Звуковой пожарный оповещатель: типы, конструкция, применение

Пожар – это опасное бедствие, которое сопровождается нанесением огромного ущерба имуществу, здоровью и жизни людей. Однако очаг возгорания можно локализировать и устранить на ранних стадиях, если успеть определить его развитие. Для этих целей используют звуковые оповещатели пожарной тревоги.

Что представляет собой звуковой датчик?

В таком извещателе роль чувствительного элемента играет конденсаторный микрофон, внутрь которого встроен предусилитель. Процесс работы устройства заключается в передаче сигнала с микрофона на усилитель с преобразованием его из электрического, а с него на микроконтроллер. Последний осуществляет проверку напряжения питания и формирует предупреждающие сигналы.

Звуковой пожарный оповещатель: типы, конструкция, применениеУстройства этого типа появились на рынке систем безопасности еще в начале 90-х годов, но по-прежнему остаются актуальными. За прошедшее время они стали более совершенными, снизилось число ложных срабатываний и повысилась точность фиксирования разрушения поверхности стекла.

Датчик охранный поверхностный звуковой срабатывает на определенный сигнал, например, на бьющееся стекло. Принцип работы такого устройства не очень сложный, он заключается в следующем. Рассматривая устройство прибора, можно увидеть, что в нем присутствует микрофон. Вся основная работа выполняется именно этой деталью. Он преобразует звук в электрический сигнал. Также в механизм датчика включены и другие электронные устройства, отвечающие за деление сигнала на составляющие с последующим их анализом.

Что из себя представляет датчик акустический:

При совпадении производимого звука с имеющими эталонами, характерными для бьющегося стекла, формируется сигнал, который поступает на пульт ПКП. Такой принцип действия очень часто приводит к ложным срабатываниям, поэтому его несколько модифицировали.

Теперь получаемый сигнал разбивается на низко и высокочастотную компоненты, анализ которых выполняется отдельно. Это позволило несколько уменьшить число ложных сигналов, но избежать их совсем пока еще не получилось.

В зависимости от того, что стекло разного типа может издавать непохожие звуки, в процессе разбивания, датчики звука имеют несколько типов маркировки, соответствующих виду стекла по толщине, плотности и типу поверхности. К тому же большинство современных датчиков имеют тонкую настройку чувствительности, что делает их работу эффективной.

Характеристики устройств

Звуковые оповещатели являют собой звукоизлучающие устройства, которые нужны для привлечения внимания на больших расстояниях или в условиях повышенного шума.

Среди всех устройств, функционирующих по принципу электромагнитного, электродинамического или пьезоэлектрического типа генерации, наиболее технически совершенными считаются пьезоэлектрические оповещатели.

Подавляющее число современных сирен, которые используются в системах пожарных сигнализаций, создаются на основе пьезокристаллических звукогенераторов.

Бесспорным достоинством этих устройств является то, что при минимальных энергозатратах и достаточно небольших габаритах, пьезосирены могут производить достаточно мощный звуковой сигнал.

К слову, обычный звуковой оповещатель пожарной тревоги со среднестатистическими мощностными показателями может работать в диапазоне от 90 до 120-ти децибел.

Основа электроакустического звукового преобразователя — биморфная пластина, которая состоит из пары модулей. Конструкция может содержать 2 пьезоэлемента, между которыми располагается металлическая пластина, придающая конструкции дополнительную износостойкость.

Звуковой пожарный оповещатель: типы, конструкция, применениеВторым вариантом конструкции является наличие одного пьезоэлемента, который крепится к металлической пластине. При подключении к электросети, пластина-мембрана издаёт звук.

Пьезосирена, как правило, производится в достаточно небольших габаритах (средний диаметр устройства колеблется от десяти до шестидесяти миллиметров).

Для того чтобы усилить звуковое оповещение о пожаре, используется несколько методов:

  • усиление напряжения на 10 и больше вольт. Этот метод эффективен, но характеризуется затратностью;
  • применение трубы-рупора, который увеличивает площадь поперечного сечения устройства. По данной системе работает устройство «свирель»;
  • использование диффузора. По факту, это воронкообразная диафрагма, одна из сторон которой прикреплена к пьезоблоку;
  • использование диафрагмы. Её поверхность имеет вид полукруга из твёрдого материала, имеющего центральную выпуклую часть, и плоский кольцевой элемент из гибкого полимера. Одна из сторон диафрагмы крепится к пьезоблоку. По такому типу работает «Иволга ПКИ-2».

Обзор наиболее популярных моделей

Среди устройств, функционирование которых основано на электромагнитном, электродинамическом или пьезоэлектрическом принципе генерации сигнала наиболее технически совершенными являются пьезоэлектрические извещатели. При выборе устройств предпочтительней выбирать их.

Иволга

Оповещатель ПКИ 2 применяется не только в системах сигнализации, но и на конвейерном оборудовании. Учитывая широкий диапазон рабочих температур от -40ºС до +55ºС, аппарат может устанавливаться как в отапливаемом, так и холодном помещении. Мощность устройства 95-110 Дб. Параметры энергопотребления: мощность 0,6Вт, сила тока 25mA, напряжение 24 Вт.

Корпус модели выполнен из ударопрочного пластика с вынесенными по краям крепежами проушинами. Это значительно облегчает процесс установки. Компактные размеры 82х67х44 мм позволяют крепить устройство не только к стенам или потолку, но и к элементам конструкций оборудования.

Маяк

Производитель ООО «Электроника и автоматика» выпускает несколько модификаций устройства. Оповещатель звуковой маяк 24 3М и 12 3М модели различаются только параметрами энергопотребления, потребляемое напряжение 24В и 12В соответственно. Мощность звукового давления у обеих моделей составляет 105дБ. Несмотря на значительный диапазон рабочих температур -40ºС — +55ºС, а так же корпус с уровнем защиты IP56 устройство рекомендуется для использования в помещениях. При установке аппарата на улице производитель рекомендует защитить корпус от атмосферных осадков козырьком.

Свирель — 2

Устройство Свирель-2 имеет несколько модификаций О29, О29/1 – 3, основные различия между моделями в энергопотреблении, устройстве пьезокристаллического генератора (одно или двухпьезоэлементный) и наличии дополнительного светового оповещателя.

Уровень громкости всех моделей 100 дБ. Электропитание производится от источника постоянного тока, напряжение 12 или 24В в зависимости от модели. Корпус устройства металлический, водозащитный, оснащен дополнительным контактом от вскрытия. Аппарат предназначен для использования вне помещений.

ООПЗ

Извещатель звуковой ООПЗ 12, предназначен для использования на открытом воздухе и в помещении. Металлический корпус имеет класс защиты IP42, поэтому прибор должен быть защищен навесом от прямого воздействия атмосферных осадков. Мощность 105 дБ.

Представленные оповещатели являются универсальными приборами, для использования в сигнализациях с любым типом контроллера.

Типы


По техническому устройству, принципам работы, а также времени изобретения, появления на рынке оборудования, комплектующих систем безопасности звуковые извещатели пожарной сигнализации подразделяют на 3 типа:

  • Электромеханические. Они формируют низкочастотные звуковые колебания, хорошо отличимые от фонового шума, поэтому сразу привлекающие внимание окружающих. Как правило, учитывая характеристики, опыт использования, их устанавливают в помещениях большой площади/строительного объема или на открытых технологических площадках, территории промышленных объектов, складских комплексов, автотранспортных предприятий, стоянок.
  • Электродинамические. Такие устройства выдают мощный низкочастотный сигнал с неприятным для слуха звучанием силой до 110 дБ с широкой диаграммой звукового давления.
  • Пьезоэлектрические. Выдающие звуковые колебания с помощью пьезокерамического кристалла. На сегодня это самые распространенные изделия в производстве подобных устройств, широко используются при проектировании, применяются при монтаже, замене оборудования установок АПС/АУПТ, систем оповещения.

По конструкции, исполнению корпуса/оболочки, месту, способу установки/монтажа изделия звуковые извещатели о пожаре бывают:

  • Настенными, потолочными, в т.ч. врезными, устанавливаемыми в подвесные системы.
  • Внутренними/наружными, а также универсальными с высокой степенью защиты от пыли/влаги.
  • Нормального/взрывобезопасного исполнения.
  • Комбинированными, совмещенными со световыми сигнализаторами о возникновении пожара – различными табло, указателями направления движения.
  • Как проводными, так и радиоканальными устройствами.

По внешним размерам корпуса наиболее компактны/миниатюрны пьезоэлектрические звуковые ПИ.

Для примера вот технические характеристики нескольких востребованных/распространенных на рынке пожарно-технической продукции изделий от отечественных компаний:

  • Оповещатели пожарные звуковые «Тон-1С-12» и «Тон-1С-24» производства завода «ИРСЭТ-Центр» из Санкт-Петербурга, отличающиеся только напряжением электропитания – 12 и 24 В. В остальном все технические характеристики одинаковы – габариты диаметр корпуса 105, высота 67 мм, уровень давления звука не меньше 85 дБ, диапазон частот сигнала 2500–3500 Гц, рабочий диапазон – от – 40 до + 55℃.
  • «Маяк-12/24 ЗМ/М1» производства фирмы «Электротехника и Автоматика» из Омска с уровнем звукового давления 105 дБ, размерами 80х80х55/100х80х30, электропитанием 12 и 24 В, степенью защиты IP56/IP 55, температурным диапазоном эксплуатации от – 50 до +55℃.
  • «Свирель-2». Является оповещателем охранно-пожарным звуковым от самой известной на российском рынке оборудования для систем безопасности компании «Болид». Выпускаются различные модификации этого изделия, работающие от слаботочной сети 12 или 24 В, с одним/двумя пьезокристаллическими излучателями звука, с дополнительным световым оповещателем, уровнем громкости на дистанции 1 м – 100/105 дБ. Выполнен в металлическом корпусе во влагозащищенном исполнении, предназначен для внутренней/наружной установки при температурах от – 30 до + 50℃. Размеры – 66х92х118 мм при массе изделия не больше 0, 6 кг.
  • «Флейта-12» производства ГК «Арсенал Безопасности» из Омска также предназначена для использования в качестве звукового оповещателя в установках ОПС. Материал корпуса – пластик. Электропитание – 9–13,8 В. Уровень громкости сигнала – 105 дБ. Диапазон несущей частоты звучания – 200–5000 Гц. Габариты – 134х134х50 мм, вес всего 70 г. Защита от пыли/влаги в воздухе помещений – IP Температурный диапазон эксплуатации – от – 30 до + 55℃. Эта группа компаний также выпускает звуковой ПИ «Гром-12М» со сходными техническими характеристиками.

Всего на рынке представлено несколько десятков моделей звуковых, светозвуковых ПИ от различных компаний производителей с похожими параметрами, но с различной защитой изделий от внешней среды, с исполнением от нормального до взрывозащищенного, в металлических/пластиковых корпусах.

Модельный ряд

Иволга

Оповещатель «ПКИ-2» широко используется в различных условиях эксплуатации за счёт обширного температурного диапазона (от -40 до +55 градусов по Цельсию). Громкость «Иволги» составляет от 95 до 110 децибел. По расходу энергии, эта модель наиболее приемлема: мощность составляет 0,6 Вт, сила тока — 25mA, напряжение — 24 Вт.

Каркас «Иволги» производится из вполне износостойкого ПВХ. На конструкции имеются специальные крепежи, имеющие вид проушин, которые делают монтаж достаточно лёгким. Устанавливается «Иволга» даже к модулям конструкций оборудования.

Маяк

Существует несколько моделей всем известного оповещателя «Маяк» — 24 3М и 12 3М (вольтаж – 24 и 12 соответственно). Оба вида имеют одинаковую громкость, которая равна 105 децибел.

Интервал рабочих температур достаточно обширен – от -40 градусов по Цельсию, до +55. Устройство желательно использовать именно в помещениях, а при уличных условиях эксплуатации, лучше всего обезопасить корпус «Маяка» от воздействий неблагоприятной погоды при помощи козырька.

Свирель-2

Оповещатель «Свирель-2» представлен двумя моделями (О29, О29/1 – 3). Основное их отличие состоит в количестве потребляемой энергии, наличии дополнительных светодиодов в конструкции, а также конструкции пьезокристаллического генератора (1 или 2 элемента).

По уровню громкости все модели «Свирели-2» одинаковы, и равны 100 дБ. Что касательно электропитания, то требуется источник напряжения, с напряжением 12 или 24В, зависимо от конкретной модели.

Каркас «Свирели» производится из прочного металла, обладает водонепроницаемыми свойствами, а также усиленной защитой от вскрытия. Этот вид оповещателей предназначен для использования в уличных условиях.

ООПЗ

Звуковой пожарный оповещатель: типы, конструкция, применениеЗвуковой оповещатель ООПЗ 12 предназначен для использования как на улице, так и в помещении. Корпус изготавливается из металла и требует дополнительной защиты в уличных условиях эксплуатации. По мощностным характеристикам не уступает многим другим – 105 дБ.

Все предоставленные в списке оповещатели являются универсальными приборами, которые используются в сигнализациях с любым типом контроллера.

Другие полезные статьи:

  • Как организована автоматизированная система оповещения
  • Локальная система оповещения на объекте

Пьезоэлектрические

Пьезоэлектрические звуковые оповещатели представляют собой самый современный класс приборов. Такие устройства используются во всех системах пожарной и охранной сигнализации. Они отличаются компактными размерами, экономичностью и высоким уровнем звукового давления. Разработанные специально для таких устройств микромощные звуковые генераторы позволяют пьезоэлектрическим оповещателям выдавать различные виды звуковых сигналов:

  • Однотональный непрерывный
  • Однотональный прерывистый
  • Двухтональный
  • Частотно-модулированный
  • Трель

Пьезоэлектрические устройства работают от напряжения 12 и 24 В, а с помощью встроенного драйвера могут подключаться к сети 220 В. Они могут устанавливаться внутри помещения на открытых территориях. Очень часто звуковые оповещатели объединяют в одном корпусе со световыми сигнализаторами, которые выполнены на ярких красных светодиодах.

Конструкция пьезоэлектрических оповещателей

В основе работы такого оповещателя лежит пьезоэлектрический эффект. Он базируется на свойстве некоторых кристаллических материалов деформироваться при воздействии электрического напряжения. Если взять плоскую прямоугольную пластину из такого материала и подать на неё переменное напряжение звуковой частоты, то пластина будет вибрировать с этой частотой. Для пьезоэлектрических оповещателей используются пластинки из титаната бария, на которые методом напыления нанесены два металлических электрода. Для того чтобы создать высокое звуковое давление, в оповещателях могут одновременно использоваться две пьезокерамические пластины. Обычно они с двух сторон наклеиваются на металлическую мембрану.

Пьезоэлектрические оповещатели могут длительное время работать от автономных источников питания, поскольку ток потребления такого устройства крайне мал.

Для увеличения громкости звукового сигнала, используются различные детали конструкции. Это может быть применение рупорного диффузора или диафрагмы. Эти элементы являются частью корпуса оповещателя и составляют с ним одно целое. В результате таких технических решений пьезокерамический оповещатель может обеспечивать звуковое давление до 120 дБ. Для монтажа внутри помещений могут применяться оповещатели со звуковым давлением не менее 95 дБ, а для наружной установки, минимальным является звуковое давление 105 дБ.

Переменное напряжение звуковой частоты, для работы оповещателя, создаёт встроенный генератор на микросхеме. Его частота выбирается в зоне максимального восприятия человеческим ухом. Это интервал от 800 Гц до 2000 Гц.

Для того чтобы тревожный сигнал можно было отличить от других случайных звуков, он выбирается двухтональным или модулированным по частоте с глубиной модуляции не менее 12%.

Звуковой пожарно-охранный оповещатель должен устанавливаться на жёстком негорючем основании. Обычно звуковые устройства монтируются на стенах при этом расстояние от пола до оповещателя должно составлять 230 см, а расстояние до потолка или перекрытий должно быть не менее 15 см. Пожарные звуковые оповещатели подключаются специальным кабелем с индексом (нг), который не поддерживает горение и обладает высокой термостойкостью.

Устройство и принцип действия

Основой электроакустического звукового преобразователя является биморфная пластина, состоящая из нескольких элементов. Это может быть два пъезоэлемента с металлической пластиной между ними, придающей всей конструкции дополнительную прочность. Или один пьезоэлемент, прикрепленный к пластине.Принцип действия пьезоэлемента

При подаче напряжения на пьезоэлемент, в зависимости от его полярности он либо увеличивает диаметр, либо уменьшает его. Изгибаясь, пластина-мембрана генерирует звук. Пьезосирена имеет компактные размеры, обычно диаметр устройства составляет 10–60 мм, а его толщина в пределах 0,2 – 1,5 мм.

Для увеличения силы звукового давления в пожарных оповещателях применяется несколько способов:

  • Увеличение на десятки вольт переменного напряжения, подаваемого на пьезоблок. Этот способ довольно эффективный, но затратный.
  • Использование рупора – трубы, увеличивающей площадь поперечного сечения пъезосирены. По такому принципу функционирует звуковой оповещатель свирель.Функционал оповещателя свирель
  • Применение диффузора. Фактически это воронкообразная диафрагма, прикрепленная основанием к пьезоблоку, который является точкой максимальной амплитудой колебаний. Функцию звукоизлучающей конструкции выполняет периферийная часть диффузора, имеющая значительную площадь. По этому принципу сконструирован оповещатель звуковой маяк 12 3м, ОСА 110-К, ОСА 110-Б.Функционал оповещателя маяк
  • Применение диафрагмы.

    Звукоизлучающая поверхность — это полусфера из жесткого материала (1), она имеет не только центральную выпуклую часть, но и плоскую кольцевую из гибкого и эластичного полимера. Основанием диафрагма прижата к пьезоблоку (3) удерживает ее на месте кольцо из плотного пластика (2). По такому принципу функционирует оповещатель звуковой иволга ПКИ-2.

Плюсы и минусы

Преимущества использования звуковых пожарных извещателей на объектах очевидны:

  • Это надежные, устойчивые к вибрации, электромагнитному воздействию изделия.
  • Они совместимы со всем другим оборудованием АПС/СОУЭ – приборами контроля/управления, блоками бесперебойного/резервированного питания, имеющими электропитание 12–24 В, тепловыми, газовыми, дымовыми ИП, извещателями пламени.
  • Их цена невелика, поэтому даже использование в каждом защищаемом помещении, у эвакуационных выходов незначительно увеличивает общую стоимость системы АПС/СОУЭ.

Каких-либо явных недостатков при их монтаже, эксплуатации, сервисе не наблюдается. Вряд ли к ним стоит отнести громкий неприятный звук, генерирование которого при возникновении очага пожара собственно и является их прямым назначением.

Развитие микроэлектроники, использование/внедрение изобретений при производстве разных видов комплектующих систем противопожарной автоматики приводит к тому, что звуковые ПИ становятся неотъемлемой частью не только светозвуковых устройств, но и комбинированных пожарных извещателей, мультисенсорных датчиков.

ОХРАННЫЕ ПОВЕРХНОСТНЫЕ ЗВУКОВЫЕ ИЗВЕЩАТЕЛИ

Принципы обработки сигнала акустическими охранными датчиками мы рассмотрели, теперь давайте перейдем к способам передачи извещений. По сути своей их два:

  • проводной;
  • и беспроводной.

В первом случае для работы извещателей в составе системы охранной сигнализации требуется физическая соединительная линия. К ней можно подключать датчики, имеющие релейный выход и адресные устройства. Первые обладают минимальной информативностью, поскольку реле имеет два положения — замкнутое и разомкнутое.

Таким образом, получаем состояния «норма», соответствующее режиму охраны и, как бы я его назвал «все остальное». Здесь может быть и снятие с охраны и неисправность прибора и режим тревоги. Идентифицировать причину срабатывания реле на стороне датчика невозможно. Кроме того, при наличии в шлейфе сигнализации нескольких поверхностных датчиков, оперативно определить сработавший мы тоже не имеем возможности.

От указанных недостатков свободны адресные звуковые извещатели поверхностного типа.

Принцип их действия заложен в самом названии — каждое устройство имеет индивидуальный свой адрес, по которому и идентифицируется в системе сигнализации. Вся информация передается в цифровом коде, поэтому появляется возможность формирования более чем двух извещений, например:

  • норма;
  • неисправность;
  • тревога.

Дополнительный плюс — возможность использования одной линии для значительного количества извещателей.

Если возникает желание по той или иной причине избавиться от проводов, то следует использовать беспроводные акустические извещатели. Кстати, все беспроводные устройства по определению являются адресными, а про их достоинства и недостатки можно почитать .

Теперь давайте посмотрим какие конкретные модели поверхностных звуковых датчиков нам может предложить современный рынок систем безопасности. Ограничимся наиболее популярными моделями, которыми на сегодняшний день являются:

  • Астра-с — производитель ЗАО НТЦ «ТЕКО» г. Казань;
  • Стекло-3 — производитель ЗАО «Риэлта» г. С-Петербург;
  • Арфа — производитель «Аргус спектр» г. С-Петербург.

Все они проводные, формирующие сигнал тревоги размыканием контактов реле.

Астра-С.

Один из самых популярных акустических поверхностных извещателей. При дальности действия до 6 метров позволяет контролировать различные типы остекленных поверхностей (обычные и защищенные полимерной пленкой, армированные, многослойные и закаленные).

Исполнение проводное, так сказать «классика жанра». Цена средняя по сравнению с другими моделями. Выпускается достаточно давно, поэтому «на слуху» у многих инсталляторов. Однако, никакими экстраординарными параметрами не отличается. Есть похожие по характеристиками более дешевые модели того же производителя, например: Астра 531АК, Астра-612.

Стекло-3.

Дороже чем Астра, давайте посмотрим за счет чего. Во первых, дальность действия 9 метров против 6. Во вторых, имеет более совершенные заявленные алгоритмы обработки сигнала и несколько более широкий функционал, что далеко не всегда критично.

Кстати, эта торговая марка известна тоже достаточно давно и имеет ряд модификаций: Стекло-2 (питается по шлейфу сигнализации), Стекло-3М.

Арфа.

По цене тоже дороже Астры, основные технические характеристики (дальность действия, температурный режим, энергопотребления) похожи. Обладает более «навороченным» функционалом (на мой взгляд Аргус спектр вообще любит помудрить), который нужен далеко не всем. Тоже давно на рынке, тоже «на слуху».

Мне кажется, для дома или дачи оптимальна все-таки линейка моделей Астра, поскольку она более бюджетна, но, подчеркиваю, — это мое личное мнение, правда основанное на достаточном опыте.

УСТАНОВКА, МОНТАЖ И ПОДКЛЮЧЕНИЕ

Установка акустических извещателей производится на стены, потолок или откосы оконного проема. Такое размещение возможно для всех моделей, необходимо только учесть следующие моменты:

  • расстояние до самой дальней точки контролируемой конструкции не должно превышать паспортной дальности действия извещателя;
  • между датчиком и контролируемой поверхностью не должно находиться посторонних предметов типа штор и жалюзей;
  • доступ к извещателю должен быть удобным, индикаторы хорошо видны — его же еще обслуживать.

Небольшой совет — если крышка извещателя фиксируется при помощи защелки, то предусмотрите возможность последующего удобного доступа к фиксатору. Это не мелочь, поскольку, например, установив датчик на стену защелкой вплотную к потолку вы доставите себе или тем кто впоследствии будет обслуживать систему сигнализации достаточно серьезные проблемы.

При подключении к шлейфу сигнализации проводного датчика обеспечьте небольшой запас проводов — если вы подключите их «в натяг» то:

  • во первых — при отключении/подключении датчика делать это будет неудобно;
  • во-вторых — если провод в процессе монтажа или эксплуатации обломится, то его наращивание отнимет у вас много времени и нервов.

Сделать, конечно, можно все, только какой ценой.

На что еще следует обратить внимание при монтаже проводных извещателей, так это на их тип. При подключении адресных датчиков, а также устройств, получающих питание по шлейфу сигнализации необходимо соблюдать полярность шлейфа.

* * *

© 2014 — 2020 г.г. Все права защищены.

Материалы сайта имеют ознакомительный характер и не могут использоваться в качестве руководящих и официальных документов


Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью:

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...

1 Комментарий

Добавить комментарий