كيف يعمل جهاز إنذار الدخان

2024 مؤلف: Sherilyn Boyd | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-16 09:38

في جوهرها ، أجهزة إنذار الدخان هي أجهزة بسيطة للغاية تحتاج إلى وظيفتين فقط: طريقة للكشف عن الدخان وطريقة تنبيه الناس إلى المشكلة. من التكنولوجيا الجديدة التي تشمل أشعة الليزر إلى تكنولوجيا العالم القديم التي تعتمد على فرد وحيد يجلس في برج على جانب جبل في انتظار رؤية الدخان ، كل ذلك يفعل الشيء نفسه بطرق مختلفة. اثنين من أجهزة إنذار الدخان الأكثر شيوعا (أساسا لأنها غير مكلفة) وأجهزة الإنذار الكهروضوئية وكاشف التأين. الفرق بين الاثنين يكمن في كيفية اكتشاف جزيئات الدخان. تبعاً لظروف الحريق ، يكون النوع الأول عادة أفضل من الآخر. توجد أنواع أخرى كثيرة من أجهزة الكشف التي تكون أكثر تكلفة وغالباً ما تكون محددة للحالة (مثل الحاجة إلى حماية المستندات المصنفة أو خوادم الكمبيوتر). هذه تميل إلى أن تكون أكثر حساسية وتسمح للعديد من المستويات المختلفة للكشف والإنذار. وأكثرها شيوعًا هو كاشفات الشفط.

تستخدم أجهزة الكشف الكهروضوئي شعاعًا من الضوء يتم إرساله من الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) الذي يتم اكتشافه بواسطة خلية ضوئية. هناك سوء فهم شائع بأن الخلية الضوئية تستقبل الضوء في جميع الأوقات من الصمام ، وعندما يحدث الدخان في الطريق ، يتم تشغيل الإنذار (على غرار الطريقة التي يعمل بها إنذار الباب في المتاجر الصغيرة). هذا الاعتقاد الخاطئ يتجاهل مشكلة صارخة. سوف يتطلب ذلك كمية كبيرة من الدخان لمنع الضوء من الكهروضوئية ، مما يجعلها غير حساسة للغاية. قد يكون الشخص ميتًا بسبب استنشاق الدخان بفترة طويلة قبل أن ينفجر الكاشف. على الأقل سيتم تنبيه الجيران إلى حقيقة أن جثة على وشك أن تحترق! (حرق جثث حرّة لك تريد أن تكون مقتصداً ، حتى في الموت!)

ما يحدث بالفعل في أجهزة الإنذار بالحريق الكهروضوئي هو الصمام يرسل شعاع من الضوء ، عادة أسفل غرفة على شكل حرف T. يجلس في الجزء السفلي من T هو الكهروضوئية. عندما يدخل الدخان إلى الغرفة ، يتناثر بعض الضوء بواسطة الجسيمات ، مع إرسال بعض الأشعة إلى الكهروضوئية. عندما تكتشف هذه الخلية الضوئية الضوء ، فإنها تولد تيارًا كهربائيًا يؤدي إلى إطلاق الإنذار عند عتبة معينة. بمجرد توقف هذا التيار (يتم مسح الدخان) سوف يتوقف التنبيه. تعتبر أجهزة الكشف الكهروضوئي أفضل في الكشف عن الحرائق البطيئة المشتعلة ، وبالتالي الدخان عمومًا.

تستخدم كاشفات التأين الإشعاع المؤين من مادة تعرف باسم أميريوم-241. الإشعاع المؤين هو ببساطة إشعاع من المواد التي يمكن أن تحرر الإلكترونات من ذرة أو جزيء ، النتيجة الصافية هي أيونات لها شحنة كهربائية محددة إما إيجابية أو سلبية. تستخدم أجهزة الكشف كمية صغيرة من Americium-241 الواردة في حجرة صغيرة. تتكون هذه القاعة من صفحتين معدنيتين متقابلتين متشابهتين تبقى بينهما مسافة صغيرة. عندما تتفاعل الجسيمات (جسيمات ألفا) مع الهواء في الغرفة ، فإنها تنتج أيونات. تجذب اللوحة المشحونة إيجابيا الأيونات السالبة ، واللوحة المشحونة سلبًا تجذب الأيونات الموجبة. هذا النظام يخلق تيار كهربائي صغير. عندما يدخل الدخان إلى الغرفة ، تعلق الجسيمات نفسها بالأيونات المشحونة وتستعيدها إلى حالة كهربائية محايدة. هذا يعطل التيار الكهربائي ويتم تشغيل إنذار. يمكن للهواء الساخن أيضًا تغيير المعدل الذي يحدث به التأين داخل الحجرة وهذا سيؤدي أيضًا إلى إطلاق الإنذار. وكاشفات التأين هي أكثر شيوعا من أجهزة الكشف الكهروضوئية لأنها أقل تكلفة وأفضل في اكتشاف كميات صغيرة من الدخان تأتي من الحرائق المشتعلة السريعة.

إذا كنت قلقًا بشأن وجود "إشعاع نووي" في منزلك ، فلا تقلق. إن كمية الإشعاع الصغيرة الموجودة في المكشاف غير ضارة عمليًا ، وهي في الغالب أشعة ألفا. هذا النوع لا يمكن حتى اختراق قطعة من الورق ويتم حظره من قبل عدة سنتيمترات من الهواء. الخطر الوحيد يأتي من إذا استنشقت الجسيمات. لذا لا تفرق بين غرفة التأين وتثير الهواء فيها لمحاولة تطوير قوى خارقة. ضرر أنسجة الرئة ، وزيادة خطر الاصابة بسرطان الرئة ، وغيرها من المشاكل الصحية قد لا تكون القوة العظمى التي كنت تأمل. بالإضافة إلى اسم خارق "Wheezy" لن يغرس الخوف على قلوب الأشرار حول العالم.

وقد أدت نقاط القوة المختلفة لهذين النوعين الأساسيين من أجهزة الاستشعار إلى إنشاء أجهزة الكشف التي تستخدم كلا النوعين من الأنظمة. وهذا يسمح بالكشف السريع عن الحرائق الصغيرة المشتعلة ، والحرائق السريعة الحركة.

تستخدم أجهزة الكشف عن الدخان الأقل استخدامًا مروحةً لجذب الهواء من البيئة المحيطة ؛ بعد ذلك ، يتم استخدام نظام لترشيح واستشعار وتحليل عينة الهواء. بالاعتماد على البيئة التي تحتاج إلى الحماية ، يمكن أن يكون هذا النظام حساسًا (قد يصل إلى 1000 ضعف جهاز الكشف الكهروضوئي القياسي أو كاشف التأين) أو يكون متقدمًا كما تتطلب الحالة. إذا اكتشف النظام أي نوع من البيئة السلبية ، مثل كميات صغيرة جدًا من الدخان ، أو تغيرات طفيفة في درجة الحرارة ، أو ضوء وميض (من شعلة) ، يمكن أن يخطر الموظفون المناسبون بطرق عديدة ومختلفة. يمكن أن تؤدي مستويات متعددة من التحذير إلى استجابات مختلفة بناءً على مرحلة الحريق ، من مجرد إعلام الموظفين عن مشكلة معلقة بالتواصل مع لوحة تحكم إنذار الحريق لضبط تكييف الهواء أو إطلاق أنواع مختلفة من عوامل إخماد الحريق ، أو كل ما سبق.لذلك إذا كنت بحاجة إلى حماية مجموعتك الكاملة من مجلات Playboy ، فقد ترغب في إنفاق الأموال الإضافية وشراء أحد هذه الأنظمة. لا أحد يرغب في إصدارها في ديسمبر 1953 ، الذي تتميز به السيدة مونرو الجميلة ، ليكون الشيء الذي يخلق دخانًا لجزء من كاشف كهروضوئي!

حقائق المكافأة:

• واحدة من الطرق الأكثر شيوعا لجعل جهاز الاستشعار التأين هو تضمين americium-241 في رقائق الذهب عن طريق المتداول سبائك أكسيد الأمريسيوم داخل احباط. هذه المصفوفة بسماكة 1 ميكرومتر تقريبًا (ستحتاج 1 مليون منها مكدسة معاً للحصول على ما يزيد عن 3 أقدام) وهي محصورة بين دعامة فضية أكثر سمكًا وصفحة معدنية بيضاء سميكة سميكة 2 ميكرون. هذه السندويتش سميكة بما يكفي للاحتفاظ بالمواد المشعة مع السماح لجسيمات ألفا بالمرور خلالها.
• أميريسيوم-241 هو معدن من صنع الإنسان اكتشفه جلين سيبورج في عام 1944. ويتم إنتاجه عندما تمتص ذرات البلوتونيوم النيوترونات في المفاعلات النووية. لديها نصف عمر 432 سنة.
• تم إنشاء نظام الكشف الأول الذي لديه القدرة على استشعار الدخان بواسطة Greinacher من Berne في عام 1922. تم الحصول على أول قائمة مختبرات Underwriters لجهاز كشف الدخان من قبل Walter Kidde في عام 1929 وكان يستخدم لإطلاق نظام CO2 الكلي للفيضانات لاستخدامات السفن.
• تم اكتشاف أول غرفة تأين لأغراض الكشف عن الدخان عن غير قصد من قبل والتر جايجر في الثلاثينيات أثناء محاولته تطوير كاشف غاز سام. في أوائل الأربعينيات من القرن الماضي ، اجتمع جايجر وميلي وأنتجوا أول إضافة لكاشف التأين الذي نستخدمه اليوم. استخدمت هذه المحاولة الأولى إمدادات طاقة هائلة وتحتاج إلى نظام 220 فولت. لم يكن الأمر كذلك حتى فترة الستينيات من القرن الماضي ، حيث تم استخدام Americium-241 ، الأمر الذي يتطلب جهدًا أقل بكثير. في عام 1964 ، كان أول تنبيه قادرًا على تطوير جهاز كشف التأين 24 فولت. لم يكن الاستخدام الواسع النطاق لكاشفات الدخان في المنازل ممكنا حتى عام بعد ذلك عندما أنشأ دوان بيرسال وستانلي بيترسون كاشف كهروضوئي يعمل بمحطة واحدة وكان يعمل ببطارية.
• 96٪ من جميع المنازل في الولايات المتحدة بها جهاز إنذار دخان واحد على الأقل ؛ 75٪ لديهم واحد يعمل بالفعل.
• كان حوالي 66 ٪ من الوفيات الناجمة عن حرائق المنازل نتيجة للبيوت التي ليس لديها كاشف للدخان. عادة ما تكون أجهزة إنذار الدخان التي تفشل نتيجة لبطاريات منفصلة أو ميتة ، حيث تشتمل الأخيرة على 25٪ من جميع حالات فشل إنذار الدخان.
• توصي NFPA بتفحص كاشف الدخان وتغيير البطاريات مرتين في السنة. بالنسبة لأولئك الذين يعيشون في المناطق التي توفر وقت ضوء النهار ، فمن المستحسن أن تفعل هذا عند تغيير ساعات العمل الخاصة بك.