Pontszerű érzékelők a tűzjelzőknél

Az optikai füstérzékelő, a hő-, az ionizációs-, a lángérzékelő, valamint az izolátor működését tisztázzuk.

Egy érzékelő attól pontszerű, hogy egy pontból kiindulva maga körül egy bizonyos sugarú körben érzékeli a tüzet. Egy általános példában elmondható, hogy egy füstérzékelő körülbelül 60 négyzetméter területre figyel. (Pontosabban lásd az Országos Tűzvédelmi Szabályzat 10. mellékletének 2. táblázatát.)

Optikai füstérzékelő

Elterjedtségét az olcsó elállítás, nagyfokú megbízhatóság és a sokféle tűztípus megfelelő időben történő érzékelése indokolja. Az optikai érzékelő füstkamrája a külső fénytől elzárt, de a szálló por és füstrészecskék által átjárható. Ebben az optikailag zárt térben egy irányított, többnyire impulzus üzemű fénysugarat bocsájt ki. Egy optikai érzékelő is el van helyezve a kamrában oly módon, hogy a kibocsájtott fénysugarak azt közvetlenül soha nem képesek elérni. De amint lebegő részecskék kerülnek a fény útjába, azok megtörik és szórják a kibocsájtott fénysugarat.

Ezt a szórt fényt már látja az optikai érzékelő és bizonyos mennyiség fölött tűzjelzést ad. Vagyis az optikai érzékelő valójában nem a füstöt, hanem az apró lebegő részecskéket érzékeli ami lehet ténylegesen füst de akár vízgőz vagy felvert por is.

Az érzékelő küldhet pontos szennyezettségi értéket a központnak ami alapján a központ dönt az előjelzésről, majd tűzjelzésről de maga az érzékelő is meghatározhatja ezt. Utóbbi esetben a központnak csak a nyugalom, előjelzés, tűzjelzés, hiba üzeneteket küldi.

Az optikai érzékelő minden esetben jól működik amikor a tűz vagy parázs jelentős füstkibocsájtással jár. Azonban nem működik megfelelő hatékonysággal olyan helyen ahol kevés vagy elhanyagolható a füst, például etanol égésekor. Ott sem célszerű használni ahol gyakori  a szennyező anyag, például konyhában a kicsapó gőz vagy egy malomban szálló gabonaliszt, melyek gyakran fognak téves jelzést generálni.

Ilyen helyiségekbe vagy nem optikai érzékelőt teszünk vagy úgynevezett kombinált érzékelőt helyezünk el.  Utóbbinál ugyan abban a tokozásban többféle érzékelő található és programozással dönthetünk a köztük lévő logikai kapcsolatról. Egy kombinált hő- és füstérzékelőt lehet úgy programozni, hogy bármely érzékelő jelzésére előjelzésbe kerüljön a központ, de a két érzékelő együttes jelzésére már tűzriasztást adjon.

A különféle tüzek füstrészecskéi más méretűek és színűek. A műanyagok égésekor például sűrű, fekete füst keletkezik, de a gyapjú égése sokkal világosabb füstöt eredményez. A sokféle füstrészecske máshogy reagál a füstkamrában őt érő fényre, máshogy veri vissza vagy nyeli azt el. Ezért az utóbbi időben több gyártó kísérletezik különböző hullámhosszú fényforrásokkal, van aki többfélét is elhelyez ugyanabban a füstkamrában. Ezáltal a tüzek valamivel korábban jelezhetőek.

Hőérzékelő

Kétféle típusa létezik, a hőmaximum és a hősebesség érzékelő.

A hőmaximum-érzékelő egy bizonyos hőmérséklet fölött ad jelzést, ez többnyire 58°C. De léteznek ennél alacsonyabb és magasabb hőfokon riasztó érzékelők is, a felhasználási környezet szabja meg mit választunk. Intelligens központokhoz készítenek bizonyos tartományban programozható érzékelőket is.

A hősebesség-érzékelő a hőmérséklet változását figyeli az idő függvényében. Ha a változás meghalad egy bizonyos gyári értéket (általában 9°C / perc vagy e fölött) akkor tűzjelzést ad.

Általában elmondható, hogy az optikai érzékelő a tűz korábbi stádiumában ad jelzést, mint a hőérzékelők.

Ionizációs érzékelő

Az ionizációs érzékelő kb. 37 kBq aktivitású ²⁴¹Am (Amerícium) izotópot tartalmaz (megközelítőleg 0,2-0,3 mikro grammot). Többnyire kétkamrás kivitelű. van egy nyitott kamrája ahová a füst be tud hatolni és van egy zárt ún. referenciakamrája. A radioaktív izotóp egy folyamatos ionizációs áramot hoz létre, ezt figyeli az érzékelő a nyitott és zárt kamrában. Amennyiben szennyező anyag jut a nyitott kamrába, az lecsökkenti ezt az ionizációs áramot, és a nyitott és zárt referenciakamra feszültségében különbség jelentkezik. Ez a feszültségkülönbség indukálja az elő- majd a tűzriasztást.

Az ionizációs érzékelők előnye a nagyfokú érzékenység és olcsó előállítás. Hátrányuk, hogy nem szétszedhetőek, ezáltal nagyon nehezen tisztíthatóak és a leselejtezett érzékelők megsemmisítése a sugárzó anyagok miatt nagyon költséges.

Az Amerícium könnyen formálható fehér fém, az atomreaktorok maghasadásának nagy mennyiségben termelődő mellékterméke. Valamennyi izotópja radioaktív, jelentős az alfa és gamma sugárzása is! Mesterséges hasadó anyag (a természetben nem megtalálható), kritikus töltete kb. 60kg.

Lángérzékelő

Lángérzékelőt általában ott használunk ahol a várható tűz már a kezdeti fázisban nagy lángfázissal indul. Ilyen lehet pl. egy turbina. A lángérzékelő egy optikai eszköz mely az UV és/vagy infravörös tartományban figyeli az elektromágneses jelek intenzitását, frekvenciáját és arányát. Amennyiben a tárolt mintákhoz hasonló képet érzékel, tűzjelzést ad. Elég drága de megbízható eszközök, kültérben is alkalmazhatóak. A különböző tüzek különböző hullámhosszúságú fényt bocsájtanak ki ezért a lángérzékelők érzékenysége szűkíthető a várható tűz paramétereihez, ezáltal csökkentve a téves jelzés kockázatát. Téves jelzés azonban itt is előfordulhat pl. hegesztési munkálat vagy villámlás miatt.

Létezik még egy fajta lángérzékelési megoldás, melyben CCTV (zártláncú videólánc) kamerákkal a füstöt észlelik. A számítógép a korábban készített, többnyire fekete-fehér képekkel hasonlítja össze a friss felvételeket, füstre utaló eltérés esetén riaszt. Ennek a megoldásnak előnye, hogy a lassan induló de füstképződéssel járó tüzek korai felderítését teszi lehetővé nyílt területen is.

Izolátor

Az izolátor nem érzékelő, de gyakorlatban a pontszerű érzékelők mellett használják. Vagy az érzékelőbe építik az izolátort (így akár valamennyi érzékelő lehet izolátoros) vagy egy izolátorral ellátott aljzatba szerelik az érzékelőt. Igényektől függően, de átlag minden huszadik érzékelőt látunk el izolátorral. Bizonyos esetekben (pl. többfunkciós eszköz) kötelező az izolátor használata.

A tűzjelző rendszereket mindig hurokba kötve építik ki, ez azt jelenti, hogy ha bárhol elszakad a kábel akkor a tűzjelző központ képes az összes érzékelővel tovább kommunikálni, mivel a hurok mindkét vége be van kötve a központba, és az ezen keresztül eléri az érzékelőket.

Akkor van probléma, ha rövidzárlat lesz a kábelen, ez esetben működésbe lép az izolátor. Érzékeli a rövidzárat és egyszerűen leválasztja a zárlatos kábelszakaszt. Így két izolátor ki tudja venni a közöttük lévő rövidzárat a hurokból, és a központ képes lesz kommunikálni a tűzjelző eszközökkel. Értelem szerűen a két izolátor közötti érzékelők nem fognak működni, de a tűzjelző rendszer többi része igen.