تدبیر: دتکتورهای شعله اپتیکال از جمله دتکتور شعله فرابنفش UV، کاربردهای متعددی در انواع محیط‌های خطرناک از سیستم‌های گرمایش و خشک‌کن صنعتی گرفته تا توربین‌های گازی صنعتی و تأسیسات نفت و گاز کاربرد دارند. حسگر UV با حس کردن تشعشعات فرابنفش ساطع‌شده از شعله، وجود شعله و احتمال وقوع حریق را تشخیص می‌دهد. این نوع دتکتور شعله‌ای نسبت به طیف گسترده‌ای از سوخت‌های اشتعال‌پذیر مانند هیدروکربن‌ها، گوگرد، هیدرازین و آمونیاک حساس است. دتکتورهای فرابنفش در فواصل کوتاه تا حدود ۱۵ متر حساسیت بالایی دارند. از آنجایی که آن‌ها ممکن است به تخلیه الکتریکی مانند رعد و برق واکنش نشان دهند، بهتر است که در محیط‌های داخلی به کار گرفته شوند.
شعله چیست؟
احتراق سریع شعله هیدروکربن باعث تولید اکسید کربن و آب می‌شود. بازگشت عناصر مؤثر در واکنش به حالت اولیه خود، از طریق گسیل فوتون در طول موج خاصی رخ می‌دهد. در تشعشعات شعله، باندهایی وجود دارد که مشخصه امضای آن‌ها است. افزایش ناگهانی تشعشعات فرابنفش تا حدود ۲۰۰ نانومتر و یک قسمت تقریباً قابل مشاهده بین ۱ تا ۳ میکرون، یکی از همین امضاهاست. امضای دوم اساساً یک ماهیت زمانی است که برای متمایز کردن شعله از سایر تشعشعات در کاربردهای صنعتی و زیست محیطی استفاده می‌شود.
شعله هنگامی که به طور طبیعی می‌سوزد، دارای حالت سوسو زدن است. این در حالی است که شعله‌های مصنوعی سوسو نمی‌زنند. تشعشعی که از شعله‌های آتش ساطع می‌شود، معمولاً از باند یک تا بیست هرتز مدوله می‌شود که فضایی را برای فیلتر کردن کارآمد سیگنال‌های دریافتی توسط دستگاه ایجاد می‌کند.
دتکتور شعله فرابنفش UV چیست؟
دتکتور شعله فرابنفش UV یک دستگاه حسگر است که برای پاسخ به تشعشعات فرابنفش شعله با طول موج کمتر از ۳۰۰ نانومتر طراحی شده است. اغلب اوقات، از آشکارساز شعله فرابنفش برای مایعات قابل احتراق مانند آتش‌سوزی هیدروکربن‌ها استفاده می‌شود، اما استفاده از آن‌ها به این زمینه محدود نیست. دتکتورهای فرابنفش از جمله معدود حسگرهایی هستند که می‌توانند برای تشخیص آتش‌سوزی فلزات، هیدروژن و آمونیاک مورد استفاده قرار بگیرند.
آن‌ها قادر به تشخیص آتش‌سوزی در عرض ۴ میلی‌ثانیه با تأخیر زمانی ۳ تا ۴ ثانیه هستند. زمان پاسخ‌دهی سریع دتکتورهای شعله فرابنفش باعث می‌شود تا احتمال ایجاد هشدارهای کاذب ناشی از سایر منابع فرابنفش مانند رعد و برق، نور خورشید و قوس الکتریکی به حداقل برسد. آلاینده‌های روغنی می‌توانند باعث کاهش عملکرد دتکتورهای شعله فرابنفش شوند. به عنوان مثال، اشعه ماورای بنفش که حسگر دستگاه باید آن را بخواند، ممکن است توسط لایه‌های روغن یا سایر ترکیبات آلی که ممکن است روی پنجره دتکتور یا در محیط وجود داشته باشند، جذب شود.
بیشتر بخوانید: سیستم اعلام حریق چیست
نحوه عملکرد دتکتور شعله فرابنفش UV
سنسور موجود در داخل دستگاه، یک فتوتیوب است که شامل یک کاتد و یک آند با اختلاف جریان ۳۰۰ ولت بوده و در داخل یک لوله پر از گاز بی‌اثر ایزوله شده است. فتون‌ها توسط تابش فرابنفش روشن شده و به کاتد برخورد می‌کنند که به نوبه خود، الکترون‌هایی را آزاد می‌نماید که به سمت آند حرکت می‌کنند. الکترون، مولکول‌های گاز را در لامپ یونیزه می‌کند. سپس، یک سیگنال خروجی در پالس ولتاژ تولیده شده و به وسیله دتکتور ارسال می‌شود.
مزایای دتکتور شعله فرابنفش UV
دلیل اصلی اینکه چرا دتکتورهای شعله UV ارجح‌تر از انواع دیگر هستند، به زمان پاسخ‌دهی سریع آن‌ها برمی‌گردد که کمتر از ۱۰ میلی‌ثانیه است. حساسیت حسگرهای شعله فرابنفش می‌تواند تا پیکو وات بر سانتی‌متر مکعب برسد. دتکتورهای شعله فرابنفش UV، در مقایسه با انواع دیگر مانند دتکتور شعله مادون قرمز، چند مزیت مهم دارند که عبارتند از:
- به نور خورشید حساس نیست.
- به آتش‌سوزی فلزات، هیدروکربن و هیدروژن پاسخ می‌دهد.
- پاسخ‌دهی آن سریع است (یعنی کمتر از ۱۰ میلی‌ثانیه).
دتکتورهای شعله‌ای فرابنفش نسبت به اکثر انواع آتش از جمله آتش‌سوزی فلزات مثل منیزیم، هیدروکربن‌ها از جمله جامدات، مایعات و گازها و ترکیبات دیگری مانند گوگرد، آمونیاک، هیدرازین و هیدروژن حساس هستند. دتکتورهای شعله فرابنفش UV را می‌توان انعطاف‌پذیرترین دتکتور آتش اپتیکال در بازار نام برد که قابلیت استفاده برای اهداف مختلف را دارد. به طور کلی، دتکتور شعله فرابنفش UV قابلیت اطمینان بالایی دارد، سرعت پاسخ‌دهی آن بالا است و احتمال ایجاد هشدارهای کاذب را به حداقل می‌رساند.
معایب دتکتور شعله فرابنفش UV
علی‌رغم عملکرد عالی دتکتور شعله فرابنفش UV، کارایی آن در حضور دود کاهش پیدا می‌کند. بنابراین، در صورت وقوع آتش‌سوزی‌های بزرگ در یک محیط بسته و محصور که دود زیادی وجود خواهد داشت، دتکتور ممکن است نتواند به موقع شعله را تشخیص داده و زنگ هشدار را به صدا درآورد. دتکتورهای شعله فرابنفش UV بدون محدودیت نیستند؛ از مهم‌ترین معایب و محدودیت‌های آشکارساز شعله فرابنفش می‌توان موارد زیر را نام برد.
- برخی بخارها و گازهای خاص حساسیت و عملکرد دستگاه را کاهش می‌دهند.
- برخی از حسگرهای فرابنفش محدوده تشخیص گسترده‌ای دارند که می‌تواند منجر به هشدارهای کاذب ناشی از تشعشعات خورشید شود.
- ممکن است به اشعه ایکس و جرقه پاسخ دهد که منجر به ایجاد هشدار کاذب خواهد شد.
بیشتر بخوانید: معرفی سنسورهای اعلام حریق
کاربرد دتکتور شعله فرابنفش UV
از کاربردهای کلیدی دتکتورهای شعله فرابنفش UV می‌توانیم موارد زیر را نام ببریم.
- انبارهای صنعتی
- کارخانه‌های تولید مواد شیمیایی
- انبارهای ذخیره‌سازی مواد شیمیایی
- پمپ بنزین‌ها
- کارگاه‌های جوشکاری قوس الکتریکی
- نیروگاه‌ها
- ایستگاه‌های ترانسفورماتور
- تونل‌های زیرزمینی
- انبارهای چوب
- بسترهای تست موتور
- خشک‌کن‌های صنعتی
- و…
بیشتر بخوانید: انواع سیستم های اعلام حریق
دتکتور شعله فرابنفش/مادون قرمز
همانطور که از نام آن مشخص است، دتکتور شعله‌ای فرابنفش/مادون قرمز از ترکیب حسگرهای مادون قرمز و فرابنفش تشکیل شده است که به صورت یک واحد یکپارچه به هم متصل شده‌اند. حسگر فرابنفش مسئول تشخیص تشعشعات فرابنفش ساطع‌شده از شعله است و نسبت به بسیاری از سوخت‌های قابل اشتعال حساسیت بالایی دارد. باند تشعشعی اصلی برای آتش‌سوزی‌های مرتبط با هیدروکربن‌ها از ۴.۳ تا ۴.۴ میکرون متغیر است که حسگرهای مادون قرمز می‌توانند به راحتی آن را تشخیص دهند.
اگرچه هر دو حسگر به صورت جداگانه عمل می‌کنند، اما با استفاده از یک الگوریتم پردازش سیگنال، هر دو سنسور می‌توانند کارکرد تشخیص شعله را در طیف گسترده‌ای از جامدات، گازهای فرار و مایعات اشتعال‌پذیر امکان‌پذیر کنند. دتکتورهای شعله UV/IR سرعت پاسخ‌دهی بسیار بالایی دارند که به کمتر از ۵۰۰ میلی‌ثانیه می‌رسد. آن‌ها همچنین نسبت به تشعشعات ناشی از جوشکاری، نور خورشید، جرقه، صاعقه و قوس الکتریکی حساس نیستند که این امر به نوبه خود، احتمال ایجاد هشدارهای کاذب را به حداقل می‌رساند.
بیشتر بخوانید: استانداردهای اعلام حریق
نتیجه‌گیری:
دتکتورهای شعله جزء مهمی از سیستم اعلام حریق به خصوص در محیط‌های صنعتی هستند که با تشخیص وجود شعله، احتمال وقوع حریق را شناسایی می‌کنند. دتکتور شعله فرابنفش یک نوع از دتکتورهای شعله‌ای است که نسبت به تشعشعات فرابنفش ساطع‌شده از شعله حساس بوده و می‌تواند در مدت زمان بسیار کوتاهی حریق را شناسایی کند. دتکتورهای شعله‌ای فرابنفش در طول موج کمتر از ۳۰۰ نانومتر کار می‌کنند و به طیف گسترده‌ای از سوخت‌های اشتعال‌پذیر حساس هستند. مهم‌ترین مزیت دتکتور شعله فرابنفش UV، زمان پاسخ‌دهی سریع آن است که احتمال ایجاد هشدارهای کاذب ناشی از سایر تشعشعات محیطی را به حداقل می‌رساند.
سؤالات متداول دتکتور شعله فرابنفش UV
دتکتور شعله فرابنفش UV چیست؟
دتکتور شعله فرابنفش یا ماورای بنفش با تشخیص تشعشعات فرابنفش ساطع‌شده از شعله، به واسطه حسگر فتوتیوب تعبیه‌شده در آن، وجود شعله و احتمال وقوع آتش‌سوزی را تشخیص می‌دهد.
محدوده کارکرد دتکتور شعله فرابنفش UV در کدام طول موج قرار دارد؟
دتکتورهای شعله فرابنفش در محدوده طول موج کمتر از ۳۰۰ نانومتر کار می‌کنند.
مهم‌ترین مزیت دتکتورهای شعله‌ای فرابنفش چیست؟
زمان پاسخ‌دهی سریع کمتر از ۱۰ میلی‌ثانیه، مهم‌ترین مزیت دتکتور شعله UV است که احتمال ایجاد هشدارهای کاذب را به حداقل می‌رساند.
