В статье рассмотрены извещатели пламени отечественной разработки и производства, входящие в линейку взрывозащищенного оборудования «Ладога-Ex»: «ИПП‑3 ИК-Ех» с тремя инфракрасными каналами и «ИПП-ИК-УФ-Ех» с ультрафиолетовым и инфракрасным каналами. Объяснен их принцип действия и конструктивные особенности, перечислены характеристики.
ООО «НПП РИЭЛТА», г. Санкт-Петербург
Компания «РИЭЛТА» – производитель линейки охранно-пожарных приборов, входящих в большое семейство «Ладога». Комплекс устройств «Ладога-Ех» предназначен для организации охранной и пожарной сигнализации взрывоопасных зон помещений с неагрессивной средой, работает в составе приемно-контрольного охранно-пожарного прибора «Ладога-А» производства компании «РИЭЛТА» или совместно с другими ПКП.
В состав комплекса входят блок расширения шлейфов сигнализации «БРШС-Ex» и извещатели различного типа во взрывозащищенном исполнении для использования на самых разных объектах, имеющих специальные требования к оборудованию по обеспечению взрывобезопасности, начиная от складов и топливных заправок и заканчивая пищевыми, нефтяными и химическими предприятиями.
Извещатели пламени ИП330-8/2 «ИПП‑3ИК-Ех» и ИП329/330-1-1 «ИПП-ИК-УФ-Ех» снабжены маркировкой взрывозащиты 0ExiaIIСT6GaX, способны обнаружить пламя на расстоянии более 25 м, определяют его по нескольким диапазонам излучения и практически не имеют ложных срабатываний от любых видов помех. Рассмотрим их подробней.
Диапазоны излучения
Горение – физико-химический процесс, который характеризуется, в частности, электромагнитным излучением. Это излучение и фиксируют оптические датчики, входящие в состав извещателей пламени. При этом горение разных веществ происходит в разных диапазонах электромагнитных волн (проще говоря – в разных частях светового спектра), и очень трудно создать универсальный датчик, который покрывал бы все диапазоны и обнаруживал горение любого вещества. Поэтому датчики пламени, как правило, предназначены для веществ определенного типа.
Еще один очень существенный фактор, вызывающий сложности при разработке универсальных и надежных извещателей пламени, – наличие всевозможных помех, которые способны нарушить корректную работу оптических датчиков. Это могут быть другие источники освещения, вызывающие ложное срабатывание, загрязнения, задымление, рентгеновское излучение и т. д. Можно утверждать, что надежность работы – важнейшая характеристика извещателей пламени, над которой разработчикам приходится много трудиться.
Новые извещатели пламени от компании «РИЭЛТА» разделяются на два типа. Один из них (к нему относятся приборы серии «ИПП‑3ИК-Ех») предназначен для обнаружения горения углеводородов и их производных, другой (серия «ИПП-ИК-УФ-Ех») – для обнаружения возгорания химических веществ в ИК-диапазоне 4,5 мкм и УФ-диапазоне 270 нм. Назначение предопределяет конструктивные особенности приборов.
Так, извещатель «ИПП‑3ИК-Ех» (рис. 1), обнаруживающий возгорание углеводородов, оснащен только инфракрасным сенсором. Это объясняется тем, что в инфракрасном диапазоне легко фиксируется излучение углекислого газа, имеющее пик на длине волны 4,5 мкм. Датчик такого типа может принять за возгорание излучение, например, от сильно вибрирующей горячей установки или, при определенных условиях, сработать при попадании солнечных лучей. Для того чтобы ложных срабатываний не происходило, разработчики иногда снабжают такой извещатель не одним, а двумя инфракрасными каналами: основным и дополнительным – так называемым опорным. Оба работают в инфракрасном диапазоне, только регистрируют электромагнитное излучение на немного разных длинах волны и таким образом «укрепляют» результат. Извещатель пламени «ИПП-3ИК-Ех» имеет целых три инфракрасных канала – основной и два опорных (на это указывает надпись «3ИК» в его названии). Соответственно прибор анализирует три спектральных диапазона пламени: основной – на длине волны 4,5 мкм, опорные – 4 и 5 мкм. За счет такого решения прибор обладает высокой помехоустойчивостью и игнорирует излучения от любых источников, кроме воспламенения углеводородных веществ. Сигнал «ПОЖАР» формируется в случае одновременного превышения сигнала 4,5 мкм на величину уставки двух опорных уровней.
Рис. 1. Извещатель пламени «ИПП-3ИК-Ех»
Еще одна конструктивная особенность «ИПП‑3ИК-Ех» – наличие исполнения с обогревом. Зачем это делается? Извещатели пламени такого типа очень востребованы на объектах нефтяной и газовой промышленности, а значит, им часто приходится работать в холодном климате под открытым небом. В то же время для оптического прибора инфракрасного диапазона недопустимо запотевание или замерзание стекла – оно всегда должно оставаться прозрачным. Подогрев помогает поддерживать оптику в надлежащем состоянии. Исполнение «ИПП‑3ИК-Ех» с подогревом может работать в диапазоне температур от –55 до +55 °C. Основная модификация, без подогрева, выдерживает температуру эксплуатации от –30 до +55 °C.
Другой извещатель – «ИПП-ИК-УФ-Ех» (рис. 2) – предназначен для обнаружения воспламенения как органических, так и неорганических веществ и работает в двух диапазонах: инфракрасном и ультрафиолетовом. Основной канал в данном случае – ультрафиолетовый, потому что в ультрафиолетовый диапазон, который охватывает волны длиной 180–260 нм, попадает электромагнитное излучение от пламени любых веществ, в том числе неорганических. Поэтому для обнаружения возгорания неорганики применяют ультрафиолетовый канал.
Рис. 2. Извещатель пламени «ИПП-ИК-УФ-Ех»
Что касается ложных срабатываний, то приборы такого типа устойчивы к солнечному излучению и другим фоновым засветкам, но зато очень чувствительны к загрязнению оптического стекла, задымлению, электромагнитным помехам, рентгеновским лучам и т. д. Поэтому для повышения надежности датчика разработчики снабдили его вторым каналом – инфракрасным, который позволяет отсечь часть ложных сигналов, например от электродуговой сварки. Причем у инфракрасного канала предусмотрено два уровня чувствительности. Быстродействие извещателя из-за этого немного снижается, зато значительно возрастает надежность. Если нужно обеспечить очень высокое быстродействие на вспышку (десятые доли секунды), потребитель имеет возможность отключить инфракрасный канал, оставив только ультрафиолетовый, но в таком случае он рискует получить ложное срабатывание.
В качестве УФ-канала применяется современный приемник Hamamatsu (Япония), а в качестве ИК-канала – пироприемник Nicera (Япония) с оптическими фильтрами собственного производства компании «РИЭЛТА».
Индикация, взрывозащита и другие характеристики
Извещатели ИП330-8/2 «ИПП‑3ИК-Ех» и ИП329/330-1-1 «ИПП-ИК-УФ-Ех» имеют самый высокий вид взрывозащиты «искробезопасная электрическая цепь ia» по ТР ТС 012/2011, ГОСТ 31610.11-2014 (IEC 60079-11:2011). Корпус устройств выполнен из металла и обеспечивает степень защиты IP65, что допускает установку на улице. Для удобства монтажа и настройки в основании поворотного кронштейна находится коммутационная коробка. УФ-извещатель имеет габаритные размеры 150 × 170 × 140 мм, ИК-извещатель чуть больше – 170 × 180 × 170 мм, при этом масса каждого из устройств не превышает килограмма.
Надежность работы и хорошая конструктивная защита позволили компании гарантировать высокий срок службы своих изделий (10 лет) и наработку на отказ 60 тыс. часов.
На корпусе устройств расположены два светодиодных индикатора, которые сигнализируют об уровне чувствительности, состоянии, неисправности и возгорании. Например, о нормальном состоянии – периодическими вспышками индикации с интервалом 5 с, о состоянии тревоги (пожаре) при обнаружении пламени – постоянным свечением индикации до сброса извещателя.
Как отмечалось, извещатели «ИПП‑3ИК-Ех» и «ИПП-ИК-УФ-Ех» являются частью комплекса устройств «Ладога-Ех», куда наряду с ними входит блок расширения шлейфов сигнализации «БРШС-Ex». Это позволяет проектировщику организовать полноценную комплексную систему охранно-пожарной сигнализации и не задумываться о согласовании искробезопасных и электрических параметров. Барьеры искрозащиты в разных исполнениях позволяют легко подключить извещатели как к любым приемно-контрольным приборам, так и к ИСО (интеллектуальной системе обнаружения) «Орион» по цифровым протоколам.
Производственнные и технологические мощности компании «РИЭЛТА» позволяют организовать полный цикл производства продукции: от разработки до серийного выпуска. Собственные литьевые, механические цеха, монтажные линии печатных плат, а также участок производства оптических фильтров – всё это позволяет создавать очень качественные извещатели с конкурентоспособной ценой.
Изделия охранно-пожарной сигнализации, серийно выпускаемые предприятием, имеют необходимые лицензии, сертификаты, декларации Таможенного союза. Получены международные сертификаты соответствия IQNet и ИСО 9001-2015.
По уровню технических решений приборы компании «РИЭЛТА» лидируют на российском рынке и успешно конкурируют с аналогичной зарубежной продукцией.
Опубликовано_в журнале ИСУП № 3(93)_2021
ООО «НПП РИЭЛТА»,
г. Санкт-Петербург,
тел.: +7 (812) 498‑1971,
е‑mail: rielta@rielta.ru,
сайт: rielta.ru