Guida alla scelta del rilevatore di fiamma: UV, E, UV/IR e IR3

La selezione del rilevatore di fiamma si riduce a quattro variabili: il tipo di fuoco, l’interferenza ambientale nella zona, la copertura richiesta, e la valutazione dell'esplosione richiesta dalla posizione. Elabora questi quattro e la tecnologia dei sensori si riprenderà da sola. Questa guida fa esattamente questo, nell'ordine di cui ha bisogno un progetto reale.

UV. E. UV/IR. IR3. Quattro famiglie di sensori, un lavoro, e le differenze tra loro contano più di quanto ammetta la maggior parte delle schede tecniche.

La guida spiega come funzionano i rilevatori di fiamma, confronta le quattro tecnologie dei sensori, affronta direttamente il problema dei falsi allarmi, e cammina attraverso il montaggio, copertura, e certificazione. Ogni sezione termina dove inizia la successiva decisione di acquisto.

Cosa fa un rilevatore di fiamma

Come i rilevatori di fiamma rilevano il fuoco

Un rilevatore di fiamma monitora la firma elettromagnetica di un incendio. Le fiamme emettono in bande caratteristiche, ultravioletto intorno 185 A 260 nm e infrarossi nel 4.3 banda di emissione di anidride carbonica µm, e un rilevatore sintonizzato su quelle bande segnala un incendio crescente in pochi secondi, ben prima che un dispositivo termico o un rilevatore di fumo rispondano.

Il nucleo della fisica è lo sfarfallio. Una vera fiamma pulsa ad una frequenza caratteristica, e i rilevatori moderni utilizzano questa caratteristica di sfarfallio per separare il fuoco da fonti infrarosse costanti come riscaldatori e tubazioni calde. Radiazione statica, non importa quanto brillante, non supera il test dello sfarfallio.

Rilevatori di fiamma e rilevatori di fumo

I rilevatori di fumo proteggono le persone. I rilevatori di fiamma proteggono risorse e processi. Un rilevatore di fumo ha bisogno dei prodotti della combustione per raggiungerlo, che richiede tempo e richiede che il fumo viaggi. Un rilevatore di fiamma rileva l'incendio alla fonte, attraverso un'area aperta, e continua a lavorare all'aperto e in spazi ad alto flusso d'aria dove il fumo non si accumula mai.

I due si completano a vicenda. Il rilevamento della fiamma copre l'area del processo; il rilevamento del fumo copre l'involucro dell'edificio. Una struttura che esegue processi pericolosi in genere necessita di entrambi, e i documenti di progettazione dovrebbero indicare quale zona possiede ciascun dispositivo.

Quattro tecnologie di sensori a confronto

UV (Ultravioletto)

I sensori UV osservano il 185 A 260 banda nm, che la luce del sole arriva a malapena, quindi le unità UV sono intrinsecamente resistenti ai falsi allarmi solari. La risposta è veloce. Il punto debole è che i raggi UV vengono assorbiti dal fumo, nebbia, e nebbia d'olio, e la saldatura ad arco è una classica fonte di fastidio. Un rilevatore UV montato in un'area di saldatura è un rilevatore che non resta silenzioso.

E (Infrarossi)

I sensori IR funzionano nell'infrarosso, tipicamente intorno al 4.3 Banda µm dove l'anidride carbonica derivante dalla combustione emette fortemente. Vedono attraverso il fumo e una certa foschia che acceca i raggi UV, e tollerano meglio le ottiche sporche. Il classico fallimento è il sole stesso, che irradia fortemente nell'infrarosso; Le unità solo IR dipendono dalla logica di discriminazione per evitare fastidiosi interventi solari.

Combinazione UV/IR

Un rilevatore di fiamma UV IR richiede entrambi i segnali prima di attivare l'allarme, che sopprime la maggior parte dei falsi allarmi provenienti da un'unica fonte. Un arco di saldatura o una superficie calda producono da soli un solo segnale e vengono ignorati. Il compromesso è il requisito di una linea di vista verso entrambe le segnature e una risposta leggermente ridotta ad alcuni scenari di incendio. IL GSS800B è l’unità a doppio spettro UV/IR di Otywell: 6-seconda risposta, angolo di visione fino a 120 gradi, antideflagrante Ex d IIC T6 Gb con protezione IP66, Uscita RS485, Alimentazione 24 V CC, montaggio a parete o a soffitto, circa un chilogrammo. È la raccomandazione standard per le aree di processo coperte in cui la saldatura è controllata e l'interferenza solare è reale.

IR3 multispettro

Le unità IR3 utilizzano tre canali a infrarossi e confrontano i rapporti e i modelli di sfarfallio su tutti e tre, che garantisce la massima reiezione alle interferenze solari e delle fonti di calore mantenendo la sensibilità alle fiamme reali. Sono la scelta predefinita per le aree esterne ad alto rischio come i serbatoi, rastrelliere di carico, e deposito GPL. IL S600-ExIR3 è l'unità antideflagrante triplo IR della gamma, con canali di rilevamento a 4.4, 5.0, E 3.8 µm, una risposta di 6 secondi, un angolo di visione fino a 110 gradi, Ex e IIC T6 Gb e IP66, RS485 più uscita relè, e installazione a parete o soffitto.

Falsi allarmi: Il vero costo di sbagliare

Quali sono le cause dei falsi allarmi

Gli archi di saldatura sono la principale fonte di fastidio negli ambienti chiusi. All'esterno la luce del sole si riflette sulle attrezzature in movimento, e in alcuni impianti una linea di processo che scorre calda attraversa il campo visivo del rilevatore. Un fulmine ha fatto scattare più di una testina UV. Ogni tecnologia rifiuta parte di questa lista e si lascia ingannare dal resto, quindi un controllo di ciò che effettivamente si trova nella stanza di solito decide il sensore prima che lo faccia qualsiasi scheda tecnica.

Sole. Saldatura. Riscaldatori. Qualunque cosa la stanza lancia all'ottica, prende il sensore, e un sopralluogo risolve più argomenti di una scheda tecnica.

Il costo di un falso allarme

Un falso allarme in un impianto chimico non è mai solo un segnale acustico. Il sistema di soppressione scarica, o peggio, l'impianto va in arresto di emergenza totale, e la produzione si ferma mentre una squadra di ingegneri capisce se qualcosa sta effettivamente bruciando. Una struttura ha installato testine solo IR in una sala di processo con due riscaldatori soprastanti all'interno del campo visivo. Il primo allarme è arrivato nel giro di una settimana. Il secondo è arrivato un'ora dopo il riavvio. Ogni evento è costato alla struttura la maggior parte di una giornata di produzione, che è un modo rapido per un progetto di rilevamento di mettere in discussione per iscritto il suo budget.

La correzione ha richiesto due giorni: puntare nuovamente le teste, passare a UV/IR, Fatto. Il riscaldatore ha smesso di rappresentare un problema perché UV/IR necessita di due segnali e un riscaldatore ne produce solo uno. Niente di tutto ciò rende l’IR una cattiva tecnologia. Era la stanza sbagliata, e una verifica del sito costa meno di un intervento di soppressione.

Montaggio e copertura

Linea di vista e angolo di visione

La linea di vista è l'intero gioco. Un rilevatore di fiamma vede ciò che vede, e tubazioni, gonne delle navi, e l'acciaio strutturale mangiano tranquillamente la copertura che la scheda tecnica dice che è lì. L'angolo di visione taglia dall'altra parte: 90 gradi copre una piccola stanza, 120 gradi ne copre uno più grande, e nessuna delle due cifre significa molto finché i calcoli di copertura non vengono eseguiti in tre dimensioni, perché la geometria della pianta mente.

Altezza e distanza di montaggio

La maggior parte degli integratori progetta contro NFPA 72, e le sue regole sul posizionamento, spaziatura, e il tempo di risposta si estende al rilevamento della fiamma anche se il codice è stato scritto pensando ai dispositivi antifumo. Il compromesso di montaggio è abbastanza semplice: montatura più alta, cono più ampio, percorso più lungo verso il pavimento. E l'intervallo nominale sulla scheda tecnica presuppone una finestra pulita, che è un'ipotesi che vale la pena verificare due volte.

Il tempo di risposta viene considerato un ripensamento fino alla messa in servizio, quando i numeri si rifiutano di allinearsi. Un rilevatore puntato su una parete di tubazioni non rispetterà il tempo di rilevamento riportato sulla scheda di progettazione, e niente di ciò migliora puntandolo più forte.

Pianificazione del campo visivo

La pianificazione pratica del campo visivo è un esercizio di disegno: busta di pericolo sul piano, ombre di ostruzione segnate, rilevatori posizionati in modo che ogni superficie ad alto rischio sia vista da almeno una testa, idealmente due. La ridondanza in fase di progettazione è quasi gratuita. La ridondanza dopo la messa in servizio prevede una chiamata alla gru e una finestra di arresto. E la pulizia dell'ottica deve rientrare nel programma di manutenzione fin dall'inizio, perché una finestra rivestita è un rilevatore che non vede nulla.

Valutazioni e certificazioni antideflagranti

Ex d contro Ex ia

L'hardware del rilevatore di fiamma è disponibile in due versioni di protezione. Ex d è ignifugo: l'involucro è costruito per contenere un'esplosione interna in modo che nulla si propaghi nell'atmosfera esterna. Ex ia prende la strada opposta, limitando l'energia nel circuito in modo che l'accensione non sia mai possibile. Entrambi sono certificati, funzionano entrambi, e quello giusto dipende dalla zona e da come è cablato il sito.

In pratica, rilevatori di fiamma in zona 1 le aree di processo diventano ignifughe nella maggior parte dei casi. L'ottica, il sensore, e il riscaldatore nella testa assorbe più energia di quella che un circuito a sicurezza intrinseca è disposto a fornire, e l'alloggiamento è comunque abbastanza grande da reggere il peso.

Lettura del certificato

I certificati sono il luogo in cui risiedono le vere specifiche. Il documento elenca il gruppo di apparecchiature, il gruppo gas o polveri, la classe di temperatura, e le zone per le quali l'unità è effettivamente omologata, e ogni elemento pubblicitario deve essere in linea con la classificazione del sito. Negli Stati Uniti, OSHA 1910.307 è il riferimento per pericoloso (classificato) luoghi e cosa “approvato per la posizione” significa. Abbina tali elementi pubblicitari alla zona prima che l'ordine di acquisto venga emesso, perché dopo la consegna è troppo tardi per discutere.

IECEx e approvazioni internazionali

A livello internazionale, IL IECEx lo schema è quello da cercare: certificazione per atmosfere esplosive riconosciuta oltre confine, e ogni certificato si trova in un database online pubblico dove può essere controllato in circa un minuto. Per apparecchiature che devono spostarsi tra regioni, L'approvazione IECEx o ATEX supera gli uffici doganali e le revisioni HSE dei clienti a cui si blocca un certificato solo locale.

Casi speciali: Fiamme di idrogeno e rilevamento basato su immagini

Rilevamento di fiamme di idrogeno invisibili

L'idrogeno è il caso speciale che mantiene onesti gli ingegneri del rilevamento. La fiamma è quasi invisibile alla luce del giorno, perché la combustione dell'idrogeno emette principalmente nelle bande dell'ultravioletto e dell'infrarosso del vapore acqueo. Le testine UV e UV/IR li rilevano, ecco perché rappresentano la risposta standard per le sale elettrolizzatori, stazioni di rifornimento di idrogeno, e locali batterie dove il gas può accumularsi. Un'unità IR3 convenzionale controlla il 4.3 banda µm di anidride carbonica, che l'idrogeno tocca appena, quindi un impianto di idrogeno che si appoggia all’IR3 scommette su una fisica che non c’è.

Rivelatori di fiamma basati su immagini

Il rilevamento basato su immagini è il nuovo arrivato che si guadagna terreno nei grandi spazi. Una telecamera a luce visibile o IR esegue algoritmi di analisi della fiamma in movimento, forma, sfarfallio, e la firma spettrale di ciò che vede, e in alcuni modelli l'unità segnala dove si trova l'incendio nell'inquadratura. Una telecamera può sostituire più rilevatori puntiformi in un grande capannone aperto, e gli impianti che già eseguono la videosorveglianza ottengono questa funzionalità quasi gratuitamente. Otywell Rivelatore di fiamma di tipo immagine è l'opzione fotocamera della gamma, destinati ai magazzini, sale turbine, e deposito esterno coperto.

Domande frequenti sui rilevatori di fiamma

Qual è la differenza tra UV, E, Rivelatori di fiamma UV/IR e IR3?

I rilevatori UV osservano la banda ultravioletta e rispondono rapidamente ma possono essere accecati dal fumo e inciampare durante la saldatura. I rilevatori IR osservano la banda infrarossa della CO2 e vedono attraverso il fumo ma hanno difficoltà con la radiazione solare. Le unità UV/IR richiedono entrambi i segnali, rifiutando la maggior parte dei falsi allarmi provenienti da un'unica fonte. Le unità IR3 confrontano tre canali a infrarossi e offrono la più efficace reiezione dei falsi allarmi esterni. Il compromesso tra tutti e quattro è la sensibilità rispetto all'immunità alle interferenze.

È possibile utilizzare un rilevatore di fiamma all'aperto?

SÌ, con la giusta tecnologia e classificazione meteorologica. Le unità IR3 e UV/IR sono le scelte da esterno perché la loro logica multi-segnale respinge la radiazione solare. La valutazione dell'alloggiamento conta tanto quanto il sensore: IP66 o superiore impedisce la pioggia, polvere, e lavaggi, e le unità esterne devono essere controllate per individuare eventuali accumuli di ghiaccio o rivestimento sulla finestra durante la regolare manutenzione.

Qual è il tempo di risposta di un rilevatore di fiamma?

I tempi di risposta nominali per i rilevatori di fiamma sono generalmente compresi tra uno e dieci secondi, a seconda della tecnologia e del tipo di incendio. GSS800B e S600-ExIR3 di Otywell hanno entrambi una durata nominale di sei secondi. Il tempo di risposta indicato sulla scheda tecnica presuppone una finestra pulita e un incendio all'interno dell'angolo di visione nominale; entrambe le condizioni sono responsabilità di installazione e manutenzione.

Come si possono prevenire i falsi allarmi su un sistema di rivelazione fiamma?

Verificare le fonti di interferenza prima di selezionare il sensore, poi di nuovo prima di puntarlo. Le aree di saldatura puntano verso IR3 o UV/IR anziché UV o IR nudi. Mantieni i riscaldatori, scarichi, e i riflessi della luce solare fuori dal campo visivo, e programmare la pulizia dell'ottica in modo reale. Un rilevatore multispettro puntato correttamente avrà prestazioni migliori di un rilevatore a banda singola puntato opportunamente.

I rilevatori di fiamma devono essere a prova di esplosione?

Solo se la posizione è classificata. Nelle aree pericolose, l'apparecchiatura deve essere omologata per la zona, e per i rilevatori di fiamma ciò significa normalmente antideflagrante (Ex d) o a sicurezza intrinseca (Da adesso) costruzione con gruppo di gas e classe di temperatura adeguati al sito. Al di fuori delle aree classificate, sono sufficienti alloggiamenti di tipo industriale. La classificazione a zone è la prima domanda che un fornitore dovrebbe porsi, e un acquirente dovrebbe abbandonare qualsiasi preventivo che lo salti.

Dove questo ti lascia

La selezione del rilevatore di fiamma è una decisione in quattro fasi: identificare il tipo di incendio, verificare l'interferenza, calcolare la copertura, e abbinare la certificazione alla zona. Salta un passaggio e il sistema non rileva incendi o allarmi per nulla, ed entrambe le modalità di guasto costano più del tempo di progettazione necessario per evitarle.

Se un sito sta specificando un sistema di rilevamento della fiamma, inviare i dettagli del pericolo, tipi di carburante, disposizione della zona, classificazione delle zone, e fonti di interferenza note, a question@otywell-safety.com o tramite il pagina dei contatti, e ottenere una raccomandazione sul sensore che corrisponda all'ambiente anziché una brochure.