های) موجود در دتکتور شعله‌ای گردد. بنابراین بسیار مهم است که دتکتور قادر به بررسی خودکار تمام سطوح نوری، دتکتورها و مدارهای داخلی خود باشد.
دتکتور باید قادر باشد به‌طور خودکار اپراتور را در صورت تأثیر بر عملکرد آن آگاه سازد. در صورت بروز این وضعیت خطا، می‌توان یک فرآیند مشخص را متوقف کرد یا اقدامات دیگری را بر اساس نیاز انجام داد.

برخی دتکتورهای شعله‌ای نوری دارای قابلیت یکپارچگی نوری خودکار (oiR) هستند که یک تست عملکرد کالیبره‌شده را هر یک دقیقه یک‌بار برای اطمینان از توانایی عملیاتی کامل دتکتور انجام می‌دهند (شکل ۱۰). برای انجام تست یکپارچگی نوری، منابع داخلی IR و UV کالیبره‌شده و کنترل‌شده توسط میکروپروسسور برای هر سنسور موجود در دتکتور، سیگنال‌های تست را فراهم می‌کنند. اگر دتکتور دچار آلودگی نوری یا هرگونه مشکل عملکرد داخلی شود، زمانی که کمتر از نصف محدوده تشخیص اولیه باقی مانده باشد، وضعیت خطای یکپارچگی نوری را گزارش خواهد کرد. معمولاً این خطا ناشی از کثیف بودن لنز است و با تمیز کردن، عملکرد کامل دتکتور بازگردانده می‌شود.

برخی نواحی کارخانه مستعد گرد و غبار و آلاینده‌های معلق در هوا هستند که ممکن است باعث تجمع رسوبات روی لنز دتکتور شوند. برای این محیط‌ها، شرکت شرکت های تولیدی پیشرفته شیلدهای هوایی ارائه می‌دهد که با ایجاد جریان مداوم هوای پاک بر سطح بیرونی لنز دتکتور، تجمع آلاینده‌ها را کاهش داده و به افزایش فاصله زمانی بین سرویس‌های نگهداری کمک می‌کنند. این شیلدهای هوایی هیچ‌گونه اختلالی در نصب دتکتور، زاویه دید آن یا تست یکپارچگی نوری ایجاد نمی‌کنند.

۲.۳ ثبت رویدادها
هنگام وقوع یک رویداد یا وضعیت خطا، ضروری است که اطلاعات دقیق به‌سرعت گردآوری شود. واحد کنترل اعلام حریق سرویس اطفاء، باید توانایی ارائه اطلاعات سطح بالا شامل ورودی‌های فعال‌شده یا نوع خطای رخ‌داده را داشته باشد. علاوه بر این، برای بررسی رویدادها، به‌دست آوردن جزئیات بیشتر مفید است. هر دتکتور شعله‌ای شرکت های تولیدی پیشرفته دارای قابلیت ثبت رویداد داخلی است که به‌طور خودکار برای هر رویداد یا خطای رخ‌داده، زمان و تاریخ را ثبت می‌کند. رویدادهایی مانند روشن یا خاموش شدن دستگاه، شرایط خطا، پیش‌آلارم و آلارم آتش به همراه دمای محیط و ولتاژ ورودی در زمان وقوع رویداد ذخیره می‌شوند.

۲.۴ انتخاب فناوری
هنگام انتخاب فناوری برای حفاظت از افراد، فرآیندها، دارایی‌ها و ساختمان‌ها، باید نهایت دقت در طراحی سیستم به‌کار گرفته شود تا در شرایط پیش‌بینی‌شده به‌درستی عمل کند. نوع فناوری دتکتور شعله‌ای انتخابی برای یک ناحیه باید بر اساس یک ارزیابی طراحی مبتنی بر عملکرد انتخاب شود. لازم است درک کامل از اهداف عملکردی مورد انتظار برای هر دتکتور در سیستم به‌دست آید.

برخی موارد قابل بررسی در ارزیابی طراحی مبتنی بر عملکرد شامل:

• ترکیب آتش
• ویژگی‌های آتش (نرخ رشد، ویژگی‌های سوختن، طیف انتشار)
• حداقل اندازه آتشی که نیاز به تشخیص دارد
• بخارات کاهنده UV یا گرد و غبار کاهنده IR
• منابع غیرآتش

دتکتورهای شعله‌ای نوری ممکن است بسته به مدل و سازنده عملکرد متفاوتی داشته باشند. تنها روش قابل اعتماد برای سنجش حساسیت دتکتور شعله‌ای نسبت به یک ماده خاص، قرار دادن آن در معرض یک رویداد کنترل‌شده واقعی است. با این حال، تولید آتش‌های آزمایشی تکرارپذیر و کاملاً یکسان دشوار است. بنابراین، معمولاً لازم است چندین بار یک ماده خاص در معرض دتکتور قرار گیرد تا داده‌های آزمایشی معتبر به‌دست آید.

علاوه بر این، باید بین حساسیت مطلوب دتکتور به ماده مورد نظر و حساسیت آن به منابع تابش غیردر اثر آتش، تعادل برقرار شود. دتکتوری که بیش از حد به محیط اطراف حساس باشد و باعث آلارم‌های مزاحم شود، قطعاً نامطلوب است. بنابراین، دتکتور باید در معرض منابع رایج موجود در ناحیه مورد پایش قرار گیرد تا ارزیابی دقیقی از عملکرد کلی دتکتور شعله‌ای انجام شود.

این جنبه‌ها ممکن است چالش‌های متعددی را برای مهندس مسئول اجرای ارزیابی مبتنی بر عملکرد ایجاد کنند. برنامه‌ریزی و کنترل مؤثر توسط مهندس آزمون، دقت هر اندازه‌گیری مبتنی بر عملکرد را به حداکثر می‌رساند.

۲.۵ ملاحظات برای ارزیابی طراحی مبتنی بر عملکرد آشکارسازی شعله نوری

۲.۵.۱ محل آزمون

• محلی برای آزمون شناسایی کنید که دسترسی، مشاهده و امکان خروج ایمن برای همه افراد درگیر را فراهم کند. امکان کنترل دسترسی به محل آزمون مطلوب است.
• آزمون‌های آتش در محیط‌های داخلی ممکن است تحت تأثیر تجمع مواد معلق کاهنده مانند دود، گرد و غبار و بخارات حلال قرار گیرند که همگی می‌توانند عملکرد آشکارسازی شعله را منفی تحت تأثیر قرار دهند. برای دستیابی به نتایج آزمون و عملکرد آشکارسازی شعله ثابت، باید قبل و بین تمام آزمون‌های داخلی، تبادل هوای پاک فراهم شود.
• اطمینان حاصل کنید که روش مناسبی برای خاموش کردن آتش آزمون در محل موجود باشد یا اگر ماده به راحتی خاموش نمی‌شود، تدابیری برای کنترل سوختن آن اتخاذ شده باشد.
• اطمینان حاصل کنید که تمام مواد سوخته به طور کامل خاموش شده و تمام مواد باقی‌مانده سوخته به‌درستی دفع شوند.
• بهتر است شرایطی که در کاربرد واقعی محل نصب دتکتورهای شعله‌ای پیش خواهد آمد، شبیه‌سازی شود. موانع احتمالی دید دتکتورهای شعله‌ای نسبت به منطقه را در نظر بگیرید.
• در صورت امکان، دمای محیط، رطوبت، جهت و سرعت باد را کنترل کنید.

۲.۵.۲ فرآیند آزمون

• پیش از شروع آزمون، دمای محیط، رطوبت، جهت و سرعت باد را ثبت کنید.
• بسته به شرایط محیطی، آزمون‌های آتش که در فضای باز انجام می‌شوند ممکن است تحت تأثیر تغییرات در ویژگی‌های انتشار شعله قرار گیرند. فیلم‌برداری از آزمون‌های آتش در فضای باز می‌تواند برای تعیین اثرات احتمالی تغییرات جهت و سرعت باد ارزشمند باشد.
• نوع یا انواع سوخت، اندازه‌های موردنظر آتش، فاصله‌ها و نیازمندی‌های زمانی که دتکتورهای شعله‌ای باید در کاربرد واقعی به آن‌ها پاسخ دهند را شناسایی کنید. از این داده‌ها برای تعیین شاخص‌های عملکرد مورد نظر برای کاربرد و روش ارزیابی استفاده کنید.
• حداقل سه آزمون تکراری از هر نوع سوخت در هر فاصله انجام دهید تا داده‌های معتبر به دست آید.
• روشی که برای اشتعال ماده استفاده می‌شود نباید باعث واکنش دتکتورهای شعله‌ای شود. اگر دتکتورها به منبع اشتعال واکنش نشان دهند، این امر ممکن است دقت اندازه‌گیری زمان را تحت تأثیر قرار دهد.
• منابع اشتعال آتش مانند کبریت‌های برقی توصیه نمی‌شوند، زیرا ممکن است ماده قابل اشتعالی را وارد ماده مورد نظر کنند که به طور معمول وجود ندارد. این ماده ممکن است طیف گسیلی متفاوتی نسبت به طیف ماده مورد نظر تولید کند.
• روش پذیرفته‌شده‌ای را برای تعیین سرعت واکنش دتکتور مشخص کنید. نمونه‌های معمول شامل استفاده از تایمر دیجیتال یا سیستم فیلم‌برداری با سرعت بالا هستند.
• تمام فناوری‌ها/انواع دتکتور، شماره سریال‌ها و موقعیت‌ها (فاصله و زاویه) نسبت به آتش، همچنین تمام تنظیمات آستانه آتش دتکتورها و/یا تنظیمات تأخیر زمانی را ثبت کنید.
• اطمینان حاصل کنید که تمام دتکتورها به‌درستی تراز شده و لنزها تمیز باشند.

۲.۵.۳ سوخت‌های آزمون

• آزمون‌های آتش برای جامدات قابل اشتعال، مهمات و پیشرانه‌ها به دلیل تنوع زیاد در قابلیت اشتعال و نرخ انتشار آتش، نیازمند ملاحظات ویژه هستند. اندازه آتش ایجاد شده توسط این مواد با تعیین وزن ماده نسوخته، حجم و آرایش قبل از اشتعال مشخص می‌شود.
• پودرها و پیشرانه‌های قابل اشتعال با نرخ‌های مختلفی می‌سوزند که به آرایش ماده بستگی دارد (مثال: ۳۰ گرم باروت به‌صورت انباشته به‌طور متفاوتی نسبت به ۳۰ گرم گسترده‌شده روی سطح ۵ سانتی‌متر مربع می‌سوزد). روش چیدمان پودرها یا پیشرانه‌های قابل اشتعال را استاندارد کرده و برای هر آزمون تکرار کنید.
• اگر منطقه تحت نظارت شامل پردازش چندین ماده آتش‌بازی باشد، سیستم باید طوری طراحی شود که امکان آشکارسازی بدترین حالت، یعنی کندترین ماده در حال سوختن را فراهم کند.

 

هر آزمون باید با استفاده از مواد جدید انجام شود و هرگز سوخت‌ها بیش از یک بار سوزانده نشوند، زیرا احتمال دارد ماده در صورت اشتعال مجدد ویژگی‌های متفاوتی نشان دهد.

۲.۶ توصیه‌های آزمون منابع هشدار مزاحم
منابع معمول هشدار مزاحم دتکتور شعله‌ای در زیر فهرست شده‌اند. نباید هیچ واکنش هشدار حریق دتکتور شعله‌ای در اثر قرار گرفتن در معرض این منابع رخ دهد:

• نور مستقیم خورشید
• لامپ رشته‌ای ۳۰۰ وات در فاصله ۵ فوت
• لامپ فلورسنت ۳۴ وات در فاصله ۱ فوت
• لامپ هالوژن ۵۰۰ وات (با لنز پلاستیکی یا شیشه‌ای) در فاصله ۵ فوت
• بخاری کوارتز مادون قرمز برقی (۱۵۰۰ وات) در فاصله ۱۰ فوت
• بی‌سیم دستی دوطرفه (۵ وات) در حالت ارسال در فاصله ۳ فوت
• مدوله کردن انرژی منبع هشدار مزاحم با نرخ تقریباً ۲ تا ۱۰ هرتز (با استفاده از یک چرخاننده بدون حرارت، نه دست) نیز نباید باعث واکنش هشدار حریق دتکتور شعله‌ای شود.
• هر منبع هشدار مزاحم شناخته‌شده دیگر باید همان‌گونه که در کاربرد واقعی وجود دارد به دتکتورها ارائه شود تا درک مناسبی از اثر احتمالی آن‌ها به دست آید.
• توانایی آشکارسازی شعله در حضور منابع انرژی تابشی رایج فوق. این منابع در بسیاری از کارخانه‌ها و محیط‌های تولیدی یافت می‌شوند.
  ممکن است نیازهایی وجود داشته باشد که برآورده یا کشف نشده‌اند. یک بررسی کامل که شامل بحث آزاد باشد، می‌تواند راهکارهای غیرمتعارف را آشکار کرده و به راه‌حل‌های آشکارسازی منجر شود.

۳.۰ رعایت کدها و استانداردها
کدها و استانداردها، مانند آن‌هایی که توسط انجمن ملی حفاظت از آتش (NFPA) و دولت ایالات متحده تدوین شده‌اند، دانش و اطلاعات لازم برای به حداقل رساندن خطر و اثرات آتش را فراهم می‌کنند. کدهایی مانند NFPA 101 «کد ایمنی حیات»، NFPA 72 «کد ملی هشدار و اعلام حریق»، NFPA 15 «استاندارد سیستم‌های ثابت آب‌پاش برای حفاظت در برابر آتش» و معیارهای یکپارچه تسهیلات (UFC) UFC 3-600-01 از این نمونه‌ها هستند.
همچنین مهم است که هر سیستمی که هدف آن آشکارسازی و اطفای حریق است، به‌طور کامل با تمام کدها و استانداردهای قابل اجرا مطابقت داشته باشد. بنابراین، انتخاب دتکتورهای شعله‌ای و سیستم‌های کنترلی که دارای تأییدیه از سازمان‌های شخص ثالث باشند، اهمیت دارد. انتخاب محصولات مناسب در نهایت به کاربر کمک می‌کند تا انطباق را به دست آورد.

۳.۱
برای رعایت کدها و استانداردهای فعلی، خروجی‌های دتکتورهای شعله‌ای فوق‌سریع باید به یک واحد کنترل هشدار حریق خدمات آزادسازی که به‌طور خاص برای این خدمات فهرست شده باشد، متصل شوند و دتکتورها نیز باید برای استفاده با همان واحد کنترل فهرست شده باشند. این واحد کنترل عملکردهای مهمی مانند نظارت بر ورودی‌ها و خروجی‌ها را انجام می‌دهد تا اطمینان حاصل شود سیستم در زمان نیاز به‌درستی عمل می‌کند.
HSDM برای داشتن زمان واکنش مستقل ۲ میلی‌ثانیه طراحی شده است و هنگامی که با دتکتور شعله‌ای UV، UV/IR یا IR شرکت Det-Tronics ترکیب می‌شود، سیستم ترکیبی می‌تواند در شرایط ایده‌آل پاسخی کمتر از ۱۵ میلی‌ثانیه ارائه دهد.
HSDM با نظارت پیوسته بر تمام ورودی‌ها و خروجی‌ها، عملکرد سیستم را تضمین می‌کند و از یک شبکه محلی/مدار خط سیگنال (LON/SLC) استفاده می‌کند که نظارت کلاس X را برای اتصال بین HSDM و کنترلر سیستم ایمنی EQP فراهم می‌آورد.
ماژول HSDM دارای شش کانال ورودی و شش کانال خروجی قابل پیکربندی است که می‌توان آن‌ها را برای عملکرد تحت نظارت یا بدون نظارت برنامه‌ریزی کرد. هر کانال ورودی، اتصالات بسته را از دستگاه‌های آشکارساز حریق مانند دتکتورهای شعله‌ای نوری، دتکتورهای حرارتی، دتکتورهای دود و شستی‌های دستی می‌پذیرد. کانال‌های خروجی برای فعال‌سازی سلونوئیدهای تأییدشده شخص ثالث که برای راه‌اندازی شیرهای سیلابی پایلوت‌دار استفاده می‌شوند، طراحی شده‌اند.
دتکتورهای شعله‌ای نوری، ماژول سیلابی فوق‌سریع و کنترلر سیستم ایمنی به مشتریان این امکان را می‌دهند که سیستمی مطابق با الزامات UFC و NFPA طراحی کنند (شکل ۱۱).
خروجی رله هشدار حریق از دتکتور شعله‌ای نوری UV، IR یا UV/IR به HSDM متصل می‌شود. دتکتور شعله‌ای همراه با HSDM قادر به ارائه زمان واکنش فوق‌سریع، کمتر از ۲۰ میلی‌ثانیه در شرایط ایده‌آل است.
HSDM یک سیگنال اولویت‌دار روی کابل LON ارسال می‌کند که توسط کنترلر سیستم ایمنی EQP دریافت می‌شود. این ارتباط پرسرعت نیست. EQP از منطق از پیش برنامه‌ریزی‌شده برای تعیین اقدامات بعدی استفاده می‌کند که معمولاً شامل ارسال سیگنال به یک ماژول ورودی/خروجی مجزا و پیشرفته است که به نوبه خود برای فعال‌سازی تجهیزات اعلان هشدار استفاده می‌شود. همچنین ارتباط اضافی با نگهبانان، پلیس، آتش‌نشانی یا سایر بخش‌های مورد نیاز نیز امکان‌پذیر است.
یک سیستم آشکارسازی شعله و آزادسازی که به‌خوبی طراحی و فهرست شده باشد، می‌تواند به کاربران کمک کند تا الزامات کدهای UFC و NFPA برای یک سیستم آب‌پاش فوق‌سریع را برآورده کنند.

۳.۲ رعایت نیاز زمان واکنش کمتر از ۱۰۰ میلی‌ثانیه (ms)
در حالی که بحث سرعت واکنش دتکتورهای شعله‌ای مهم است، باید توجه داشت که اندازه‌گیری مهم‌تر، سرعت واکنش کل سیستم است که شامل دتکتور شعله‌ای، واحد کنترل هشدار حریق خدمات آزادسازی، شیرهای سلونوئیدی و یک بخش سیلابی است. یک دتکتور شعله‌ای فوق‌سریع می‌تواند آتش در حال گسترش سریع را در حدود ۲۰ میلی‌ثانیه و در شرایط ایده‌آل شناسایی کند. واحد کنترل هشدار حریق خدمات آزادسازی نیز ممکن است ظرف چند میلی‌ثانیه واکنش نشان دهد. شیر سلونوئیدی زمانی را برای تخلیه فشار پایلوت از شیر سیلابی نیاز دارد و در نهایت، آب نیز زمانی را برای عبور از لوله‌کشی تا نازل و از نازل تا آتش طی می‌کند. بنابراین، باید در نظر داشت که سرعت واکنش دتکتور و واحد کنترل تنها بخشی کوچک از کل زمان واکنش سیستم است.
توجه دقیق باید به نصب دتکتورها در نزدیک‌ترین فاصله ممکن به خطر بالقوه و اطمینان از عدم وجود مانع بین دتکتور و منطقه تحت نظارت که می‌تواند خط دید دتکتور را مسدود کند، معطوف شود. تمام حباب‌های هوا باید از داخل لوله‌کشی سیستم هیدرولیک خارج شوند. علاوه بر این، باید سریع‌ترین سلونوئیدهای ممکن استفاده شوند و نازل‌های سیلابی نیز باید در نزدیک‌ترین فاصله ممکن به خطر بالقوه نصب شوند. رعایت دقیق این موارد، سرعت کل سیستم را به‌طور چشمگیری بهبود می‌بخشد (شکل ۱۲).

۴.۰ راهکارهایی برای آشکارسازی شعله نوری فوق‌سریع

دتکتورهای شعله نوری مدرن به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که به کاربران در دستیابی به انطباق با کدها و استانداردهای UFC و NFPA کمک کنند. برخی شرکت‌ها مدل‌های X2200 UV، X9800 IR و X5200 UVIR از دتکتورهای شعله را ارائه می‌دهند که در صورت پیکربندی و نصب صحیح، قادر به ارائه زمان پاسخ‌دهی با سرعت بالا و فوق‌العاده سریع هستند.
علاوه بر آزمون‌های حرارتی سختگیرانه، آزمون‌های آزمایشگاهی و شبیه‌سازی‌هایی که در کارخانه انجام می‌شود، تمامی دتکتورهای شعله پیش از ارسال به مشتریان، در مرکز آزمون مهندسی با استفاده از آتش واقعی آزمایش می‌شوند.

در زمان طراحی شبکه لوله نمونه‌برداری، عوامل متعددی باید مدنظر قرار گیرد. لازم است محل نصب به‌دقت بررسی و بیشترین اطلاعات ممکن جمع‌آوری شود.

نیازمندی‌ها
اولین گام، تعیین دقیق نیازهای نصب است. پس از مشخص شدن نیازها، نوع موقعیت قابل بررسی خواهد بود.

فعالیت‌ها
نوع فعالیت‌هایی که در فضا انجام می‌شود بسیار اهمیت دارد. یک فضای عمومی با شکل خاص ممکن است نیازهای سیستمی متفاوتی نسبت به یک انبار با همان شکل داشته باشد. اطلاعاتی مانند ساعات فعالیت، حضور یا عدم حضور افراد در فضا، و وجود آلودگی یا هوای آلوده نیز باید در نظر گرفته شود.

ویژگی‌های فیزیکی
پس از بررسی نوع کلی نصب، ویژگی‌های فیزیکی فضا باید بررسی شود:

• آیا فضا، اتاق، فضای خالی، کابینت یا محفظه است؟
• آیا فضای خالی در کف یا سقف وجود دارد؟ در صورت وجود، چگونه تقسیم‌بندی شده‌اند؟
• آیا کانال‌هایی وجود دارد؟ کاربرد آن‌ها چیست و آیا خدماتی در آن‌ها قرار دارد؟
• ابعاد دقیق فضا چیست؟
• از چه مصالحی استفاده شده و آیا مناطقی وجود دارد که باید از قرارگیری شبکه در آن‌ها اجتناب شود؟
• آیا سیستم‌های اعلام حریق دیگری وجود دارند؟ در صورت وجود، در چه موقعیتی نصب شده‌اند؟

شرایط محیطی
شرایط محیطی داخل فضا می‌تواند تأثیر بسیار مهمی بر روش نمونه‌برداری مناسب برای حفاظت از آن داشته باشد.
همان‌طور که پیش‌تر اشاره شد، آزمایش دود برای جمع‌آوری این اطلاعات حیاتی است. این آزمایش می‌تواند الگوهای حرکت هوا، نرخ گردش آن، و اینکه آیا در نقطه‌ای جریان هوا ساکن است یا خیر را مشخص کند.

سایر موارد قابل بررسی شامل موارد زیر است:

• در صورت ورود هوای تازه، نرخ و میزان آن چقدر است؟
• آیا به دلیل آلودگی، استفاده از یک دتکتور مرجع لازم است؟
• دما و رطوبت نسبی چقدر هستند و آیا این مقادیر ثابت یا متغیرند؟
• آیا فعالیت‌هایی در محیط وجود دارند که دود، گرد و غبار، بخار یا شعله تولید کنند و این فعالیت‌ها چند وقت یک‌بار انجام می‌شوند؟

ارزیابی ریسک
در هر نصب، احتمال دارد برخی نواحی نیاز به حفاظت بیشتری نسبت به سایر بخش‌ها داشته باشند. این امر ممکن است به دلیل وجود تجهیزات گران‌قیمت یا نواحی خاصی مانند انبار مواد قابل اشتعال باشد. این نواحی آسیب‌پذیر باید همراه با هرگونه خطرات ساختاری مانند مواد مصنوعی، فوم‌ها یا جداکننده‌های چوب نرم مورد توجه قرار گیرند.

مکان‌های ممکن برای نصب دستگاه
در انتخاب محل نصب واحد دتکتور نیز عوامل متعددی باید در نظر گرفته شود. هدف اصلی در تعیین موقعیت دستگاه، ایجاد یک سیستم متعادل است؛ به این معنا که طول لوله‌ها تا حد امکان برابر باشد. همچنین باید تلاش شود تا زمان پاسخ‌دهی و میزان رقیق‌سازی به حداقل برسد.

واحد دتکتور نیاز به منبع تغذیه دارد و باید دسترسی جهت انجام تعمیرات و نگهداری وجود داشته باشد. همچنین ممکن است دلایل زیبایی‌شناختی باعث شود مکان خاصی برای نصب مناسب نباشد.

لوله خروجی
لوله خروجی واحد دتکتور دودی مکشی، در صورت نیاز، می‌تواند دارای لوله‌کشی اضافه شود؛ برای مثال، اگر نیاز باشد هوای عبوری از دتکتور به منبع خود بازگردد. همچنین، لوله‌کشی اضافی می‌تواند برای کاهش صدای فن مورد استفاده قرار گیرد.