Czujniki dymu

Czujniki dymu odgrywają istotną rolę w różnych aspektach technologii, zarówno w komercyjnych systemach przeciwpożarowych, systemach bezpieczeństwa życia, jak i w domach mieszkalnych. Te urządzenia wykorzystują różnorodne technologie do wykrywania dymu i ostrzegania mieszkańców o potencjalnym zagrożeniu pożarowym. Tradycyjnie, istniały dwa główne typy czujek dymu: jonizacyjne i fotoelektryczne, każda z własną historią, zasadą działania i zaletami. Jednakże, rozwój technologiczny przyczynił się do powstania także kilku nowych, interesujących typów czujek dymu. Zrozumienie różnic między tymi technologiami jest kluczowe przy wyborze odpowiedniego detektora dla konkretnych warunków.

Historia

Początki koncepcji urządzeń do wykrywania dymu sięgają początków XX wieku, gdy Francis Robbins Upton opatentował pierwszy automatyczny elektryczny alarm przeciwpożarowy w 1890 roku. Jednakże, pierwszy praktyczny czujnik dymu został opracowany dopiero w latach trzydziestych XX wieku. W 1931 roku, George Andrew Darby stworzył pierwszy jonizacyjny czujnik dymu, wykorzystujący materiały radioaktywne do wykrywania cząstek dymu. Kilka lat później pojawiły się czujniki dymu oparte na zasadzie fotoelektrycznej, a pierwszy patent został złożony w 1939 roku przez szwajcarskiego fizyka, Waltera Jaegera. Jednakże, komercyjna produkcja detektorów fotoelektrycznych rozpoczęła się dopiero w latach 70. XX wieku, zdobywając popularność dzięki skuteczności w wykrywaniu powolnych, tlących się pożarów. To właśnie je możemy uznać jako pierwsze, pełnoprawne systemy wykrywania pożarów.

Jonizacyjne czujniki dymu

Jonizacyjne czujniki dymu działają na zasadzie promieniowania jonizującego. W ich wnętrzu znajdują się dwie płytki oddzielone niewielką ilością materiału radioaktywnego, zazwyczaj ameryku-241. Ten materiał emituje cząstki alfa, które jonizują powietrze między płytami, tworząc niewielki prąd elektryczny. Gdy dym przedostaje się do komory, zakłóca proces jonizacji, co prowadzi do zmniejszenia przepływu prądu elektrycznego. Spadek tego prądu powoduje uruchomienie alarmu, informując o obecności dymu. Detektory jonizacyjne są szczególnie wrażliwe na szybko palące się płomienie, które generują małe cząsteczki dymu. Zalety jonizacyjnych czujników dymu obejmują ich przystępną cenę i powszechną dostępność. Dodatkowo, są one bardziej wrażliwe na płonący ogień, co sprawia, że są idealne do stosowania w obszarach podwyższonego ryzyka wystąpienia takich pożarów, jak np. kuchnie.

Czujki fotoelektryczne

Działanie czujek fotoelektrycznych opiera się na zasadzie rozpraszania światła. Te urządzenia zawierają źródło światła, zazwyczaj diodę LED, oraz fotodetektor. Kiedy dym dostaje się do komory, rozprasza światło, co powoduje jego dotarcie do fotodetektora. To zakłócenie w rozproszeniu światła inicjuje alarm. W przeciwieństwie do czujek jonizacyjnych, czujki fotoelektryczne są bardziej efektywne w wykrywaniu powolnych, tlących się pożarów, które generują większe cząsteczki dymu. Takie pożary mogą występować w obszarach, gdzie znajdują się materiały podatne na tlenie, takie jak tapicerka, pościel czy elementy elektryczne. Jedną z kluczowych zalet czujek fotoelektrycznych jest zdolność do wykrywania dymu zanim pożar osiągnie pełnię swego rozwoju. To wczesne wykrycie może zapewnić mieszkańcom cenny czas na bezpieczną ewakuację lub podjęcie odpowiednich działań, takich jak przeglądy systemów tryskaczowych, w celu ugaszenia ognia.

Postęp technologiczny

W ostatnich latach dostępne stały się czujki dymu dwusensorowe, łączące technologię jonizacyjną i fotoelektryczną. Te czujki oferują korzyści obu technologii, zapewniając kompleksowe możliwości wykrywania dymu i zmniejszając ryzyko fałszywych alarmów. Główną zaletą czujek dwusensorowych jest zdolność do skutecznego wykrywania różnych rodzajów pożarów. Dzięki wykorzystaniu technologii jonizacyjnej, mogą one szybko reagować na szybko rozprzestrzeniające się pożary, które generują małe cząsteczki dymu. Jednocześnie, zastosowanie technologii fotoelektrycznej pozwala im wykrywać powolne, tlące się pożary, emitujące większe cząsteczki dymu. Dzięki obu czujnikom, czujka może skutecznie wykrywać pożary niezależnie od szybkości ich rozwoju i wielkości cząstek dymu. Jednakże, ze względu na obecność materiału radioaktywnego wymaganego w przypadku czujek dwusensorowych i ogólny postęp w inteligentnych alarmach wielosensorowych, obserwuje się tendencję do wycofywania tych czujek z rynku, zwykle stosowanych jedynie w zastosowaniach mieszkalnych. Alarmy wielosensorowe lub inteligentne wykorzystują kombinację różnych czujników, takich jak fotoelektryczne, jonizacyjne i cieplne, w połączeniu z algorytmem do wykrywania pożarów. Ta konstrukcja zawiera wiele czujników, które zwiększają zdolność alarmu do rozróżniania rzeczywistego zagrożenia pożarowego od innych źródeł, minimalizując tym samym fałszywe alarmy. Jednakże, pomimo doskonałej redukcji fałszywych alarmów, ich zdolność do wczesnego wykrycia pożaru nie jest gwarantowana. Dodatkowo, obserwuje się postęp technologiczny, w tym wbudowane czujniki tlenku węgla i trwalsze baterie w domowych czujnikach dymu.