Abstrakt
Cel: Punktowe optyczne czujki dymu, jak wiadomo, mają wiele istotnych wad. Główne z nich to: 1) zależność czułości od średnich rozmiarów cząsteczek różnorodnych dymów i kierunku rejestrowania promieniowania, rozproszonego przez dane cząsteczki; 2) zależność czasu reakcji od prędkości strumieni konwekcyjnych powietrza i właściwości konstrukcyjnych komory dymowej czujki. Wymienione niedoskonałości nie dotyczą liniowych optycznych czujek dymu, których reakcja na rozgorzenie pożaru polega na kontroli intensywności przechodzącego (nierozproszonego) przez dym promieniowania. Celem pracy jest udoskonalenie optycznego schematu laserowej punktowej czujki dymu, pozwalającego na jednoczesne zastosowanie tradycyjnej metody wykrywania pożaru charakterystycznej dla czujek tego typu (stopień intensywności promieniowania rozproszonego przez cząsteczki dymu) oraz metody stosowanej w liniowych czujkach dymu.
Projekt i metody: Aby zrealizować ten cel, wykorzystano metodę matematycznego i eksperymentalnego modelowania procesu przenoszenia i rejestrowania wiązek świetlnych poprzez optycznie niejednorodne środowisko typu aerozol dymowy.
Wyniki: Przygotowano model punktowej dwukanałowej laserowej czujki dymu, na którym przeprowadzono badanie jej skuteczności. Podstawową badaną cechą modelu czujki była jej czułość progowa. Badania prowadzono w dymowej komorze przepływowej o rozmiarach poprzecznych 500 x 500 mm2. Optyczna gęstość dymu w komorze była kontrolowana przez blok kontroli zadymienia. Do wytworzenia dymu zastosowano trociny. Najmniejsza średnia wartość jednostkowej optycznej gęstości dymu w komorze badawczej, przy której odnotowano stabilne odchylenie wartości sygnałów mierzonych w obu kanałach modelu czujki od ich średnich wartości przy braku dymu, wyniosła 0,11 dB/m. Przy tym optyczna gęstość dymu mierzona w kanale rejestrowania rozproszonego promieniowania modelu czujki wyniosła 0,065 dB/m.
Wnioski: Wyniki badania czułości udoskonalonego modelu laserowej dymowej czujki świadczą o możliwości poprawienia jej niezawodności poprzez zwiększenie udziału rejestrowanego promieniowania rozproszonego na małe kąty. Specjalna struktura wiązki świetlnej w czujce pozwala na sformułowanie skutecznego algorytmu przetwarzania rejestrowanych sygnałów w celu poprawy odporności czujki na zakłócenia.
Słowa kluczowe: punktowa czujka dymu, liniowa czujka dymu, źródło laserowe, dym, czułość, skupianie promieniowania
Typ artykułu: oryginalny artykuł naukowy