در زمینه‌ی خطرات آتش‌سوزی در ساختمان‌های مختلف، توصیه‌ها، دستورالعمل‌ها و قوانین خاصی برای حفاظت از افراد در برابر صدمات ناشی از سوختگی و تلفات جانی وضع شده است. این توصیه‌ها شامل استفاده‌ی گسترده از سیستم‌های اعلام حریق و دتکتورهای دود می‌شود. دتکتورهای دودی به دو دسته‌ی دتکتورهای دودی یونیزه و فتوالکتریک (یا اپتیکال و نوری) تقسیم می‌شوند. تخصص دتکتور دودی یونیزاسیون توانایی تشخیص حریق حتی زمانی است که حریق دود کمی تولید می‌کند و از آنجایی که همه‌ی آتش‌سوزی‌ها با دود زیادی همراه نیستند، این دتکتورها به ویژه برای محیط‌های صنعتی که پر از مواد قابل‌اشتعال هستند و سوختن آنها دود کافی برای راه‌اندازی دتکتورهای معمول به همراه نخواهد داشت، گزینه‌هایی بسیار عالی هستند. در ادامه‌ی این مطلب فایرفایت تصمیم داریم در مورد دتکتور دودی یونیزاسیون (Ionization Smoke Detector) و عملکرد و ویژگی‌های آنها صحبت کنیم.
دتکتور دودی یونیزه چیست؟
انواع مختلفی از دتکتورها وجود دارد که از جمله‌ی آنها می‌توان به دتکتورهای دودی، دتکتورهای حرارتی، دتکتور گازی، دتکتور دود مکشی و غیره اشاره کرد. اما در مورد دتکتورهای دودی باید گفت که تنها دو نوع اصلی دتکتورهای دود خانگی وجود دارد که شامل دتکتور دودی یونیزه یا یونیزاسیون و دتکتور دودی فتوالکتریک می‌شود. دانستن تفاوت بین این دو دتکتور دودی برای انتخاب دتکتور مناسب برای محافظت در برابر حریق بسیار مهم و ضروری است.
تشخیص دود یونیزاسیون در واقع اصل استفاده از مقدار کمی مواد رادیواکتیو برای یونیزه کردن هوای بین دو الکترود با بار متفاوت است تا وجود ذرات دود را احساس کنند. وقتی که ذرات دود وارد محفظه‌ی دتکتور دود یونیزه می‌شود، با کاهش تحرک یون‌ها، رسانایی هوا را کاهش می‌دهد. این سیگنال رسانایی کاهش یافته پردازش می‌شود و برای انتقال وضعیت هشدار مطابق با معیارهای از پیش تعیین شده، دتکتور وضعیت حریق را تشخیص داده و وضعیت هشدار را به پنل مرکزی اطلاع می‌دهد.
دتکتورهای دودی یونیزه از مواد رادیواکتیو برای یونیزه کردن هوا و تشخیص دود ناشی از حریق استفاده می‌کنند. با این که تشخیص حریق این دتکتورها بسیار بالا و سریع است اما به خاطر مواد رادیواکتیوی که دارند، در بسیاری از کشورها استفاده از آنها ممنوع است.
(پیشنهاد می‌کنیم مطلب دتکتور اعلام حریق را مطالعه کنید تا با انواع دتکتورها آشنا شوید.)
مقایسه دتکتور دودی یونیزاسیون و دتکتورهای فتوالکتریک
برای انتخاب یک دتکتور دودی مناسب باید ابتدا تفاوت بین دتکتورهای یونیزه و فتوالکتریک را بدانیم. هر دوی این دتکتورهای دودی به نظر می‌رسد دارای ویژگی‌هایی هستند که برای تشخیص حریق مناسبند. با این حال، با نگاهی دقیق‌تر متوجه می‌شویم که این دو نوع دتکتور دودی، به دو روش کاملا متفاوت عمل می‌کنند. دتکتور دودی فتوالکتریک یک منبع نور متمرکز را به داخل محفظه‌ی حسگر نوری، هدف قرار می‌دهد. هنگامی که دود وارد محفظه‌ی حسگر می‌شود، نور را منعکس می‌کند و این مساله باعث به صدا درآمدن زنگ هشدار می‌شود. دتکتورهای دودی فتوالکتریک برای تشخیص ذرات بزرگ دود ناشی از آتش‌سوزی‌های آهسته و دودزا بسیار مناسب هستند.
اما دتکتور دودی یونیزاسیون چیست؟ یک آشکارساز دود یونیزه حاوی مقدار کمی مواد رادیواکتیو است که بین دو صفحه با بارهای الکتریکی قرار می‌گیرد. بار هوا را یونیزه می‌کند و باعث می‌شود جریانی بین دو صفحه وجود داشته باشد. اگر دود وارد محفظه‌ی دتکتور دودی یونیزه شود، جریان یون‌ها را مختل می‌کند و با اعلام به پنل مرکزی اعلام حریق، باعث به صدا درآمدن زنگ هشدار می‌شود. این دتکتورهای دودی یونیزاسیون کاملا مجهز هستند و برای تشخیص ذرات بسیار ریز دود حاصل از آتش‌های شعله‌ور و سریع مناسب هستند.
(با روش دستی فعالسازی سیستم اعلام حریق یعنی شستی اعلام حریق بیشتر آشنا شوید.)
دتکتورهای دودی یونیزه و فتوالکتریک با دو فرایند کاملا متفاوت دود و آتش را شناسایی می‌کنند و به این ترتیب میزان اثربخشی آنها به موقعیت خاص آتش بستگی دارد. دتکتورهای دودی فتوالکتریک برای تشخیص آتش‌های آهسته مناسب هستند و در مقابل دتکتور دودی یونیزاسیون برای تشخیص ذرات ریز آتش‌های سریع مناسب است.
کدام دتکتور مناسب‌تر است: دتکتور فوتوالکتریک یا دتکتور یونیزه؟
بر اساس این اطلاعات که در مورد دتکتورهای دودی یونیزاسیون و فتوالکتریک گفتیم، USFA راهنمایی‌های زیر را برای انتخاب دتکتور دودی مناسب برای ساختمان‌ها ارائه می‌دهد:
نمی‌توانیم بگوییم کدام دتکتور از دیگری بهتر است زیرا هر آتش‌سوزی ویژگی‌های متفاوتی دارد.
- از آنجایی که هر دوی دتکتورهای فتوالکتریک و یونیزه در تشخیص آتش‌سوزی‌های کاملا متفاوت و در عین حال به طور بالقوه خطرناک، متفاوت عمل می‌کنند و از آنجایی که هیچ‌کس نمی‌تواند پیش‌بینی کند که چه نوع آتش‌سوزی‌ای ممکن است در خانه آغاز شود، USFA توصیه می‌کند همه‌ی خانه‌ها و اتاق‌هایی که افراد در ان می‌خوابند، یا مجهز به هر دو دتکتور دودی فتوالکتریک و یونیزه باشد و یا از نوعی دتکتور دودی استفاده شود که سنسور دوگانه دارد (یعنی هم سنسور دود یونیزه و هم سنسور فتوالکتریک).
- بسته به محل احتمالی وقوع حریق، محل نصب دتکتور دودی در خانه می‌تواند مهم‌تر از نوع دتکتور دودی باشد. USFA توصیه می‌کند کاربران از دستورالعمل‌های سازنده برای مکان توصیه‌شده‌ی نصب دتکتور دودی در خانه پیروی کنند.
(پیشنهاد می‌کنیم مطلب راهنمای کامل نصب دتکتور دود را مطالعه کنید.)
برای بهترین محافظت، توصیه می‌شود از هر دو فناوری یونیزاسیون و فتوالکتریک در خانه‌ها استفاده شود. علاوه بر دتکتور دودی یونیزاسیون و دتکتورهای دودی فتوالکتریک مجزا، دتکتورهای ترکیبی که از هر دو فناوری یونیزه و فتوالکتریک استفاده می‌کنند، می‌تواند مناسب باشد.
کاربرد دتکتور دودی یونیزاسیون: دتکتور یونیزه برای چه مواردی مناسب‌تر است؟
دتکتور دودی یونیزاسیون سریع‌تر از دتکتورهای دودی فتوالکتریک به دود ناشی از آتش پاسخ می‌دهند. اکثر آتش‌سوزی‌های شعله‌ور و سریع، در نتیجه‌ی آتش گرفتن مایعات قابل اشتعال، چوب یا کاغذ ایجاد می‌شوند. اینها مواردی هستند که سریعا باعث ایجاد شعله می‌شوند و به اندازه‌ی حریق‌های آهسته دود تولید نمی‌کنند. به همین دلیل، دستگاه‌های فتوالکتریک برای آتش‌سوزی‌های شدید و شعله‌ور خوب عمل نمی‌کنند و نمی‌توانند با تشخیص سریع به تخلیه‌ی ایمن ساختمان کمک کنند. در مقابل، دتکتورهای یونیزه سریعا آتش‌سوزی‌های کم دود را تشخیص می‌دهند و زنگ هشدار را به صدا در می‌آورند.
انواع مواد موجود در محیط می‌توانند آتش‌سوزی‌های متفاوتی ایجاد کنند. استفاده از دتکتور دودی یونیزاسیون در مواری کاربرد دارد که مواد قابل احتراقی مانند چوب، کاغذ یا مایعات قابل اشتعال در محیط وجود داشته باشد که باعث ایجاد سریع شعله می‌شوند و آتش‌سوزی‌های شعله‌ور و سریع ایجاد می‌کنند.
نحوه عملکرد دتکتور دودی یونیزه
همانطور که گفتیم، دتکتورهای دودی یونیزاسیون دارای مقدار کمی مواد رادیواکتیور هستند که با انتشار ذرات آلفا باعث یونیزه شدن هوای داخل دتکتور دودی یونیزاسیون می‌شود. بنابراین، اگر دود وارد محفظه‌ی دتکتور یونیزه شود، برخی از این مولکول‌های یونیزه شده با دود واکنش می‌دهند و باعث تغییر در رفتار الکتریکی آنها می‌شوند. دتکتور این تغییر را به عنوان نشانه‌ای حریق تشخیص می‌دهد و پنل مرکزی اعلام حریق را مطلع کرده، آلارم هشدار را به صدا درمی‌آورد.
دتکتورهای دودی یونیزه می‌توانند از نوع آدرس‌پذیر ومتعارف باشند. در سیستم اعلام حریق آدرس پذیر، هر دتکتور دارای یک آدرس منحصربفرد است و در صورت فعال شدن آن می‌توان محل دقیق دتکتور را تشخیص داد. در سیستم اعلام حریق متعارف، امکان شناسایی محل دقیق دتکتور فعال شده وجود ندارد.
مشکلات استفاده از فناوری یونیزاسیون در دتکتورهای دودی
اگرچه نصب دتکتورهای دودی یونیزه برای ساکنان یک ساختمان خطری به همراه ندارد اما استفاده از این دتکتورها در کشورهای زیادی ممنوع است چرا که این دتکتورها حاوی مقادیر کمی مواد رادیواکتیو هستند؛ به این معنی که برای نگهداری و نابود کردن آها مشکلاتی وجود دارد. دتکتورهای دودی یونیزه در مقایسه با دتکتورهای نوری و مولتی سنسور موجود، بیشتر مستعد آلارم‌های کاذب هستند. از میان اینها، دتکتورهای فتوالکتریک کمترین حساسیت به شعله‌های سریع آتش را دارند و بنابراین سازمان‌های آتش‌نشانی بیشتر استفاده از دتکتورهای چند سنسوری در خانه را پیشنهاد می‌کنند. این کار باعث می‌شود، حفاظت در برابر حریق ایمن‌تر و بهتر باشد زیرا دتکتورهایی که دو نشانه‌ی مختلف آتش (برای مثال گرما و دود) را شناسایی می‌کنند، واکنش سریع‌تری به انواع آتش‌سوزی‌ها دارند.
دتکتورهای دودی یونیزه معمولا ارزان‌ترین دتکتورهای دودی موجود در بازار هستند اما استفاده از آنها توصیه نمی‌شود. در حالی که این دتکتورها به دود حساسیت بالایی دارند و سریعا آتش‌سوزی‌ها را شناسایی می‌کنند اما می‌توانند بیش از حد حساس باشند و حتی با سوختن یک نان تست نیز باعث ایجاد آلارم کاذب شوند.
مواد رادیواکتیو دتکتورهای یونیزه – امریسیوم (Americium)
دتکتور دودی یونیزاسیون از آمریسیوم به عنوان منبع ذرات آلفا استفاده می‌کند. ذرات آلفا از منبع آمریسیوم، مولکول‌های هوا را یونیزه می‌کنند. این امر باعث می‌شود که برخی از ذرات دارای بار مثبت و برخی دیگر دارای بار منفی باشند. دو صفحه‌ی باردار در داخل دتکتور دودی یونیزاسیون جریانی از یون‌های دارای بار مثبت و منفی ایجاد می‌کنند و هشدار دتکتور زمانی فعال می‌شود که دود ناشی از حریق، جریان ثابت یون‌ها را از بین ببرد.
ذرات آلفا بسیار سنگین هستند و نمی‌توانند حرکت زیادی داشته باشند و می‌توان آنها را با لایه‌ای به نازکی لایه‌ای از سلول‌های پوست مرده حفاظت کرد. دتکتورهای دود یونیزه دارای یک منبع کوچک از آمریسیوم هستند که در لایه‌ای از فویل و سرامیک قرار گرفته و مانع از خروج این ذرات از داخل دتکتور می‌شود. به خاطر همین محافظت، دتکتور دودی یونیزاسیون هیچ تشعشع خطرناکی برای سلامت انسان ایجاد نمی‌کند. به این ترتیب تا زمانی که دتکتور آسیب نبیند، هیچ تهدیدی برای سلامتی ندارد. از دستکاری دتکتورها نیز باید اجتناب شود زیرا می‌تواند به محافظ اطراف منبع رادیواکتیو آسیب برساند.
آمریسیوم در خارج از بدن کاملا بی‌ضرر است و تشعشعاتی که از آن ساطع می‌شود برای نفوذ به پوست انسان بسیار ضعیف است. همه‌ی دتکتورهای دودی یونیزاسیون دارای مقدار کمی آمریسیوم هستند که به طور کامل در فویل پیچیده شده تا در شرایط غیرعادی مانند دستکاری و تخریب از دستگاه خارج نشود.
خرید دتکتور دودی یونیزاسیون
همانطور که در این مطلب اعلام حریق آرات به آن پرداختیم، دتکتورهای دودی یونیزه یکی از انواع دتکتورهای دودی هستند که عملکرد آنها مبتنی بر مواد رادیواکتیو موجود در محفظه‌ی دتکتور است. مواد رادیواکتیو موجود در دتکتور باعث یونیزه شدن هوای داخل محفظه می‌شود و جریانی بین دو صفحه شکل می‌گیرد. با ورود دود به محفظه، این جریان به هم می‌خورد و دتکتور وجود حریق را تشخیص می‌دهد. دتکتور دودی یونیزاسیون نسبت به آتش‌های سریع با شعله‌های زیاد بسیار حساس است. روی این دتکتورها علامتی مبنی بر وجود مواد رادیواکتیو وجود دارد. از آنجایی که مواد رادیواکتیو برای محیط زیست بسیار مضر هستند، استفاده از این دتکتورها در بسیاری از کشورها ممنوع شده است.
سلام
با تشکر از مطالب بسیار عالی و کاربردی
جواب خیلی از سوالاتم را گرفتم.
فقط یک سوال برایم باقی مانده که آیا درصورتی که به دتکتور ولتاژ اعمال نشود باز هم پرتوهای ایکس ری بتا بین دو الکترود وجود دارد یا خیر؟