Atomic-Energy.ru

Новый проточно-ионизационный метод регистрации аэрозолей

7 мая 2009

Применение сверхвысокочувствительных пожарных датчиков и сигнализаторов токсичных аэрозолей существенно снижает экономический ущерб от пожаров или загрязнения окружающей среды при аварийных выбросах. Их использование способствует своевременной локализации очагов возгораний и в ряде случаев может предотвратить катастрофы летательных аппаратов, подводных лодок и других транспортных средств.

Проточно-ионизационный метод регистрации аэрозолей

Этот новый сверхвысокочувствительный метод, разработанный в Институте физико-технических проблем Росатома, основан на ионизации анализируемого (прокачиваемого) воздуха α-излучающим радионуклидом с последующей регистрацией заряженных аэрозолей.

Проточно-ионизационный метод регистрации аэрозолей реализован в ионизационном датчике, защищенном патентом РФ № 2176080. Принцип его действия показан на схеме. Анализируемый воздух прокачивается через протяженную ионизационную камеру (поз.1), на входе которой расположен генератор ионов (поз.5), а вдоль оси – электроды нейтрализации (поз.7, 6) и собирающий электрод (поз.8). Прокачиваемый воздух вместе с аэрозольными частичками ионизируется, легкие аэроионы нейтрализуются на электродах нейтрализации, а заряженные аэрозольные частицы, пролетая через собирающий электрод, создают на нем электрический потенциал, который регистрируется электронным предусилителем (поз. 9). 

Пожарный датчик типа ИП-211-2

На основе проточно-ионизационного метода разработан и сертифицирован первый российский аспирационный пожарный извещатель типа ИП-211-2, который можно использовать совместно с пультами типов ППК‑2, ППС-3 и другими, аналогичными им.

Проточно-ионизационный датчик аэрозолей

По сравнению с традиционными аспирационными оптическими пожарными извещателями, работающими на эффекте интегрального рассеяния световых квантов, ИП‑211-2 обладает аномально высокой чувствительностью. Это объясняется тем, что он на практике способен регистрировать отдельные заряженные частицы.

При принудительной прокачке через него воздуха защищаемых помещений, этот извещатель обеспечивает подачу сигнала при появлении даже ничтожного количества дыма – от 0,1 мг/м3. При этом длина трубок для забора воздуха практически не ограничивается. К примеру, этот датчик практически всегда регистрирует факт воспламенения спичечной головки на входе воздухозаборной трубки длиной 100 м.

Кроме того, важным преимуществом ИП-211-2 перед традиционными извещателями является отсутствие необходимости частых профилактических работ по очистке (продувке и обезжириванию) рабочего объема датчика.

Возможное применение проточно-ионизационных извещателей

Благодаря высокой чувствительности, датчики ИП-211-2 способны регистрировать первичную термодеструкцию изоляции и отключать оборудование от электросети или нагрузки. Это позволяет использовать их в системах защиты дорогостоящего оборудования – электродвигателей большой мощности, турбинных электрогенераторов, щитов управления и т. д.

Для перспективных быстрых реакторов с жидкометаллическими теплоносителями многократно возрастают требования к системам раннего обнаружения возгорания, поскольку пожар на таких энергоблоках может привести к катастрофическим последствиям. Здесь также целесообразно применение высокочувствительных проточно-ионизационных пожарных извещателей.

Кроме того, ИП-211-2 можно эффективно использовать как пожарные датчики или сигнализаторы аварийных выбросов токсичных аэрозолей в условиях повышенной радиации и на безлюдных предприятиях по производству токсичных материалов. Они также могут найти широкое применение для противопожарной защиты летательных аппаратов и других транспортных средств, в системах экологического мониторинга воздушной среды на промышленных объектах, где могут произойти аварийные выбросы.

Авторы:

Тузов Ю.В.,

Федорков В.Г. (ФГУП "ИФТП")