CC BY
20
DOI: 10.12845/bitp.42.2.2016.4
st. bryg. dr inz. Waldemar Wnçk1
inz. Marcin Jargielo1
ml. bryg. dr inz. Rafal Porowski1
Przyjçty/Accepted/Принята: 11.05.2016; Zrecenzowany/Reviewed/Рецензирована: 23.05.2016; Opublikowany/Published/Опубликована: 30.06.2016;
Wplyw pylow pochodzenia drzewnego na dzialanie czujek
pozarowych dymu2
Influence of Wooden-Based Dusts on Smoke Fire Detectors
Влияние пыли древесного происхождения на работу дымовых пожарных
извещателей
ABSTRAKT
Cel: Obecnie poszukuje si£ rozwi^zan w zakresie czujek pozarowych dymu, ktore nie b^d^ wrazliwe na sygnaly zwodnicze powoduj^ce falszywe alarmy pozarowe central sygnalizacji pozarowej. Jednym z takich sygnalow jest wyst^puj^cy w pomieszczeniach pyl drzewny traktowany przez czujk^ jako dym o duzych cz^stkach. W artykule opisano wykonane badania wybranych czujek dymu dla roznych pylow drzewnych. Celem podstawowym artykulu jest wybor najbardziej odpornej czujki dymu na cz^stki pylu, bez pogorszenia jej wlasciwosci detekcyjnych. Wprowadzenie: Podczas projektowania instalacji systemow sygnalizacji pozarowej napotyka si£ na problemy doboru czujek pozarowych pracuj^cych w otoczeniu roznych zaklocen powoduj^cych falszywe alarmy. Pocz^tkowo zbadano wplyw pylu celulozowego wytwarzanego przy produkcji czasopism w jednej z drukarni. Nast^pnie przeanalizowano rowniez wplyw innych pylow. Przy pomiarach mieszaniny cz^stek o roznych wielkosciach nie mozna jednoznacznie ocenic ich wplywu na sposob wykrywania. W zwiqzku z tym dokonano podzialu pylu ze wzgl^du na wielkosc jego cz^stek na pyl o srednicach 100 ^m, 200 ^m i 500 ^m. Pozwolilo to na zbadanie wplywu nie tylko rodzaju drewna, ale takze wielkosci cz^stek pylu na zadzialanie czujek.
Metodologia: W trakcie badan opracowano metod^ pomiaru wplywu pylu na zadzialanie czujek. Dobrano cisnienie spr^zonego powietrza na poziomie 1,5 bar wraz z czasem otwarcia zaworu butli ze spr^zonym powietrzem tak, aby osi^gn^c najlepsze rozprowadzenie pylu w pomieszczeniu badawczym. Za krotki czas otwarcia zaworu powodowal pozostawanie pylu w pojemniku, za dlugi powodowal natomiast rozdmuchiwanie obloku pylu. W kilku probach jako optymalny czas przyj^to 3 s. Czujki umieszczono umieszczono pryzmatycznie na przeciwleglych sciankach pod sufitem komory w ukladzie nadajnik-odbiornik, nadajnik-lusterko. Wyniki pomiarow byly rejestrowane za pomoc^ ukladu komputerowego. Wnioski: W wyniku przeprowadzonych badan, z uwzgl^dnieniem zachowania czujek pozarowych dymu, okreslono rozwiqzanie konstrukcyjne w postaci czujki systemu OSID jako czujki, ktora najlepiej poradzila sobie z pylem wyst^puj^cym w zabezpieczanych pomieszczeniach. Jest to spowodowane sposobem obrobki sygnalu w czujce. Na zadzialanie mialy wplyw wielkosc pylow oraz, w mniejszym stopniu, rodzaj pylu w odniesieniu do gatunku badanego drewna.
Slowa kluczowe: systemy sygnalizacji pozarowej, czujki dymu, falszywe alarmy, pyl drzewny Typ artykulu: oryginalny artykul naukowy
ABSTRACT
Aim: There is a need of fire detection solutions which are sensitive to deceptive signals. They can lead to false fire alarms. One of such signals is the activation of detectors in case of wooden dusts accumulated in the protected area which is regarded by the detector as smoke with large particles. This paper describes selected experimental results on various detectors and different wooden dusts. The aim of this project is to select a detector that is highly resistant to dust particles.
Introduction: During designing fire detection systems there is always a problem in a proper selection of fire detectors operating in environments where there are various sources of false alarms. Initially, the influence of cellulose dusts as could be observed during the production of newspapers at the printing house was studied. Then the influence of other dusts was analyzed. During the measurement of smoke particles of different sizes the influence of particles on the detection cannot be explicitly determined. Due to this fact, tested dust was divided taking into consideration the size of the particles where the diameter was 100 ^m, 200 ^m and 500 ^m. It made it possible to test the influence on the operation of the detectors of not only wooden-based materials but also of the size of dust particles.
Methodology: During the tests the methodology of measuring the influence of dust on the activation time of detectors was prepared. The pressure of the compressed air was set at 1,5 bars together with the opening time of the valve of the compressed air container in order for the dust to be
1 Szkola Glowna Sluzby Pozarniczej / Main School of Fire Service; Warsaw, Poland; [email protected];
2 Wklad merytoryczny w przygotowanie artykulu / Percentage contribution: W. Wnçk - 50%; M. Jargielo - 10%; R. Porowski - 40%;
D01:10.12845/bitp.42.2.2016.4
emitted evenly in the test chamber. If the valve opening time was too short, the dust remained in the container. If it was too long - the dust was blown all over the chamber. The optimum time was set as 3 s. Tested detectors were located by the ceiling of the chamber in the following manner: transmitter-receiver, transmitter-prismatic mirror on opposite walls. Measurement results were registered using a computer system. Conclusions: As a result of the conducted tests, which included the behaviour of fire detectors smoke, the best design solution was determined that best coped with duste present in protected areas. It is OSID smoke detection system. It is a result of how the signal was processed by the detector. The size of dust particles and, to a smaller degree, type of dust with respect to the tested species of wood influenced the operation of the smoke detector.
Keywords: fire detection systems, smoke detectors, false alarms, wooden dust Type of article: original scientific article
АННОТАЦИЯ
Цель: В настоящее время ведется поиск решений в сфере дымовых пожарных извещателей, которые не будут восприимчивы к ложным сигналам, вызывающим соответственно ложные сигналы пожарной тревоги систем пожарной сигнализации. Одним из таких сигналов является присутствующая в помещениях древесная пыль, которую извещатели воспринимают как дым с большими частицами. В статье описываются исследования выбранных дымовых пожарных извещателей для различных типов древесной пыли. Основная цель этой статьи заключается в выборе наиболее устойчивого извещателя без ущерба его свойств обнаружения. Введение: Во время проектирования инсталляций систем пожарной сигнализации появляются проблемы при выборе пожарных извещателей для работы в условиях различных нарушений, которые становятся причинами ложных тревог. Первоначально была исследована целлюлозная пыль, которая образовалась при продукции журналов в одной из типографий. Затем было проанализировано воздействие также других видов пыли. Во время исследования частиц разных размеров невозможно оценить их влияние на способ обнаружения. Поэтому пыль была разделена по размеру её частиц на пыль диаметром 100, 200 и 500 цт. Это позволило исследовать влияние не только вида древесины, но также размера частиц пыли на срабатывание извещателей.
Методология: В ходе исследования был разработан метод изучения воздействия пыли на срабатывание извещателей. Было выбрано давление воздуха на уровне 1,5 бар вместе с открытием клапана баллона со сжатым воздухом для достижения наилучшего распределения пыли в испытательной камере. Слишком короткое время открытия клапана становилось причиной того, что пыль оставалась в контейнере, слишком долгое - вызывало рассредоточивание облака пыли. После нескольких проб за оптимальное время были приняты 3 секунды. Извещатели были расположены под потолком камеры в таком порядке: передатчик-приемник, передатчик-призматическое зеркало на противоположных стенах. Результаты исследований были записаны с помощью компьютерной системы. Выводы: В результате исследований с учетом поведения пожарных дымовых извещателей были установлены конструктивные решения в виде извещателей системы OSID как таковых, которые лучше всего справились с находящейся в помещениях пылью. За основу был принят способ обработки сигнала в извещателе. На срабатывание извещателей влияли размер пыли и в меньшей степени вид пыли по отношению к виду испытываемой древесины.
Ключевые слова: системы пожарной сигнализации, дымовые извещатели, ложные тревоги, древесная пыль Вид статьи: оригинальная научная статья
1. Wprowadzenie
Wykrywanie pozaru w atmosferze zawieraj^cej drobne cz^stki aerozoli róznego pochodzenia od zawsze sprawialo problemy zwi^zane z powodowaniem przez te cz^stki fal-szywych alarmów czujek pozarowych dymu [1]. Do detekcji pozaru w takich warunkach najcz^sciej stosowane s^ srod-ki zaradcze w postaci czujek pozarowych ciepla lub czujek plomienia z nadmuchem na czujk^. Aby znalezc rozwi^za-nia, które pomoglyby projektantom systemów zabezpieczen w wyborze detektora odpornego na pyl w pomieszczeniu, au-torzy przeprowadzili analiz^ wybranych dost^pnych na rynku rozwi^zañ. Pierwsze badania przeprowadzono z zastosowa-niem pylu pochodzenia papierowego, rozkladaj^c go na sicie, a nast^pnie za pomoc^ spr^zonego powietrza, rozprowadza-j^c go w powietrzu. Wyniki zostaly opublikowane w czaso-pismie „Systemy Alarmowe" [2]. Dalo to powód do dalszych poszukiwan i potwierdzenia otrzymanych wyników przy mniejszych wielkosciach cz^stek pylu. Podobne badania byly prowadzone przez zespól pod kierunkiem Kruella, które zostaly omówione w pozycji [3].
Problem zapylenia wyst^puje w zakladach: tartacznych, stolarki budowlanej, plyt oraz sklejek, opakowan drewnia-nych, meblarskich i wyrobów stolarskich oraz zapalczanych, gdzie do podstawowych procesów obróbki mechanicznej za-liczamy [4-6]: pilowanie, struganie, frezowanie, wiercenie, to-czenie czy szlifowanie. Przy stosowaniu róznorodnej obrób-ki drewna wytwarzane s^ odpady pochodzenia drzewnego o duzym zakresie wielkosci odpadów pocz^wszy od trocin, a skonczywszy na pylach o wielkosci kilkunastu do kilkudzie-si^ciu mikrometrów.
2. Metoda pomiarowa
Stanowisko pomiarowe zbudowano w pomieszczeniu o wymiarach 5 m x 5 m x 2,8 m. Elementami badanymi byly nast^puj^ce czujki pozarowe:
• czujka wielodetektorowa dymu i ciepla (DUT) - umiesz-czona na suficie,
• liniowa czujka dymu (DOP) - wraz z reflektorem zamo-cowane na przeciwleglych scianach,
• liniowa czujka dymu (OSI-90), gdzie nadajnik oraz odbiornik umieszczono na przeciwleglych scianach komory badawczej.
Pojemnik na pyl (ryc. 1) ustawiono w taki sposób, aby pyl
wyrzucany byl bezposrednio pod czujk^ punktow^ dymu i ciepla (DUT) oraz przecinal linie promieniowania pozostalych czujek.
Od pojemnika poprowadzono przewód wysokocisnie-niowy na zewn^trz pomieszczenia do sterownika, a nast^pnie do reduktora wraz z butl^ ze spr^zonym powietrzem. Czujki DOP i DUT podl^czono do centrali sygnalizacji pozarowej, któr^ pol^czono ze stanowiskiem komputerowym sluz^cym do rejestracji wyników pomiarów. Czujk^ OSI-90 pol^czono bezposrednio z komputerem. Czujki liniowe pracowaly przy ustawieniach fabrycznych, czujka dymu i ciepla zapewniala róznorodne ustawienia detektorów w ukladzie szesciu try-bów pracy, które umozliwialy dopasowanie jej do dzialania w okreslonym srodowisku:
• tryb 1 - wspólzalezna praca dwóch detektorów dymu i dwóch ciepla,
• tryb 2 - wspólzalezna praca dwóch detektorów dymu,
• tryb 3 - praca jako czujka ciepla w klasie A1R,
• tryb 4 - niezalezna praca dwóch detektorów dymu i ciepla,
• tryb 5 - praca jako czujka dymu w zakresie UV,
• tryb 6 - praca jako czujka dymu w zakresie IR.
ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗВИТИЕ
D01:10.12845/bitp.42.2.2016.4
Ryc. 1. Schemat stanowiska badawczego. 1 - Pomieszczenie do wykonywania prob, 2 - czujka dymu i ciepla, 3 - czujka liniowa dymu (podczerwien), 4 - czujka liniowa dymu (podczerwien i ultrafiolet) OSID, 5 - pojemnik wyrzutowy na pyl, 6 - drabinka, 7 - przewod wysokocisnieniowy, 8 - sterownik, 9 - reduktor, 10 - butla stalowa, 11 - centrala sygnalizacji pozarowej, 12 - komputer, 13 - waga laboratoryjna, 14 - stoper Fig. 1. Scheme of the test stand. 1 - chamber for performing the tests, 2 - smoke and heat detectors, 3 - linear smoke detector (infrared), 4 - OSID linear smoke detector (infrared and ultraviolet), 5 - dust ejection container, 6 - ladder, 7 - high-pressure hose , 8 - controller, 9 - reducer, 10 - steel cylinder, 11 - fire control panel, 12 - computer, 13 - laboratory scales, 14 - stopwatch
Zrodlo: Opracowanie wlasne. Source: Own elaboration.
Podczas przeprowadzanych badan czujk^ DUT przel^-czono na dzialanie w trybie pierwszym [7]. W toku przepro-wadzonych badan laboratoryjnych, maj^cych na celu zbada-nie wplywu pylu drzewnego na falszywe zadzialanie czujek dymu, wykonano badania zadzialania i pracy czujek w obloku pylu z roznych gatunkow drzew i roznej wielkosci ich cz^stek. Procedura wykonania pojedynczego badania przeprowadzo-na byla wedlug nast^puj^cego algorytmu:
• odwazenie 40 g pylu drzewnego,
• przesypanie go do pojemnika wyrzutowego,
• ustawienie cisnienia 1,5 bar na reduktorze,
• otwarcie zaworu sterownika na 3 s, co powodowalo wy-rzut pylu z pojemnika.
Podczas proby dane pomiarowe z czujek byly zapisywane na komputerze z cz^stotliwosci^ 1 raz na sekund^. Pomi^dzy probami czujki byly przedmuchiwane, w celu usuni^cia po-zostalosci pylu. Zdj^cie proby ustawienia odpowiedniego cisnienia przedstawiono na rycinie 2.
Do badan uzyto pylow drzewnych z trzech gatunkow drewna: sosny, d^bu i buku. Wszystkie pyly zostaly przesiane przez sita o srednicy oczek odpowiednio 500 |im, 200 |im oraz 100 |im. Przeprowadzono rowniez badania z wykorzystaniem pylu otrzymanego podczas cyklinowania podlogi w budynku mieszkalnym. Podloga ta wykonana byla z drewna jesionowe-go, dodatkowo pokrytego lakierem. Pyl ten nie byl przesiewa-ny przez sita, aby odwzorowac naturalne warunki, ktore mog^ wyst^pic podczas procesu cyklinowania podlog.
3. Wyniki badan
Wykresy odczytow z czujki OSI-90 obrazuj^ przebieg oslabienia promieniowania podczerwonego (IR) oraz ultra-fioletowego (UV). Wartosci na osi Y tych wykresow wyra-zone s^ jako procentowe zmniejszenie przezroczystosci na drodze 1 m w [%/m]. Parametry zarejestrowane przez czujki DOP i DUT przedstawiono zbiorczo na jednym wykresie. Odczyty promieniowania IR i UV z czujki DUT oznakowano kolorami czerwonym oraz niebieskim, a odczyty z detektora DOP oznakowano kolorem zielonym. Ze wzglçdu na duz^ liczbç wynikow pomiarowych, w artykule przedstawiono wyniki tylko na dwoch gatunkow drewna o roznych wiel-kosciach cz^stek. Wyniki przedstawiono dla pylu z sosny i dçbu. Wykonywano takze identyczne pomiary dla drewna bukowego, ktorych nie przedstawiono w artykule. Przedstawiono dwa rodzaje drewna, tzn. miçkkie i twarde. Na wy-kresach zaznaczono momenty zadzialania czujek, gdzie TDOP oznacza moment zadzialania czujki liniowej dymu na podczerwien (DOP), TDUT natomiast zadzialanie czujki dymu oraz ciepla (DUT). Badania zostaly wykonane dwukrotnie dla kazdego ukladu pomiarowego, bior^c pod uwagç rodzaj drewna i wielkosc cz^stek. Wyniki badan przedstawiono w podrozdzialach 3.1.-3.6, ktore zawieraj^ zdjçcia wygl^du pylu, momentu rozpylenia oraz tabele pomiarowe wraz z cha-rakterystykami zaleznosci tlumienia w funkcji czasu.
Ryc. 2. Emisja pylu pod cisnieniem 1,5 bar, 40 g Fig. 2. Dust emission under pressure of 1.5 bar, 40 g Zrodlo: Opracowanie wlasne. Source: Own elaboration.
D01:10.12845/bitp.42.2.2016.4
3.1. Badania dla pylu sosny o wielkosci 500 цш
Ryc. 3. Probka pylu sosny 500 ^m Fig. 3. Dust of pine wood of 500 ^m Zrodlo: Opracowanie wlasne. Source: Own elaboration.
Ryc. 4. Badanie z uzyciem pylu sosny 500 ^m Fig. 4. Test using pine wood dust of 500 ^m Zrodlo: Opracowanie wlasne. Source: Own elaboration.
11 ■■: tK
Ryc. 5. Przebieg oslabienia promieniowania IR i UV zarejestrowany przez czujki DOP i DUT, OSID-90 podczas badania pylu sosny 500 цш Fig. 5. Diffraction of IR and UV radiation by registered by DOP, DUT and OSID-90 detectors during tests using pine wood dust of 500 цш
Zrodlo: Opracowanie wlasne. Source: Own elaboration.
Tabela 1. Czasy zadzialania czujek podczas badania pylu sosny 500 цш Table 1. Activation time of detectors during experiments with pine dust 500 цш
Rodzaj czujki / Detector type Czas zadzialania / Response time [s]
I proba / I test II proba / II test
DUT-6046 brak zadzialania / no activation brak zadzialania / no activation
DOP-6001 brak zadzialania / no activation brak zadzialania / no activation
OSI-90 brak zadzialania / no activation brak zadzialania / no activation
ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗВИТИЕ D01:10.12845/bitp.42.2.2016.4
3.2. Badania dla pylu sosny o wielkosci 200 цш
Ryc. 6. Probka pylu sosny 200 цш Fig. 6. Pine wood dust of 200 цш Zrodlo: Opracowanie wlasne. Source: Own elaboration.
Ryc. 7. Badanie z uzyciem pylu sosny 200 цш Fig. 7. Tests using pine wood dust of 200 цш Zrodlo: Opracowanie wlasne. Source: Own elaboration.
Ryc. 8. Przebieg oslabienia promieniowania IR i UV zarejestrowany przez czujki DOP i DUT, 0SID-90
podczas badania pylu sosny 200 цш Fig. 8. Diffraction of IR and UV radiation by registered by DOP, DUT and OSID-90 detectors during tests using pine wood dusts of 200 цш
Zrodlo: Opracowanie wlasne. Source: Own elaboration.
Tabela 2. Czasy zadzialania czujek podczas badania pylu sosny 200 цш
Table 2. Activation time of detectors during tests using pine wood dust of 200 цш
Rodzaj czujki / Detector type Czas zadzialania [s] / Response time
I proba / I test II proba / II test
DUT-6046 10 12
DOP-6001 9 10
OSI-90 brak zadzialania / no activation brak zadzialania / no activation
D01:10.12845/bitp.42.2.2016.4
3.3. Badania dla pylu sosny o wielkosci 100 ^m
Ryc. 9. Probka pylu sosny 100 ^m Fig. 9. Pine wood dust of 100 ^m Zrodlo: Opracowanie wlasne. Source: Own elaboration.
Ryc. 10. Badanie z uzyciem pylu sosny 100 ^m Fig. 10. Tests using pine wood dust of 100 ^m Zrodlo: Opracowanie wlasne. Source: Own elaboration.
0 »
diffraction
k 4 •<
-■ tw
Ryc. 11. Przebieg oslabienia promieniowania IR i UV zarejestrowany przez czujki DOP i DUT, OSID-90 podczas badania pylu sosny 100 ^m Fig. 11. Diffraction of IR and UV radiation by registered by DOP, DUT and OSID-90 during tests using pine wood dusts of 100 ^m
Zrôdlo: Opracowanie wlasne. Source: Own elaboration.
Tabela 3. Czasy zadzialania czujek podczas badania pylu sosny 100 ^m
Table 3. Activation time of detectors during tests using pine wood dust of 100 ^m
Rodzaj czujki / Detector type Czas zadzialania / Response time [s]
I prôba / I test II prôba / II test
DUT-6046 13 12
DOP-6001 13 10
OSI-90 brak zadzialania / no activation brak zadzialania / no activation
ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗВИТИЕ
3.4. Badania dla pylu dçbowego o wielkosci 500 цш
D0I:10.12845/bitp.42.2.2016.4
ÎÎTT
diffraction
Ryc. 12. Probka pylu d^bowego 500 ^m Fig. 12. Dust of oak wood of 500 ^m Zrodlo: Opracowanie wlasne. Source: Own elaboration.
Ryc. 13. Badanie z uzyciem pylu d^bowego 500 ^m Fig. 13. Tests using oak wood dust of 500 ^m Zrodlo: Opracowanie wlasne. Source: Own elaboration.
r~V™
h
£ S ШИН
■■ iM
Ryc. 14. Przebieg oslabienia promieniowania IR i UV zarejestrowany przez czujki DOP i DUT, OSID-90 podczas badania pylu dçbowego 500 ^m Fig. 14. Diffraction of IR and UV radiation registered by DOP, DUT and OSID-90 detectors during tests using oak wood dusts of 500 ^m
Zrôdlo: Opracowanie wlasne. Source: Own elaboration.
Tabela 4. Czasy zadzialania czujek podczas badania pylu d^bowego 500 ^m Table 4. Activation time of detectors during tests using oak wood dust of 500 ^m
Rodzaj czujki / Detector type Czas zadzialania s] / Response time [s]
I prôba / I test II pröba / II test
DUT-6046 brak zadzialania / no activation brak zadzialania / no activation
DOP-6001 brak zadzialania / no activation brak zadzialania / no activation
OSI-90 brak zadzialania / no activation brak zadzialania / no activation
D01:10.12845/bitp.42.2.2016.4
3.5. Badania dla pylu dçbowego o wielkosci 200 цт
Ryc. 15. Probka pylu dçbowego 200 цт Fig. 15. Oak wood dust of 200 цт Zrodlo: Opracowanie wlasne. Source: Own elaboration.
Ryc.16. Badanie z uzyciem pylu dçbowego 200 цт Fig. 16. Tests using oak wood dust of 200 цт Zrodlo: Opracowanie wlasne. Source: Own elaboration.
Ryc. 17. Przebieg oslabienia promieniowania IR i UV zarejestrowany przez czujki DOP i DUT, OSID-90 podczas badania pylu dçbowego 200 цт Fig. 17. Diffraction of IR and UV radiation registered by DOP, DUT and OSID-90 detectors during tests using oak wood dust of 200 цт
Zrodlo: Opracowanie wlasne. Source: Own elaboration.
Tabela 5. Czasy zadzialania czujek podczas badania pylu d^bowego 200 цт Table 5. Activation time of detectors during tests using oak wood dust of 200 цт
Rodzaj czujki / Detector type Czas zadzialania / Response time [s]
I proba / I test II proba / II test
DUT-6046 12 12
DOP-6001 13 12
OSI-90 brak zadzialania / no activation brak zadzialania / no activation
ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗВИТИЕ D0I:10.12845/bitp.42.2.2016.4
3.6. Badania dla pylu dçbowego o wielkosci 100 ^m
Ryc. 18. Probka pylu dçbowego 100 цт Fig. 18. Oak wood dust of 100 цт Zrodlo: Opracowanie wlasne. Source: Own elaboration.
Ryc. 19. Badanie z uzyciern pylu dçbowego 100 цт Fig. 19. Tests using oak wood dust of 100 цт Zrodlo: Opracowanie wlasne. Source: Own elaboration.
Ryc. 20. Przebieg oslabienia prornieniowania IR i UV zarejestrowany przez czujki DOP i DUT, OSID-90 podczas badania pylu dçbowego 100 цт Fig. 20. Diffraction of IR and UV radiation registered by DOP, DUT and OSID-90 detectors during tests using oak wood dust of 100 цт
Zrodlo: Opracowanie wlasne. Source: Own elaboration.
Tabela 6. Czasy zadzialania czujek podczas badania pylu d^bowego 100 цт Table 6. Activation time of detectors during tests using oak wood dust of 100 цт
Rodzaj czujki / Detector type Czas zadzialania / Response time [s]
I proba / I test II proba / II test
DUT-6046 12 14
DOP-6001 12 9
OSI-90 brak zadzialania / no activation brak zadzialania / no activation
D01:10.12845/bitp.42.2.2016.4
4. Analiza wynikow badan i podsumowanie
Metodyka poшiaru zostala opracowana i dostosowana do przeprowadzonych badan. Przeprowadzone porniary rnialy na celu sprawdzenie wplywu roznych pylow drzewnych o roz-nych wielkosciach na falszywe zadzialanie wybranych optycz-nych czujek dyшu. W przeprowadzonych probach шozna zauwazyc, ze czujki liniowe dyшu na podczerwien (DOP) oraz dyшu i ciepla (DUT) reagowaly podobnie na pyly. Czujka OSI-90 nie wywolala alarrnu przy zadnej probie. Maksyшalna procentowa wielkosc progu zadzialania, jak^ uzyskano w ba-daniach dla czujki DOP, wynosila 6% ш-1. Odczyty z czujki DUT шialy znacznie wyzsze wartosci, nawet do ponad 20% ш-1. W celu wyjasnienia tak duzej roznicy, nalezy porownac dzialanie dyшu i pylu na badane czujki. Cz^stki jasnego pylu, dobrze rozpraszaj^cego proшienie swietlne, po wnikniçciu do koшory czujki DUT, powodowaly, ze duze ilosci wyerni-towanego proшieniowania trafialy do odbiornika. W wyni-kach przeprowadzonego badania przeklada siç to na nawet siedrniokrotne przekroczenie progu zadzialania. Jest to efekt grornadzenia w dosc kг6tkiш czasie duzej ilosci cz^stek pylu w koшorze czujki.
Czujki DOP oraz DUT wykazuj^ nieznacznie wyzsz^ od-pornosc na pyly o wiçkszych srednicach cz^stek. W przypad-ku pylu sosny i dçbu o srednicy cz^stek do 500 цш detektory nie weszly w stan alarrnowania. Bior^c pod uwagç budowç czujki punktowej, wynikac to шoZe z zastosowania oslony
z siateczki, ktora шogla oslabic wnikanie duzych cz^stek. Jed-nak fakt braku zadzialania czujki liniowej nie jest juz tak oczy-wisty, шoZna przypuszczac, ze oblok wytworzony z pylu шial zbyt шal^ gçstosc optyczn^, a ernitowane proшieniowanie nie bylo w wystarczaj^cyrn stopniu absorbowane. Taka saшa ilosc pylu o шniejszych cz^stkach, zawiera znacznie wiçcej drobin, ktore tworz^ optycznie oblok o wiçkszej gçstosci optycznej dyшu. Mozna to zaobserwowac, analizuj^c zdjçcia z przeprowadzonych prob. Porownuj^c шaksyшalne wielkosci otrzy-шane podczas przeprowadzonych prob, rnozna zauwazyc, ze badane pyly podobnie oddzialywaly na wszystkie czujki. Brak zadzialania detektora OSID-90 nie wynika ze zbyt niskiego tluшienia wyernitowanego proшieniowania, lecz z powodu zastosowania dodatkowej analizy porownawczej absorbcji UV i IR. Zbadano rowniez, jak wplywa dlugosc fali proшie-niowania zastosowanych w czujkach na tlurnienie sygnalu w czujkach DUT w stosunku do czujki OSI dla roznych pylow drzewnych. Zaleznosc przedstawiono na rycinie 21.
Analizuj^c te zaleznosci, rnozna zauwazyc, ze w przypad-ku czujki OSID sygnaly siç rozni^ co do wartosci, ale wyka-zuj^ podobne tendencje. W przypadku czujki DUT sygnaly tlurnienia шaj^ inny charakter przebiegu.
Na rycinie 23 zestawiono wyniki porniarow dla UV, ktore pozwalaj^ stwierdzic, ze gatunek drewna шa wplyw na sygnal czujki DUT. W przypadku czujki OSI sygnaly wykazuj^ po-dobn^ tendencjç przebiegu. Aby rnoc ocenic zabezpieczenia
-but W1
- beech -but ОМ
i" beech
-arbour
'.! oak - Цэ(Я>
oak
JIM V»
Ryc. 21. Wplyw dlugosci fali w podczerwieni na tlurnienie sygnalu przy roznych rodzajach drewna z detektorow OSID-90 i DOP (pylu dçbu i buku) Fig. 21. Influence of wave length of IR radiation on signal diffraction for various types of wood for OSID-90 and DOP detectors
Zrodlo: Opracowanie wlasne. Source: Own elaboration.
-*—hjkftrT
beech
-B- tjik CKI
beech
oak
oak
Ryc. 22. Wplyw dlugosci fali w ultrafiolecie na tlurnienie sygnalu przy roznych rodzajach drewna z detektorow OSID-90 i DOP (pylu dçbu i buku) Fig. 22. Influence of wave length of UV radiation on signal diffraction for various types of wood for OSID-90 and DOP detectors
Zrodlo: Opracowanie wlasne. Source: Own elaboration.
ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗВИТИЕ
przed wplywem pylu, nalezy porownac sygnaly z zakresu podczerwieni i ultrafioletu, bior^c pod uwagç rodzaj drewna oraz poröwnuj^c sygnaly przy okreslonym pyle.
Dopiero w tyrn przypadku mozna zauwazyc istotç dzia-lania czujki OSI na tle innych czujek. Poröwnuj^c sygnaly OSID IR i OSI UV, mozna zauwazyc röwnolegle przesuniçcie tych sygnalöw. Co to oznacza? Przyjmuj^c, ze sygnaly s^ so-bie röwne lub tylko rözni^ siç o jak^s wartosc, to czujka ma zostac w stanie dozorowania. Czujka DUT niestety nie osi^-ga takich wartosci sygnalöw. Sygnaly nie s^ podobne co do przebiegu ani wartosci. Czy na zadzialanie czujek ma wplyw rodzaj drewna? Czy ma wplyw rozdrobnienie (wielkosc cz^-stek)? Analizuj^c wykresy, mozna zauwazyc, ze rodzaj drewna powoduje zmianç czasu zadzialania czujek, pyly o wiçk-szym rozdrobnieniu mocniej tlumi^ promieniowanie, a wiçc bardziej oddzialuj^ na optyczne czujki dymu. Röznice w war-tosci pochlaniania promieniowania przez obloki röznych py-löw wpiywaj^ röwniez na czasy wejscia w stan alarmowania czujek. W przypadku liniowej czujki dymu, niezaleznie od gatunku drewna, czas zadzialania wzrasta wraz z zwiçksze-niem rozdrobnienia pylu. Duza röznica wystçpuje pomiç-dzy pylami 200 цт a 100 цт, natomiast czas zadzialania dla pylu buku 500 цт jest podobny jak dla 200 цт. W przypad-
D0I:10.12845/bitp.42.2.2016.4
ku czujki DUT mozna zauwazyc, ze na czas zadzialania ma wplyw nie tylko stopien rozdrobnienia pylu, ale röwniez ga-tunek drewna. Detektor DUT podobnie jak DOP, dla pylu sosny i dçbu pözniej sygnalizuje alarm dla pylu 100 цт niz 200 цт, jednak dla pylu buku sytuacja ta jest odwrotna. Rycina 24 przedstawia czas zadzialania detektoröw DOP i DUT w zaleznosci od gatunku i srednicy drobin.
Na podstawie uzyskanych wyniköw pomiaröw wyznaczono srednie czasy zadzialania czujek DOP i DUT usredniaj^c czasy dla wszystkich pylöw. Wyniki zestawiono w tabeli 7.
Na rycinie 25 przedstawiono zaleznosc srednich czasöw zadzialania dla czujek DOP i DUT w zaleznosci od srednicy cz^stek. Przy zalozeniu nieznacznej kilkusekundowej röznicy w czasie mozna zauwazyc, ze wraz ze wzrostem srednicy cz^-stek pylu maleje czas zadzialania czujek.
Podczas badan przeprowadzone zostaly röwniez pröby na pyle uzyskanym z cyklinowania drewnianej podlogi w bu-dynku mieszkalnym. Pyl ten nie zostal poddany segregacji na frakcje o odpowiednich srednicach ziaren. Mialo to na celu uzyskanie warunköw zblizonych do panuj^cych podczas prac remontowych i wplywu na dzialanie optycznych czujek dymu. Podczas badan czujki DOP i DUT weszly w stan alar-mowania. Czujka OSID nie weszla w stan alarmu.
Ryc. 23. Wplyw dlugosci fali w podczerwieni na tlumienie sygnalu przy röznych rodzajach drewna z detektoröw OSID-90, DUT i DOP
(usrednione czasy przy spalaniu dçbu i buku) Fig. 23. Influence of wave length of IR radiation on signal diffraction for various types of wood for OSID-90, DUT and DOP detectors
Zrodlo: Opracowanie wlasne. Source: Own elaboration.
s tlfj
..¡: : ■: oak
¡Ï,'. -1:■ beech oak beech
Iff
4
Э
6ÜÜ =00 d(H l«t K» :«! D
etumj
Ryc. 24. Poröwnanie usrednionych czasöw zadzialania czujek DOP i DUT dla röznych gatunköw drewna w zaleznosci od srednicy drobin Fig. 24. Analysis of activation times of DOP and DUT detectors for various wooden materials based on dust particles
Zrodlo: Opracowanie wlasne. Source: Own elaboration.
7
__/
г
/
/
/
/
/
/
/ /
/ I.
*—----
D0I:10.12845/bitp.42.2.2016.4
Tabela 7. Czasy zadzialania czujek DOP i DUT Table 7. Activation time of DOP and DUT detectors
Rodzaj czujki / Detector type Sredni czas zadzialania dla wszystkich pylow / Average activation times for all types of dust Sredni czas zadzialania dla pylow 200 цш / Average activation time for 200 цш dust Sredni czas zadzialania dla pylow 100 цш / Average activation time for 100 цш dust
DOP-6001 11,6 s 10,8 s 13,3 s
DUT-6046 12,0 s 11,7 s 12,2 s
Zrodlo: Opracowanie wlasne. Source: Own elaboration.
u iN
d [цл)
Ryc. 25. Srednie czasy zadzialania czujek DOP i DUT Fig. 25. Average activation tirne of DOP and DUT detectors Zrodlo: Opracowanie wlasne. Source: Own elaboration.
5. Wnioski
W wyniku przeprowadzonych badan, ktore rnialy na celu sprawdzenie wplywu roznych pylow drzewnych na falszywe zadzialanie wybranych optycznych czujek dyrnu sforrnulowa-no nastçpuj^ce wnioski:
• czujka liniowa dyrnu na podczerwien, punktowa dyrnu i ciepla pornirno odrniennej budowy i sposobu dzialania wykazuj^ porownywalne czasy zadzialania na pyl drzew-ny, sygnalizuj^c alarш w tych saшych probach,
• na dzialanie czujek optycznych dyrnu wpiywa wielkosc cz^stek pylow. Drobniejsze frakcje wyrazniej oddzialuj^ na detektory, powoduj^c falszywe alarшy. Wszystkie badane pyly o srednicy ziaren do 200 цш wywolaly alarшy czujki liniowej dyшu na podczerwien oraz punktowej czujki dyrnu i ciepla. Gatunek drewna, z ktorego otrzy-rnano pyl rna шniejszy wpiyw na dzialanie czujek niz wielkosc cz^stek pylu,
• czujka OSI-90 wykazala odpornosc na wystçpowanie w atшosferze dozorowanej pylu drzewnego. We wszyst-kich przeprowadzonych probach nie wywolala alarшu,
• rozpatruj ^c przebiegi charakterystyk tlurnienia sygnalow IR i UV w przypadku czujki OSI-90 wywolane pylern, шoZna zauwazyc zjawisko ich przesuniçcia o stal^ war-tosc tlurnienia w calyrn zakresie wielkosci cz^stek. Zjawisko to pozwala na prograrnow^ elmina^ zadzialania tych czujek w atrnosferze pylowej,
• do dozorowania zakladow, w ktorych przeprowadzana jest obrobka drewna, szczegolnie tarn, gdzie do atrnos-fery wydzielane s^ pyly, zaleca siç stosowanie optycznych czujek dyrnu systernu OSID,
• podczas prowadzenia prac rernontowych w pornieszcze-niach dozorowanych przez optyczne czujki dyrnu, nie tylko tarn, gdzie prowadzony jest proces technologiczny z wydzielaniern siç pylow, nalezy bezwzglçdnie paшiçtaC o odpowiednirn zabezpieczeniu detektorow przed roz-poczçciern prac. W razie ich niezabezpieczenia, nalezy zastosowac odpowiednie wyci^gi w celu odprowadzania zanieczyszczen poza obszar dozorowania czujek dyrnu.
Literatura
[1] Wnçk W., Rodzaje falszywych alarmow i zrodla ich powstawania, Warsztaty Zacisze: Czynniki wplywaj^ce na niezawodnosc instalacji sygnalizacji pozarowej, 2011, Toш XIX, 7-13.
[2] Wnçk W., Porowski R., Klçbek R., Czujki linowe a falszywe alarmy spowodowane pylami, „Systerny Alarrnowe", Issue 5, 2015, 26-27.
[3] Kruell W., Schultze T., Tobera R, Willrns I., Analysis of dust properties to solve the complex problem of non-fire sensitivity testing of optical smoke detectors, The 9th Asia-Oceania Syrnposiurn on Fire Science and Technology, "Procedia Engineering" Vol. 62, 2013, pp. 859-867.
[4] Dygas A., Mechaniczna obrobka drewna. Poradnik dla ucznia, Instytut Technologii Eksploatacji - Panstwowy Instytut Badawczy, Radorn 2006.
[5] Technologie obrobki drewna, http://planeria.pl/artykul/technologie-obrobki-drewna-604/3 [dostçp: 17.01.2016].
[6] Laurow Z., Pozyskiwanie drewna, SGGW, Warszawa 1999.
[7] Czujka dyrnu i ciepla DUT-6046 - opis produktu, http:// www.polon-alfa.pl/pl/products/1369/DUT-6046 [dostçp: 16.02.2016].
ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗВИТИЕ D01:10.12845/bitp.42.2.2016.4
st. bryg. dr inz. Waldemar Wn^k - absolwent Politechniki Warszawskiej oraz Szkoly Glownej Sluzby Pozarniczej w Warszawie. Adiunkt, Kierownik Katedry Bezpieczenstwa Budowli i Rozpoznawania Zagrozen na Wydziale Inzynierii Bezpieczenstwa Po-zarowego w Szkole Glownej Sluzby Pozarniczej. Czlonek wielu komisji: Przewodnicz^cy Komisji Normalizacyjnej przy Polskim Komitecie Normalizacyjnym Komitet Techniczny nr 264 Systemy sygnalizacji pozarowej, czlonek Rady Sektorowej Sektora ds. Obronnosci i Bezpieczenstwa Powszechnego w PKN, Przewodnicz^cy Komisji Senackiej ds. badan naukowych w SGSP. Autor wielu referatow, artykulow w czasopismach naukowych, branzowych z zakresu technicznych systemow zabezpieczen przeciwpo-zarowych, jak rowniez prac naukowo-badawczych finansowanych ze srodkow Unii Europejskiej, krajowych NCBR.
inz. Marcin Jargielo - w maju 2016 r. ukonczyl Szkoly Glown^ Sluzby Pozarniczej w Warszawie, Wydzial Inzynierii Bezpieczen-stwa Pozarowego.
ml. bryg. dr inz. Rafal Porowski - absolwent Szkoly Glownej Sluzby Pozarniczej w Warszawie oraz Politechniki Warszawskiej. W latach 2009-2010 w ramach stypendium Fulbrighta pracowal w California Institute of Technology w USA. Adiunkt w Szkole Glownej Sluzby Pozarniczej na Wydziale Inzynierii Bezpieczenstwa Pozarowego.
