tipos de detectores

Tipos de detectores

DETECTORES DE HUMO

Hay dos tipos de detectores de humo utilizados en instalaciones con protección contra incendios.

El primer tipo, aprovecha el llamado efecto Tindal.

Si tenemos una fuente de luz que emite un foco a través del lugar donde nos encontramos, y observamos este foco con un fondo negro, no veremos nada, porque el haz de luz no se puede ver.

Sin embargo, si este haz pasa a través del humo, las partículas de humo dispersan la luz y esto hace que el haz de luz sea visible.

Esto es lo que sucede con los faros de un automóvil cuyo haz de luz no se puede ver en una noche despejada, pero queda perfectamente delimitado en una noche de niebla, ya que las partículas de agua suspendidas que forman la niebla dispersan la luz.

Debemos notar en este punto la falsa idea de que un rayo de rayos LÁSER puede verse como en películas de ciencia ficción en las que se usan en “espadas” y otras armas mortales.

El LÁSER es ligero y, por lo tanto, su haz solo puede hacerse visible si pasa a través de partículas suspendidas como la niebla, el polvo o el humo. ¡Lo que vemos en el caso de LASER o cualquier rayo de luz es el lugar donde golpea y que está iluminado!

Entonces, lo que tenemos es una fuente de luz, generalmente un LED infrarrojo que apunta en una dirección.

En la dirección del haz, pero para no recibir su luz, hemos apuntado un fotosensor, generalmente un fototransistor o fotodiodo sensible al infrarrojo. En la parte inferior tenemos un panel negro.

Este sistema está en una cámara perforada donde el humo puede penetrar fácilmente o se instala en el propio sistema de ventilación del edificio.

Si el humo penetra en el sistema, el haz infrarrojo se hace visible a través del efecto Tindal, es decir, la dispersión de la luz y el detector se activa al encender el sistema de alarma.

En la práctica, para que una sola partícula de polvo no active la alarma, la operación se realiza mediante pulsos y se ignoran los primeros pulsos detectados.

Un segundo sistema más sofisticado utiliza una fuente de ionización radiactiva, generalmente un isótopo, que produce un flujo constante de iones en una cámara de ionización.

La ionización de los electrodos debido a la fuente mantiene el flujo de corriente que inhibe la alarma. Sin embargo, la penetración de humo en esta cámara impide el flujo de iones que mantienen la corriente y la alarma se apaga.

DETECTORES DE CALOR

Los sistemas que funcionan mediante la detección de calor pueden tener dos principios operativos.

El sistema mecánico utiliza bimetales, es decir, láminas de dos metales con diferentes coeficientes de expansión que se presionan .

Si estos portaobjetos se calientan por la presencia de calor, la expansión desigual hace que se doblen y toquen el contacto que activa la alarma.

Es el mismo sistema utilizado en las luces intermitentes de los árboles de Navidad, los termostatos de hierro e incluso en el control del sistema de refrigeración de muchos automóviles.

En los sistemas más sofisticados, la expansión del metal hace que las cuchillas se doblen en un compartimento con mercurio, como se muestra en la figura 6.

Un sensor bimetálico con mercurio (Hg).

El mercurio es conductor y permite que se establezca un contacto más eficiente, ya que, debido a la falta de uso, los contactos comunes pueden oxidarse, lo que hace que el sistema falle cuando más se necesita.

Los estándares de protección contra incendios requieren que se activen sistemas de este tipo cuando la temperatura es de 57 grados centígrados.

En los sistemas electrónicos, los sensores utilizados suelen ser termistores (NTC o PTC).

Un NTC (Resistencia con coeficiente de temperatura negativo).

NTC (coeficiente de temperatura negativa) son resistencias cuya resistencia disminuye a medida que aumenta la temperatura. PTC (coeficiente de temperatura positivo) son resistencias cuya resistencia aumenta con el aumento de las temperaturas.

En la configuración más simple, un sensor está conectado a un amplificador operacional conectado como un comparador de voltaje y ajustado para dispararse a una temperatura determinada, como se muestra en la figura 8.

Usando un NTC como sensor de calor.

Sin embargo, los sistemas más sofisticados funcionan mejor, sin aumentar mucho el costo. Lo que se hace es usar dos detectores colocados en diferentes ubicaciones, como se muestra en la figura

Operación con dos sensores.

Por lo tanto, si la temperatura ambiente aumenta o disminuye de manera uniforme, los dos sensores informan esta variación y el voltaje en la entrada del comparador permanece constante, sin activar la alarma.

Sin embargo, si uno de los sensores se calienta y el otro no, lo que significa un brote de incendio local, el puente se desequilibra y tenemos un voltaje en la salida del comparador que activa la alarma.

En algunos sensores, la curva de respuesta del sensor se modifica para que sea más suave en el rango de temperatura ambiente, pero aumenta en el rango de temperatura que significa peligro, activando así la alarma más rápidamente.

Cabe señalar que los sensores tienen una característica importante que debe tenerse en cuenta, que es la disponibilidad.

Para cambiar su resistencia, el sensor necesita absorber calor y esto lleva tiempo dependiendo de su tamaño. Por lo tanto, como en el caso de los termómetros, las bombillas más pequeñas responden más rápidamente a las variaciones de temperatura.

Esta disponibilidad debe tenerse en cuenta con el uso de sensores cuya velocidad de respuesta depende de la aplicación.

Otro tipo de sensor de calor ampliamente utilizado es el utilizado en detectores piroeléctricos.

Estas cargas, que significan una diferencia de potencial permanente entre las caras, cambian en cantidad tanto cuando el material sufre deformaciones mecánicas como cuando recibe radiación electromagnética, como la radiación infrarroja.

Al hacer diafragmas con esta sustancia tenemos los llamados micrófonos electret, y al exponer la radiación infrarroja a través de lentes apropiadas (lentes Fresnel) como se muestra en la figura 11, tenemos detectores sensibles capaces de acusar la presencia de personas por el calor corporal.

Un sensor piroeléctrico.

Estos sensores se utilizan para abrir puertas automáticamente en tiendas, aeropuertos, centros comerciales, alarmas, etc.

En la detección de incendios, la sensibilidad debe adaptarse para que solo las fuentes con intensidades que caracterizan la presencia de una fuente de fuego activen el sistema.

DETECCIÓN DE LLAMA

Una llama es una fuente de luz con diferentes características que facilitan su detección. A diferencia de una lámpara ordinaria, una llama parpadeante y las variaciones de luz resultantes pueden facilitar el diseño de sistemas de detección.

Por otro lado, el espectro de una llama es diferente del espectro de una lámpara ordinaria o fluorescente con una cantidad mucho mayor de energía concentrada en el rango infrarrojo.

Estos hechos pueden ser importantes en la detección de incendios y realmente se consideran en proyectos comerciales.

Existen varios tipos de sensores que se pueden usar para detectar radiación electromagnética, tanto en el rango visible como en el infrarrojo, emitidos por una llama.

Sensores infrarrojos.

Como la intensidad de la radiación que debe detectarse no es muy pequeña, los sensores no necesitan ser sensibles, pero deben tener características que se adapten a la forma en que las llamas lo emiten.

Una primera característica importante incorporada en los detectores es el filtro que les permite operar con frecuencias de luz que sabemos que son más comunes en las llamas. Un caso es el de la radiación ultravioleta en el rango de 2,000 a 2,700 Angstroms.

La luz en esta banda es filtrada por la capa de ozono de la atmósfera terrestre superior para que no esté presente en grandes cantidades a la luz del día. Sin embargo, en las llamas tenemos esta frecuencia.

Por lo tanto, un detector que funciona con un filtro que permite que pase este rango de frecuencia solo será muy sensible a la presencia de llamas y no “verá” la luz del día.

Por supuesto, la presencia de “agujeros” en esta capa puede ser preocupante y una de las consecuencias, además del daño a la salud y la flora / fauna en sí, es la activación errática de alarmas que funcionan de acuerdo con el principio visto anteriormente.

El otro tipo de detector se basa en el parpadeo de la llama o del aire mismo, que luego refracta de manera modulada un rayo de luz, como se muestra en la figura 13.

Detector de llamas.

Parece que la frecuencia de parpadeo típica de una llama está entre 2 y 20 Hz, por lo que se pueden agregar filtros que funcionan a estas frecuencias, acoplados a los sensores y que permiten detectar solo llamas y no otras especies de emisión de luz.

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