Phân loại đầu báo cháy nhiệt dựa trên nguyên lý hoạt động

Trong hệ thống báo cháy tự động, đầu báo cháy nhiệt (Heat detector) là thiết bị tự động nhạy cảm với sự gia tăng nhiệt độ của môi trường nơi lắp đặt. Thường ta thấy chúng được phân loại như sau:
– Đầu báo cháy nhiệt cố định (Fixed temperature heat detector): Đầu báo cháy nhiệt, tác động khi nhiệt độ tại vị trí lắp đặt đầu báo cháy đạt đến giá trị xác định trước. 
– Đầu báo cháy nhiệt gia tăng (Rate of rise heat detector): Đầu báo cháy nhiệt, tác động khi tốc độ gia tăng nhiệt độ tại vị trí lắp đặt đầu báo cháy đạt đến giá trị xác định.
– Cáp báo cháy nhiệt kiểu dây (Line type heat detector) Cáp báo cháy nhiệt có cấu tạo dưới dạng dây được sử dụng báo cháy trên toàn bộ chiều dài tuyến cáp. 
Trích – TCVN 5738 : 2021

Trong bài viết này, An Phát sẽ giới thiệu đến các bạn phân loại đầu báo cháy nhiệt dựa trên cấu tạo và nguyên lý hoạt động của chúng. Điều này giúp chúng ta hiểu rõ bản chất vấn đề và dễ dàng tìm thiết bị phù hợp với công trình hơn.

1. Đầu báo nhiệt điện trở

Sơ đồ mạch điện – Đầu báo cháy nhiệt điện trở

1.1 Đầu dò

1.1.1 Đầu báo

Bình thường, người ta phải tính toán các giá trị R₁, R₂, R_T, sao cho để tạo ra |U_BE| < |U_LAMVIEC|, khi đó Tranzisto không làm việc, rơ le P không làm việc tương đương với việc rơ le P bị hở mạch với cực dương nguồn nên mạch tín hiệu nối với trung tâm báo cháy ở trạng thái bình thường. Lúc này người ta có thể coi tranzisto là một khóa điện tử để tự động đóng, mở điện áp cho rơ le P.

1.1.2 Đầu báo cháy

– Trên diện tích bảo vệ của đầu báo cháy, nếu xảy ra cháy, nhiệt độ môi trường đặt đầu báo cháy tăng dần lên làm cho giá trị điện trở âm U_T giảm xuống

1.1.2.1 Như thế nào

dẫn đến điện áp tăng dần lên, nhưng tranzisto vẫn không làm việc. Chỉ đến khi nhiệt độ môi trường đạt giá trị nhiệt độ làm việc của đầu báo cháy (giá trị này do ta đặt, có thể từ 60 độ C đến 135 độ C tùy theo mục đích sử dụng)

1.1.2.2 Là như vậy

thì sau một thời gian nhất định (thường không quá 55 giây) thì điện áp của U_BE đến giá trị U_MỞ khi đó tranzisto làm việc, khi đó điện áp ở trên rơ le sẽ đạt giá trị điện áp định mức và rơ le sẽ làm việc tạo ra tín hiệu điện truyền về trung tâm thông qua các cặp tiếp điểm.

1.2 Cáp treo

Khi nhiệt độ đám cháy giảm xuống, giá trị điện trở âm R_T 

1.2.1 Dò lửa

lại tăng dần về giá trị ban đầu dẫn đến giá trị điện áp U_BE giảm và làm cho tranzisto trở lại trạng thái khóa.

Trên diện tích bảo vệ của đầu báo cháy, nếu xảy ra cháy, nhiệt độ môi trường đặt đầu báo cháy tăng dần lên làm cho giá trị điện trở âm U_T giảm xuống dẫn đến điện áp tăng dần lên, nhưng tranzisto vẫn không làm việc.

1.2.2 Dò khói

Chỉ đến khi nhiệt độ môi trường đạt giá trị nhiệt độ làm việc của đầu báo cháy (giá trị này do ta đặt, có thể từ 60 độ C đến 135 độ C tùy theo mục đích sử dụng) thì sau một thời gian nhất định (thường không quá 55 giây) thì điện áp của U_BE đến giá trị U_MỞ khi đó tranzisto làm việc, khi đó điện áp ở trên rơ le sẽ đạt giá trị điện áp định mức và rơ le sẽ làm việc tạo ra tín hiệu điện truyền về trung tâm thông qua các cặp tiếp điểm.

2. Đầu báo nhiệt lưỡng kim

Đầu báo nhiệt lưỡng kim

– Ở điều kiện bình thường thì tiếp điểm 1 không tiếp xúc với tiếp điểm 2, đầu báo cháy không cho dòng điện chạy qua. 

– Khi xảy ra sự cố cháy, dưới tác động của nhiệt từ đám cháy cả 2 thanh kim loại điều giãn dài ra theo phương trình L = Lo.(1 + ð.T). Nhưng thanh kim loại A sẽ giãn dài hơn thanh kim loại B do ð1 > ð2. Vì vậy thanh kim loại A sẽ kéo vít thanh kim loại B về phía mình. Khi đó, tiếp điểm 1 sẽ tiếp xúc với tiếp điểm 2. Lúc này dòng điện chạy qua đầu báo cháy sẽ là I_O # 0. Sự thay đổi này là tín hiệu điện kích thích trung tâm báo cháy làm việc.

3. Đầu báo nhiệt dễ chảy

Đầu báo cháy nhiệt dễ chảy

– Bình thường, 2 lá kim loại của đầu báo cháy được hàn chặt vào nhau bằng hợp chất dễ chảy, nên đầu báo cháy cho dòng điện Io chạy qua. Dòng điện này thường không quá 1 vài mA tùy theo loại đầu báo cháy và tạo ra một mạch điện kín đối với trung tâm báo cháy.
– Khi xảy ra sự cố cháy, nhiệt độ  môi trường tăng lên tác động lên hợp chất dễ chảy. Khi đạt đến nhiệt độ nhất định, đủ nóng chảy hợp chất thì lực đàn hồi của 2 thanh kim lại sẽ lớn hơn lực liên kết phân tử của hợp chất dễ chảy. Khi đó, dưới tác dụng của lực đàn hồi 2 thanh kim loại tách ra khỏi nhau, do đó dòng điện đi qua đầu báo lúc đó sẽ là I = 0 ngắt mạch tín hiệu báo cháy, tạo ra tín hiệu truyền về trung tâm báo cháy.

4. Đầu báo nhiệt ứng dụng sự biến đổi thể tích của không khí

– Ở điều kiện bình thường 2 tiếp điểm A và B không tiếp xúc với nhau, lúc này đầu báo cháy không cho dòng điện chạy qua.
– Khi xảy ra sự cố cháy, nhiệt độ của đám cháy tăng dần tác động lên đầu báo cháy. Vỏ đầu báo cháy sẽ hấp thu nhiệt làm cho khối không khí bên trong đầu báo nóng lên, giãn nở ra. Trường hợp nhiệt độ tăng chậm, phần không khí  giãn nở tăng lên sẽ thoát ra ngoài qua lỗ nhỏ. Trường hợp nhiệt độ tăng nhanh, thể tích không khí tăng nhanh không kịp thoát ra ngoài sẽ đẩy màng đàn hồi lên phía trên là cho tiếp điểm A tiếp xúc với tiếp điểm B. Lúc này dòng điện chạy qua đầu báo cháy sẽ là Ic # 0. Sự thay đổi này là tín hiệu điện kích thích trung tâm báo cháy làm việc.