تدبیر: دتکتور شعله مادون قرمز IR، همانطور که از نام آن برمی‌آید، تابش مادون قرمز ساطع‌شده از شعله را رصد می‌کند. گازهای داغی که توسط آتش ایجاد می‌شوند، الگوهای منحصربه‌فردی را در طول موج‌های مادون قرمز ایجاد می‌کنند که دوربین تصویربرداری حرارتی (TIC) دتکتور آن‌ها را ثبت می‌کند. این نوع دتکتورهای شعله قیمت پایین‌تری نسبت به انواع دیگر دارند. البته، این امر بی‌دلیل نیست؛ دتکتورهای شعله مادون قرمز بیشتر باعث ایجاد هشدارهای کاذب می‌شوند. این بدان خاطر است که سایر گازها و سطوح داغی که در اثر آتش‌سوزی ایجاد می‌شوند، می‌توانند واکنش آن‌ها را تحریک کنند. دتکتور شعله مادون قرمز به انواع مختلف تک‌گانه، چندگانه و سه‌گانه طبقه‌بندی می‌شود.
دتکتور شعله چیست؟
دتکتور شعله به سنسوری گفته می‌شود که برای تشخیص و پاسخ به وجود شعله یا آتش طراحی شده و امکان تشخیص شعله را فراهم می‌کند. چگونگی پاسخ به شعله به پیکربندی دستگاه بستگی دارد، اما می‌تواند شامل به صدا درآوردن زنگ خطر، غیرفعال کردن خط سوخت مانند گاز طبیعی و فعال کردن سیستم اطفا حریق مثل سیستم آیروسل باشد. وقتی از دتکتور شعله‌ای در کاربردهایی مثل کوره‌های صنعتی استفاده می‌شود، نقش آن‌ها تأیید عملکرد درست کوره است.
از دتکتورهای شعله می‌توان برای خاموش کردن سیستم احتراق نیز استفاده کرد، گرچه در بسیاری از موارد، آن‌ها صرفاً به اپراتور یا سیستم کنترل سیگنال هشدار ارسال می‌کنند. به طور کلی، دتکتورهای شعله‌ای به دلیل مکانیسم‌هایی که برای تشخیص شعله استفاده می‌کنند، اغلب می‌توانند پاسخ‌دهی سریع‌تر و دقیق‌تری از دتکتور دودی و حرارتی داشته باشند. دتکتورهای شعله به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند که دتکتور شعله مادون قرمز IR یکی از آن‌ها است. در بخش‌های بعدی، بیشتر در مورد دتکتورهای مادون قرمز توضیح خواهیم داد.
دتکتور شعله مادون قرمز IR چیست؟
دتکتور شعله مادون قرمز IR که دتکتور شعله مادون قرمز پهن‌باند نیز نامیده می‌شود، به باند طیفی مادون قرمز برای الگوهای خاصی که توسط گازهای داغ منتشر می‌شوند، نظارت می‌کند. چنانکه اشاره شد، این دتکتورها برای تشخیص باندهای مادون قرمز از یک دوربین تصویربرداری حرارتی که نوعی دوربین ترموگرافیک است، بهره می‌برند. جمع شدن آب روی لنز دتکتور و یا قرارگیری در معرض تابش مستقیم نور خورشید، دقت دستگاه را تا حد زیادی کاهش می‌دهد. محدوده فرکانسی ویژه دتکتورهای شعله IR بین ۴.۳ تا ۴.۴ میکرون بوده که فرکانس تشدید دی اکسید کربن است.
هنگام سوختن یک هیدروکربن مانند چوب یا سوخت‌های فسیلی، گرما و CO2 زیادی آزاد می‌شود. CO2 داغ انرژی زیادی را در فرکانس تشدید ۴.۳ میکرون ساطع می‌کند. این باعث ایجاد یک قله در میزان انتشار تشعشع کل می‌شود که به خوبی توسط حسگر قابل تشخیص است. با مشاهده فرکانس سوسو زدن آتش (۱ تا ۲۰ هرتز)، دتکتور نسبت به هشدارهای کاذب ناشی از تشعشعات گرما (مثلاً گرمای ناشی از ماشین‌آلات داغ)، حساسیت کمتری پیدا می‌کند.
پردازش سیگنال در دتکتور شعله IR چگونه انجام می‌شود؟
این دتکتورها از حسگرهای نوری استفاده می‌کنند که در محدوده خاصی کار کرده و تشعشع را در طول موج انتخابی ثبت می‌کنند. سیگنال‌های ثبت‌شده توسط سنسور با استفاده از برخی تکنیک‌های خاص به دقت آنالیز و پردازش می‌شوند. برخی از این تکنیک‌ها عبارتند از:
- همبستگی با تحلیل طیفی
- تحلیل فرکانس سوسو زدن
- همبستگی بین سیگنال‌های مختلف
- تکنیک‌های مقایسه‌کننده
- مقایسه سیگنال انرژی آستانه
بیشتر بخوانید: سیستم اعلام حریق چیست؟
نکات پیکربندی دتکتورهای مادون قرمز IR
هنگام پیکربندی دتکتورهای شعله اعم از دتکتورهای مادون قرمز، لازم است که به چند فاکتور حتماً توجه داشته باشید، از جمله:
- خود تشخیصی
- ایمنی در مقابل هشدارهای کاذب
- زمان پاسخ‌دهی
- میدان دید
- محدوده تشخیص
مزایای دتکتور شعله مادون قرمز IR
دتکتورهای شعله مادون قرمز IR برای محیط‌های سرد و ناهموار مناسب هستند. این نوع دتکتور شعله دارای یک پنجره نوری حرارتی مخصوص است که آن را قادر می‌سازد در شرایط برف و یخبندان عملکرد خوبی داشته باشد. دتکتورهای مادون قرمز را شاید بتوان مقاوم‌ترین نوع دتکتور شعله به حساب آورد که می‌توانند به راحتی برای همه محیط‌ها و کاربردها برنامه‌ریزی شوند. این کار را می‌توان به راحتی با تغییر دادن پارامترهای پیکربندی در دستگاه انجام داد.
همچنین، امکان انجام وظایف نظارتی مختلف با اصلاح این پارامترها با استفاده از مبدل‌های آدرس‌پذیر از راه دور وجود دارد. علاوه بر این، از آنجایی که آشکارسازهای شعله مادون قرمز می‌توانند مساحت زیادی را پوشش دهند، نیاز نیست که تعداد زیادی از آن‌ها را تهیه کنید. دتکتورهای شعله IR قیمت زیادی ندارند و تعمیرات و نگهداری آن‌ها راحت است. به طور کلی، دتکتورهای شعله مادون قرمز به گونه‌ای طراحی شده‌اند که با اتصال به سیستم‌های اطفا حریق خودکار یا آلارم‌ها، به عنوان یک واحد مستقل عمل کنند.
بیشتر بخوانید: معرفی سنسورهای اعلام حریق
انواع دتکتور شعله مادون قرمز
دتکتورهای شعله مادون قرمز به سه دسته اصلی تقسیم می‌شوند که عبارتند از:
- دتکتور شعله مادون قرمز تک‌گانه یا منفرد
- دتکتور شعله مادون قرمز چندگانه
- دتکتور شعله مادون قرمز سه‌گانه
بیشتر بخوانید: انواع سیستم های اعلام حریق
دتکتور شعله مادون قرمز تک‌گانه
آشکارسازهای شعله مادون قرمز منفرد برای تشخیص آتش‌سوزی گاز و سوخت‌های مبتنی بر هیدروکربن با استفاده از ابزار ویژه سنجش شعله طراحی شده‌اند. آن‌ها گزینه‌ای بادوام و مقرون‌به‌صرفه هستند که می‌توانند در شرایط سخت کار کنند. دتکتورهای مادون قرمز تک‌گانه از حسگرهای پیروالکتریک های‌تک استفاده می‌کنند که دارای یک فیلتر نوری ۴.۴ میکرونی و یک فیلتر میان‌گذر الکترونیکی برای آتش‌سوزی گاز و سوخت‌های هیدروکربن هستند. این دستگاه به انتشار CO2 نیز حساس است. دلیل مؤثر بودن این نوع دتکتور آن است که از تکنیک‌های ریاضی و تحلیل پارامترهای مختلف برای ایجاد تمایز بین امضاهای طیفی شعله و سایر منابع مادون قرمز بهره می‌گیرند.
کاربردهای دتکتور شعله مادون قرمز تک‌گانه
- کارخانه‌های مواد شیمیایی
- تأسیسات دفع زباله
- تأسیسات نفت و گاز در دریا
- تأسیسات نفت و گاز در خشکی
- انبارها
- تأسیسات تولید برق
- مخازن ذخیره‌سازی
- صنعت داروسازی
ویژگی‌های دتکتور شعله مادون قرمز تک‌گانه
- مجهز به قابلیت تست داخلی دستی و خودکار
- قابلیت عملکرد به عنوان یک واحد مستقل
- قابلیت اتصال به سیستم اطفا حریق یا سیستم اعلام حریق
- قابلیت اطمینان بالا و حداقل کارکرد تا ۱۵۰،۰۰۰ ساعت
- استفاده از استانداردهای RS-485 و HART برای ارتباطات دیجیتالی
- زمان پاسخگویی سریع
- قابلیت استفاده در محیط‌های ناملایم
بیشتر بخوانید: استانداردهای اعلام حریق
دتکتور شعله مادون قرمز چندگانه
دتکتورهای شعله مادون قرمز چندگانه به طور ویژه برای تشخیص شعله هیدروژن و هیدروکربن‌ها از فواصل دور طراحی شده‌اند. این دتکتورها می‌توانند شعله هیدروژن را تا فاصله ۳۰ متری و هیدروکربن‌ها را تا فاصله ۶۵ متری در کمتر از پنج ثانیه تشخیص دهند. وجه تمایز این آشکارساز به قابل اطمینان بالای آن برمی‌گردد که می‌تواند شعله آتش را از فواصل دور تشخیص دهد و در مقابل هشدارهای کاذب مصون است. دتکتورهای چندگانه برای مکان‌هایی مناسب هستند که منابع احتراق شعله‌های دودی ایجاد می‌کنند. دتکتور شعله IR چندگانه از الگوریتم تشخیص، نسبت‌های ریاضی، سوسو زدن و همبستگی بین سیگنال‌های مختلف استفاده می‌کند. زمانی که تمام پارامترها با مقادیر برنامه‌ریزی‌شده مطابقت داشته باشند، زنگ هشدار فعال می‌شود.
کاربردهای دتکتور شعله مادون قرمز چندگانه
- صنعت چاپ
- مواد منفجره و مهمات
- کارخانه‌های مواد شیمیایی
- پیشران هیدروکسیل
- صنعت فضایی
- صنایع نفت و گاز فراساحلی
- مخازن گاز
ویژگی‌های دتکتور شعله مادون قرمز چندگانه
- قابلیت انتخاب حساسیت
- مصونیت در برابر هشدارهای کاذب
- طول عمر عملیاتی ۱۵۰،۰۰۰ ساعت
- قابلیت استفاده در مناطق خطرناک
- زمان پاسخگویی ۵ ثانیه
- برد تشخیص تا ۶۵ متر
- دید میدانی ۹۰ درجه
دتکتور شعله مادون قرمز سه‌گانه
دتکتورهای شعله مادون قرمز سه‌گانه یا IR3 از یک سیستم پردازش سیگنال دیجیتال برای بررسی خواص طیفی و دینامیکی مادون قرمز استفاده می‌کنند تا به طور دقیق و با سرعت بالا، حوادث آتش‌سوزی را در برابر هشدارهای کاذب تشخیص دهند. این نوع دتکتور شعله از ۳ آشکارساز های‌تک برای تعیین تفاوت بین تشعشعات شعله آتش و سایر تشعشعات استفاده می‌کند. دتکتور IR3 از الگوریتم متفاوتی به واسطه یک ریزپردازنده پیچیده بهره می‌گیرد که شدت تابش، نسبت‌ها، سوسو زدن، سیگنال‌های همبستگی و مقادیر آستانه دریافتی از این سه حسگر را به دقت آنالیز می‌کند. حسگر اول مسئول تشخیص شعله CO2 است، در حالی که دو حسگر بعدی سایر تشعشعات را آنالیز می‌کنند.
کاربردهای دتکتور شعله مادون قرمز سه‌گانه
- انبارها
- آشیانه هواپیما
- کارخانه‌های پتروشیمی
- تأسیسات تولید برق
- کارخانه‌های مواد شیمیایی
- تأسیسات نفت و گاز فراساحلی
- صنعت چاپ
ویژگی‌های دتکتور شعله مادون قرمز سه‌گانه
- زمان پاسخ‌دهی ۵ ثانیه
- برد تشخیص تا ۶۵ متر
- مناسب برای محیط‌های ناملایم
- قابلیت انتخاب حساسیت
- قابلیت تشخیص از فواصل دور
- جلوگیری از ایجاد هشدارهای کاذب
نتیجه‌گیری:
دتکتور شعله مادون قرمز IR دستگاهی است که از لنزهای اپتیکی مخصوص برای تشخیص وجود شعله و متعاقباً، احتمال وقوع حریق استفاده می‌کند. این دتکتورها که در انواع مختلف تک‌گانه، چندگانه و سه‌گانه به بازار عرضه می‌شوند، قادر هستند که از فواصل دور بدون وجود گرما یا دود، احتمال وقوع حریق را تشخیص دهند. صنایع خطرناک و کارخانه‌های تولیدی به تجهیزات نظارت بر شعله با فناوری بالا برای جلوگیری از آتش‌سوزی نیاز دارند. همانطور که احتمالاً می‌دانید، همه انواع دتکتورهای شعله برای محافظت از اموال و جان کارکنان شما ممکن است مناسب نباشند. برای انتخاب دتکتور شعله مادون قرمز مناسب، باید نوع شعله‌ای که ممکن است در تأسیسات شما ایجاد شود را در نظر بگیرید.
سؤالات متداول دتکتور شعله مادون قرمز IR
دتکتور شعله مادون قرمز IR چیست؟
دتکتور شعله مادون قرمز IR دستگاهی است که با استفاده از یک دوربین تصویربرداری حرارتی، امکان تشخیص شعله را به واسطه نظارت بر تشعشعات مادون قرمز ساطع‌شده از شعله فراهم می‌کند.
انواع دتکتور شعله مادون قرمز کدامند؟
دتکتورهای شعله مادون قرمز به انواع مختلفی از جمله دتکتور مادون قرمز تک‌گانه، چندگانه و سه‌گانه تقسیم می‌شوند.
چرا احتمال ایجاد هشدار کاذب در دتکتورهای شعله IR معمولی بیشتر است؟
این بدان خاطر است که سایر گازها و سطوح داغی که در اثر آتش‌سوزی ایجاد می‌شوند، می‌توانند واکنش آن‌ها را تحریک کنند.
