Casa

Cum funcționează detectoarele de fum – Explicați chestia asta

Cum funcționează detectoarele de fum – Explicați chestia asta


Cum funcționează detectoarele de fum – Explicați chestia asta














Cum funcționează detectoarele de fum – Explicați chestia asta

ochi electronic; celălalt e un fel de nas electronic. Tipul de detector de ochi este mai corect numit an detector optic de fum (sau detector de fum fotocelulă) și funcționează un pic ca Tom Cruise în Misiune imposibila. Îți amintești scena în care Tom atârnă de tavan încercând să evite toate acele grinzi de hoț care detectează lumina? Un detector optic de fum este exact așa în interior.

Detectorul trebuie să fie înșurubat de tavan pentru că acolo se îndreaptă fumul când ceva începe să ardă. Focul generează gaze fierbinți și, deoarece acestea sunt mai puțin dense (mai subțiri – sau cântăresc mai puțin pe unitatea de volum) decât aerul obișnuit, ele se ridică în sus, învârtind și mici particule de fum. După cum puteți vedea în fotografia de mai sus, detectorul are fante în jurul carcasei sale (1), care duc la camera principală de detectare. Un fascicul de lumină infraroșu invizibil, similar cu cel pe care Tom Cruise le-a eschivat, trage în cameră dintr-un dioda emițătoare de lumină (LED) (2). Aceeași cameră conține o fotocelulă (3), care este un detector electronic de lumină care generează energie electrică atunci când lumina cade pe ea. În mod normal, când nu există fum, fasciculul de lumină de la LED nu ajunge la detector. Un circuit electronic (4), care monitorizează fotocelula, detectează că totul este bine și nu se întâmplă nimic. Alarma (5) rămâne silențioasă.

Animație care arată cum se activează un detector optic de fum atunci când un fascicul de lumină este împrăștiat de particulele de fum.

Artă: Cum funcționează un detector optic de fum.

Dar dacă izbucnește un incendiu, fumul intră în camera (6) și împrăștie o parte din fasciculul luminos (7) în fotocelula (3). Acest lucru declanșează circuitul (8), declanșând alarma stridentă și urâtă (9) care te trezește și îți salvează viața.

Deschideți un detector optic adevărat și veți găsi ceva de genul acesta:

Detector optic de fum cu capacul scos, arătând principalele componente

Foto: Un detector optic de fum cu capacul scos. Cilindru mare negru este camera în care este detectat fumul. Există o baterie cu litiu de lungă durată, o alarmă piezoelectrică (care face zgomotul strident) și o placă de circuit la baza camerei de detectare. Carcasa de plastic albă are atașat un mic întrerupător (stânga) care activează alarma doar atunci când este fixată corect de montarea sa pe tavan.

Cum funcționează detectoarele de fum cu ionizare

Un alt tip de alarmă de fum este mai puțin costisitoare decât cea optică, mai des întâlnită și funcționează într-un mod total diferit. Poți să te gândești la el ca pe un nas electronic, deoarece, la fel ca nasul din fața feței, folosește un fel de chimie pentru a identifica molecule neobișnuite (fumul) care se îndreaptă spre interior. Detectoare ca acesta sunt numite detectoare de fum cu ionizare.

Ce înseamnă asta? În interiorul detectorului, există un camera de ionizare deschis la aer (1) plin cu ioni (2), care, în acest caz, sunt atomi care au pierdut electroni pentru a forma nuclee încărcate pozitiv. De unde provin ionii? În interiorul camerei, există o mică bucată dintr-un element chimic numit americiu (3). Acesta aruncă în mod constant particule radioactive minuscule (numite particule alfa), care se scurg în camera de detectare. În timp ce fac acest lucru, se prăbușesc în moleculele de aer și le transformă în ioni încărcați pozitiv (prezentați aici ca pete roșii mari) și electroni încărcați negativ (prezentați ca pete negre mai mici). Ionii și electronii zboară în direcții opuse între doi electrozi
(contacte electrice, mai degrabă ca bornele unei baterii). Atâta timp cât ionii și electronii sunt în mișcare, un curent curge între electrozi și un circuit (4) din detectorul de fum crede că totul este bine, așa că alarma (5) rămâne silențioasă.

Animație care arată cum se activează un detector de fum cu ionizare atunci când un flux de ioni este întrerupt de particule de fum.

Artă: Cum funcționează un detector de fum cu ionizare.

Cu toate acestea, dacă izbucnește un incendiu, particulele de fum intră în detector și încep să înfunde camera de ionizare (6). Se atașează la ioni și opresc efectiv curentul electric (7). Circuitul din punctele detectorului se schimbă imediat (8) și sună alarma (9). Odată ce focul este stins și fumul a dispărut, camera de detectare se curăță, ionii se deplasează înainte și înapoi între electrozi ca înainte, circuitul se oprește și alarma încetează să sune.

Puteți vedea un exemplu de detector de ionizare, deschis, în fotografia de mai jos:

Detector de fum cu ionizare cu capacul scos, arătând principalele componente

Foto: Un detector de fum cu ionizare cu capacul scos. Cilindru mare negru din dreapta este camera de ionizare unde este detectat fumul. Rețineți circuitul electric relativ simplu, realizat din componente de bază, cum ar fi rezistențe și condensatori.

Ia un detector de fum… verifică un detector de fum!

Detector de fum montat pe tavan

Foto: Verificați în mod regulat detectoarele de fum. Asigurați-vă că lumina de alimentare funcționează (acesta are un indicator verde care arată că este OK) și aspirați praful din când în când. Rețineți și data „înlocuiește până”: detectoarele de fum nu durează pentru totdeauna!

Dacă nu aveți un detector de fum în casă, de ce nu? Costă doar câteva lire sterline/dolari și ți-ar putea salva viața. Luați unul deodată sau, mai bine, obțineți mai multe și puneți-le în locuri cheie din jurul casei dvs. Dacă aveți detectoare de fum, asigurați-vă că aveți Verifica funcționează o dată pe săptămână (bateriile sunt încă bune?) și aspiră praful din ele în mod regulat. Obișnuiește-te să verifici detectoarele ori de câte ori cureți camera în care te afli. Un detector de fum defect este la fel de rău – sau mai rău decât nici un detector, pentru că îți dă un fals sentiment de securitate.

O notă de avertizare: dacă testați detectoare de fum, purtați dopuri de urechi sau apărătoare pentru urechi, dacă este posibil, și încercați să nu stați prea aproape. Desigur, trebuie să fii destul de aproape pentru a apăsa butonul „test”! Mi-am deteriorat permanent auzul în urmă cu aproximativ un deceniu stând pe o scară pentru a testa o alarmă de fum care (nu mi-am dat seama) avea o alarmă neobișnuit de puternică. Datorită acestui fapt, acum am tinitus permanent și a asculta muzică este mult mai puțin distractiv.

Detectoarele de fum nu sunt întotdeauna eficiente. Uneori, ele nu sună în timpul unui incendiu – și există diverse motive pentru care s-ar putea întâmpla asta. Din graficul de mai jos puteți observa că în peste jumătate dintre aceste cazuri de defecțiuni (58 la sută), fie fumul nu a ajuns la detector, fie detectorul nu se afla în locul în care a izbucnit incendiul. Bateriile lipsă sau defecte au explicat încă 20% din cazuri. Mesajul este clar: asigurați-vă că aveți o mulțime de detectoare de fum, nu doar unul, și verificați-le în mod regulat.

Diagramă circulară care arată principalele motive pentru defecțiunile detectorului de fum

Diagramă: De ce detectoarele de fum nu sună în timpul unui incendiu? Iată cele mai frecvente motive. Sursa: Ministerul de Interne al Guvernului Marii Britanii: Fișa tehnică Fire0704: Procentul de alarme de fum care nu au funcționat în incendiile de locuințe primare și incendii care au dus la victime în locuințe, după tipul de alarmă și motivul defecțiunii, septembrie 2019. „Alt act” include detectorul scos sau oprit. „Altele” include detectorul deteriorat de incendiu și explicații diverse care nu au fost luate în considerare altfel.

Care este cel mai bun, ionizarea sau optic?

Potrivit unui studiu detaliat al
Institutul Național de Standarde și Tehnologie din SUA: „Alarmele de tip ionizare au oferit un răspuns ceva mai bun la incendiile în flăcări decât alarmele fotoelectrice, iar alarmele fotoelectrice (optice) oferă (adesea) un răspuns considerabil mai rapid la incendiile mocnite decât alarmele de tip ionizare.” Detectoarele de fum sunt trivial de ieftine în comparație cu costul daunelor provocate de incendiu – iar viața, desigur, este neprețuită. Deși orice alarmă de fum este mai bună decât niciuna, potriviți ambii tipuri de detectoare, dacă este posibil.

Cât de eficiente sunt alarmele de fum?

Folosirea din ce în ce mai mare a alarmelor de fum este unul dintre motivele pentru care a existat o scădere lungă și constantă a deceselor provocate de incendii în ultimele patru decenii de când au devenit populare. In conformitate cu
Asociația națională de protecție împotriva incendiilor din SUA (NFPA), rata deceselor în caz de incendiu este de peste două ori mai mare în casele care nu au o alarmă de fum funcțională (fie nicio alarmă, fie una care nu funcționează corect). În incendiile în care a existat o alarmă de fum, dar nu a sunat, bateriile uzate sau lipsă au fost responsabile în 43% din cazuri. De aceea este atât de important să vă verificați alarma în mod regulat și să vă asigurați că funcționează!

Grafic care arată modul în care utilizarea crescută a alarmelor de fum se corelează cu o scădere dramatică a numărului de decese prin incendiu.

Grafic: Utilizarea în creștere a alarmelor de fum de la sfârșitul anilor 1970 încoace (linia roșie) a contribuit la o scădere semnificativă a numărului de decese prin incendiu (linia albastră), deși alți factori intră și ei în joc. Grafic realizat de explicitthatstuff.com folosind date din „Smoke Alarms in US Home Fires” de Marty Ahrens, NFPA, ianuarie 2019 și „Fire in the United States 2004–2013: 17th Edition”, US FEMA, martie 2016.

Cine a inventat detectoarele de fum?

Buna intrebare! Căutați online și veți afla rapid că alarmele de incendiu au fost inventate de fizicianul și matematicianul american Francis Robbins Upton în 1890, în timp ce primul detector de fum a fost inventat de George Andrew Darby în Anglia în 1902. O căutare mai detaliată vă va spune pe amândoi aceste „fapte” sunt greșite.

Potrivit bazei de date a Oficiului de brevete și mărci comerciale din SUA, Francis Upton și partenerul său Fernando Dibble au depus Brevetul SUA 436.961: Alarmă electrică de incendiu portabilă la 24 martie 1890, iar brevetul a fost acordat la 23 septembrie în același an. Dar aceasta nu a fost prima alarmă de incendiu, pentru că și USPTO are în evidență
Brevetul SUA 344.673: Alarma automată de incendiu și stingător de William Neracher din Cleveland, Ohio, depus la 8 septembrie 1885 și brevetat la 29 iunie 1886 — cu câțiva ani mai devreme decât cel al lui Upton și Dibble. Alarma lui Neracher este în întregime mecanică și funcționează destul de ca un sprinkler de incendiu modern.

Cel mai vechi detector de fum pe care l-am găsit în baza de date a Oficiului de brevete și mărci comerciale din SUA este acesta, brevetat de Oscar Freymann și Charles Tolman din Brooklyn, New York City, în decembrie 1901 (și ar putea fi chiar și mai vechi). În mod surprinzător, pentru începutul secolului al XX-lea, este un electric detector, dar nu folosește fotocelulă sau ionizare (acele tehnologii sunt mult mai recente).

Detector de fum timpuriu inventat de Freymann și Tolman în 1901.

Opera de artă: De la Brevet SUA 688404: Detector de fum de Oscar Freymann și Charles Tolman, Compania americană de echipamente, brevetat la 10 decembrie 1901, prin amabilitatea Oficiului de brevete și mărci comerciale din SUA, cu culori și numere noi adăugate pentru claritate.

În invenția lui Freymann și Tolman, dispozitivul de detectare este un fir împletit de mătase, păr de cal sau similar, care se fierbe în sifon timp de aproximativ 20 de minute, apoi se usucă și se întinde. Din motive pe care inventatorii nu au putut să le descopere, fibrele tratate în acest fel au funcționat ca un detector de fum foarte eficient: în prezența fumului, s-au desprins și s-au întins; când fumul a dispărut, s-au strâns din nou.

Ce se află în interiorul detectorului?

Odată ce Freymann și Tolman și-au descoperit fibra, a fost relativ simplu să construiești un detector de fum parțial electric și parțial mecanic în jurul acesteia:

  1. O lungime a fibrei magice (galben) este întinsă în jurul unei roți (roșie) în interiorul unui recipient metalic (gri) cu găuri în partea de jos prin care poate pătrunde fumul.
  2. Fibra este atașată de o pârghie pivotantă (albastru deschis), ținută în loc de un arc (violet).
  3. Pârghia albastră ține în loc o altă pârghie pivotantă (verde).
  4. Pârghia verde susține un contact electric (albastru închis) și îl menține mult deasupra unui al doilea contact identic.
  5. Cele două contacte se conectează la un sonerie alimentată de baterie sau la alt circuit de alarmă electric (nu este prezentat).

Cum functioneazã?

Când fumul intră în cameră prin orificiile din partea inferioară, face ca fibra (1) să se contracte. Acest lucru face ca pârghia albastru deschis (2) să se încline în jos, astfel încât pârghia verde (3) să se încline și în jos, permițând contactului electric superior (4) să atingă pe cel inferior. Acest lucru completează circuitul și declanșează alarma. Ingenios!

Detectoare de fum moderne

Este greu să atribui detectoare optice de fum unui singur inventator; destul de mulți oameni au dezvoltat detectoare de tip fotoelectric în timpul secolului al XX-lea – și veți găsi o mică selecție a brevetelor lor enumerate mai jos.

Detectoarele de fum cu ionizare, ieftine, alimentate de baterii, pe care majoritatea dintre noi le avem acasă sunt invenții mai recente, popularizate de Duane Pearsall în anii 1960 și 1970. Compania sa, Statitrol, era în curs de dezvoltare a unei mașini de neutralizare a electricității statice care funcționa prin detectarea fluxurilor de ioni. În timpul unui test de laborator, unul dintre ingineri s-a întâmplat să aprindă o țigară, iar fumul în derivă a declanșat mașina, ceea ce l-a determinat pe Pearsall să realizeze că poate detecta atât fumul, cât și ionii. Dându-și seama că avea un lucru bun, a proiectat un detector de ionizare ieftin, care s-a vândut sub numele de SmokeGard. Deși Pearsall a fost acordat Patent SUA D226539S: Detector de incendiu pentru proiecta (aspectul de bază) al detectorului său la 20 martie 1973, el nu a primit un brevet pentru mecanismul său de funcționare de bază.

Cel mai vechi brevet pentru un detector de ionizare modern și ieftin pare să fie
Brevet SUA 3767917: Senzor de alarmă de incendiu de tip ionizanteliberat inventatorilor elvețieni Thomas Lampart și Max Kuhn pe 23 octombrie 1973, pe care l-au brevetat anterior în Elveția la 23 iulie 1970. Inventatorii anteriori descriseseră modalități de detectare a fumului prin ionizare, inclusiv Robert Crawford, în Brevetul SUA 3271756: Metodă și aparat pentru detectarea unei stări periculoase (depus în 1960 și acordat în 1966), și fizicianul elvețian Walter Jaeger, în anii 1930.

Află mai multe

Pe acest site

Pe alte site-uri web

Pentru cititorii mai în vârstă

Pentru cititorii mai tineri

Articole de știri

Rapoarte

Brevete

Vă rugăm să NU copiați articolele noastre pe bloguri și alte site-uri web

Articolele de pe acest site web sunt înregistrate la Oficiul pentru Drepturi de Autor din SUA. Copierea sau utilizarea în alt mod a lucrărilor înregistrate fără permisiune, eliminarea acestei notificări sau a altor notificări privind drepturile de autor și/sau încălcarea drepturilor conexe vă poate face pasibil de sancțiuni civile sau penale severe.

Drepturi de autor pentru text © Chris Woodford 2007, 2020. Toate drepturile rezervate. Notă completă de copyright și termeni de utilizare.

Spune-le prietenilor tai

Dacă ți-a plăcut acest site, Vă rugăm să spuneți prietenilor tăi despre noi pe site-urile tale de socializare preferate.

Apăsați CTRL + D pentru a marca această pagină pentru mai târziu sau trimiteți prin e-mail linkul unui prieten.

Citați această pagină

Woodford, Chris. (2007/2023) Detectoare de fum. Preluat de la (Accesat (Inserați data aici))

Bibtex

@misc{woodford_smoke, autor = „Woodford, Chris”, title = „Detectoare de fum”, publisher = „Explicați aceste lucruri”, year = „2007”, url = „ urldate = „2023-03-19” }



Fie ca doriti un inginer sau un arhitect, echipa noastra oferă servicii profesionale de proiectare și asistență tehnică pentru construcții. Ne puteți contacta AICI și puteți descoperi mai multe despre constructii si stiinta   pe
blogul nostru!

Leave the first comment

Cuprins articol

Citeste si asta:

about me

Colegi ingineri si arhitecti din biroul utopian de arhitectura

Echipa Biroului nostru de Arhitectura UTOPIAN este specializată pe lucrări de industriale , proiecte de blocuri, hale metalice, etc…
Dar vom avea aici si un magazin de unde puteti să vă cumpărați proiecte de case cu toate specialitățile ( Arhitectură, Rezistantă, Drumuri, Instalații, Avize).
Dacă vă interesează ,nu ezitati sa completati formularul de pe pagina noastra de contact!

ing. Neagu Catalin

Cauta pe site

Ne găsesti pe internet!

Vrei noutati si reduceri ?

Aboneaza-te la newsletterul nostru ca sa fii informat cand oferim reduceri de pret!

Articole de citit

Category

tags

FiI primul ce află!

Oferim reduceri si noutăți pe site, așa că abonează-te ca să fii primul ce află de ele!

Nu mersi