Датчики температуры: типы, устройство, принцип работы, схемы подключения

Принцип работы ТПИ и особенности его конструкции

Само название — тепловой — объясняет принцип действия прибора. Он содержит один или несколько преобразователей — чувствительных элементов, которые, воспринимая температурное повышение среды, ведут к срабатыванию громкого опознавательного сигнала через звуковой оповещатель.

сенсор белый на потолке

Существует еще один вид извещателя – пожарный дымовой. Он срабатывает на аэрозольные продукты горения, проще говоря, дым, а точнее, его цвет. Плюс противопожарных датчиков дыма в том, что он разрешен в административно-бытовых строениях, в отличие от теплового извещателя, а минус – поднимет всех на ноги не из-за пожара, а, например, большого скопления пыли или пара. Причем, если говорить строго, называть его датчиком неправильно, потому что он лишь составная часть извещателя.

Основные типы

места расположения и типы

По виду основной из составляющих ТПИ — чувствительного элемента или контроллера, различают четыре основных его типа:

  • Контактный ТПИ. При изменении температурного режима установленный контакт или электрическая цепь размыкается, специальный шлейф рвется и служит причиной срабатывания звукового сигнала. Самые простые, как правило, отечественные модели, представляют собой замкнутый контакт из двух проводников, упакованный в пластмассовый контейнер. Более сложные имеют термочувствительный полупроводник с отрицательным сопротивлением. Если температурная отметка окружающей среды возрастет, сопротивление упадет, и по цепи пойдет контролируемый ток. Как только он достигнет определенного показателя, оповещатель сработает.
  • В электронный сенсор вмонтированы сенсоры, которые находятся внутри кабеля, как только температура достигает определенного порога, сопротивление электротока в кабеле меняется, что передается в управление контрольного устройства. Высокочувствителен. Принцип устройства достаточно сложный.
  • Оптический извещатель работает на основе оптико-волоконного кабеля. От повышения температуры изменяется оптическая проводимость, что ведет к звуковому оповещению.
  • Металлическая трубка с газом, герметично заполненная, необходима для механического ТПИ. Воздействие температуры на любой участок трубки приведет к изменению ее внутреннего давления и срабатыванию сигнала. Признан устаревшим.
  • Другие типы. Полупроводниковые имеют специальное покрытие с отрицательным коэффициентом температуры, электромеханические состоят из проводов под механическим напряжением, покрытых термочувствительным веществом.

Инфракрасный датчик движения для включения света: принцип работы, характеристики, подключение, монтаж.

Как работает счетчик отопления: принцип работы и виды теплосчётчиков.

Теплосчетчики на отопление в квартире: как выбрать и установить?

Виды пожарных извещателей

Пожарные тепловые реагируют на разные параметры распространения огня. Отсюда и классификация на виды.монтажник ставит сенсоры в офисе

В максимальный противопожарный датчик задан порог абсолютной величины:

  • давление,
  • температура, — как только показатель окружающей среды его достигнет, люди будут оповещены.

Массово выпускают отечественные устройства с температурой срабатывания 70-72 градусов. Они же являются по причине своей финансовой доступности весьма популярными.

Для дифференциального датчика пожарной сигнализации важна скорость изменения признака, который стоит у него на контроле.

Такие устройства признаны более эффективными, чем максимальные ТПИ —

  • дают тревогу раньше,
  • устойчивы в работе, но за счет двух установленных на расстоянии элементов, они выше по цене.

Максимально-дифференциальные приборы объединяют оба параметра.

Собираясь за покупкой данного типа пожарных устройств, учтите, что их температурный порог минимум на 20 градусов должен быть выше допущенной температуры на объекте.

Таким образом, современные системы пожарной сигнализации технические специалисты делят на дискретные (по порогу) – они рассмотрены выше — и аналоговые. Аналоговые тепловые пожарные сенсоры в свою очередь подразделяются на неадресные и адресные. Последние передают не только информацию о возгорании, но и код своего адреса.

И дискретные, и аналоговые измеряют характеристики факторов пожара, принципиальное отличие в способе обработки сигнала.

У аналоговых он сложнее и его суть в специальных систематических алгоритмах.

  • Адресно-аналоговые тепловые устройства регулярно собирают информацию о состоянии помещения. Они могут выдать данные, на которые запрограммированы для сборы, в режиме реального времени.
  • Взрывозащищенные тепловые пожарные извещатели нужны там, где риск появления пожар высок, и в воздухе могут присутствовать взрывоопасные вещества. Они словно бронированы, так как расположены на различных силовых агрегатах, нефтепроводах и т.д. Различаются степенью защиты, количеством сенсоров и разными установленными температурными порогами.
  • У линейных тепловых извещателей применяется кабель с теплочувствительным полимером – термокабель – он фиксирует любые изменения по всей своей протяженности как единый противопожарный датчик. Используется там, где потолок большого размера, например, крытый стадион. Крепить можно кроме потолка еще и на стены.
  • Многоточечные тепловые устройства противопоставлены по своей сути линейным. Они входят в единую систему, которая контролирует несколько зон и объединена в электрическую цепь. Поступающие от датчиков противопожарных сигналы обрабатываются в едином блоке.

Эксплуатация и установка

Схема подключения тепловых датчиков дается в инструкции по эксплуатации, однако, могут возникнуть трудности.

Требования ГОСТ Р 53325-2009, пункт 4.2.5.1, обязывают снабжать извещатели тепловые встроенным или выносным оптическим индикатором.

При расчете номиналов резисторов дополнительных берите во внимание электрические составляющие подключаемых светодиодных индикаторов.

Смотрите в паспорте прибора на падение напряжения типовое и максимальное, которые указывают на предел параметров. Для удобности монтажа лучше брать светодиодные неполярные индикаторы.

Замкнутые нормально контакты тепловых устройства соединяются с шлейфом так же, как и у дымовых. Отличие в том, что в дежурном состоянии у тепловых датчиков электроток не потребляется, а в активном режиме его меньше, чем у дымовых.

Датчики температуры: типы, устройство, принцип работы, схемы подключения

У тепловых датчиков пожарной сигнализации в схеме подключения есть следующие сопротивления:

  • Rбал.,
  • Rок.,
  • Rдоп.

Изучаем руководство по эксплуатации прибора контроля и учитываем номиналы резисторов.

Rбал. аналогичен Rдоп., но в комплекте контрольного прибора его нет, придется купить дополнительно.

В обычном режиме датчики коротко замкнуты, а значит, сопротивление Rбал возникнет только в том случае, если один или двое из приборов сработают. И тогда сможет сформироваться сигнал “Тревога”.

Для контроллеров “Мираж” есть нижеследующая схема. Если сработает один, то поступит сигнал “Внимание”, если второй — последует команда “Пожар”.

Датчики температуры: типы, устройство, принцип работы, схемы подключения

Обозначение теплового извещателя на схеме, а также других составляющих следующее:

  • ШС – шлейф сигнализации,
  • ИП — извещатель пожарный тепловой,
  • ИПР – извещатель пожарный ручной,
  • ДИП – дымовой извещатель пожарный.

Условное графическое обозначение автоматического теплового извещателя по требованиям нормативной документации — Датчики температуры: типы, устройство, принцип работы, схемы подключения
.

Нормы и особенности установки/подключения тепловых датчиков регулируются сводом правил системы противопожарной защиты 5.13.130.2009 с последними изменениями от 20.06.2011 г.

Из таблицы 13.5.становится известным расстояние между тепловыми точечными устройствами, а также между ними и стеной (не забудьте об исключениях, указанных в пункте 13.3.7).

Источник: СП5.13.130.2009.

Датчики температуры: типы, устройство, принцип работы, схемы подключения

Нетрудно догадаться, что от высоты помещения зависит охватываемая датчиком площадь. При этом многие устанавливают по два устройства в каждом помещении на случай выхода из работы одного датчика.

Расстояние от одного к другому должно ограничиваться половиной рекомендуемого. Но это действует при точечных неадресных датчиках. Адресно-аналоговые в дублировании не нуждаются, так как у них совершенно иной принцип работы.

  • При расположении сенсоров в помещениях нужно учитывать особенности распространения продуктов горения в них.
  • Неэффективно устанавливать тепловые датчики в “мертвых” зонах, там, куда горячий воздух доберется в последнюю очередь, и противопожарный прибор сработает слишком поздно.
  • Так, прокладывая термокабель линейного теплового извещателя, не надо этого делать в 15-20 см от углов по потолку и стенах.
  • Не стоит забывать и о вытяжках, кондиционерах, — расположите прибор не менее чем на метр от них.

Физические законы рождают принципы, которые лежат в основе установки пожарных извещателей:

  • плоский потолок защищается по окружности, лежащей в горизонтальной поверхности;
  • нужно учитывать расстояние от перекрытий помещения.
Читайте также:  Пайка полипропиленовых труб своими руками: полная инструкция

Организация приточной вентиляции с подогревом воздуха: все, что нужно знать.

Подробно о том, как почистить котел от сажи в домашних условиях: пошаговая инструкция.

Неисправности и способы их устранения

О них, прежде всего, читаем в руководстве по эксплуатации в специально выделенном разделе. В описании указано, что может не работать и какой метод поможет устранить проблему.

Классическими причинами является непрофессиональный монтаж и заводской брак. Выявленный брак ведет к гарантийному сроку, который составляет в среднем от 18 до 36 месяцев, но бывает и 12 месяцев.

  • Опытные инженеры также указывают на ложную пожарную тревогу в случае ремонта, когда пыль попадает в прибор, и он срабатывает.
  • Порой насекомые также служат поводом неоправданной тревоги. Помогает протирка спиртом и продувание.
  • Шлейфы могут периодически оповещать о пожаре при скрученных проводах, где контакт нестабилен.
  • Электромагнитные помехи от приборов также никто не отменял, поэтому их необходимо брать во внимание. Сезонные изменения, акустические колебания и агрессивная окружающая среда также влияют на неисправности.
  • Ложные тревоги зачастую свидетельствуют не о высокочувствительности извещателей, а о низком качестве. Также специалисты предупреждают, что все дешевые разработки со временем теряют уровень чувствительности. И здесь поможет только замена.

Для решения большинства трудностей по неисправности поможет проверка подключений, правильное расположение детекторов и нормальная работоспособность контактных соединений.

Также для предупреждения необнаружения пожара помогут высококачественные комплектующие извещателей.

Разновидности, устройство и принцип работы

В ходе развития и совершенствования технологий датчик температуры, как измерительное приспособление, претерпел множественные изменения и модернизации. Благодаря чему сегодня они представлены в большом разнообразии, которые можно разделить по нескольким критериям. Так, в зависимости от способа передачи и отображения данных об измерениях температуры они подразделяются на цифровые и аналоговые. Цифровые устройства являются более современным решением, так как информация в них отображается на дисплее и передается по электронным каналам коммуникации, аналоговые имеют циферблатное отображение данных, электрический или механический способ передачи измерений.

В зависимости от принципа действия все датчики можно подразделить на:

  • термоэлектрические;
  • полупроводниковые;
  • пирометрические;
  • терморезистивные;
  • акустические;
  • пьезоэлектрические.

Термоэлектрические

В основе работы термоэлектрического датчика лежит принцип термопары (см. рисунок 1) – у всех металлов существует определенная валентность (количество свободных электронов на внешних атомарных орбитах, не задействованных в жестких связях). При воздействии внешних факторов, сообщающих свободным электронам дополнительную энергию, они могут покинуть атом, создавая движение заряженных частиц. В случае совмещения двух металлов с различным потенциалом выхода электронов и последующим нагреванием места соединения возникнет разность потенциалов, получившая название эффекта Зеебека.

Устройство термопары
Рис. 1. Устройство термопары

На практике применяется несколько разновидностей термоэлектрических датчиков температуры, так, согласно п.1.1  ГОСТ Р 50342-92 они подразделяются на:

  • вольфрамрений-вольфрамрениевые (ТВР) – применяется в средах с большой рабочей температурой порядка 2000°С;
  • платинородий-платинородиевые (ТПР) – отличаются высокой себестоимостью и высокой точностью измерений, применяются я в лабораторных измерениях;
  • платинородий-платиновые (ТПП) – оснащаются защитной трубкой из металла и керамической изоляцией, обладают высоким температурным пределом;
  • хромель-алюмелевые (ТХА)  — широко применяются в промышленности, способны охватывать диапазон температуры до  1200°С, используются в кислых средах;
  • хромель-копелевые (ТХК) –  характеризуются средним температурным показателем, монтируются только в неагрессивных средах;
  • хромель-константановые (ТХК) — актуальны для газовых смесей и разжиженных аэрозолей нейтрального или слабокислого состава;
  • никросил-нисиловые (ТНН) – применяются для устройств среднего температурного диапазона, но обладают длительным сроком эксплуатации;
  • медь-константановые (ТМК) – характеризуется наименьшим пределом измерений до 400°С, но отличается устойчивостью к влаге и некоторым категориям агрессивных сред;
  • железо-константановые (ТЖК) – применяются в среде с разжиженной атмосферой или вакуумного пространства.

Такое разнообразие температурных датчиков на основе термопары позволяет охватывать любые сферы человеческой деятельности.

Полупроводниковые

Изготавливаются на основе кристаллов с заданной вольтамперной характеристикой. Такие датчики температуры работают в режиме полупроводникового ключа, аналогично классическому биполярному транзистору, где степень нагревания сравнима с подачей потенциала на базу. При повышении температуры полупроводниковый датчик  начнет выдавать большее значение тока. Как правило, самостоятельно полупроводник не используется для измерения нагрева, а подключается через цепь усилителя (см. рисунок 2).

Подключение полупроводникового датчика через усилитель
Рис. 2. Подключение полупроводникового датчика через усилитель

Отличаются широким диапазоном производимых измерений и возможностью подстройки датчика в соответствии с рабочими параметрами оборудования. Являются высокоточным типом, мало зависящим от продолжительности эксплуатации. Обладают небольшими габаритами, за счет чего легко устанавливаются в схемах, радиоэлементах и т.д.

Пирометрические

Работают за счет специальных датчиков – пирометров, которые позволяют улавливать малейшие температурные колебания рабочей поверхности любого предмета. Непосредственно сам чувствительный элемент представляет собой матрицу, реагирующую на определенную частоту температурного диапазона. Этот принцип положен в основу измерений бесконтактным термометром, который получил широкое распространение в период борьбы с коронавирусом. Помимо этого их применение активно используется для тепловизионного контроля конструктивных элементов, оборудования, зданий и сооружений.

Принцип действия пирометрического датчика
Рис. 3. Принцип действия пирометрического датчика

Терморезистивные

Такие датчики температуры выполняются на основе терморезисторов – устройств с определенной зависимостью сопротивления от степени нагрева основного материала. С повышением температуры, изменяется и проводимость резистора, благодаря чему вы можете следить за состоянием нужного объекта.

Основным недостатком терморезистивного датчика  является малый диапазон измеряемой температуры, но он способен обеспечивать хороший шаг измерений и высокую точность в десятых и сотых долях градусов Цельсия. Из-за чего их нередко включают в цепь с применением усилителя, расширяющего рабочие пределы.

Акустические

Акустические датчики температуры функционируют по принципу определения скорости прохождения звуковых колебаний в зависимости от температуры материала или поверхности . Непосредственно сам сенсор производит сравнение скорости звука, генерируемого источником, которая будет отличаться, в зависимости от степени нагрева (см. рисунок 4). Такой тип является бесконтактным и позволяет производить замеры в труднодоступных местах или на объектах повышенной опасности.

Звуковой датчик температуры
Рис. 4. Звуковой датчик температуры

Пьезоэлектрические

Работа датчика основана на эффекте распространения колебаний кварцевого кристалла при прохождении электрического тока. Но, в зависимости от температуры окружающей среды, будет меняться и частота колебаний кристалла. Принцип фиксации температурных изменений заключается в измерении частоты колебаний и последующем сравнении с установленной градуировкой номиналов для разных температур.

Описание датчика DS18B20 для Arduino

ds18b20 arduino
DS18B20 – это цифровой температурный датчик, обладающий множеством полезных функций. По сути, DS18B20 – это целый микроконтроллер, который может хранить значение измерений, сигнализировать о выходе температуры за установленные границы (сами границы мы можем устанавливать и менять), менять точность измерений, способ взаимодействия с контроллером и многое другое. Все это в очень небольшом корпусе, который, к тому же, доступен в водонепроницаемом исполнении.

ds18b20 подключение
Микросхема имеет три выхода, из которых для данных используется только один, два остальных – это земля и питание. Число проводов можно сократить до двух, если использовать схему с паразитным питанием и соединить Vdd с землей. К одному проводу с данными можно подключить сразу несколько датчиков DS18B20 и в плате Ардуино будет задействован всего один пин.

Виды корпусов DS18B20

Температурный датчик DS18B20 имеет разнообразные виды корпуса. Можно выбрать один из трех – 8-Pin SO (150 mils), 8-Pin µSOP, и 3-Pin TO-92. Последний является наиболее распространенным и изготавливается в специальном влагозащитном корпусе, так что его смело можно использовать под водой. У каждого датчика есть 3 контакта. Для корпуса TO-92 нужно смотреть на цвет проводов: черный – земля, красный – питание и белый/желтый/синий – сигнал. В интернет-магазинах можно купить готовый модуль DS18B20.

Особенности цифрового датчика DS18B20

  • Погрешность измерения не больше 0,5 С (для температур от -10С до +85С), что позволяет точно определить значение температуры. Не требуется дополнительная калибровка.
  • Температурный диапазон измерений лежит в пределах от -55 С до +125 С.
  • Датчик питается напряжением от 3,3В до 5В.
  • Можно программно задать максимальную разрешающую способность до 0,0625С, наибольшее разрешение 12 бит.
  • Присутствует функция тревожного сигнала.
  • Каждое устройство обладает своим уникальным серийным кодом.
  • Не требуются дополнительные внешние элементы.
  • Можно подключить сразу до 127 датчиков к одной линии связи.
  • Информация передается по протоколу 1-Wire.
  • Для присоединения к микроконтроллеру нужны только 3 провода.
  • Существует так называемый режим паразитного питания – в нем происходит питание напрямую от линии связи. Для подключения в этом случае нужны только 2 провода. Важно, что в этом режиме не гарантируется корректная работа при температурах выше 100С. Режим паразитного питания удобно обычно применяется для приложений с удаленным температурным датчиком.
Читайте также:  Какие бывают виды обогревателей для дома и квартиры

Память датчика состоит из двух видов: оперативной и энергонезависимой – SRAM и EEPROM. В последнюю записываются регистры конфигурации и регистры TH, TL, которые могут использоваться как регистры общего назначения, если не используются для указания диапазона допустимых значений температуры.

схема ds18b20

Основной задачей DS18B20 является определение температуры и преобразование полученного результата в цифровой вид. Мы можем самостоятельно задать необходимое разрешение, установив количество бит точности –  9, 10, 11 и 12. В этих случаях разрешающие способности будут соответственно равны 0,5С, 0,25С, 0,125С и 0,0625С.

Во время включения питания датчик находится в состоянии покоя. Для начала измерения контроллер Ардуино выполняет команду «преобразование температуры». Полученный результат сохранится в 2 байтах регистра температуры, после чего датчик вернется в первоначальное состояние покоя. Если схема подключена в режиме внешнего питания, микроконтроллер регулирует состояние конвертации. Во время выполнения команды линия находится в низком состоянии, после окончания программы линия переходит в высокое состояние. Такой метод не допустим при питании от паразитной емкости, так как на шине постоянно должен сохраняться высокий уровень сигнала.

Полученные температурные измерения сохраняются в SRAM датчика. 1 и 2 байты сохраняют полученное значение температуры, 3 и 4 сохраняют пределы измерения, 5 и 6 зарезервированы, 7 и 8 используются для высокоточного определения температуры, последний 9 байт хранит устойчивый к помехам CRC код.

Подключение DS18B20 к Arduino

DS18B20 является цифровым датчиком. Цифровые датчики передают значение измеряемой температуры в виде определенного двоичного кода, который поступает на цифровые или аналоговые пины ардуино и затем декодируется. Коды могут быть самыми разными, ds18b20 работает по протоколу данных 1-Wire. Мы не будем вдаваться в подробности этого цифрового протокола, укажем лишь необходимый минимум для понимания принципов взаимодействия.

Обмен информацией в 1-Wire происходит благодаря следующим операциям:

  • Инициализация – определение последовательности сигналов, с которых начинается измерение и другие операции. Ведущее устройство подает импульс сброса, после этого датчик должен подать импульс присутствия, сообщающий о готовности к выполнению операции.
  • Запись данных – происходит передача байта данных в датчик.
  • Чтение данных – происходит прием байта из датчика.

Для работы с датчиком нам понадобится программное обеспечение:

  • Arduino IDE;
  • Библиотека OneWire, если используется несколько датчиков на шине, можно использовать библиотеку DallasTemperature. Она будет работать поверх OneWire.

Из оборудования понадобятся:

  • Один или несколько датчиков DS18B20;
  • Микроконтроллер Ардуино;
  • Коннекторы;
  • Резистор на 4,7 кОм (в случае подключения одного датчика пойдет резистор номиналом от 4 до 10K);
  • Монтажная плата;
  • USB-кабель для подключения к компьютеру.

К плате Ардуино UNO датчик подключается просто: GND с термодатчика присоединяется к GND Ардуино, Vdd подключается к 5V, Data – к любому цифровому пину.

Простейшая схема подключения цифрового датчика DS18B20 представлена на рисунке.

ds18b20

В режиме паразитного питания контакт Vdd с датчика подключается к GND на Ардуино – в этом случае пригодятся только два провода. Работу в паразитном режиме лучше не использовать без необходимости, так как могут ухудшиться быстродействие и стабильность.

Библиотека OneWire для работы с DS18B20

DS18B20 использует для обмена информацией с ардуино протокол 1-Wire, для которого уже написана отличная библиотека. Можно и нужно использовать ее, чтобы не реализовывать все функции вручную. Скачать OneWire можно здесь. Для установки библиотеки скачайте архив, распакуйте в папку library вашего каталога Arduino. Подключается библиотека с помощью команды #include

Основные команды библиотеки OneWire:

  • search(addressArray) – ищет температурный датчик, при нахождении в массив addressArray записывается его код, в ином случае – false.
  • reset_search() – производится поиск на первом приборе.
  • reset() – выполнение сброса шины перед тем, как связаться с устройством.
  • select(addressArray) – выбирается устройство после операции сброса, записывается его ROM код.
  • write(byte) – производится запись байта информации на устройство.
  • write(byte, 1) – аналогично write(byte), но в режиме паразитного питания.
  • read() – чтение байта информации с устройства.
  • crc8(dataArray, length) – вычисление CRC кода. dataArray – выбранный массив, length – длина кода.

Важно правильно настроить режим питания в скетче. Для паразитного питания в строке 65 нужно записать ds.write(0x44, 1);. Для внешнего питания в строке 65 должно быть записано ds.write(0x44).

Write позволяет передать команду на термодатчик. Основные команды, подаваемые в виде битов:

  • 0x44 – измерить температуру, записать полученное значение в SRAM.
  • 0x4E – запись 3 байта в третий, четвертый и пятый байты SRAM.
  • 0xBE – последовательное считывание 9 байт SRAM.
  • 0х48 – копирование третьего и четвертого байтов SRAM в EEPROM.
  • 0xB8 – копирование информации из EEPROM в третий и четвертый байты SRAM.
  • 0xB4 – возвращает тип питания (0 – паразитное, 1 – внешнее).

Подключение нескольких датчиков температуры DS18B20 к Ардуино

Все датчики DS18B20 подключаются параллельно, для них всех достаточно одного резистора.  При помощи библиотеки OneWire можно одновременно считать все данные со всех датчиков. Если количество подключаемых датчиков более 10, нужно подобрать резистор с сопротивлением не более 1,6 кОм. Также для более точного измерения температуры нужно поставить дополнительный резистор на 100…120 Ом между выходом data на плате Ардуино и data на каждом датчике. Узнать, с какого датчика получено то или иное значение, можно с помощью уникального серийного 64-битного кода, который будет выдан в результате выполнения программы.

Для подключения температурных датчиков в нормальном режиме нужно использовать схему, представленную на рисунке.

ds18b20 несколько

В режиме паразитного питания схема выглядит иначе. Контакт Vdd практически не задействован, питание идет через выход data.
ds18b20 несколько

Как выбрать место?

От того, насколько правильно расположены датчики, зависит эффективность работы системы, поэтому ориентироваться стоит в большей степени на конфигурацию помещения, нежели на нормы, которые довольно либеральны в этом плане. Так, датчики не должны быть друг от друга дальше 9 метров, а от стены – не более чем в 4,5 метра. В помещении обязательно должно быть не менее двух датчиков, поскольку так они страхуют друг друга и более полно охватывают территорию. Если извещатели ставятся не на потолок, а на стену, между ними должно быть хотя бы 2 метра расстояния, поскольку иначе образуется так называемый дымовой карман, из-за которого частота срабатываний резко увеличивается. По этой же причине, если потолок имеет выступающие балки в виде перегородок, улавливатели ставятся не в промежутках между ними, а на сами балки.

Датчики температуры: типы, устройство, принцип работы, схемы подключения
Датчики температуры: типы, устройство, принцип работы, схемы подключения

Любой датчик имеет определенный уровень чувствительности и не всегда обозревает всю полусферу – его необходимо устанавливать либо так, чтобы он перекрывал все защищаемое помещение, либо с особым прицелом на потенциально наиболее опасные места, например, постоянно работающую вычислительную технику. В небольших комнатах обычно допускается более далекое расположение датчика от источника, поскольку тому же дыму или повышенной температуре просто некуда деться из четырех стен.

Датчики температуры: типы, устройство, принцип работы, схемы подключения
Датчики температуры: типы, устройство, принцип работы, схемы подключения

Для примера, извещатель пламени при расстоянии до огня более 9 метров вряд ли, вообще, зафиксирует проблему. В комнате площадью до 15 кв. м он еще отреагирует на расстоянии 6-9 метров, но при двукратном увеличении помещения дистанция от огня до датчика уже должна быть не более 3-3,5 метра.

С дымом проще – тот же минимальный показатель расстояния до извещателя подходит для помещений в 70-85 кв. м, а для территорий менее 55 кв. м улавливание возможно даже при дистанции в 10 метров.В помещениях, оборудованных фальшпотолком, монтаж извещателей имеет свои особенности.

Читайте также:  Простой расчет мощности газового котла для частного дома

Размещение уже за подвесным потолком возможно лишь при нескольких условиях: наличие перфорации на натяжном потолке общей площадью около 40% поверхности для хорошего «обзора» запотолочных датчиков, диаметр для каждого отверстия не меньше 1 см, или составление подвесной конструкции из деталей, чьи размеры не превышают зону охвата одного датчика. Соответственно, извещатели обычно крепятся к основному потолку или другим надежным конструкциям, а в потолок врезаются. Если соблюдение этих условий не кажется возможным, запотолочные датчики выносятся на стены, поскольку непосредственно на подвесные конструкции их крепить нельзя ввиду хлипкости последних.

Датчики температуры: типы, устройство, принцип работы, схемы подключения
Датчики температуры: типы, устройство, принцип работы, схемы подключения

Поэтапные инструкции монтажа

В идеале монтаж следует доверить профессионалам – только они знают все нормы и правила, способны правильно рассчитать расстояния и подобрать наиболее эффективную схему расстановки датчиков. Опыт позволяет мастерам избегать популярных ошибок неопытных людей, когда при расчете количества потолочных извещателей не учитывается положение светильника, который мешает обзору или вызывает ложное срабатывание из-за выделения тепла. Впрочем, поверхностно разбираться в теме все же следует – хотя бы затем, чтобы проверять качество выполняемой работы.

Датчики температуры: типы, устройство, принцип работы, схемы подключения
Датчики температуры: типы, устройство, принцип работы, схемы подключения

Когда план составлен с учетом всех вышеописанных нормативов, требуется расставить обозначения на потолке или стенах в тех местах, где будут монтироваться датчики. После этого схему стоит всесторонне оценить еще раз, поскольку на потолке часто могут наблюдаться новые детали, не учтенные в чертежах. Внося изменения на ходу, не забывайте, что все расстояния должны быть в соответствии хотя бы с минимальными допустимыми значениями, иначе либо система не сработает при пожаре, либо будет грешить ложными вызовами.

Датчики температуры: типы, устройство, принцип работы, схемы подключения
Датчики температуры: типы, устройство, принцип работы, схемы подключения

В местах, выделенных для датчиков, производят их крепление. Подключение к электросети осуществляется последовательно двужильными проводами. Все детали должны быть связаны в единую сеть, потому на последний подключаемый датчик нужно установить резистор.

Когда монтаж производится за подвесными или натяжными конструкциями, для пожарной сигнализации можно сконструировать отдельный каркас – например, можно монтировать их на тросе, если он надежен и хорошо закреплен. При этом врезку следует выполнять так, чтобы края прорези не мешали полноценному обзору помещения датчиком, потому в идеале следует вывести последний к самому уровню подвесного потолка. Если потолок натяжной и выполнен из материала, который боится даже не самых высоких температур, прорезь следует взять в специальное термокольцо, ведь сам датчик, постоянно подключенный к электросети, тоже способен греться. Последний этап – проверка срабатывания системы. Для большинства типов датчиков простой и хорошей проверкой является зажженная спичка или зажигалка, которую проносят вдоль извещателей – тут вам и пламя, и дым, и температура, поэтому рабочая система просто обязана отреагировать.

Датчики температуры: типы, устройство, принцип работы, схемы подключения
Датчики температуры: типы, устройство, принцип работы, схемы подключения

Особенности подключения

Как на производстве, так и в жилых домах основной смысл пожарных извещателей – не только обнаружить потенциальную опасность, но и передать сообщение о ней пожарным. Это позволяет срочно реагировать на возгорания и задымление, пока они не приобрели катастрофических масштабов, а ведь в помещении может и не быть никого, кто поднял бы тревогу. Соответственно, извещатель нужно подключить не только к электросети, но и к приемной станции, расположенной непосредственно на посту пожарной части.

Датчики температуры: типы, устройство, принцип работы, схемы подключения

Не все системы противопожарной сигнализации отправляют сообщение о возникшей ситуации автоматически – некоторые могут только запускать сирену, предупреждающую о проблеме всех присутствующих. Так, в местах, где люди есть всегда, чаще используют недорогие ручные извещатели – это как бы кнопка пожарной тревоги, на нее кто-то должен нажать. Автоматические извещатели реагируют на показания датчиков, потому сигнал отправляется без участия человека. В любом случае для передачи сигнала нужен канал связи и конечный абонент, потому без непосредственного участия пожарной службы монтаж противопожарной сигнализации смысла не имеет.Станции, к которым подключаются извещатели, бывают разными – они рассчитаны на различные типы самих датчиков и обычно имеют ограничение по их максимальному количеству. По этой причине еще в процессе составления плана системы нужно выбрать подходящую станцию и договориться с пожарными о ее установке и обслуживании.

Датчики температуры: типы, устройство, принцип работы, схемы подключения

Соединение извещателей между собой возможно как по кольцевой, или шлейфной, системе, то есть последовательно, так и радиальным методом, где для каждой точки выделен отдельный кабель.

Возможные проблемы после установки

Противопожарная сигнализация всегда должна быть в идеальном рабочем состоянии, поскольку от нее зависит безопасность не только имущества, но и человеческих жизней. При этом пожарные извещатели, как и любая другая техника, могут периодически ломаться, в том числе – и из-за недостаточного ухода. Специалисты отмечают, что отсутствие своевременной профилактики является одной из наиболее распространенных причин выхода системы из строя. Например, в камеру дымового датчика может попасть пыль и посторонний мелкий мусор, скорее всего, это произойдет рано или поздно, а тогда извещатель уже не сможет своевременно реагировать на задымление.

Датчики температуры: типы, устройство, принцип работы, схемы подключения

Соответственно, косвенной причиной неправильной работы датчиков может стать и элементарная неопрятность обслуживающего помещения. Мы уже упоминали, что разные типы датчиков способны на ложное срабатывание из-за пыли, повышенных температур и даже высокой влажности. Понятно, что в условиях производственного цеха, возможно, просто нет возможности сильно улучшить условия, но тогда нужно более ответственно подойти к выбору типа датчика и выбрать тот, который не станет реагировать на естественные условия охраняемой территории как на пожар.

Датчики температуры: типы, устройство, принцип работы, схемы подключения

Вечной проблемой, причем серьезной, остается вмешательство неквалифицированных людей на любом этапе. При монтаже нужно обязательно проверить сертификаты и убедиться любым доступным способом, что ваши монтажники – люди толковые. Самостоятельно устанавливать пожарную сигнализацию не рекомендуется категорически – если вы так поступаете, ответственность целиком ложится именно на вас. Так же недопустимо пытаться устранить мелкие поломки, даже если они кажутся вполне решаемыми – в этом случае следует вызывать специалистов.

Датчики температуры: типы, устройство, принцип работы, схемы подключения

Как и любая другая система, пожарная сигнализация со временем выходит из строя по причине износа – обычно для нее устанавливается срок эксплуатации, после которого все ее детали придется менять даже в том случае, если при проверке она все еще реагирует на раздражающий фактор.

Все остальные причины обычно довольно банальны и связаны с выходом из строя одного из узлов, даже не входящего непосредственно в состав системы – например, при отсутствии электричества сетевая система, конечно же, не работает. Из-за неаккуратного обращения могут оказаться поврежденными кабели электропитания или канал связи с пожарным пультом, может отказать шлейф или сломаться сирена оповещения присутствующих. Возможен и сугубо программный сбой в виде неправильной даты и времени, из-за чего могут проявиться и более серьезные последствия.

Датчики температуры: типы, устройство, принцип работы, схемы подключения

О том, как установить пожарные извещатели, смотрите в следующем видео.

Заключение

Микросхема Dallas DS18B20 является очень интересным устройством. Датчики температуры и термометры, созданные на ее основе, обладают приемлемыми для большинства задач характеристиками, развитым функционалом, относительно не дороги. Особенную популярность датчик DS18B20 снискал как влагозащищенное устройство для измерения температуры жидкостей.

За дополнительные возможности приходится платить относительной сложностью работы с датчиком. Для подключения DS18B20 нам обязательно понадобится резистор с номиналом около 5К. Для работы с датчиком в скетчах ардуино нужно установить дополнительную библиотеку и получить определенные навыки для работы с ней – там все не совсем тривиально. Впрочем, можно купить уже готовый модуль, а для скетча в большинстве случаев хватит простых примеров, приведенных в этой статье.

Источники

  • https://klimatlab.com/elektrosnabzhenie/teplovoj-pozharnyj-datchik.html
  • https://www.asutpp.ru/datchiki-temperatury.html
  • https://ArduinoMaster.ru/datchiki-arduino/arduino-ds18b20/
  • https://stroy-podskazka.ru/datchiki/ustanovka-pozharnyh/

Рейтинг
( Пока оценок нет )
ffKAQ8xEcPXWBr/ автор статьи
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: