Come funziona un allarme antifumo

Come funziona un allarme antifumo

Oggi ho scoperto come funziona una sveglia.

Al loro centro, gli allarmi fumo sono dispositivi molto semplici che necessitano solo di due funzioni: un modo per rilevare il fumo e un modo per avvisare le persone del problema. Dalla nuova tecnologia che coinvolge i laser alla tecnologia del vecchio mondo che fa affidamento su un individuo solitario seduto in una torre sul fianco di una montagna che aspetta solo di vedere il fumo, tutti fanno la stessa cosa in modi diversi. I due allarmi antifumo più comunemente usati (principalmente perché sono poco costosi) sono gli allarmi del rivelatore fotoelettrico e di ionizzazione. La differenza tra le due risiede nel modo in cui rilevano le particelle di fumo. A seconda delle condizioni dell'incendio, un tipo è solitamente migliore dell'altro. Esistono molti altri tipi di rivelatori che sono più costosi e spesso specifici delle situazioni (come la necessità di proteggere i documenti classificati oi server dei computer). Questi tendono ad essere molto più sensibili e consentono molti diversi livelli di rilevamento e allarme. Il più comune di questi è rilevatori di aspirazione.

I rivelatori fotoelettrici utilizzano un fascio di luce inviato da un diodo ad emissione luminosa (LED) che viene rilevato da una fotocellula. C'è un malinteso comune che la fotocellula riceve sempre la luce dal LED, e quando il fumo si mette di mezzo, l'allarme viene attivato (simile al modo in cui un allarme porta nei negozi di alimentari spesso funziona). Questo equivoco ignora un problema lampante. Richiederebbe una grande quantità di fumo per bloccare la luce dalla fotocellula, rendendola estremamente insensibile. Una persona sarebbe morta dall'inalazione di fumo molto prima che il rilevatore si spegnesse. Almeno i vicini sarebbero allertati sul fatto che un cadavere sta per essere bruciato! (Cremazione gratuita per te che vuoi essere frugale, anche nella morte!)

Ciò che sta effettivamente accadendo negli allarmi antincendio fotoelettrici è che il LED invia un raggio di luce, solitamente in una camera a forma di T. Seduta in fondo alla T è la fotocellula. Quando il fumo entra nella camera, parte della luce viene dispersa dalle particelle, con alcuni raggi che vengono inviati alla fotocellula. Quando questa fotocellula rileva la luce, genera una corrente elettrica che attiva l'allarme a una determinata soglia. Una volta che la corrente si ferma (il fumo viene eliminato) l'allarme si fermerà. I rivelatori fotoelettrici sono in grado di rilevare incendi lenti, senza fiamma e quindi generalmente più fumosi.

I rivelatori di ionizzazione usano radiazioni ionizzanti da un materiale noto come americio-241. Le radiazioni ionizzanti sono semplicemente radiazioni da sostanze che possono liberare elettroni da un atomo o da una molecola, il risultato netto sono ioni che hanno una carica elettrica specifica sia positiva che negativa. I rivelatori usano una piccola quantità di Americium-241 contenuto in una piccola camera. Questa camera è composta da due piastre metalliche a carica opposta che sono tenute a una piccola distanza l'una dall'altra. Quando le particelle (particelle alfa) interagiscono con l'aria nella camera, producono ioni. La piastra caricata positivamente attira gli ioni negativi e la piastra caricata negativamente attrae gli ioni positivi. Questo sistema crea una piccola corrente elettrica. Quando il fumo entra nella camera, le particelle si attaccano agli ioni caricati e li ripristinano in uno stato elettrico neutro. Ciò interrompe la corrente elettrica e viene attivato un allarme. L'aria calda può anche cambiare la velocità con cui avviene la ionizzazione all'interno della camera e questo attiverà anche l'allarme. I rivelatori di ionizzazione sono molto più comuni dei rilevatori fotoelettrici perché sono meno costosi e sono più adatti a rilevare quantità minori di fumo che provengono da incendi rapidi in fiamme.

Se sei preoccupato per la tua casa che ha "radiazioni nucleari" al suo interno, non farlo. La piccola quantità di radiazione trovata nel rivelatore è praticamente innocua, essendo prevalentemente una radiazione alfa. Questo tipo non può nemmeno penetrare un pezzo di carta ed è bloccato da pochi centimetri di aria. L'unico pericolo viene se si inalano le particelle. Quindi non smontare la camera di ionizzazione e soffiare l'aria per cercare di sviluppare superpoteri. Il danno ai tessuti polmonari, aumentando il rischio di cancro ai polmoni e altri problemi di salute di questo tipo potrebbe non essere la superpotenza che speravi. Inoltre, il nome di supereroe "Wheezy" non incanterà esattamente la paura nei cuori dei malvagi in tutto il mondo.

I diversi punti di forza di questi due principali tipi di sensori hanno portato alla creazione di rivelatori che utilizzano entrambi i tipi di sistemi. Ciò consente il rilevamento rapido di piccoli incendi senza combustione e di quelli in rapido movimento.

I meno comuni rilevatori di fumo ad aspirazione utilizzano una ventola per aspirare aria dall'ambiente circostante; successivamente, viene impiegato un sistema di filtraggio, rilevamento e analisi del campione d'aria. A seconda dell'ambiente che richiede protezione, questo sistema può essere sensibile (fino a 1.000 volte di più di un rilevatore fotoelettrico o ionizzazione standard) o avanzato come richiesto dalla situazione. Se il sistema rileva qualsiasi tipo di ambiente negativo, come piccole quantità di fumo, piccoli cambiamenti di temperatura o luce tremolante (come da una fiamma), può informare il personale appropriato in molti modi diversi. Livelli multipli di avviso possono scatenare risposte diverse a seconda della fase dell'incendio, semplicemente notificando al personale di un problema in sospeso la comunicazione con una centrale di allarme antincendio per regolare l'aria condizionata o rilasciare diversi tipi di agenti antincendio, o tutte le suddette .Quindi, se hai bisogno di proteggere la tua collezione completa di riviste Playboy, potresti voler spendere i soldi extra e acquistare uno di questi sistemi. Nessuno vuole che la loro edizione del dicembre 1953, con la bella signora Monroe, sia la cosa che crea il fumo per il tuo pezzo di rivelatore fotoelettrico di merda!

Fatti del bonus:

  • Uno dei modi più comuni per realizzare un sensore di ionizzazione è l'inserimento dell'americio-241 nella lamina d'oro facendo rotolare i lingotti di ossido d'americio all'interno della lamina. Questa matrice ha uno spessore di circa un micrometro (è necessario un milione di unità sovrapposte per ottenere poco più di 3 piedi) ed è inserita tra un supporto argentato molto più spesso e un laminato di metallo bianco-acciaio di 2 micron di spessore. Questo sandwich è abbastanza spesso da trattenere il materiale radioattivo pur consentendo il passaggio delle particelle alfa attraverso di esso.
  • L'americio-241 è un metallo artificiale scoperto da Glenn Seaborg nel 1944. Viene prodotto quando atomi di plutonio assorbono i neutroni nei reattori nucleari. Ha un'emivita di 432 anni.
  • Il primo sistema di rilevamento che aveva la capacità di percepire il fumo è stato creato da Greinacher di Berna nel 1922. Il primo laboratorio Underwriters che elenca un dispositivo per il rilevamento del fumo è stato ottenuto da Walter Kidde nel 1929 ed è stato utilizzato per rilasciare un sistema di CO2 totale per gli usi di bordo. .
  • La prima camera di ionizzazione allo scopo di rilevare il fumo fu inavvertitamente scoperta da Walter Jaeger negli anni '30 mentre stava tentando di sviluppare un rilevatore di gas velenoso. Nei primi anni '40, Jaeger e Meili si unirono e crearono la prima aggiunta di un rilevatore di ionizzazione che usiamo oggi. Questo primo tentativo ha utilizzato un enorme alimentatore e ha richiesto un sistema a 220v. Fu solo negli anni '60 che fu utilizzato l'Americium-241, che richiedeva molta meno tensione. Nel 1964, First Alert fu in grado di sviluppare un rivelatore a ionizzazione 24v. L'uso diffuso di rilevatori di fumo nelle famiglie non è stato possibile fino a un anno dopo, quando Duane Pearsall e Stanley Peterson hanno creato un rilevatore fotoelettrico a stazione singola alimentato da una batteria.
  • Il 96% di tutte le case negli Stati Uniti ha almeno un rilevatore di fumo; Il 75% ne ha uno che funziona davvero.
  • Circa il 66% dei decessi causati dagli incendi domestici è il risultato di abitazioni prive di rilevatori di fumo funzionanti. Gli allarmi di fumo che si guastano sono solitamente il risultato di batterie disconnesse o scariche, l'ultima delle quali comprende il 25% di tutti i guasti degli allarmi fumo.
  • L'NFPA raccomanda di controllare il rilevatore di fumo e di sostituire le batterie due volte all'anno. Per coloro che vivono in aree che hanno un risparmio di luce diurna, si consiglia di farlo quando cambi i tuoi orologi.

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