دتکتورهای گاز هشدارهایی را به کارکنان تأسیسات درباره نشت گاز قابل اشتعال ارائه می‌دهند تا اقدامات لازم، چه به‌صورت خودکار و چه دستی، برای کنترل نشت قبل از بروز خسارت جدی انجام گیرد. این اقدامات می‌توانند شامل خاموش کردن سیستم فرآیند، فعال‌سازی سامانه‌های سرکوب یا کاهش اثرات باشند. یک دتکتور گاز که به‌درستی طراحی و نصب شده باشد، سطح ایمنی تأسیسات را افزایش می‌دهد.

تعیین هدف از نصب دتکتور گاز در آغاز طراحی و استفاده از مدل‌سازی انتشار و پراکندگی گاز برای ایجاد یک طرح مؤثر ضروری است. مگر آن‌که بودجه‌ای نامحدود داشته باشید و بتوانید در هر نقطه‌ی ممکن از نشت، یک دتکتور نصب کنید، استفاده از مدل‌سازی‌های رایانه‌ای می‌تواند در تعیین محل دتکتورها به‌صورت مقرون‌به‌صرفه کمک کند. دامنه و هدف دتکتور گاز باید از ابتدا مشخص شود تا در طول طراحی، سازگاری در انتخاب تجهیزات و نحوه نصب حفظ گردد.

هدف دتکتور گاز
هدف اصلی از استفاده از دتکتور گاز باید کاهش احتمال آتش‌سوزی و/یا انفجار و پیشگیری از خسارات گسترده به تجهیزات، توقف تولید، آسیب به افراد و تلفات جانی باشد. عامل مهم دیگر، خطر سمیت ناشی از نشت گازهایی است که هم خاصیت سمی و هم خاصیت قابل اشتعال دارند.

هدف از نصب دتکتور گاز باید در ابتدای پروژه به‌صورت شفاف تعریف شود تا تحلیل خطرات، انتخاب نوع دتکتور و محل نصب آن‌ها متناسب با هدف نصب باشد. این پارامترها بسته به منطقه مورد نظر در تأسیسات متفاوت هستند. برای مثال، در ناحیه ذخیره‌سازی گاز مایع، دتکتورها ممکن است فقط جهت ایجاد هشدار به‌کار روند، زیرا منابع احتراق وجود ندارد و آن ناحیه از سایر فرآیندها جدا است. در مقابل، در بخش‌های دیگر کارخانه ممکن است هدف از نصب دتکتور، خاموش‌سازی فرآیند یا فعال‌سازی سامانه‌های پاشش آب برای رقیق‌سازی نشت گاز باشد.

بخشی از طراحی کامل سیستم باید شامل رویه‌هایی باشد که اقدامات کارکنان تأسیسات را هنگام فعال شدن هشدار دتکتور گاز مشخص می‌کند. این رویه‌ها باید شامل اقداماتی باشند که در هر سطح هشدار انجام می‌شوند، واکنش‌های لازم در بخش‌های مختلف کارخانه، و تأثیر شرایط کاری کارخانه (حالت عادی، توقف، یا ناپایداری) بر تصمیمات عملیاتی را نیز در بر گیرند.

ویژگی‌های شیمیایی و شرایط فرآیندی

پس از تعیین هدف از نصب دتکتور گاز، مرحله بعدی جمع‌آوری داده‌هاست. موادی که قرار است توسط دتکتور شناسایی شوند باید مشخص گردند. شناسایی نشت شامل ارزیابی ویژگی‌های شیمیایی و فیزیکی مواد مورد نظر و همچنین شرایط فرآیندی حاکم است. این ویژگی‌ها و شرایط در محاسبات مدل‌سازی برای تعیین خصوصیات مختلف نشت مانند نرخ نشت ماده و شکل و اندازه‌ی ابر نشت مورد استفاده قرار می‌گیرند.

دامنه‌ی اشتعال‌پذیری مواد بررسی می‌شود. این ویژگی اطلاعاتی درباره‌ی احتمال اشتعال نشت قبل از پراکنده شدن آن فراهم می‌کند. نقطه‌ی جوش و گرمای نهان تبخیر هر ماده در سناریوهای مشخص‌شده بررسی می‌شود. این ویژگی‌های فیزیکی برای ارزیابی میزان فرّاری بودن مواد در شرایط استفاده شده، مفید هستند.

موادی که در شرایط محیطی به صورت گازهای قابل اشتعال وجود دارند، در صورت نشت به عنوان گاز در نظر گرفته می‌شوند. موادی که در دمای محیط به صورت مایع هستند، بسته به شرایط فرآیندی، ممکن است به‌صورت مایع یا بخار ارزیابی شوند.

پارامترهای فرآیندی شامل دما، فشار و نرخ جریان همراه با ویژگی‌های ماده برای ارزیابی احتمال آتش‌سوزی و انفجار بررسی می‌شوند. برای مثال، یک مایع قابل اشتعال که دمای آن پایین‌تر از نقطه اشتعال باشد، ممکن است در صورت نشت مشکلی ایجاد نکند؛ اما اگر از بخشی از فرآیند با دمایی ۱۰۰ درجه فارنهایت بالاتر از نقطه اشتعال نشت کند، مشکل‌ساز خواهد بود. این پارامترها به همراه مقدار ماده‌ای که ممکن است نشت کند، برای ارزیابی اندازه احتمالی نشت در نظر گرفته می‌شوند. همچنین این اطلاعات برای تعیین ماهیت نشت‌ها در سناریوهای مشخص کاربرد دارند.

در ادامه نمونه‌ای از معیارهای انتخاب سناریوی نشت در یکی از پروژه‌های اخیر آورده شده است. بخش‌هایی از فرآیند که باید از نظر جانمایی دتکتور گاز بررسی شوند، شامل تجهیزاتی هستند که یکی از شرایط زیر در آن‌ها وجود دارد:

• گازهای قابل اشتعال به‌صورت مایع‌شده در فرآیند درگیر هستند
• مواد قابل اشتعال/احتراق در دمایی بالاتر از نقطه اشتعال خود قرار دارند
• گازهای قابل اشتعال/احتراق در فشاری بیش از ۵۰۰ psig قرار دارند

این معیارها صرفاً یک نمونه هستند. باید محدوده‌ی تحلیلی مورد نظر مشخص شود. اگر این محدوده بیش از حد گسترده باشد، تحلیل پیچیده و دشوار می‌شود؛ و اگر بیش از حد محدود باشد، احتمال نادیده گرفتن سناریوهای نشت مهم وجود دارد.

اکثر ویژگی‌های مواد و شرایط فرآیندی در تحلیل خطر فرآیند (PHA) قابل دسترسی هستند. اگر تحلیل PHA انجام نشده یا اطلاعات کافی نداشته باشد، داده‌ها می‌توانند از نقشه‌های فرآیند (P&ID) و نمودارهای جریان فرآیند استخراج شوند. مهندسان فرآیند و اپراتورهای واحد، مطلع‌ترین افراد نسبت به فرآیند خاص هستند و می‌توانند اطلاعات ارزشمندی در این زمینه ارائه دهند.

انتخاب حالت‌های خرابی

باید نوع نقاط احتمالی نشت که قرار است تحلیل شوند مشخص گردد. فرض بر این است که خرابی‌های معقول می‌توانند رخ دهند. تحلیل سناریویی مانند پارگی آنی یک مخزن بزرگ یا شکست کامل لوله‌ی فولادی جوش‌خورده برای تعیین محل نصب دتکتور گاز منطقی نیست. اگرچه این رخدادهای فاجعه‌آمیز ممکن‌اند اتفاق بیفتند، اما تشخیص مؤثر باید بر رویدادهای محتمل‌تر تمرکز داشته باشد؛ یعنی همان نشت‌های کوچک‌تری که اگر به‌موقع شناسایی شوند و اقدام مناسب انجام شود، می‌توان آن‌ها را کنترل کرد.

نمونه‌هایی از خرابی‌هایی که باید در نظر گرفته شوند عبارت‌اند از:

• خرابی آب‌بند پمپ یا کمپرسور
• خرابی فلنج‌ها
• خرابی اتصالات لوله‌کشی
• خرابی اتصالات ابزار دقیق
• خرابی شیلنگ‌ها و اتصالات انعطاف‌پذیر

مکان‌های نشت

گام بعدی تعیین مکان‌های احتمالی نشت است. این مکان‌ها جایی هستند که نوع ماده، شرایط ماده و نوع خرابی معمول در آن نقطه با یکدیگر تطابق دارند. هر مکان نشت باید به‌صورت جداگانه تحلیل شود تا داده‌های مورد نیاز برای مدل‌سازی نشت و پراکندگی جمع‌آوری شود. این اطلاعات شامل اندازه دهانه، ارتفاع و جهت‌گیری آن و همچنین پارامترهای فرآیندی در محل نشت خواهد بود.

سناریوهای نشت و موقعیت آن‌ها باید پیش از آغاز مدل‌سازی اولیه توسط افرادی که مستقیماً با واحد یا کارخانه درگیر هستند، بررسی و تأیید شوند. مهندس فرآیند و اپراتور واحد اطلاعات دقیقی درباره منطقه مورد نظر دارند و می‌توانند اطلاعاتی ارائه دهند که اعتبار سناریوهای نشت انتخاب‌شده را افزایش دهد. در صورت امکان، بهتر است از ابتدا این افراد در تیم پروژه حضور داشته باشند.

ملاحظات هواشناسی

پیش از شروع مدل‌سازی پراکندگی، شرایط هواشناسی محل باید بررسی شود. پارامترهای هواشناسی شامل سرعت باد غالب، جهت باد، آشفتگی جو و شرایط حرارتی باید مدنظر قرار گیرد. پارامترهایی انتخاب می‌شوند که بدترین شرایط ممکن برای معیارهای نصب دتکتور را نشان دهند. ممکن است بدترین شرایط هواشناسی برای تشخیص، همان شرایط غالب در محل نباشند، اما باید در محدوده شرایط قابل وقوع در آن محل باشند.

مدل‌سازی نشت و پراکندگی

پس از گردآوری تمام اطلاعات مربوط به سناریوهای نشت و ترکیب آن با اطلاعات فیزیکی خاص هر محل نشت، مرحله مدل‌سازی آغاز می‌شود. مدل پراکندگی اطلاعاتی در خصوص اندازه و غلظت گاز پراکنده‌شده در زمان‌های مختلف نشت ارائه می‌دهد.

مدل کامپیوتری می‌تواند نرخ نشت ماده و شرایط آن در نقطه نشت را مشخص کند. ماده ممکن است به‌صورت بخار، مایع یا مایع فوران‌کننده (flashing liquid) آزاد شود. سرمایش ناشی از انبساط ممکن است دمای ماده را تغییر داده باشد که می‌تواند تأثیر قابل توجهی بر نحوه پراکندگی داشته باشد. این مدل اطلاعات لازم برای تعیین میزان خطر ناشی از نشت را فراهم می‌کند.

گروه‌بندی نشت‌های مشابه

نشت‌های مشابه باید در یک گروه قرار گیرند تا از انجام مدل‌سازی‌های غیرضروری جلوگیری شود. برای مثال، اگر هفت نشت احتمالی از یک ماده وجود دارد که فقط در دمای آن‌ها ۲۰ درجه فارنهایت اختلاف است، اجرای مدل پراکندگی برای هر هفت مورد سود چندانی نخواهد داشت. باید بررسی حساسیت نتایج مدل پراکندگی انجام شود تا تأثیر پارامترهای ورودی متغیر مانند شرایط آب‌وهوایی و جهت‌گیری نشت بر نتایج پراکندگی مشخص شود.

بسیاری از مدل‌ها در تخمین غلظت گاز در نزدیکی محل نشت (منبع نشت) دقت بالایی ندارند، اما می‌توانند اطلاعاتی درباره وسعت خطر ارائه دهند. این اطلاعات می‌توانند برای ارزیابی و مقایسه میزان خطر نشت‌ها به تأسیسات و/یا جوامع اطراف مورد استفاده قرار گیرند. برای مثال، یک نشت ممکن است فقط در همان محل تأثیر داشته باشد، در حالی که نشت دیگری ممکن است ابری از گاز قابل اشتعال ایجاد کند که تا بخاری‌های شعله‌دار مجاور گسترش می‌یابد. حالت دوم خطر بیشتری دارد، زیرا احتمال رسیدن مخلوط قابل احتراق به منبع جرقه وجود دارد. مدل‌سازی می‌تواند در اولویت‌بندی محل نصب دتکتور گاز کمک کند.

نرم‌افزارهای مدل‌سازی نشت و پراکندگی

نرم‌افزارهای متعددی برای مدل‌سازی پراکندگی گاز وجود دارند. هدف این متن بررسی این نرم‌افزارها نیست، بلکه اشاره به این است که چگونه می‌توان از آن‌ها برای تعیین محل نصب دتکتور گاز استفاده کرد. برخی از این نرم‌افزارها عبارت‌اند از:

• SuperChems® از شرکت A. D. Little
• CHARM® از شرکت Radian
• نرم‌افزارهای متن‌باز مانند ARCHIE، DEGADIS، CAMEO و SLAB

هر برنامه مزایا و معایب خاص خود را از نظر سهولت استفاده، گزینه‌های خروجی و توانمندی مدل‌سازی دارد. برخی مدل‌ها می‌توانند نشت و پراکندگی را در یک مرحله مدل‌سازی کنند، در حالی که برخی دیگر نیاز دارند که مدل نشت و مدل پراکندگی به‌صورت جداگانه اجرا شوند و خروجی مدل نشت به مدل پراکندگی وارد شود. باید بررسی شود که مدل انتخاب‌شده برای شرایط خاص پروژه مناسب است یا خیر.

تعیین محل نصب دتکتور

معیارهای نصب دتکتور گاز بر اساس شناسایی نشت قبل از تشکیل ابری از بخار قابل احتراق است که می‌تواند منجر به انفجار شود. اگرچه برای یک انفجار، حداقل پنج تن ماده نیاز است، اما حتی مقادیر بسیار کمتر نیز می‌توانند باعث آتش‌سوزی‌های شدید شوند. بنابراین، شناسایی نشت باید در سریع‌ترین زمان ممکن انجام شود تا پیش از تشکیل ابر بخار، فرصت انجام اقدامات اصلاحی فراهم باشد.

برای نواحی مختلف یک تأسیسات معمولاً معیارهای متفاوتی جهت مکان‌یابی دتکتورها تدوین می‌شود. به‌عنوان مثال، در نواحی فرآیندی نیاز به تشخیص سریع‌تر حتی مقادیر کم گاز وجود دارد، اما در نواحی ذخیره‌سازی این الزام کمتر است. در نواحی فرآیندی، منابع احتراق متعددی وجود دارند. اگر بخار قابل احتراق به منبع احتراقی با انرژی کافی برخورد کند، آتش‌سوزی سریع رخ خواهد داد. همچنین ازدحام تجهیزات در این مناطق می‌تواند منجر به تسریع گسترش آتش شود. بنابراین، در نواحی فرآیندی تشخیص سریع مقادیر کم گاز مناسب و ضروری است.

نشت‌های بزرگ‌تر معمولاً در نواحی ذخیره‌سازی قابل‌تحمل‌تر هستند، زیرا در این نواحی منابع احتراق محدودتری وجود دارد، تجهیزات و سازه‌ها کمتر متراکم هستند و جرم بیشتر تجهیزات و سازه‌ها، زمان بیشتری برای جذب اثرات حرارتی در هنگام آتش‌سوزی فراهم می‌کند. در نتیجه، در این مناطق می‌توان نشت‌های بزرگ‌تری را مدنظر قرار داد.

مثال

یک نمونه از شناسایی سناریوی نشت، مدل‌سازی پراکندگی گاز و معیارهای تعیین محل نصب دتکتور گاز که در یک پروژه اخیر به‌کار گرفته شده، بر پایه تشخیص در سطح غلظت ۲۰ درصد حد انفجار پایین (LEL) از یک ماده است که از فرآیند از طریق یک روزنه به قطر یک‌چهارم اینچ در مدت یک دقیقه یا قبل از آزاد شدن ۱۰۰۰ پوند ماده نشت می‌کند. این معیار به‌منظور ایجاد زمان کافی برای اقدام اصلاحی توسط کارکنان بهره‌بردار جهت کاهش میزان ماده نشت‌شده در نظر گرفته شده است. همچنین این معیار از نصب دتکتورهایی که بیش از حد حساس بوده و منجر به هشدارهای مزاحم می‌شوند جلوگیری می‌کند.

مکان‌یابی دتکتورها در این پروژه وابسته به جهت باد نیست. در این حالت، جهت غالب باد متغیر است. معیار تعیین محل دتکتور گاز در این پروژه، نصب دتکتورها در ناحیه‌ای است که توسط پهنای ایزوپلت غلظت پراکندگی در نقطه نشت تعریف می‌شود. پهنای ایزوپلت در نقطه نشت یک ناحیه دایره‌ای را تعریف می‌کند که فاصله احتمالی گسترش نشت در خلاف جهت باد را مشخص می‌سازد. این رویکرد منجر به نصب دتکتورها با احتمال بالاتر شناسایی نشت در شرایط مختلف جهت باد می‌شود و اتکا به جهت غالب باد را کاهش می‌دهد. قانون مورفی بیان می‌کند که اگر نشت رخ دهد و مکان دتکتور بر اساس جهت غالب باد تعیین شده باشد، احتمال زیادی وجود دارد که باد از جهت مخالف (۱۸۰ درجه) بوزد.

استفاده از روش‌های مدرن جمع‌آوری داده، مدل‌سازی رایانه‌ای و تجهیزات دتکتور گاز جایگزین قضاوت منطقی نمی‌شود. هنگام نصب دتکتورها، باید دقت شود که در مکان‌هایی قرار نگیرند که از منبع نشت گاز پنهان باشند.

اجزای سیستم دتکتور گاز و عملکرد آن‌ها

یک سیستم دتکتور گاز قابل اشتعال از چند جزء تشکیل شده است، از جمله دتکتور، مانیتورهای نمایش‌دهنده، آلارم‌های صوتی و آلارم‌های نوری. این سیستم ممکن است قابلیت اتصال به سایر سیستم‌های کنترل و پایش تأسیسات را نیز داشته باشد.

سیستم‌های دتکتور گاز قابل اشتعال معمولاً به‌گونه‌ای طراحی می‌شوند که در دو سطح متفاوت از غلظت گاز هشدار دهند. این سیستم می‌تواند دستگاه‌های هشداردهنده خروجی را فعال کرده و همچنین نشان دهد که سطح خاصی از گاز قابل اشتعال وجود دارد. دو نقطه هشدار رایج ۲۰ درصد LEL و ۴۰ درصد LEL هستند. در سطح ۲۰ درصد LEL، سیستم چراغ هشدار را روی پنل روشن کرده و آلارم محلی را در ناحیه‌ای که دتکتور فعال شده ایجاد می‌کند. این کار می‌تواند منجر به تخلیه منطقه، افزایش نرخ تهویه و/یا بررسی فوری منطقه توسط پرسنل مجرب شود.

در سطح ۴۰ درصد LEL، سیستم هشدار دیگری را فعال کرده، آلارم‌های صوتی و نوری را به فراتر از منطقه محلی گسترش می‌دهد، تجهیزات فرآیندی را به‌صورت خودکار خاموش یا تخلیه می‌کند، سامانه‌های پراکندگی بخار را فعال کرده و پرسنل اضطراری را مطلع می‌سازد تا اقدامات لازم را انجام دهند.

فارغ از چیدمان خاص سیستم، اجزای ضروری آن شامل قابلیت تشخیص دتکتوری است که آلارم را فعال کرده (و در نتیجه موقعیت آن)، گازی که شناسایی شده، و غلظت گاز. بدون این اطلاعات، اقدامات مؤثر محدود خواهند بود. روش‌های متعددی برای سازمان‌دهی این اطلاعات و بازیابی آن در مواقع نیاز وجود دارد. برچسب‌گذاری ساده می‌تواند برای سامانه‌های کوچک کافی باشد. برای برخی دیگر، استفاده از برگه‌های داده جمع‌آوری‌شده کاربرد دارد. با این حال، در اغلب نصب‌های امروزی از سامانه‌های منطقی قابل برنامه‌ریزی استفاده می‌شود که قابلیت اتصال به تجهیزات دتکتور گاز را دارند. بدین ترتیب، قابلیت‌های مناسبی برای بازیابی اطلاعات فراهم می‌شود. بنابراین، پس از شناسایی گاز قابل اشتعال توسط یک دتکتور، کلیه اطلاعات مربوط به حادثه می‌تواند به‌صورت فوری بر روی صفحه‌نمایش رایانه نشان داده شود.

انواع دتکتور گاز

امروزه دو نوع دتکتور گاز برای گازهای قابل اشتعال استفاده می‌شود: نوع نقطه‌ای و نوع بیم. هر دو نوع کاربردها، مزایا و معایب خاص خود را دارند.

در نوع نقطه‌ای از یک مهره کاتالیستی به‌عنوان دتکتور استفاده می‌شود. این مهره گرم می‌شود تا زمانی‌که گاز قابل اشتعال در مجاورت آن قرار گیرد، بسوزد و دمای مهره افزایش یابد. این افزایش دما باعث تغییر مقاومت الکتریکی در مهره می‌شود. این تغییر مقاومت با مهره مرجع در داخل دتکتور مقایسه می‌شود تا شرایط محیطی در نظر گرفته شود. سیستم این تغییر مقاومت را به‌صورت درصدی از حد انفجار پایین (LEL) تفسیر می‌کند.

دتکتورهای نوع بیم بر اساس این اصل عمل می‌کنند که هیدروکربن‌ها تابش مادون قرمز را در طول موج‌های مشخصی جذب می‌کنند. دتکتور نوع بیم، یک پرتو آشکارساز و یک پرتو مرجع را در فضا منتشر می‌کند. این پرتو یا به یک گیرنده جداگانه می‌رسد یا در صورت ترکیب فرستنده/گیرنده، از آینه بازتاب داده می‌شود. این پرتو می‌تواند تا فاصله ۱۰۰ متر (۳۲۸ فوت) ارسال شود.

مشخصات معمول هر دو نوع دتکتور در ادامه آمده است. این ویژگی‌ها بسته به سازنده خاص دتکتور ممکن است متفاوت باشد. هر یک از این عوامل باید هنگام انتخاب دستگاه مناسب مورد توجه قرار گیرد.

دتکتورهای نوع نقطه‌ای:
− مناسب برای پایش در محل‌های خاص یا اجزای تجهیزات، مانند ورودی هوای اتاق‌های کنترل یا تجهیزات مجزا
− اندازه‌گیری کمی غلظت گاز در یک مکان معین
− قیمت نسبتاً پایین
− تعویض دتکتور ساده است
− مستعد مسمومیت توسط برخی مواد مانند ترکیبات سیلیکونی
− گاز باید به دتکتور برسد (در صورت قرارگیری نادرست یا کم‌بودن تعداد دتکتورها، دقت کاهش می‌یابد)
− احتمال قرائت نادرست به دلیل تداخل‌ها وجود دارد
− نیاز به نگهداری مکرر جهت بررسی کالیبراسیون
− طول عمر عملکردی ممکن است در حضور گازهای پس‌زمینه دائمی کاهش یابد

دتکتورهای نوع بیم:
− ممکن است در صورتی‌که محل‌های بالقوه نشت در یک خط قرار داشته باشند (مانند ردیفی از پمپ‌ها در امتداد یک مسیر لوله‌کشی)، از نظر هزینه نسبت به دتکتورهای نقطه‌ای مقرون‌به‌صرفه‌تر باشند
− نیاز به نگهداری کم، زیرا تجهیزات در معرض مسمومیت قرار نمی‌گیرند
− پایش نشت گاز در یک منطقه وسیع را فراهم می‌کند
− تحت تأثیر سطوح بالای گاز پس‌زمینه قرار نمی‌گیرد
− میانگین غلظت در یک فاصله کوتاه را ارائه می‌دهد (غلظت دقیق در یک نقطه خاص را نشان نمی‌دهد)
− فرستنده پرتو باید دید مستقیم با گیرنده یا بازتاب‌دهنده داشته باشد (فعالیت در یک ناحیه ممکن است پرتو را مختل کرده و باعث شود آن منطقه بدون پایش باقی بماند)
− سرویس‌دهی پرهزینه و زمان‌بر است، زیرا تعویض دتکتورهای معیوب نیاز به تکنسین‌های ماهر دارد

استفاده از دتکتورهای نقطه‌ای در مقایسه با دتکتورهای نوع بیم ممکن است برای مناطقی مناسب‌تر باشد که در آن، همپوشانی دایره‌های پراکنش، امکان شناسایی نشت از بیش از یک منبع را با یک دتکتور فراهم می‌کند. دتکتور نوع بیم زمانی مناسب‌تر است که یک سری نقاط نشت احتمالی در یک خط مستقیم قرار دارند یا زمانی که هدف، شناسایی نشت گاز پیش از عبور از مرز یک واحد فرایندی باشد. یک سیستم کامل ممکن است شامل استفاده از هر دو نوع دتکتور به‌صورت متناسب با شرایط باشد.

خلاصه
در ابتدای تحلیل باید هدف مشخصی برای سیستم دتکتور گاز تعیین شود. آنچه که انتظار دارید به آن دست یابید باید مشخص شود تا بتوان برنامه‌ای برای رسیدن به این هدف تدوین کرد.

استفاده از مدل‌های نشت و پراکنش می‌تواند در مکان‌یابی مؤثر دتکتور گاز مفید باشد، زیرا اطلاعاتی در مورد اندازه نشت بر اساس نوع خرابی‌های فرض‌شده ارائه می‌دهد. ممکن است مدل نشان دهد که برخی از خرابی‌های احتمالی در یک منطقه، مقدار گاز کافی برای ایجاد نگرانی فوری را آزاد نمی‌کنند. به این ترتیب می‌توان تلاش‌ها را بر روی نشت‌های مهم‌تر متمرکز کرد و بودجه را به‌صورت مؤثرتری خرج نمود.

نصب دتکتور گاز در ناحیه‌ای که با چند ایزوپلت غلظت پراکنش همزمان باشد می‌تواند تعداد نقاط مورد نیاز برای شناسایی را کاهش دهد. یک دستگاه در موقعیتی قرار می‌گیرد که می‌تواند نشت را از چند محل نزدیک شناسایی کند. به‌عنوان مثال، دتکتوری که بین دو پمپ مجاور قرار دارد، بسته به فاصله بین آن‌ها، می‌تواند نشت از هر دو پمپ را شناسایی کند.

استفاده از روش‌های پیشرفته جمع‌آوری داده، مدل‌سازی رایانه‌ای، و تجهیزات دتکتور گاز، جایگزینی برای قضاوت فنی نیست. مدل‌سازی فقط تقریب شرایطی است که ممکن است رخ دهد. حتماً نظر افرادی که با کارخانه آشنایی دارند را جویا شوید، زیرا ممکن است اطلاعاتی داشته باشند که با فرض‌های اشتباه، نتایج پیشرفته‌ترین مدل‌ها را بی‌اثر کند.

دتکتورهای نوع بیم و نقطه‌ای هر دو کاربردهای مناسب خود را دارند که بسته به موقعیت، متفاوت خواهد بود. یک راه‌حل مقرون‌به‌صرفه نیازمند بررسی همه گزینه‌های موجود برای شناسایی است. آنچه که در یک بخش از کارخانه مؤثر است، ممکن است در بخشی دیگر کاملاً ناکارآمد باشد.

این پروتکل روشی را برای ارزیابی عملکرد دتکتورهای گاز سمی ارائه می‌دهد. یک برگه‌ی کاری نیز همراه آن است که راهنمای مفیدی برای ثبت عملکرد دتکتورهای گاز می‌باشد. همچنین می‌توان از آن به عنوان بخشی از گزارش نگهداری برای سیستم‌های کامل دتکتور گاز استفاده کرد. برای درک مزایای تجهیزات خاص دتکتور گاز، چندین پارامتر باید آزمایش شوند. این عوامل شامل زمان پاسخ، شرایط محیطی، تأثیر دما، دقت و حساسیت به مواد تداخل‌زا، زمان بازیابی، نشانگر خرابی، پایداری (درایفت) و تکرارپذیری در طول زمان می‌باشد. شرایط آزمون باید شبیه شرایط واقعی باشد؛ بنابراین شرایط آزمون باید محیط کاری (دما و رطوبت) را شبیه‌سازی کند. تجهیزات و مواد باید به‌طور متناسب انتخاب شوند. گازهای استفاده‌شده ممکن است بسیار سمی باشند. بنابراین، ضروری است که یک مهندس ایمنی آموزش‌دیده یا بهداشت صنعتی مسئول تولید این گازها باشد و گاز در یک محیط با تهویه مناسب تولید و با ایمنی تخلیه شود.

تجهیزات و گاز آزمون
۱. هوای صفر برای کالیبراسیون صفر
در کاربردهایی که هوای محیط به‌طور معمول دارای سطح پایینی از گاز هدف است، برخی دتکتورها ممکن است به کالیبراسیون صفر با هوای “پاک” نیاز داشته باشند.
الف. هوای فشرده (فیلتر شده از طریق زغال فعال برای حذف اکثر گازهای ناخواسته و بخار آب)
ب. هوای صفر در بطری Lecture

۲. گاز اسپن برای آزمون ضربه و کالیبراسیون
برای دستیابی به بهترین دقت، ترکیبی از گاز هدف که در هوای محیط رقیق شده باشد، بهترین گاز کالیبراسیون است. با این حال، این معمولاً نیاز به اپراتور ماهر، تجهیزات دقیق و روش مرجع برای تحلیل غلظت گاز دارد. روش‌های زیر برای آماده‌سازی گاز برای آزمون ضربه و کالیبراسیون توصیه می‌شوند:

الف. بطری گاز کالیبراسیون یک‌بار مصرف (فشار پایین، پیش‌مخلوط با هوا یا نیتروژن)
این روش با رگولاتور جریان ثابت یا جریان تقاضا ساده‌ترین و عملی‌ترین روش برای آزمون ضربه دتکتورهای الکتروشیمیایی است (هم سیستم‌های استخراجی و هم دتکتور غیرفعال با کلاهک کالیبراسیون یا محفظه جریان).
برای سیستم‌های نمونه‌برداری استخراجی که غلظت گاز در بطری بالاتر از محدوده تشخیص است، می‌توان گاز آزمون را با رگولاتور جریان ثابت و اتصال T در خط نمونه‌برداری رقیق کرد. از رگولاتوری با نرخ جریان کمتر از نرخ جریان نمونه‌برداری استفاده شود و کیسه‌ی هوای تمیز در اتصال T نصب شود.
مثال: با استفاده از رگولاتور ۰٫۲۵ لیتر در دقیقه با هوای تمیز در اتصال T، غلظت گاز آزمون برای MIDAS با جریان حدود ۰٫۵ لیتر در دقیقه تقریباً نصف غلظت بطری خواهد بود.
می‌توان از بطری هوای صفر با رگولاتور جریان ثابت برای رقیق‌سازی استفاده کرد (و از اتصال T دیگر برای تخلیه مازاد در سیستم‌های استخراجی بهره برد). این روش برای سیستم‌های تشخیص غیرفعال نیز مؤثر است.
روش رقیق‌سازی بطری Lecture فقط برای آزمون ضربه مناسب است زیرا دقت مخلوط گاز به دقت جریان بستگی دارد.
نوع و غلظت گاز کالیبراسیون، لوله‌کشی نمونه، رگولاتورهای جریان و مبدل‌های کالیبراسیون، اجزای کلیدی زنجیره کالیبراسیون هستند. ابزار فقط به اندازه دقت گازی که با آن کالیبره شده، دقیق است.
با توجه به اینکه پایداری غلظت و عمر مفید به ترکیب گاز و نوع بطری بستگی دارد، از سیلندرهای بدون گواهی یا تاریخ‌گذشته استفاده نکنید.
بیشتر مواد شیمیایی بسیار واکنش‌پذیر با نیتروژن مخلوط می‌شوند. اطمینان حاصل شود که تمام مواد در تماس با گاز از قبل با گاز نمونه آماده‌سازی شده‌اند.

برخی دتکتورها ممکن است برای خوانش صحیح به رطوبت نیاز داشته باشند. یک مرطوب‌کننده مانند “Nafion” می‌تواند به خط نمونه افزوده شود.
قبل از استفاده از مرطوب‌کننده، سازگاری آن با گاز هدف بررسی شود.

ب. کیسه‌ی نمونه‌گیری (Tedlar یا Teflon)
این روش برای سیستم‌های استخراجی و گازهای غیر واکنشی مناسب است، چه از سیلندر گاز پر شده باشد، چه از گاز رقیق شده یا دستگاه نفوذی.

ج. دستگاه نفوذی یا پخش‌کننده
دستگاه نفوذی در مقایسه با سیلندر کالیبراسیون استاندارد مزایایی دارد؛ از جمله ارائه غلظت‌های دقیق و دامنه وسیعی از غلظت‌ها که با تغییر نرخ جریان رقیق‌سازی یا دمای محفظه قابل تولید است.
با نرخ نفوذ مشخص و دمای معین، جریان ثابتی از هوا که با مواد شیمیایی نفوذ کرده مخلوط شده، گاز کالیبراسیون ثابتی تولید می‌کند.
دستگاهی با دمای ثابت و تنظیم جریان لازم است. دستگاه‌های قابل حمل به صورت تجاری موجودند.
پیش از استفاده، دستگاه‌های نفوذی باید در دمای کالیبراسیون و جریان حامل آماده‌سازی شوند تا نرخ به تعادل برسد.
بیشتر دستگاه‌ها به ۳۰ دقیقه تا ۳ ساعت برای رسیدن به تعادل نیاز دارند.
لوله‌های دیواره ضخیم، ترکیبات با فشار بخار پایین و ترکیبات هالوژنه معمولاً زمان بیشتری نیاز دارند.
بهترین روش، راه‌اندازی سیستم کالیبراسیون از روز قبل و اجازه دادن به رسیدن به تعادل تا صبح است.
آزمون‌های مکرر در بازه زمانی مشخص انجام شود تا تعادل حاصل شود.
گاز آزمون می‌تواند در کیسه‌ی گاز نمونه‌گیری پر شود، به دتکتور غیرفعال خورانده شود، یا مستقیماً در حالت اتصال T با خروجی تخلیه (Overflow) به سیستم Span وارد شود.
در دستگاه‌های تولید گاز نفوذی قابل حمل، ممکن است فیلتر زغال فعال برای هوای حامل/رقیق‌کننده پیش از محفظه نفوذی وجود داشته باشد؛ گاز تولیدشده خشک‌تر از هوای محیط خواهد بود، و برای برخی گازها و دتکتورها به رطوبت بیشتر نیاز خواهد بود (مانند Nafion).

آزمون زمان پاسخ (Time Response)
برای اندازه‌گیری عملکرد واقعی دتکتور، پاسخ سیستم به غلظت مشخصی از گاز آزمون با زمان ثبت‌شده برای رسیدن به ۹۰٪ مقدار پایدار (T₉₀) اندازه‌گیری می‌شود.
این آزمون باید در دمای محیط (معمولاً ۲۰ تا ۲۵ درجه سانتی‌گراد) و با جریان گاز مشخص انجام شود.

بیشتر بخوانید: رفع خطای سیستم اعلام حریق

آزمون دما و رطوبت (Temperature and Humidity Test)
برای بررسی تأثیر دما و رطوبت، عملکرد دتکتور باید در دمای پایین و بالا (مثلاً ۰°C و ۵۰°C) و رطوبت نسبی بالا (تا ۹۰٪ RH) مورد آزمون قرار گیرد. این آزمون تأثیر شرایط محیطی را بر دقت و پاسخ دتکتور بررسی می‌کند.

آزمون حساسیت به گازهای تداخلی (Cross Sensitivity Test)
دتکتور باید در معرض گازهای غیرهدف قرار گیرد تا بررسی شود آیا به آن‌ها پاسخ می‌دهد یا خیر. گازهایی مانند CO₂، H₂، CH₄، بخارهای آلی، یا ترکیبات مشابه باید به عنوان گازهای تداخلی استفاده شوند.
در صورت وجود پاسخ، درصد انحراف و میزان خطا در خروجی ثبت می‌شود.

آزمون پایداری (Drift Test)
دتکتور باید به مدت چندین ساعت (یا چند روز بسته به طراحی سیستم) در هوای پاک یا گاز استاندارد نگهداری شود و تغییرات خروجی آن پایش شود. تغییر در خروجی در طول زمان باید در محدوده قابل قبول باشد.

آزمون تکرارپذیری (Repeatability Test)
گاز آزمون با غلظت ثابت باید چندین بار به دتکتور اعمال شود و مقدار پاسخ در هر بار ثبت شود. انحراف معیار پاسخ‌ها نباید بیشتر از محدوده مجاز تعیین‌شده توسط سازنده باشد.

آزمون بازیابی (Recovery Test)
پس از قرار گرفتن در معرض گاز هدف، دتکتور باید به شرایط اولیه خود بازگردد. زمان لازم برای بازگشت به صفر یا مقدار پایدار اولیه ثبت می‌شود. اگر دتکتور به زمان طولانی برای بازیابی نیاز داشته باشد، باید در مستندات ذکر شود.

آزمون نشانگر خرابی (Fault Indication Test)
در صورتی که دتکتور مجهز به مدار تشخیص خرابی باشد، شرایط خرابی باید شبیه‌سازی و بررسی شود که آیا دتکتور به‌درستی هشدار خرابی را اعلام می‌کند یا خیر (مانند قطع تغذیه، عدم دریافت سیگنال، خراب شدن سنسور و …).

تکمیل برگه کاری (Test Record Sheet)
تمام اطلاعات آزمون، نتایج اندازه‌گیری، نوع گاز، تاریخ آزمون، مشخصات دتکتور (شماره سریال، مدل، محل نصب) و شرایط آزمون باید در برگه‌ی کاری ثبت شود تا به‌عنوان سندی برای ارزیابی عملکرد دتکتور در آینده و مستندسازی نگهداری مورد استفاده قرار گیرد.

مقدمه
تشخیص گاز و نشت‌یابی دو فعالیت مجزا هستند که به موضوعی یکسان می‌پردازند، اما روش‌های آن‌ها بسیار متفاوت است.
تشخیص گاز شامل آنالیز نمونه‌های هوا برای تعیین وجود گاز مبرد است.
نشت‌یابی، بازرسی نظام‌مند یک سیستم تبرید به‌منظور مشخص کردن وجود نشتی است.
اصطلاحات تشخیص گاز و نشت‌یابی قابل جایگزینی با یکدیگر نیستند و نباید با هم اشتباه گرفته شوند.

دتکتورهای نشت معمولاً تجهیزات دستی هستند که توسط افراد حمل می‌شوند و برای شناسایی نشتی‌ها در سیستم‌های تبرید مورد استفاده قرار می‌گیرند.
انواع مختلفی از دتکتورهای نشت در دسترس است، از روش‌های ساده‌ای مانند آب صابون گرفته تا ابزارهای الکتریکی پیشرفته.

دتکتورهای گاز معمولاً در نصب‌های ثابت به کار می‌روند و شامل تعدادی دتکتور هستند که در مکان‌هایی قرار می‌گیرند که در صورت نشت از تأسیسات، احتمال تجمع گاز مبرد وجود دارد.
این مکان‌ها به چیدمان اتاق ماشین‌آلات و فضاهای مجاور، پیکربندی سیستم و نوع مبرد بستگی دارند.

پیش از انتخاب دتکتور مناسب تشخیص گاز، باید به چند پرسش پاسخ داده شود:

• کدام گازها باید اندازه‌گیری شوند و در چه مقادیری؟
  – کدام اصل عملکرد دتکتور برای این کار مناسب‌تر است؟
  – چه تعداد دتکتور مورد نیاز است؟
  – دتکتورها در کجا و چگونه باید نصب و کالیبره شوند؟
• حدود هشدار مناسب کدام است؟
  – چند سطح هشدار لازم است؟
  – اطلاعات هشدار چگونه باید پردازش شود؟

این راهنمای کاربردی به این پرسش‌ها پاسخ خواهد داد.

فناوری دتکتور

انتخاب فناوری دتکتور برای تشخیص گاز مبرد به نوع گاز هدف و محدوده ppm مورد نیاز بستگی دارد.
دتکتورهای مختلفی وجود دارند که با گازهای رایج، محدوده‌های ppm مناسب و الزامات ایمنی برای سیستم‌های تبرید سازگارند.

EC – دتکتور الکتروشیمیایی
دتکتورهای الکتروشیمیایی عمدتاً برای گازهای سمی استفاده می‌شوند و برای آمونیاک مناسب هستند.
این دتکتورها شامل دو الکترود هستند که در یک محیط الکترولیت غوطه‌ور شده‌اند.
واکنش اکسایش/کاهش جریان الکتریکی تولید می‌کند که با غلظت گاز متناسب است.
این دتکتورها بسیار دقیق هستند (±۲٪) و عمدتاً برای گازهای سمی که به روش دیگری قابل شناسایی نیستند یا در مواردی که دقت بالا نیاز است، استفاده می‌شوند.
دتکتورهای EC مخصوص آمونیاک با محدوده تا ۰ تا ۵۰۰۰ ppm عرضه می‌شوند و طول عمر مورد انتظار آن‌ها حدود ۲ سال است که بستگی به میزان تماس با گاز هدف دارد.
تماس با نشت‌های بزرگ آمونیاک یا وجود دائمی آمونیاک در پس‌زمینه، طول عمر دتکتور را کاهش می‌دهد.
دتکتورهای EC تا زمانی که حساسیت آن‌ها بالای ۳۰٪ باشد، قابل کالیبراسیون مجدد هستند.
این دتکتورها بسیار انتخاب‌پذیر هستند و به ندرت دچار تداخل متقابل می‌شوند. ممکن است به تغییرات ناگهانی رطوبت واکنش نشان دهند اما به سرعت پایدار می‌شوند.

SC – دتکتور نیمه‌رسانا (حالت جامد)
عملکرد دتکتور نیمه‌رسانا بر پایه اندازه‌گیری تغییر مقاومت است (متناسب با غلظت)، زمانی که گاز روی سطح یک نیمه‌رسانا که معمولاً از اکسیدهای فلز ساخته شده، جذب می‌شود.
این دتکتورها برای طیف گسترده‌ای از گازها از جمله گازهای قابل اشتعال، سمی و گازهای مبرد قابل استفاده هستند.

ادعا می‌شود که این نوع دتکتورها در تشخیص گازهای قابل احتراق در غلظت‌های پایین تا ۱۰۰۰ ppm عملکرد بهتری نسبت به نوع کاتالیستی دارند. این دتکتورها کم‌هزینه، با طول عمر بالا، حساس هستند و می‌توان از آن‌ها برای تشخیص طیف گسترده‌ای از گازها از جمله تمامی مبردهای HCFC، HFC، آمونیاک و هیدروکربن‌ها استفاده کرد.

با این حال، این دتکتورها انتخاب‌پذیر نیستند و برای تشخیص یک گاز خاص در مخلوط یا در مواردی که احتمال وجود غلظت بالایی از گازهای تداخل‌زا وجود دارد، مناسب نیستند.

تداخل ناشی از منابع کوتاه‌مدت (مانند گاز اگزوز کامیون) که منجر به هشدارهای اشتباه می‌شود، را می‌توان با فعال کردن تأخیر در آلارم برطرف کرد.

دتکتورهای نیمه‌رسانا برای هالوکربن‌ها می‌توانند بیش از یک گاز یا یک مخلوط را به طور هم‌زمان تشخیص دهند. این ویژگی به‌ویژه در نظارت بر اتاق ماشین‌آلات با چندین مبرد مختلف مفید است.

P – دتکتور پلستور
پلستورها (که گاهی مهره یا کاتالیتیکی نیز نامیده می‌شوند) عمدتاً برای گازهای قابل احتراق از جمله آمونیاک استفاده می‌شوند و در سطوح بالای تشخیص، محبوب‌ترین دتکتورها برای این کاربرد هستند. عملکرد این دتکتور بر اساس سوزاندن گاز در سطح مهره و اندازه‌گیری تغییر مقاومت حاصل‌شده در مهره (که متناسب با غلظت است) می‌باشد.

این دتکتورها نسبتاً کم‌هزینه، جاافتاده و قابل‌فهم هستند و طول عمر خوبی دارند (عمر مورد انتظار ۳ تا ۵ سال). زمان پاسخ‌دهی معمولاً کمتر از ۱۰ ثانیه است.

در برخی کاربردها ممکن است دچار مسمومیت شوند.
مسمومیت به کاهش واکنش دتکتور نسبت به گاز هدف در اثر وجود (آلودگی) یک ماده دیگر در سطح کاتالیست گفته می‌شود که یا با آن واکنش می‌دهد یا لایه‌ای روی آن تشکیل می‌دهد که ظرفیت واکنش با گاز هدف را کاهش می‌دهد. رایج‌ترین مواد مسموم‌کننده ترکیبات سیلیکونی هستند.

پلستورها عمدتاً برای گازهای قابل احتراق استفاده می‌شوند و بنابراین برای آمونیاک و مبردهای هیدروکربنی در غلظت‌های بالا مناسب هستند. این دتکتورها تمامی گازهای قابل احتراق را تشخیص می‌دهند اما با نرخ‌های مختلف، و بنابراین می‌توان آن‌ها را برای گازهای خاص کالیبره کرد. نسخه‌های خاصی برای آمونیاک وجود دارد.

IR – مادون قرمز
فناوری مادون قرمز از این واقعیت بهره می‌برد که بیشتر گازها دارای باند جذب مشخصی در ناحیه مادون قرمز طیف هستند و از این ویژگی برای تشخیص آن‌ها استفاده می‌شود. مقایسه با پرتو مرجع امکان تعیین غلظت را فراهم می‌سازد.

اگرچه نسبت به دتکتورهای دیگر نسبتاً گران‌قیمت هستند، اما طول عمر بالایی تا ۱۵ سال، دقت زیاد و حساسیت متقابل پایین دارند.

به دلیل اصل اندازه‌گیری، دتکتورهای مادون قرمز ممکن است در محیط‌های دارای گرد و غبار دچار مشکل شوند، زیرا حضور ذرات زیاد در هوا ممکن است خوانش را مختل کند.

این دتکتورها برای تشخیص دی‌اکسید کربن توصیه می‌شوند و رایج هستند. اگرچه فناوری آن برای گازهای دیگر نیز وجود دارد، اما معمولاً در راه‌حل‌های تجاری مشاهده نمی‌شود.

کدام دتکتور برای مبرد خاص مناسب است؟
بر اساس گاز مبرد هدف و محدوده ppm مورد نظر، جدول زیر نمای کلی از مناسب‌بودن فناوری‌های مختلف دتکتورهای ارائه‌شده توسط دانفوس را ارائه می‌دهد.

زمان پاسخ‌دهی دتکتور
زمان پاسخ‌دهی، مدت‌زمان لازم برای خواندن درصد مشخصی از مقدار واقعی در اثر تغییر ناگهانی غلظت گاز هدف توسط دتکتور است.
زمان پاسخ‌دهی برای اغلب دتکتورها به صورت t90 بیان می‌شود، به این معنا که مدت‌زمانی که طول می‌کشد دتکتور ۹۰ درصد از غلظت واقعی را بخواند. شکل ۴ نمونه‌ای از دتکتوری با زمان پاسخ‌دهی t90 برابر با ۹۰ ثانیه را نشان می‌دهد.

همان‌طور که در نمودار مشخص است، واکنش دتکتور پس از عبور از ۹۰ درصد کندتر شده و مدت‌زمان بیشتری برای رسیدن به ۱۰۰ درصد نیاز دارد.

نیاز به تشخیص گاز
دلایل متعددی برای نیاز به تشخیص گاز وجود دارد. دو دلیل آشکار، محافظت از افراد، تولید و تجهیزات در برابر تأثیر نشت احتمالی گاز و رعایت مقررات است. دلایل مهم دیگر عبارتند از:

• کاهش هزینه خدمات (هزینه گاز جایگزین و مراجعه تعمیرکار)
  • کاهش هزینه مصرف انرژی به دلیل فقدان مبرد
  • خطر آسیب به محصولات ذخیره‌شده در اثر نشت گسترده
• امکان کاهش هزینه‌های بیمه
  • مالیات یا سهمیه مربوط به مبردهای ناسازگار با محیط زیست
  کاربردهای مختلف سامانه‌های تبرید به دلایل متفاوتی نیازمند تشخیص گاز هستند.

آمونیاک به عنوان ماده‌ای سمی با بوی بسیار خاص طبقه‌بندی می‌شود، بنابراین به‌طور طبیعی «هشداردهنده» است. با این حال، استفاده از دتکتورهای گاز برای صدور هشدار اولیه و پایش نواحی‌ای که همواره افراد حضور ندارند (مانند اتاق‌های ماشین‌آلات) الزامی است. باید توجه داشت که آمونیاک تنها مبرد رایج است که از هوا سبک‌تر می‌باشد. در بسیاری از موارد، این ویژگی باعث می‌شود آمونیاک به بالای ناحیه تنفسی صعود کرده و شناسایی نشتی برای افراد دشوار شود. استفاده از دتکتور گاز در نواحی مناسب، هشدارهای اولیه در صورت نشتی آمونیاک را تضمین می‌کند.

هیدروکربن‌ها به‌عنوان مواد قابل اشتعال طبقه‌بندی می‌شوند. بنابراین، ضروری است که غلظت آن‌ها در اطراف سامانه تبرید از حد اشتعال فراتر نرود.

مبردهای فلوئوردار همگی دارای اثرات منفی خاصی بر محیط زیست هستند و به همین دلیل باید از هرگونه نشتی آن‌ها جلوگیری کرد.

دی‌اکسید کربن (CO₂) مستقیماً در فرآیند تنفس دخیل است و باید متناسب با آن با آن برخورد شود. حدود ۰٫۰۴٪ دی‌اکسید کربن به‌طور طبیعی در هوا وجود دارد. در غلظت‌های بالاتر، برخی واکنش‌های منفی مشاهده شده است که با افزایش نرخ تنفس (حدود ۱۰۰٪ در غلظت ۳٪) آغاز شده و به از دست دادن هوشیاری و مرگ در غلظت‌های بالاتر از ۱۰٪ منجر می‌شود.

مقررات و استانداردها
الزامات مربوط به تشخیص گاز در کشورهای مختلف جهان متفاوت است. در صفحات بعد نمایی کلی از قوانین و مقررات رایج ارائه شده است.

اروپا
استاندارد ایمنی فعلی برای سامانه‌های تبرید در اروپا، EN 378:2016 است.

سطوح هشدار مشخص‌شده در EN 378:2016 به‌گونه‌ای تعیین شده‌اند که امکان تخلیه ایمن ناحیه را فراهم کنند. این سطوح بازتابی از اثرات ناشی از مواجهه بلندمدت با مبردهای نشت‌یافته نیستند. به‌عبارت‌دیگر، در EN 378 وظیفه دتکتور گاز، هشدار در هنگام وقوع نشتی ناگهانی و زیاد است، در حالی که تهویه اتاق ماشین و اقدامات کیفی سامانه باید اطمینان حاصل کنند که نشتی‌های کوچک تأثیرات منفی برای سلامتی ایجاد نکنند.

توجه
الزامات مربوط به دتکتور گاز در اروپا تحت پوشش قوانین ملی کشورهای مختلف قرار دارد و ممکن است با الزامات مندرج در EN 378 تفاوت داشته باشد.

با چند استثناء، دتکتور گاز مطابق با استانداردهای EN 378:2016 و ISO 5149:2014 برای تمام نصب‌هایی که احتمال دارد غلظت گاز در اتاق از حد عملی فراتر رود، الزامی است.

در مورد مبردهای سمی و قابل اشتعال، این موضوع تقریباً شامل تمام سامانه‌های صنعتی و تجاری می‌شود. در مورد مبردهای گروه A1، امکان طراحی سامانه‌های کوچکی وجود دارد که نیازی به دتکتور گاز ندارند. اما در بیشتر تأسیسات بزرگ، در صورت بروز نشتی عمده، احتمالاً غلظت مبرد از حد عملی فراتر خواهد رفت و در نتیجه استفاده از دتکتور گاز الزامی می‌گردد.

راهنمایی‌هایی در بخش ۳ استاندارد EN 378:2016 یا بخش ۳ استاندارد ISO 5149:2014 ارائه شده‌اند. الزامات این دو استاندارد بسیار مشابه بوده و در شکل ۵ خلاصه شده‌اند.

در صورتی که با انجام محاسبات مشخص شود غلظت مبرد در یک اتاق هرگز به حد عملی نمی‌رسد، دیگر نیازی به استفاده از دتکتور گاز ثابت نیست، به‌جز در مورد خاصی در استاندارد EN 378 که سیستم در زیرزمین نصب شده و بار مبرد آن از مقدار m2 فراتر رود (تقریباً معادل ۱ کیلوگرم پروپان). ISO 5149 چنین استثنایی را ندارد.

مقدار m2 برابر است با ۲۶ مترمکعب ضرب در LFL (حد پایین اشتعال‌پذیری). برای پروپان، این مقدار برابر است با:
۲۶ m³ × ۰٫۰۳۸ kg/m³ = ۰٫۹۸۸ kg
یا اگر LFL برحسب گرم اندازه‌گیری شود:
۲۶ m³ × ۳۸ g/m³ = ۹۸۸ g
در نتیجه، m2 دارای واحد نیست، چرا که واحد نهایی آن به واحد انتخاب‌شده برای LFL بستگی دارد.

بیشتر هیدروکربن‌ها دارای مقدار LFL مشابه هستند، بنابراین مقدار m2 معمولاً در حدود ۱ کیلوگرم است.

با این حال، اگر غلظت بتواند به حد عملی برسد، حتی برای مبردهای گروه A1، نصب دتکتور ثابت الزامی است – البته با چند استثناء جزئی.
حدود عملی برای مبردهای مختلف در پیوست II که از بخش ۱ استاندارد EN 378-2016 استخراج شده، ارائه شده است. در این جداول، حد عملی آمونیاک بر اساس سمیت آن تعیین شده است. حدود عملی هیدروکربن‌ها بر اساس قابلیت اشتعال آن‌ها و معادل ۲۰ درصد از حد پایین اشتعال‌پذیری تعیین شده‌اند. حدود عملی برای تمامی مبردهای گروه A1 بر اساس حد مواجهه با سمیت حاد (ATEL) تعیین شده است.
اگر کل بار مبرد در یک اتاق تقسیم بر حجم خالص اتاق بیشتر از «حد عملی» (مطابق پیوست II) باشد، به‌طور منطقی می‌توان نتیجه گرفت که باید سامانه دتکتور گاز ثابت نصب شود.
هر دو استاندارد EN378:2016 و ISO 5149:2014 الزام می‌کنند که دستگاه نمایشگری برای نشان دادن فعال شدن شیر اطمینان در سامانه‌هایی با مبرد ۳۰۰ کیلوگرم یا بیشتر نصب شود. یکی از روش‌ها، نصب دتکتور گاز در خط تخلیه است.

مقررات F-Gas
مقررات F-Gas (EC) شماره ۵۱۷/۲۰۱۴
یکی از اهداف مقررات F-Gas محدود کردن، جلوگیری و کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای فلوئوردار تحت پوشش پروتکل کیوتو است. این دستورالعمل برای همه کشورهای عضو اتحادیه اروپا و همچنین سه کشور منطقه اقتصادی اروپا (EEA) شامل ایسلند، لیختن‌اشتاین و نروژ اجباری است.
این مقررات موضوعات متعددی از جمله واردات، صادرات و استفاده از گازهای سنتی HFC و PFC در تمام کاربردهایشان را پوشش می‌دهد. این مقررات از اول ژانویه ۲۰۱۵ لازم‌الاجرا شده است.

الزامات بازرسی نشتی به منظور پیشگیری از نشت و تعمیر هرگونه نشتی کشف‌شده، بر اساس معادل‌های دی‌اکسید کربن مبرد در هر مدار محاسبه می‌شود. معادل دی‌اکسید کربن برابر است با مقدار شارژ (کیلوگرم) ضرب در پتانسیل گرمایش جهانی (GWP) مبرد.

بازرسی دوره‌ای نشتی توسط افراد مجاز با فرکانس زیر لازم است که بستگی به مقدار مبرد مصرفی دارد:
• معادل ۵ تن CO2 یا بیشتر: حداقل یک‌بار در هر ۱۲ ماه – به استثناء سیستم‌های کاملاً بسته که کمتر از ۱۰ تن معادل CO2 دارند
• معادل ۵۰ تن CO2 یا بیشتر: حداقل یک‌بار در هر ۶ ماه (۱۲ ماه در صورت وجود سامانه مناسب تشخیص نشتی)
• معادل ۵۰۰ تن CO2 یا بیشتر: حداقل یک‌بار در هر ۶ ماه. سامانه مناسب تشخیص نشتی الزامی است. سامانه تشخیص نشتی باید حداقل هر ۱۲ ماه یک‌بار بررسی شود.

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.

ویژگی‌های دتکتور حرارتی خطی فیبر نوری
● اندازه‌گیری خطی دما برای تشخیص سریع حریق و تعیین دقیق محل منبع آتش
● دو کانال اندازه‌گیری نوری مستقل
● حداکثر طول کابل دتکتور بدون نیاز به نگهداری = ۲۰ کیلومتر (۲ × ۱۰ کیلومتر)

پردازش سیگنال با فناوری OFDR (بازتاب‌سنجی ناحیه فرکانس نوری)
● ۱۰۰۰ ناحیه قابل برنامه‌ریزی
● معیارهای هشدار قابل انتخاب
● دقت مکانی بالا تا ۰٫۲۵ متر
● ارائه اطلاعات در مورد جهت گسترش آتش
● امکان استفاده از سیستم دتکتور افزونه
● مناسب برای سرعت باد تا ۱۰ متر بر ثانیه
● کلاس لیزر 1M طبق استاندارد DIN EN 60825-1:2014

اصل اندازه‌گیری
سیستم FibroLaser بر اساس عبور یک پرتو لیزر از طریق کابل فیبر نوری عمل می‌کند. کابل فیبر نوری در هر نقطه، بخشی کوچک از تابش لیزر را به سمت منبع بازمی‌تاباند. بازتاب اندازه‌گیری‌شده توسط کنترلر ثبت می‌شود.
دو کابل دتکتور مستقل می‌توانند به یک دتکتور حرارتی خطی دو کاناله متصل شوند. تابش نوری LED لیزری با طول‌موج نزدیک به مادون‌قرمز که منتشر می‌شود، توسط کابل فیبر نوری به شکل‌های مختلفی پراکنده می‌شود:

پراکندگی ریلی (Rayleigh)
● پراکندگی استوکس (Stokes)
● پراکندگی آنتی‌استوکس (Anti-Stokes)

نور پراکنده‌شده ریلی دارای همان طول‌موج پرتوی لیزر است، پراکندگی استوکس دارای طول‌موج کمی بالاتر، و آنتی‌استوکس دارای طول‌موجی کمی پایین‌تر است. دو نوع پراکندگی استوکس معمولاً به‌عنوان پراکندگی رامان نیز شناخته می‌شوند. درحالی‌که پراکندگی استوکس وابستگی زیادی به دما ندارد، پراکندگی آنتی‌استوکس تحت تأثیر انرژی حرارتی دمای محلی کابل فیبر نوری قرار دارد؛ شدت آن با افزایش دما افزایش می‌یابد. دمای کابل فیبر نوری با استفاده از نسبت شدت بین پراکندگی استوکس و آنتی‌استوکس محاسبه می‌شود.

کنترلر
● فرستنده
– شامل لیزر و مدار کنترل آن است.

• گیرنده
  – شامل کل سیستم نوری است.
  – کوپل کردن نور لیزر تولیدشده در فرستنده به کابل دتکتور
  – تبدیل نور بازتاب‌شده از فیبر نوری به سیگنال الکتریکی و پردازش آن
• واحد دیجیتال
  – این ماژول کنترل کامل دستگاه و فرایند اندازه‌گیری را بر عهده دارد.
  – محاسبه پروفایل دما در طول کابل دتکتور بر اساس داده‌های اندازه‌گیری دریافت‌شده
  – مدیریت ۴ ورودی داخلی (قابل افزایش تا ۴۰ ورودی) برای ریست کردن، ارسال آلارم‌های خارجی یا پایش عملکرد
  – کنترل ۱۲ خروجی (قابل افزایش تا ۱۰۶ خروجی) برای انتقال آلارم‌ها و خطاها به تابلوی کنترل اعلام حریق
  – رابط USB یا اترنت برای راه‌اندازی اولیه استفاده می‌شود. در صورت نیاز، رایانه‌ای می‌تواند به این رابط متصل شود تا نواحی و/یا پروفایل دما را نمایش دهد (نرم‌افزار تصویری FibroManager).
  – پشتیبانی از پروتکل‌های کنترلر نسل قبلی (OTS-100, OTS-X)
• منبع تغذیه
  – تأمین ولتاژ موردنیاز تمام اجزای کنترلر
  – قابل انتخاب به‌صورت ۲۴ ولت DC (پیش‌فرض) یا ۱۱۵/۲۳۰ ولت AC (اختیاری)

کاربرد
دتکتورهای حرارتی خطی عمدتاً در کاربردهایی مانند تونل‌های جاده‌ای و تونل‌های ریلی مورد استفاده قرار می‌گیرند. سیستم FibroLaser همچنین برای پایش موارد زیر مناسب است:
● نوار نقاله‌ها
● سیستم‌های حمل‌ونقل معادن زیرزمینی
● پارکینگ‌های طبقاتی
● تأسیسات تولید صنعتی
● سالن‌های تئاتر و اپرا
● سینی کابل و کانال‌های کابل
● پله‌برقی‌ها در متروها و مراکز خرید
● مناطق مستعد انفجار در پالایشگاه‌ها (نسخه ضدانفجار)
● نیروگاه‌ها برای پایش مناطق آلوده به مواد رادیواکتیو (انبار موقت، حوضچه پمپ)

بیم دتکتورهای دودی انتخابی واضح برای حفاظت از ساختمان‌هایی با سقف‌های بلند مانند آتریوم‌ها، لابی‌ها، سالن‌های ورزشی، ورزشگاه‌ها، موزه‌ها، کلیساها، کارخانه‌ها و انبارها هستند. معمولاً حریق‌ها در بخش‌های پایین‌تر ساختمان و در نزدیکی سطح کف آغاز می‌شوند. در این حالت، دود ناشی از آتش به سمت سقف بالا می‌رود؛ ستون دود هنگام حرکت از نقطه شروع خود، به اطراف پخش شده و میدان دودی به شکل یک مخروط وارونه ایجاد می‌کند که هرچه بالاتر می‌رود رقیق‌تر می‌شود. در نتیجه کاهش غلظت دود، دتکتورهای نقطه‌ای هرچه در ارتفاع بیشتری نصب شوند، کارایی کمتری خواهند داشت. بر اساس استاندارد BS5839 بخش ۱، ارتفاع نصب دتکتورهای نقطه‌ای برای حفاظت جانی به ۱۰٫۵ متر و برای حفاظت از اموال به ۱۵ متر محدود شده است.

در مقابل، بیم دتکتورهای دودی که کل ستون دود را نمونه‌برداری می‌کنند، به‌طور ایده‌آل برای کاربردهای با سقف بلند مناسب هستند. این موضوع در استاندارد BS5839 بخش ۱ نیز مورد تأیید است که استفاده از بیم دتکتورها را تا ارتفاع ۲۵ متر برای حفاظت جانی و ۴۰ متر برای حفاظت از اموال مجاز می‌داند.

انواع بیم دتکتور
بیم دتکتورهای دودی دارای تأییدیه اروپایی طبق استاندارد EN54-12:2002 «سیستم‌های اعلام حریق و آتش – دتکتورهای دودی – دتکتورهای خطی با استفاده از پرتو نوری» آزمایش می‌شوند. دو نوع اصلی بیم دتکتورهای نوری خطی شامل نوع «انتهای به انتها» و نوع «رفلکتوری» هستند که هر دو بر اساس اصل کاهش شدت نور کار می‌کنند: یک پرتو نوری در عرض ناحیه تحت حفاظت تابانده می‌شود و میزان تضعیف آن بر اثر وجود دود پایش می‌گردد.

بیم دتکتور نوع «انتهای به انتها» دارای فرستنده و گیرنده جداگانه در دو انتهای ناحیه تحت حفاظت است. این نوع نیازمند تأمین برق برای هر دو واحد فرستنده و گیرنده بوده که باعث طولانی‌تر شدن مسیر سیم‌کشی و در نتیجه افزایش هزینه نصب نسبت به نوع رفلکتوری می‌شود. بیم دتکتورهای رفلکتوری یا «تک‌سَر» تمام تجهیزات الکترونیکی را در یک محفظه دارند: پرتو به سمت یک رفلکتور در انتهای مقابل ناحیه تحت حفاظت تابانده می‌شود و گیرنده میزان تضعیف سیگنال بازگشتی را پایش می‌کند.

اگرچه بیم دتکتورهای رفلکتوری به دلیل صرفه‌جویی قابل توجه در هزینه نصب، امروزه بیشتر از نوع انتهای به انتها استفاده می‌شوند، اما در به‌کارگیری آن‌ها باید ملاحظاتی در نظر گرفته شود. باید توجه داشت که در بیم دتکتور نوع انتهای به انتها، هر جسمی که در مسیر پرتو قرار گیرد و باعث کاهش شدت سیگنال شود، عملکرد دتکتور را مختل نمی‌کند و بدترین حالت ممکن ایجاد یک آلارم کاذب است. اما در بیم دتکتورهای رفلکتوری، وجود یک جسم بازتاب‌دهنده در مسیر پرتو، به‌ویژه در نزدیکی دستگاه، ممکن است بازتاب کافی به گیرنده ایجاد کند حتی اگر سیگنال به بیشتر ناحیه تحت حفاظت نرسد. این موضوع معمولاً در مورد بیم دتکتورهایی با میزان بازتاب کم، به‌خصوص مدل‌های با رفلکتور کوچک، مشکل‌سازتر است.

هزینه نسبی
طبق استاندارد BS5839 بخش ۱، یک دتکتور دودی نقطه‌ای دارای شعاع پوشش حداکثر ۷٫۵ متر است. در یک طرح ساده جانمایی (شکل ۱a)، این مقدار معادل فاصله حداکثر ۱۰٫۵ متر بین دتکتورها است. با تغییر دقیق چیدمان دتکتورها (شکل ۱b) می‌توان تعداد دتکتورهای نقطه‌ای موردنیاز برای پوشش یک مساحت مشخص را کاهش داد. برای بیم دتکتورهای دودی، استاندارد BS5839 بخش ۱ حداکثر برد ۱۰۰ متر و پوشش ۷٫۵ متر در هر طرف پرتو را مجاز می‌داند که این مقدار، پوشش نظری ۱۵۰۰ مترمربع را فراهم می‌کند (شکل ۱c)؛ مساحتی که معمولاً برای پوشش آن به ۱۶ عدد یا بیشتر دتکتور دودی نقطه‌ای نیاز است. کاهش تعداد تجهیزات موجب کاهش هزینه نصب و نگهداری می‌شود. بزرگ‌ترین محدودیت بیم دتکتور دودی این است که یک تجهیز «خط دید» محسوب می‌شود و در نتیجه ممکن است هر جسم یا شخصی که وارد مسیر پرتو شود، موجب اختلال شود و این امر استفاده از آن را در بیشتر فضاهای اشغال‌شده با ارتفاع سقف معمولی غیرعملی می‌سازد.

جریان هوا
جریان هوای زیاد برای شناسایی دود توسط هم دتکتورهای نقطه‌ای و هم بیم دتکتورهای دودی مشکل خاصی ایجاد می‌کند، زیرا انتشار دود تحت شرایط عادی ممکن است اتفاق نیفتد. سرعت بالای هوا همچنین می‌تواند دود را از محفظه تشخیص دتکتور نقطه‌ای خارج کند، بنابراین باید عملکرد دتکتور نقطه‌ای در مکان‌هایی که سرعت هوا بیش از ۱٫۵ متر بر ثانیه است یا تعویض هوا در ناحیه حفاظت‌شده بیش از ۷٫۵ بار در ساعت می‌باشد، با دقت بررسی شود. بیم دتکتورهای دودی معمولاً در آزمون‌های تأییدیه برای پایداری در جریان هوای زیاد آزمایش نمی‌شوند، زیرا جریان زیاد هوا تأثیر قابل‌توجهی بر قابلیت تشخیص آن‌ها ندارد. هرچند در نواحی با جریان هوای بالا معمولاً نیاز به کاهش فاصله نصب نیست، اما باید رفتار پیش‌بینی‌شده دود در این شرایط مدنظر قرار گیرد.

مقاومت در برابر حرکت ساختمان
برای عملکرد صحیح، بیم دتکتورها به یک سطح نصب بسیار پایدار نیاز دارند؛ سطحی که حرکت، جابه‌جایی، لرزش یا تغییر شکل در طول زمان نداشته باشد، زیرا این موارد می‌توانند باعث ایجاد آلارم یا خطای کاذب شوند. دتکتور باید روی یک دیوار باربر محکم، ستون پشتیبان، تیر سازه‌ای یا سطح دیگری که انتظار نمی‌رود در طول زمان دچار لرزش یا جابه‌جایی شود، نصب شود. این تجهیز را می‌توان مستقیماً روی سازه ساختمان نصب کرد که معمولاً امکان تنظیم ±۱۰ درجه را فراهم می‌کند، یا در صورت نیاز به نصب مورب یا نصب روی سقف، از براکت‌های قابل تنظیم با دامنه تغییر بیشتر استفاده نمود. اگر نصب هر دو بخش دستگاه روی سازه محکم امکان‌پذیر نباشد، باید فرستنده روی سطح محکم‌تر نصب شود، زیرا جابه‌جایی رفلکتور یا گیرنده اثر کمتری نسبت به جابه‌جایی فرستنده دارد.

بیم دتکتور باید در برابر حرکت‌های احتمالی ساختمان که ناشی از نیروهای محیطی مختلف است، مقاومت بالایی داشته باشد. باد، برف، باران و تغییرات دما می‌توانند باعث خم‌شدن ساختمان شوند؛ به عنوان مثال، باد با سرعت ۶۰ کیلومتر بر ساعت که بر یک دیوار ۱۰۰ مترمربعی وارد می‌شود، می‌تواند فشاری معادل ۴ تن ایجاد کند. در فواصل طولانی، حتی تغییر شکل‌های جزئی سازه می‌تواند موجب انحراف زیاد پرتو از هدف شود؛ برای مثال، در برد ۱۰۰ متر، جابه‌جایی ۰٫۵ درجه‌ای فرستنده می‌تواند نقطه مرکزی پرتو را نزدیک به ۹۰۰ میلی‌متر جابه‌جا کند. برای اطمینان از عملکرد قابل‌اعتماد، بیم دتکتور باید بتواند با حداکثر عدم‌همراستایی زاویه‌ای ±۰٫۵ درجه در دتکتور و ±۱۰ درجه در رفلکتور به‌خوبی کار کند تا تغییر شکل‌های موقت سازه بدون ایجاد آلارم یا خطای کاذب قابل تحمل باشد.

نصب و راه‌اندازی اولیه
همراستاسازی بیم دتکتور معمولاً شامل چهار مرحله است: همراستاسازی اولیه، تنظیم دقیق، تنظیم بهره و تأیید. توضیحات زیر مربوط به یک بیم دتکتور رفلکتوری معمولی است؛ بیم دتکتورهای نوع انتهای به انتها به یک مرحله اضافی نیاز دارند، زیرا باید هر دو سر فرستنده/گیرنده به‌درستی همراستا شوند. همراستاسازی اولیه با استفاده از نشانه‌گیر نوری داخلی و پیچ‌های تنظیم افقی و عمودی برای قرار دادن رفلکتور در مرکز آینه همراستاسازی انجام می‌شود. پس از همراستاسازی اولیه، فرآیند تنظیم دقیق انجام می‌شود. یک نمایشگر دیجیتال روی برد مدار دتکتور وجود دارد و تکنسین با تنظیم پیچ‌های افقی و عمودی، بالاترین مقدار ممکن را روی نمایشگر به دست می‌آورد. در طول این فرآیند، دتکتور پرتو را پایش کرده و بهره داخلی خود را برای دستیابی به بهترین پاسخ تنظیم می‌کند. پس از قرار گرفتن دوباره درپوش دستگاه، یک تنظیم نهایی بهره داخلی به‌صورت خودکار انجام می‌شود.

مرحله نهایی
مرحله پایانی شامل آزمایش عملکرد اعلام حریق و خطای دتکتور توسط تکنسین است. با استفاده از یک ماده مات و غیررفلکتوری، رفلکتور به طور کامل مسدود می‌شود که باید باعث ایجاد سیگنال خطای مسدود شدن پرتو پس از حدود ۳۰ ثانیه گردد. سپس حساسیت بررسی می‌شود. رفلکتور تا حدی کمتر از مقدار تنظیم حساسیت مربوطه با استفاده از مقیاس مدرج روی رفلکتور پوشانده می‌شود که نباید هیچ تغییری در وضعیت پرتو ایجاد کند. در نهایت، رفلکتور تا حدی بالاتر از مقدار حساسیت نسبی مسدود می‌شود که باید باعث ایجاد سیگنال آلارم حریق گردد.

تنظیم حساسیت و جبران تغییرات تدریجی
چالش همیشگی برای سازندگان دتکتور، ایجاد تعادل در مقدار تنظیم حساسیت به‌گونه‌ای است که عملکرد بین تشخیص سریع حریق واقعی و جلوگیری از آلارم‌های کاذب بیش از حد، متوازن باشد. برای دستیابی به عملکرد بهینه، سازندگان پیشرفته بیم دتکتورهای دودی قابلیت جبران خودکار برای خنثی‌سازی اثر تغییرات محیطی کوتاه‌مدت و بلندمدت را فراهم می‌کنند. الگوریتم حساسیت خودتنظیم، آستانه آلارم را طی چند ساعت به‌صورت خودکار برای جبران تغییرات کوتاه‌مدت محیط حفاظت‌شده (مانند فعالیت لیفتراک‌ها در طول روز کاری) تنظیم می‌کند. این تنظیمات توانایی دتکتور برای واکنش سریع به وقوع آتش‌سوزی را مختل نمی‌کند.

با تجمع گردوغبار روی بخش‌های نوری بیم دتکتور، حساسیت دستگاه افزایش یافته و احتمال بروز آلارم‌های کاذب بیشتر می‌شود. الگوریتم‌هایی برای جبران تجمع تدریجی گردوغبار ارائه می‌شوند تا ضمن حفظ حساسیت ثابت، فاصله‌های زمانی نگهداری رعایت شود. با این حال، لنزهای دتکتور و رفلکتور (در نوع رفلکتوری) همچنان باید به‌صورت دوره‌ای تمیز شوند. فاصله زمانی نگهداری به شرایط محل بستگی دارد؛ بدیهی است هرچه محیط آلوده‌تر باشد، دفعات تمیزکاری باید بیشتر شود.

نگهداری و آزمون
یکی از مشکلات نصب هر نوع دتکتور دودی در ارتفاع بالا، نیاز به دسترسی پرهزینه و زمان‌بر به دتکتور برای انجام آزمون کامل آلارم در طی سرویس سالانه است. بیشتر سازندگان امکان آزمون از راه دور بخش الکترونیکی دستگاه را فراهم می‌کنند، اما تکنسین معمولاً همچنان باید به‌صورت دستی فیلتری را در مسیر پرتو قرار دهد تا نشان دهد که دستگاه در حضور دود وارد وضعیت آلارم می‌شود؛ این فیلتر جایگزینی قابل‌قبول برای آزمون دود است که معمولاً برای دتکتورهای نقطه‌ای الزامی است. تاکنون تنها یک سازنده بیم دتکتورهای متعارف و آدرس‌پذیر را با یک فیلتر کالیبره سرووکنترل‌شده تجهیز کرده است که می‌تواند در مقابل گیرنده قرار گیرد و اثر دود واردشده به پرتو را شبیه‌سازی کند. اگر کاهش صحیح سیگنال نور بازگشتی تشخیص داده شود، دستگاه وارد وضعیت آلارم می‌شود، در غیر این صورت سیگنال خطا ارسال می‌گردد. این قابلیت که با نام Asuretest شناخته می‌شود، الزامات نگهداری و آزمون دوره‌ای اکثر استانداردهای محلی را برآورده کرده و مسیر کامل آلارم، شامل آزمون هر دو بخش الکترونیک و اپتیک دستگاه، را به‌طور کامل بررسی می‌کند. Asuretest را می‌توان از طریق کلید آزمون از راه دور در سطح زمین یا در نسخه آدرس‌پذیر، مستقیماً از پنل کنترل فعال کرد.

نتیجه‌گیری
بیم دتکتورها راهکاری مؤثر برای طراحان سیستم‌های اعلام حریق جهت تأمین حفاظت مقرون‌به‌صرفه برای فضاهای بزرگ با سقف بلند فراهم می‌کنند. پیشرفت‌های اخیر در زمینه راه‌اندازی، تنظیم خودکار حساسیت و قابلیت‌های آزمون، به‌کارگیری بیم دتکتورها را به‌عنوان بخشی از سیستم اعلام حریق به گزینه‌ای ساده‌تر و قابل مدیریت‌تر تبدیل کرده است. به‌ویژه، قابلیت Asuretest با راه‌اندازی از راه دور که آزمون کامل اجزای اپتیکی و الکترونیکی مسیر آلارم را فراهم می‌کند، ضمن رعایت استانداردهای محلی، نیاز به اجاره تجهیزات دسترسی به ارتفاع بالا را برطرف کرده و پیامدهای ایمنی و بهداشت کار در ارتفاع را حذف می‌کند و هزینه‌های نگهداری دوره‌ای را به‌طور قابل‌توجهی کاهش 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.

بخش ۱ – اصول عملکرد
بیم دتکتور دودی اعلام حریق با پرتو بازتابی شامل یک واحد فرستنده/گیرنده است که یک پرتو را به سمت ناحیه تحت حفاظت ارسال، پایش و دریافت می‌کند.

بیم دتکتور بر اساس اصل تضعیف نور کار می‌کند. عنصر حساس به نور در شرایط عادی، نوری که توسط واحد فرستنده/گیرنده تولید می‌شود را دریافت می‌کند. واحد فرستنده/گیرنده بر اساس درصدی از تضعیف کل نور، روی یک سطح حساسیت از پیش تعیین‌شده کالیبره می‌شود. این سطح حساسیت توسط سازنده و بر اساس طول پرتو و فاصله بین واحد فرستنده/گیرنده و رفلکتور تعیین می‌گردد. برای بیم دتکتورهای دارای تأییدیه UL، تنظیم حساسیت باید با استاندارد UL 268 «دتکتورهای دود برای سیستم‌های اعلام حریق» مطابقت داشته باشد.
بیم دتکتورهای دودی اعلام حریق بر اساس اصل تضعیف عمل می‌کنند. هنگامی که میدان دود تشکیل می‌شود، بیم دتکتور تضعیف تجمعی — درصد مسدود شدن نور ناشی از ترکیب غلظت دود و فاصله خطی میدان دود در طول پرتو — را تشخیص می‌دهد. آستانه معمولاً توسط سازنده و بر اساس شرایط نصب تعیین می‌شود.
انتخاب حساسیت مناسب، احتمال آلارم‌های مزاحم ناشی از انسداد پرتو به‌وسیله یک جسم جامد که به‌طور ناخواسته در مسیر قرار گرفته را به حداقل می‌رساند. از آنجا که انسداد ناگهانی و کامل پرتو نوری مشخصه معمول دود نیست، بیم دتکتور این حالت را به‌عنوان وضعیت خطا تشخیص می‌دهد نه آلارم.
همچنین تغییرات بسیار کوچک و آهسته در کیفیت منبع نور مشخصه معمول دود نیست. این تغییرات ممکن است به دلیل شرایط محیطی مانند تجمع گرد و غبار و آلودگی بر روی مجموعه اپتیکی واحد فرستنده/گیرنده یا سطح بازتابی رخ دهد.

وقتی بیم دتکتور برای اولین بار روشن و برنامه راه‌اندازی آن اجرا می‌شود، سطح سیگنال نوری آن لحظه را به‌عنوان نقطه مرجع شرایط عادی در نظر می‌گیرد. با کاهش کیفیت سیگنال نوری در طول زمان، کنترل خودکار بهره (AGC) این تغییر را جبران می‌کند. با این حال، سرعت جبران محدود است تا اطمینان حاصل شود که بیم دتکتور همچنان به آتش‌سوزی‌های تدریجی یا دودکردن حساس می‌ماند. هنگامی که AGC دیگر قادر به جبران کاهش سیگنال نباشد، مثلاً به علت تجمع بیش از حد گرد و غبار، بیم دتکتور وضعیت خطا را اعلام می‌کند.

لوازم جانبی
لوازم جانبی بیم دتکتور دودی اعلام حریق با پرتو بازتابی ممکن است شامل تابلوی اعلام از راه دور و ایستگاه‌های تست از راه دور باشد که امکان تست دوره‌ای الکترونیکی و/یا حساسیت بیم دتکتور را فراهم می‌کنند. سیستم‌های هوشمند اعلام حریق می‌توانند یک آدرس اختصاصی به بیم دتکتور بدهند تا مکان دقیق آتش بهتر مشخص شود.

سایر لوازم جانبی قابل استفاده شامل کیت نصب سطحی، کیت نصب چندحالته، و کیت برد بلند هستند. کیت نصب سطحی برای زمانی است که سیم‌کشی به‌صورت روکار انجام شود. کیت نصب چندحالته امکان نصب بیم دتکتور و رفلکتور را بر روی دیوار یا سقف فراهم می‌کند و برای نصب این کیت بر روی بیم دتکتور باید از کیت نصب سطحی نیز استفاده شود. کیت برد بلند امکان نصب بیم دتکتور را در فاصله‌های بیشتر از رفلکتور، معمولاً بین ۷۰ تا ۱۰۰ متر (۲۳۰ تا ۳۲۸ فوت) فراهم می‌کند.
هیترها باعث می‌شوند سطح اپتیکی بیم دتکتور و رفلکتور دمایی کمی بالاتر از دمای هوای اطراف داشته باشد، که به کاهش میعان در محیط‌هایی با تغییرات دمایی کمک می‌کند.

بخش ۲ – مقایسه بیم دتکتور دودی اعلام حریق با دتکتورهای نقطه‌ای دود
بیم دتکتورها تحت استاندارد UL و NFPA 72، 2013، بخش A.17.7.3.7 قرار دارند. لازم است طراحان این الزامات را به‌طور کامل در انتخاب و کاربرد بیم دتکتورها برای سیستم‌های اعلام حریق در نظر بگیرند.

پوشش‌دهی
بیم دتکتورهای دودی اعلام حریق می‌توانند سطحی را پوشش دهند که نیازمند بیش از یک دوجین دتکتور نقطه‌ای باشد. تعداد کمتر دستگاه به معنی هزینه نصب و نگهداری کمتر است.
این دتکتورها معمولاً حداکثر برد ۱۰۰ متر (۳۳۰ فوت) و حداکثر فاصله بین دو دتکتور ۱۸ متر (۶۰ فوت) دارند، که پوشش تئوریک ۱۸۳۹ مترمربع (۱۹,۸۰۰ فوت مربع) ایجاد می‌کند. توصیه‌های سازنده و عواملی مانند شکل اتاق ممکن است این مقدار را در عمل کاهش دهند.
دتکتورهای نقطه‌ای دود حداکثر پوشش ۸۳ مترمربع (۹۰۰ فوت مربع) دارند. حداکثر فاصله بین دو دتکتور ۱۲.۵ متر (۴۱ فوت) است، زمانی که عرض ناحیه تحت حفاظت بیش از ۳ متر (۱۰ فوت) نباشد، مانند یک راهرو.

ارتفاع سقف
اگرچه زمان پاسخ دتکتور نقطه‌ای دود معمولاً با افزایش فاصله آن از آتش/کف افزایش می‌یابد، این موضوع لزوماً در مورد بیم دتکتورهای دودی اعلام حریق صدق نمی‌کند، زیرا این دتکتورها برای سقف‌های بلند ایده‌آل هستند. با این حال، برخی سازندگان ممکن است با افزایش ارتفاع سقف، به دتکتورهای اضافی نیاز داشته باشند، که این امر به دلیل رفتار مورد انتظار ستون دود است.

آتش‌سوزی‌ها معمولاً در نزدیکی یا در سطح کف آغاز می‌شوند. هنگامی که این اتفاق می‌افتد، دود به سمت بالا یا نزدیک سقف حرکت می‌کند. به طور معمول، ستون دود در مسیر حرکت از نقطه شروع خود، شروع به گسترش کرده و به شکل یک مخروط وارونه در می‌آید.

تراکم میدان دود می‌تواند تحت تأثیر سرعت رشد آتش قرار گیرد. آتش‌های سریع تمایل دارند تراکم یکنواخت‌تری ایجاد کنند نسبت به آتش‌های کندسوز، که در آن ممکن است در بخش‌های بالایی میدان دود رقیق‌سازی رخ دهد. در برخی کاربردها، به ویژه جایی که سقف‌های بلند وجود دارد، بیم دتکتور دودی اعلام حریق ممکن است نسبت به آتش‌های کند یا دودزا واکنش‌پذیرتر از دتکتورهای نقطه‌ای باشند، زیرا آنها کل میدان دود را در طول پرتو بررسی می‌کنند. دتکتورهای نقطه‌ای تنها دود را در «نقطه» خاص خود نمونه‌برداری می‌کنند. دودی که وارد محفظه می‌شود ممکن است آن‌قدر رقیق باشد که به سطح لازم برای فعال کردن آلارم نرسد.

یکی از محدودیت‌های بیم دتکتور دودی اعلام حریق این است که به عنوان دستگاه‌های خط دید، در معرض تداخل هر جسم یا شخصی هستند که وارد مسیر پرتو شود. بنابراین، استفاده از آنها در بیشتر مناطق اشغال‌شده با ارتفاع سقف معمولی عملی نیست.

با این حال، بیم دتکتور دودی اعلام حریق اغلب انتخاب اصلی در مکان‌هایی با سقف بلند، مانند آتریوم‌ها، لابی‌ها، سالن‌های ورزشی، ورزشگاه‌ها، موزه‌ها، آشیانه‌های هواپیما و تالارهای کلیسا، همچنین کارخانه‌ها و انبارها هستند. بسیاری از این کاربردها مشکلات ویژه‌ای را برای نصب دتکتورهای نقطه‌ای و حتی مشکلات بیشتری را برای نگهداری صحیح آنها ایجاد می‌کنند. استفاده از بیم دتکتور دودی اعلام حریق در بسیاری از این مناطق ممکن است مشکلات را کاهش دهد، زیرا به دستگاه‌های کمتری نیاز است و این دستگاه‌ها می‌توانند روی دیوارها که دسترسی به آنها آسان‌تر از سقف‌هاست، نصب شوند.

کاربردها برای مناطق با سقف بلند در NFPA 92، راهنمای سیستم‌های کنترل دود توصیف شده‌اند. برای اطلاعات بیشتر به پیوست B این راهنما مراجعه کنید.
بیم دتکتور: ۱۹٬۸۰۰ فوت مربع (۳۳۰ فوت × ۶۰ فوت)
حداکثر پوشش تئوریک

سرعت بالای جریان هوا
مناطق با جریان هوای بالا مشکل ویژه‌ای برای دتکتورهای نقطه‌ای ایجاد می‌کنند، زیرا انتشار دود که در شرایط عادی رخ می‌دهد ممکن است اتفاق نیفتد. از آنجا که سرعت بالای هوا ممکن است دود را از محفظه تشخیص خارج کند، باید عملکرد دتکتور نقطه‌ای زمانی که سرعت هوا بیش از ۱٬۵۰۰ فوت در دقیقه یا زمانی که نرخ تعویض هوا در منطقه محافظت‌شده بیش از ۷٫۵ بار در ساعت است، به دقت بررسی شود. محدوده تشخیص بیم دتکتور دودی اعلام حریق می‌تواند به اندازه یک زمین فوتبال باشد (حداکثر محدوده پرتو معمولاً ۳۳۰ فوت است)، در مقایسه با ابعاد یک یا دو اینچی محفظه تشخیص دتکتور نقطه‌ای. بنابراین، احتمال اینکه دود از محدوده تشخیص بیم دتکتور دودی اعلام حریق خارج شود کمتر است. از آنجا که جریان هوای بالا تأثیر زیادی بر بیم دتکتور ندارد، معمولاً نیاز نیست که برای این نوع محیط‌ها فهرست‌شده باشند.

لایه‌بندی (Stratification)

لایه‌بندی زمانی رخ می‌دهد که دود حاصل از مواد دودزا یا در حال سوختن گرم شده و از هوای خنک‌تر اطراف خود کمتر متراکم شود. دود بالا می‌رود تا زمانی که دیگر تفاوت دمایی بین دود و هوای اطراف وجود نداشته باشد (به NFPA 2013، A.17.7.1.10 مراجعه کنید). بنابراین، لایه‌بندی ممکن است در مکان‌هایی رخ دهد که دمای هوا در سطح سقف بالا باشد، به ویژه جایی که تهویه وجود ندارد.

روی سقف‌های صاف، بیم دتکتور دودی اعلام حریق عموماً باید در محدوده فاصله مشخص‌شده نصب شوند. در برخی موارد، محل و حساسیت دتکتورها باید نتیجه یک ارزیابی مهندسی باشد که شامل موارد زیر است:

• ویژگی‌های سازه‌ای
• اندازه و شکل اتاق‌ها و دهانه‌ها
• نوع استفاده و اشغال فضا
• ارتفاع سقف
• شکل سقف
• سطح و موانع
• تهویه
• شرایط محیطی
• ویژگی‌های سوختن مواد قابل احتراق موجود
• چیدمان محتویات منطقه تحت حفاظت

نتایج ارزیابی مهندسی ممکن است نیاز به نصب در فاصله بیشتری از سقف و در ارتفاع‌های متفاوت برای مقابله با اثرات لایه‌بندی یا موانع دیگر داشته باشد.

پیش‌لایه‌بندی / نرخ آزادسازی حرارت
پیش‌لایه‌بندی باید در نظر گرفته شود، زیرا این یک عامل غالب در آتریوم‌هایی با سقف شیشه‌ای است. در دوره‌های آفتابی، گرما می‌تواند در بالای آتریوم تجمع پیدا کند و پیش از آغاز آتش‌سوزی یک لایه لایه‌بندی‌شده در سطح سقف ایجاد کند. عمق این لایه هوای گرم بسته به دمای بیرون و شدت تابش خورشید بر سقف تغییر می‌کند. گرمای ناشی از آتش می‌تواند به این لایه هوای گرم اضافه شده و عمق آن را افزایش دهد (به شکل‌های ۵ تا ۷ مراجعه کنید).

نرخ آزادسازی حرارت یک آتش تعیین می‌کند که دود تا چه ارتفاعی در آتریوم بالا می‌رود. نرخ آزادسازی حرارت بسته به ماده در حال سوختن، جرم آن و متغیرهای دیگر متفاوت است.

هنگام تعیین ارتفاع نصب بیم دتکتور دودی اعلام حریق، باید سناریوهای مختلف آتش در نظر گرفته شوند. سناریوهای آتش باید نه تنها بر اساس اشیای معمول موجود در محل، بلکه بر اساس خطرات موقت مانند وسایل مورد استفاده در بازسازی یا در طول دوره جابه‌جایی مستأجران نیز باشند.

کاربردهای ویژه
یکی از مهم‌ترین محدودیت‌های دتکتورهای دودی نقطه‌ای، ناتوانی آنها در کارکرد در محیط‌های نامساعد مانند دماهای بسیار بالا یا پایین، آلودگی، رطوبت و گازهای خورنده است. هرچند بیم دتکتور دودی اعلام حریق نیز ممکن است در معرض برخی از این عوامل تضعیف‌کننده قرار گیرد، اما در بسیاری موارد یک جایگزین مناسب به شمار می‌رود، زیرا محدوده دمای کاری آنها ممکن است بسیار وسیع‌تر از دتکتورهای دودی نقطه‌ای باشد. کاربردهای احتمالی بیم دتکتور شامل فریزرها، انبارهای نگهداری مواد سرد، انبارهای حمل‌ونقل، پارکینگ‌های سرپوشیده، سالن‌های کنسرت و اصطبل‌ها می‌شود.

با این حال، بیم دتکتور نباید در محیط‌هایی نصب شود که فاقد کنترل دما هستند و احتمال تشکیل میعان یا یخ‌زدگی وجود دارد. اگر در این مکان‌ها رطوبت بالا و تغییرات سریع دما پیش‌بینی شود، احتمال تشکیل میعان وجود دارد و این شرایط برای کاربرد بیم دتکتور مناسب نیست. همچنین، بیم دتکتور نباید در محل‌هایی نصب شود که واحد فرستنده-گیرنده، رفلکتور یا مسیر نوری بین آنها ممکن است در معرض شرایط جوی بیرونی مانند باران، برف، تگرگ یا مه قرار گیرد. این شرایط عملکرد صحیح دتکتور را مختل می‌کند.

بخش ۳ – ملاحظات طراحی
عوامل زیادی بر عملکرد دتکتورهای دودی تأثیر می‌گذارند. نوع و مقدار مواد قابل احتراق، سرعت رشد آتش، فاصله دتکتور از آتش و عوامل تهویه همگی ملاحظات مهمی هستند. بیم دتکتور دودی اعلام حریق دارای تأییدیه UL تحت استاندارد UL 268 (دتکتورهای دود برای سیستم‌های اعلان حریق حفاظتی) هستند و باید طبق NFPA 72 (کد ملی اعلان حریق) و دستورالعمل سازنده نصب و نگهداری شوند.

حساسیت
هر سازنده مشخص می‌کند که حساسیت دتکتور باید با توجه به طول پرتو مورد استفاده در یک کاربرد خاص تنظیم شود. دتکتور باید در محدوده حداقل و حداکثر طول پرتو مجاز طبق دستورالعمل سازنده نصب شود، که این مقادیر توسط فهرست UL محدود شده‌اند.

محل و فاصله‌گذاری
پارامترهای محل نصب و فاصله‌گذاری توسط سازندگان توصیه می‌شود. به‌عنوان مثال، در سقف‌های صاف، فاصله افقی بین پرتوهای پیش‌بینی‌شده نباید بیش از ۶۰ فوت (۱۸٫۳ متر) باشد و فاصله بین پرتو و دیوار کناری (دیوار موازی مسیر پرتو) می‌تواند حداکثر نصف این مقدار باشد. هرچند این مثال حداکثر فاصله ۶۰ فوت را مجاز می‌داند، برخی سازندگان ممکن است محدودیت بیشتری اعمال کنند.

در سقف‌های صاف، بیم دتکتور دودی اعلام حریق باید حداقل ۱۲ اینچ (۰٫۳ متر) پایین‌تر از سطح سقف یا زیر موانع سازه‌ای مانند تیرها، خرپاها، کانال‌های هوا و غیره نصب شود. همچنین، بیم دتکتور باید حداقل ۱۰ فوت (۳٫۰ متر) بالاتر از کف نصب شود تا از موانع رایج ناشی از استفاده روزمره ساختمان دور باشد.

ملاحظات نصب بیم دتکتور بازتابی
برای عملکرد صحیح، بیم دتکتور به یک سطح نصب پایدار نیاز دارد. سطحی که حرکت کند، جابه‌جا شود، دچار لرزش یا تغییر شکل شود، باعث آلارم‌های کاذب یا بروز خطا خواهد شد. در فواصل طولانی، جابه‌جایی تنها ۰٫۵ درجه در فرستنده باعث می‌شود نقطه مرکزی پرتو تقریباً ۳ فوت (۰٫۹ متر) تغییر مکان دهد.

دتکتور باید روی سطوح نصب پایدار مانند آجر، بتن، دیوار باربر محکم، ستون نگهدارنده، تیر سازه‌ای یا سطح دیگری که انتظار نمی‌رود دچار لرزش یا جابه‌جایی شود، نصب شود. دتکتور نباید روی دیوار فلزی موج‌دار، دیوار فلزی نازک، پوشش خارجی ساختمان، نمای خارجی، سقف معلق، خرپای فلزی باز، تیرهای غیرباربر، الوار یا سطوح مشابه نصب شود. در مواردی که تنها یک سطح پایدار قابل استفاده است، واحد فرستنده-گیرنده باید روی سطح پایدار نصب شود و رفلکتور روی سطح کمتر پایدار قرار گیرد، زیرا رفلکتور نسبت به محل نصب ناپایدار تحمل بیشتری دارد.

از آنجا که بیم دتکتور دودی اعلام حریق دستگاه خط دید است و در صورت قطع کامل و ناگهانی سیگنال وارد وضعیت خطا می‌شود، باید همیشه از وجود هرگونه مانع مات در مسیر پرتو جلوگیری کرد.

«در برخی موارد، پروژکتور پرتو نوری (همان فرستنده/گیرنده) در یک دیوار انتهایی نصب می‌شود و گیرنده پرتو نوری (همان رفلکتور) در دیوار مقابل نصب می‌شود. با این حال، همچنین مجاز است که پروژکتور و گیرنده از سقف آویزان شوند، به شرطی که فاصله آنها از دیوارهای انتهایی بیش از یک‌چهارم فاصله انتخاب‌شده نباشد.» — NFPA 72-2013, A.17.7.3.7

همچنین باید نیاز به واکنش سریع به دلیل عوامل ایمنی جانی یا ارزش بالای دارایی‌های محافظت‌شده در نظر گرفته شود. در این شرایط، فاصله‌گذاری باید کاهش یابد، یا زمانی که آتش پیش‌بینی‌شده دود کمی به‌ویژه در مراحل اولیه تولید می‌کند. برای مثال، دتکتورهای نصب‌شده روی سقف یک آتریوم بسیار بلند در یک هتل ممکن است نیاز به تکمیل با دتکتورهای اضافی در ارتفاعات پایین‌تر داشته باشند.

در کاربردهایی که نیاز به کاهش فاصله‌گذاری است، باید دقت شود که دو پرتو موازی به حداقل فاصله از یکدیگر برسند تا گیرنده یک دتکتور نتواند منبع نور دتکتور دیگر را ببیند. در مواردی که دو یا چند دتکتور با پرتوهایی در زوایا نصب می‌شوند، باید اطمینان حاصل شود که گیرنده هر دتکتور تنها نور فرستنده خودش را تشخیص دهد. رعایت روش‌های آزمون ذکرشده در دفترچه راهنمای سازنده بسیار مهم است.

ملاحظات تکمیلی نصب برای بیم دتکتور دودی اعلام حریق بازتابی

باید یک خط دید شفاف و دائمی بین دتکتور و رفلکتور وجود داشته باشد. اجسام بازتابنده نباید در نزدیکی خط دید بین دتکتور و رفلکتور قرار گیرند. اجسام بازتابنده‌ای که بیش از حد به خط دید نزدیک باشند می‌توانند پرتو نور را از فرستنده به گیرنده منعکس کنند. اگر این اتفاق رخ دهد، دتکتور قادر به تشخیص این بازتاب‌ها از بازتاب‌های رفلکتور نخواهد بود و فضای تحت حفاظت دچار اختلال می‌شود. اجسام بازتابنده باید حداقل ۱۵ اینچ (۳۸٫۱ سانتی‌متر) از خط دید بین دتکتور و رفلکتور فاصله داشته باشند.

منابع نوری با شدت بسیار زیاد، مانند نور خورشید و لامپ‌های هالوژن، اگر مستقیماً به سمت گیرنده هدایت شوند، می‌توانند تغییرات شدیدی در سیگنال ایجاد کرده و باعث بروز سیگنال خطا یا آلارم شوند. برای جلوگیری از این مشکل، باید از تابش مستقیم نور خورشید به واحد فرستنده-گیرنده اجتناب شود. حداقل زاویه ۱۰ درجه بین مسیر منبع نور (نور خورشید) و دتکتور، و خط دید بین دتکتور و رفلکتور باید رعایت شود.

باید از عملکرد دتکتور از طریق شیشه اجتناب شود. از آنجا که بیم دتکتور تک‌سَر بر اساس اصل بازتاب عمل می‌کند، یک شیشه که به‌طور عمود بر خط دید بین دتکتور و رفلکتور قرار گرفته باشد، می‌تواند پرتو نور را از فرستنده به گیرنده بازتاب دهد. اگر این اتفاق رخ دهد، دتکتور قادر به تشخیص این بازتاب‌ها از بازتاب‌های رفلکتور نخواهد بود و فضای تحت حفاظت دچار اختلال می‌شود. شیشه همچنین مقداری از نور را هنگام عبور جذب می‌کند. این جذب نور فاصله مجاز نصب بین دتکتور و رفلکتور را کاهش می‌دهد.

در مواردی که اجتناب از عبور پرتو از شیشه ممکن نیست، برخی شیوه‌های خاص نصب می‌توانند اثرات شیشه را به حداقل برسانند. این روش‌ها شامل خودداری از عبور پرتو از چندین لایه شیشه، قرار دادن شیشه به‌گونه‌ای که به‌طور عمود بر خط دید بین دتکتور و رفلکتور نباشد (حداقل ۱۰ درجه انحراف از حالت عمود توصیه می‌شود) و اطمینان از شفاف، صاف و محکم بودن شیشه است. آزمون مسدودسازی کامل رفلکتور می‌تواند برای تعیین قابل قبول بودن نصب استفاده شود.

در مکان‌هایی که ارتفاع سقف بیش از ۳۰ فوت (۹٫۱ متر) است، ممکن است نیاز به نصب بیم دتکتور دودی اعلام حریق اضافی در ارتفاع‌های مختلف برای تشخیص دود در سطوح پایین‌تر باشد. برای اطلاعات بیشتر به بخش لایه‌بندی در این راهنما مراجعه کنید.

پیوست A – واژه‌نامه اصطلاحات

پنل اعلان (Annunciator)
دستگاهی که وضعیت یا شرایطی مانند حالت عادی، خطا یا آلارم دتکتور دودی یا سیستم را به صورت دیداری یا شنیداری نمایش می‌دهد.

کنترل خودکار بهره (Automatic Gain Control – AGC)
قابلیت بیم دتکتور دودی اعلام حریق برای جبران افت سیگنال نوری ناشی از گردوغبار یا آلودگی. نرخ جبران محدود است تا اطمینان حاصل شود که دتکتور همچنان به آتش‌های کند و دودزا حساس باقی می‌ماند.

بیم دتکتور دودی اعلام حریق (بازتابی)
دستگاهی که با ارسال یک پرتو نور از واحد فرستنده-گیرنده به سمت یک رفلکتور که سیگنال نوری را به واحد فرستنده-گیرنده بازمی‌گرداند، وجود دود را تشخیص می‌دهد. ورود دود به مسیر پرتو باعث کاهش سیگنال نور شده و آلارم فعال می‌شود.

برد بیم (Beam Range)
فاصله بین فرستنده-گیرنده و رفلکتور.

پوشش دتکتور (Detector Coverage)
منطقه‌ای که یک دتکتور دود یا دتکتور حرارت قادر به تشخیص مؤثر دود و/یا حرارت است. این منطقه توسط فهرست‌ها و کدهای مربوطه محدود می‌شود.

لیست‌شده (Listed)
قرار گرفتن یک دستگاه در فهرست منتشرشده توسط یک سازمان آزمون معتبر که نشان می‌دهد دستگاه با موفقیت طبق استانداردهای پذیرفته‌شده آزمایش شده است.

تیرگی (انسداد تجمعی) (Obscuration / Cumulative Obscuration)
کاهش توانایی عبور نور از یک نقطه به نقطه دیگر به دلیل وجود مواد جامد، مایع، گاز یا ذرات معلق. انسداد تجمعی ترکیبی از چگالی این ذرات مانع نور به ازای هر فوت و فاصله خطی‌ای است که این ذرات اشغال می‌کنند، یعنی چگالی دود ضرب‌در فاصله خطی میدان دود. (معمولاً با واحدهایی مانند درصد بر فوت یا درصد بر متر بیان می‌شود).

رفلکتور (Reflector)
دستگاهی که سیگنال نوری را به واحد فرستنده-گیرنده بازمی‌گرداند.

حساسیت (Sensitivity)
توانایی یک دتکتور دود برای واکنش به یک سطح مشخص دود.

دود (Smoke)
محصولات جامد و گازی حاصل از احتراق که در هوا معلق هستند.

رنگ دود (Smoke Color)
روشنی یا تیرگی نسبی دود که از نامرئی تا سفید، خاکستری و سیاه متغیر است.

چگالی دود (Smoke Density)
مقدار نسبی محصولات جامد و گازی حاصل از احتراق در یک حجم معین.

دتکتور نقطه‌ای (Spot-Type Detector)
دستگاهی که تنها در محل نصب خود دود و/یا حرارت را تشخیص می‌دهد. دتکتورهای نقطه‌ای دارای یک محدوده تعریف‌شده پوشش هستند.

لایه‌بندی (Stratification)
اثری که زمانی رخ می‌دهد که دود، که از هوای اطراف خود گرم‌تر است، بالا می‌رود تا به دمای برابر با هوای اطراف برسد و در نتیجه، از بالا رفتن بازمی‌ایستد.

فرستنده-گیرنده (Transceiver)
دستگاهی در یک بیم دتکتور دودی اعلام حریق بازتابی که نور را به سمت فضای تحت حفاظت می‌تاباند و آن را پایش می‌کند.

صفحات شفاف (فیلترها) (Transparencies / Filters)
صفحه‌ای از شیشه یا پلاستیک با سطح مشخص تیرگی که می‌تواند برای آزمودن سطح حساسیت صحیح بیم دتکتور دودی اعلام حریق استفاده شود.

وضعیت خطا (Trouble Condition)
وضعیتی از یک دستگاه یا سیستم که عملکرد صحیح آن را مختل می‌کند، مانند مدار باز در حلقه شروع‌کننده. اعلان وضعیت خطا که روی پنل کنترل یا پنل اعلان نمایش داده می‌شود یک «سیگنال خطا» است.

پیوست B – استاندارد NFPA 92 برای سیستم‌های کنترل دود (ویرایش ۲۰۱۲)

A.6.4.4.1.5(1)
هدف از استفاده از یک پرتو رو به بالا برای تشخیص لایه دود، شناسایی سریع تشکیل لایه دود در هر شرایط دمایی موجود است. یک یا چند پرتو باید با زاویه رو به بالا به گونه‌ای هدف‌گیری شوند که لایه دود را بدون توجه به سطح لایه‌بندی دود قطع کنند. باید از بیش از یک بیم دتکتور دودی اعلام حریق استفاده شود. هنگام استفاده از این دستگاه‌ها برای این کاربرد، باید توصیه‌های سازندگان بررسی شود. دستگاه‌هایی که به این روش نصب می‌شوند ممکن است نیازمند فعالیت نگهداری بیشتری باشند.

A.6.4.4.1.5(2)
هدف از استفاده از پرتوهای افقی برای تشخیص لایه دود در سطوح مختلف، شناسایی سریع تشکیل لایه دود در هر شرایط دمایی موجود است. یک یا چند بیم دتکتور در سقف نصب می‌شوند. دتکتورهای اضافی در سطوح پایین‌تر حجم فضا نصب می‌شوند. موقعیت دقیق پرتوها تابعی از طراحی خاص است، اما باید شامل پرتوهایی در پایین هر فضای بدون تهویه (هوای مرده) شناسایی‌شده و در محل یا نزدیک به ارتفاع طراحی لایه دود، به همراه موقعیت‌های میانی پرتوها در سایر سطوح باشد.

انبارها و آشیانه‌ها – تشخیص حرارت خطی با استفاده از فناوری فیبر نوری

فناوری تشخیص حرارت خطی (LHD) مبتنی بر سنجش دمای توزیعی (DTS)، سابقه موفقی در ارائه راهکارهای ایمنی حریق و تشخیص آتش به‌ویژه در فضاهای صنعتی و بزرگ دارد. این فناوری به دلیل نیاز به نگهداری پایین، هزینه مالکیت کم، قابلیت اطمینان بالا و تشخیص مؤثر حریق، گزینه‌ای بسیار مناسب برای پایش فضاهای وسیعی مانند انبارها و آشیانه‌ها محسوب می‌شود.

مقدمه

انبارها و آشیانه‌ها در زمینه ایمنی حریق با چالش‌های منحصربه‌فردی روبرو هستند. این فضاها می‌توانند مناطق پرتردد با اقلام قابل اشتعال و بار حرارتی بالا باشند. چالش‌های رایج شامل موارد زیر است:
• سقف‌های بلند، سازه‌های نامنظم، قفسه‌بندی‌ها، آتریوم‌ها و نواحی سخت‌دسترس
• دتکتورهای نقطه‌ای دود و حرارت هزینه نصب و نگهداری بالایی دارند و ممکن است فاصله زیادی با منبع دود/حرارت داشته باشند
• وجود گردوغبار و آلودگی محیط که می‌تواند هم‌زمان عامل افزایش خطر آتش‌سوزی و بروز هشدارهای کاذب برای دتکتورهای بیم و مکشی باشد
• سیستم تهویه و تهویه مطبوع می‌تواند حرکت دود را مختل کرده و باعث تأخیر در شناسایی حریق توسط دتکتورهای دود شود
• نگهداری و آزمون‌های دوره‌ای دتکتورها به دلیل دسترسی دشوار مشکل است

نصب سیستم در انبارها

در انبارهای پرچگالی، حتی آتش‌سوزی‌های کوچک می‌توانند به سرعت در طول قفسه‌ها و به صورت عمودی گسترش یابند. این امر می‌تواند منجر به نرم شدن سازه‌های فلزی و فروپاشی قفسه‌ها شود و کار را برای سیستم‌های اطفای حریق و نیروهای آتش‌نشانی دشوارتر کند.
در سیستم‌های دتکتور حرارتی خطی فیبر نوری، کابل دتکتور می‌تواند مستقیماً در داخل قفسه‌ها نصب شود و همیشه به منبع آتش نزدیک باشد.

به این ترتیب، افزایش دم

ا به‌سرعت شناسایی شده و احتمال کنترل و مهار آتش به‌مراتب افزایش می‌یابد.

کنترلرها معمولاً در نزدیکی تابلوی کنترل حریق نصب می‌شوند و دارای نمایشگر LCD برای نمایش مستقل هشدارها و همچنین انتقال اطلاعات به پنل اعلام حریق هستند.

کابل دتکتور

کابل دتکتور یک عنصر کاملاً غیرفعال است و بر اساس فیبر نوری استاندارد مخابراتی طراحی شده است. در صنعت حریق، پیکربندی رایج فیبر، فیبر نوری 62.5/125 است که عملکرد برتری تا فاصله 10 کیلومتر ارائه می‌دهد.

مزایای کابل فیبر نوری غیرفعال شامل:
• پوشش پیوسته بدون دتکتورهای مجزا؛ سیستم  نقاط اندازه‌گیری را هر ۵۰ سانتی‌متر ثبت می‌کند

• 
  ایمن در برابر تداخلات الکترومغناطیسی؛ مناسب برای مناطق دارای نویز الکترومغناطیسی بالا
  • مقاوم در برابر خوردگی و ارتعاش؛ با طول عمر بیش از ۳۰ سال

کابل‌های سری FireFiber به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که ضمن حفظ انتقال حرارتی سریع برای واکنش سریع سیستم، بسیار سبک، انعطاف‌پذیر و نصب آسان هستند.

نصب و جانمایی کابل

کابل دتکتور معمولاً یا از سقف آویزان می‌شود یا روی قفسه‌ها با روش‌های مختلف نصب می‌شود. حداقل سطح حفاظت با نصب کابل در ارتفاع سقف حاصل می‌شود. روش نصب باید با رعایت فاصله‌های استاندارد نصب (معمولاً ۱٫۵ متر) انجام شود.

هشدارهای هوشمند و پوشش کامل

دو مزیت اصلی سیستم‌های دتکتور حرارتی خطی فیبر نوری بر پایه DTS عبارتند از هشدارهای هوشمند و اندازه‌گیری توزیعی.
در این سیستم‌ها، سه نوع هشدار قابل پیکربندی است که منجر به تشخیص سریع‌تر حریق و کاهش قابل توجه ریسک می‌شود.

در مقایسه با سیستم‌های سنتی تشخیص حریق، دتکتورهای دود به هشدارهای کاذب ناشی از آلودگی حساس‌اند و دتکتورهای حرارتی نقطه‌ای تنها زمانی مؤثرند که آتش مستقیماً زیر آن‌ها رخ دهد. سیستم  در هر ۰٫۵ متر یک نقطه اندازه‌گیری دارد و به‌همین دلیل هیچ «نقطه‌ کور» در پوشش وجود ندارد.

مزایای نسبت به فناوری‌های دیگر

سیستم‌های دتکتور حرارتی خطی فیبر نوری به‌واسطه هشدارهای هوشمند و پوشش پیوسته، مزایای متعددی نسبت به سایر فناوری‌ها دارند.

گردوغبار و ذرات موجود در محیط می‌توانند باعث هشدار کاذب یا انسداد در سایر دتکتورها شوند، در حالی که سیستم‌های فیبر نوری از این آسیب‌ها مصون‌اند.

یکپارچه‌سازی با سایر سیستم‌ها

سیستم تشخیص حریقی که شامل فناوری DTS باشد، به‌محض شناسایی آتش، اقدامات حفاظتی از پیش‌برنامه‌ریزی‌شده (سیگنال هشدار، کنترل تهویه، اطفا حریق و…) را فعال می‌کند.

این سیستم باید محل دقیق حریق و داده‌های کلیدی درباره گسترش آن را ارائه دهد تا اقدامات نجات یا اطفا به‌طور مؤثر انجام شود. واحد مرکزی کنترل، دمای هر نقطه را در طول کابل دتکتور اندازه‌گیری می‌کند. این کابل در نرم‌افزار به نواحی مختلف تشخیص حریق تقسیم می‌شود و هر ناحیه می‌تواند آستانه هشدار اختصاصی خود را داشته باشد.

پیکربندی هوشمند زون ها

سیستم دتکتور حرارتی خطی فیبر نوری امکان پیکربندی هشدارهای هوشمند همراه با نواحی هوشمند را فراهم می‌کند. هر ناحیه می‌تواند با توجه به شرایط محیطی خاص یا هماهنگی با سایر اجزای سیستم، تنظیمات ویژه‌ای داشته باشد؛ مانند: خروجی‌های اضطراری، نواحی تهویه، یا نواحی اطفای حریق.

با توجه به اینکه سیستم مکان و دمای دقیق هر رویداد را مشخص می‌کند، می‌توان نحوه واکنش سیستم را به‌دقت برنامه‌ریزی کرد:
• یک ناحیه می‌تواند با رله به تابلو اعلام حریق متصل شده و سیستم اطفای آن ناحیه را فعال کند
• یا داده‌ها از طریق پروتکل‌هایی مانند Modbus به سیستم مرکزی ارسال شوند تا اقدامات مناسب تعیین گردد

پایداری سیستم (Redundancy)

بسته به نیاز مشتری، سطوح مختلفی از پایداری سیستم تعریف می‌شود:
• پایداری کابل: در صورت قطع کابل، سیستم به کار خود ادامه می‌دهد (در عین هشدار برای اقدام تعمیراتی)
• پایداری کنترلر: در صورت خرابی یکی از کنترلرها، عملکرد سیستم حفظ می‌شود

در کاربردهای سقفی، معمولاً فقط یک کنترلر استفاده می‌شود و پایداری از طریق کابل فراهم می‌شود.

نرم‌افزار پیشرفته نمایش تصویری

نرم‌افزار MaxView از شرکت Bandweaver قابلیت نمایش گرافیکی پیشرفته‌ای ارائه می‌دهد. در نصب‌های پیچیده با چندین ناحیه، اپراتور می‌تواند محل حادثه را به‌صورت بصری، سریع و دقیق شناسایی کند. این موضوع به‌ویژه در هشدارهای اولیه قبل از فعال شدن سیستم اطفای حریق اهمیت دارد.

در مثال ارائه‌شده، از ۱۱ سیستم دتکتور حرارتی خطی در ۴۶ ردیف قفسه (در دو ناحیه، هر ناحیه ۲۳ ردیف) استفاده شده است. هر قفسه دارای ۸ طبقه است و نرم‌افزار MaxView موقعیت را با دقت تا نزدیک‌ترین ۱ متر در هر طبقه نمایش می‌دهد.