Thạc Sĩ Điều khiển các thiết bị báo cháy

Thiết Bị Báo Cháy Và Điều Khiển Tự Động
PHẦN I: GIỚI THIỆU CHUNG
CHƯƠNG I: SƠ LƯỢC VỀ HỆ THỐNG BÁO CHÁY VÀ ĐIỀU KHIỂN
A. HỆ THỐNG BÁO CHÁY:
I. CÁCH NHẬN BIẾT VÀ BÁO CHÁY:
Khi một đám cháy xảy ra, ở những vùng cháy thường có những dấu hiệu
sau:

Lửa, khói, vật liệu chỗ cháy bị phá hủy.

Nhiệt độ vùng cháy tăng lên cao.

Không khí bị Oxy hóa mạnh.

Có mùi cháy, mùi khét.
Để đề phòng cháy chúng ta có thể dựa vào những dấu hiệu trên để đặt các
hệ thống cảm biến làm các thiết bị báo cháy. Kịp thời khống chế đám cháy ở giai
đoạn đầu.
Thiết bị báo cháy điện tử giúp chúng ta liên tục theo dõi để hạn chế các vụ
cháy tai hại, tăng cường độ an toàn, bình yên cho mọi người.
II. CÁC BỘ PHẬN CHÍNH:
1. Cảm biến:
Cảm biến là bộ phận hết sức quan trọng, nó quyết định độ nhạy và sự chính
xác của hệ thống.
Cảm biến hoạt động dựa vào các đặt tính vật lý của vật liệu cấu tạo nên
chúng. Cảm biến được dùng để chuyển đổi các tín hiệu vậy lý sang tín hiệu điện.
Các đặc tính của cảm biến: độ nhạy, độ ổn định, độ tuyến tính. http://codientu. org
Thiết Bị Báo Cháy Và Điều Khiển Tự Động
a. Cảm biến nhiệt:
Là loại cảm biến dùng để chuyển tín hiệu vật lý (nhiệt độ) thành tín hiệu
điện, đây là loại cảm biến có độ nhạy tương đối cao và tuyến tính. Nguyên tắc làm
việc của nó là dòng điện hay điện áp thay đổi khi nhiệt độ tại nơi đặt nó thay đổi.
Tuy nhiên nó cũng dễ báo động nhầm khi nguồn điện bên ngoài tác động không
theo ý muốn.
Các loại cảm biến nhiệt:
IC cảm biến:
Là loại cảm biến bán dẫn được chế tạo thành các IC chuyên dụng với độ
nhạy cao, điện áp ra thay đổi tỉ lệ thuận với nhiệt độ, một số loại IC được bán bên
ngoài thị trường là: LM355, LM334,
Thermistor:
Thermistor là loại điện trở có độ nhạy nhiệt rất cao nhưng không tuyến tính
và với hệ số nhiệt âm. Điện trở giảm phi tuyến với sự tăng của nhiệt độ. Vì bản
thân là điện trở nên trong quá trình hoạt động Thermistor tạo ra nhiệt độ vì vậy gây
sai số lớn.
Thermo Couples:
Thermo Couple biến đổi đại lượng nhiệt độ thành dòng điện hay điện áp DC
nhỏ. Nó gồm hai dây kim loại khác nhau nối với nhau tại hai mối nối. Khi các dây
nối đặc ở các vị trí khác nhau, trong dây xuất hiện suất điện động. Suất điện động tỉ
lệ thuận với sự chênh lệnh nhiệt độ giữa hai mối nối. Thermo couple có hệ số nhiệt
dương.
b. Cảm biến lửa:
Khi lửa cháy thì phát ra ánh sáng hồng ngoại, do đó ta sử dụng các linh kiện
phát hiện tia hồng ngoại để phát hiện lửa. Nguyên lý hoạt động là điện trở của các
linh kiện thu sóng hồng ngoại tăng, nó chuyển tín hiệu ánh sáng thu được thành tín
hiệu điện để báo động. Loại này rất nhạy đối với lửa. Tuy nhiên cũng dễ báo động
nhầm nếu ta để cảm biến ngoài trời hoặc gần ánh sáng bóng đèn tròn.
c. Cảm biến khói:
Thường cảm biến khói là bộ phân riêng biệt chạy bằng PIN được thiết kế để
lắp đặt trên trần nhà, trên tường. Ngoài yêu cầu kỹ thuật (chính xác, an toàn) còn
đòi hỏi phải đảm bảo về mặt thẩm mỹ. Có hai cách cơ bản để thiết kế bộ cảm biến
khói. http://codientu. org
Thiết Bị Báo Cháy Và Điều Khiển Tự Động
Cách thứ nhất sử dụng nguyên tắc Ion hóa. Người ta sử dụng một lượng nhỏ
chất phóng xạ để Ion hóa trong bộ cảm biến. Không khí bị Ion hóa sẽ dẫn điện và
tạo thành một dòng điện chạy giữa chạy giữa hai cực đã đợc nạp điện. Khi các phần
tử khói lọt vào khu vực cảm nhận được Ion hóa sẽ làm tăng điện trở trong buồng
cảm nhận và làm giảm luồng điện giữa hai cực. Khi luồng điện giảm xuống tới một
giá trị nào đó thì bộ cảm biến sẽ phát hiện và phát tín hiệu báo động.
Cách thứ hai sử dụng các linh kiện thu phát quang. Người ta dùng linh kiện
phát quang (Led, Led hồng ngoại ) chiếu một tia ánh sáng qua vùng bảo vệ vào
một linh kiện thu quang (photo diode, photo transistor, quang trở ). Khi có cháy,
khói đi ngang qua vùng bảo vệ sẽ che chắn hoặc làm giảm cường độ ánh sáng chiếu
vào linh kiện thu. Khi cường độ giảm xuống tới một giá trị nào đó thì bộ cảm biến
sẽ phát hiện và phát tín hiệu báo động.
Trong hai cách này thì phương pháp thứ nhất nhạy hơn và hiệu quả hơn
phương pháp thứ hai, nhưng khó thực thi, khó lắp đặt. Còn cách thứ hai tuy ít nhạy
hơn nhưng linh kiện dễ kiếm và dễ thực thi cũng như dễ lắp đặt.
Một nhược điểm của các loại cảm biến này là: mạch báo động có thể sai
nếu vùng bảo vệ bị xâm nhập bởi các lớp bụi
d. Một số loại cảm biến quang:
Cảm biến quang có thể hoạt động với ánh sáng thấy được hoặc ánh sáng
hồng ngoại, tử ngoại
- Quang trở:
Quang trở còn có tên gọi khác là vật dẫn quang (photo con) là linh kiện thụ
động được tạo ra từ vật liệu bán dẫn mà bề mặt của nó được phơi sáng và điện trở
của nó giãm khi tăng cường độ ánh sáng. Trong quang trở các điện tử tự do được tạo
bằng năng lượng ánh sáng, cường độ ánh sáng càng lớn thì số lượng điện tử tự do
càng lớn. Loại cảm biến này phi tuyến và có độ trể, do đó ít được dùng.
Đặc tuyến của một loại quang trở thông dụng: