Comment fonctionne un détecteur de fumée

Comment fonctionne un détecteur de fumée

Aujourd'hui, j'ai découvert comment fonctionne un détecteur de fumée.

Les détecteurs de fumée sont essentiellement des dispositifs très simples qui ne nécessitent que deux fonctions: un moyen de détecter la fumée et un moyen d'alerter les gens sur le problème. De la nouvelle technologie utilisant les lasers à la technologie du vieux monde reposant sur un individu isolé assis dans une tour sur le flanc d'une montagne, attendant de voir de la fumée, tous font la même chose de différentes manières. Les deux détecteurs de fumée les plus couramment utilisés (principalement parce qu'ils sont peu coûteux) sont les détecteurs photoélectriques et les détecteurs à ionisation. La différence entre les deux réside dans la manière dont ils détectent les particules de fumée. Selon les conditions de l'incendie, un type est généralement meilleur que l'autre. Il existe de nombreux autres types de détecteurs plus coûteux et souvent spécifiques à une situation (par exemple, le besoin de protéger des documents classifiés ou des serveurs informatiques). Celles-ci ont tendance à être beaucoup plus sensibles et permettent différents niveaux de détection et d'alarme. Le plus commun d'entre eux sont les détecteurs d'aspiration.

Les détecteurs photoélectriques utilisent un faisceau de lumière envoyé par une diode électroluminescente (DEL) détectée par une cellule photoélectrique. Il y a une idée fausse commune selon laquelle la photocellule reçoit de la lumière à tout moment de la part de la diode électroluminescente et lorsque la fumée se met en travers du chemin, l'alarme se déclenche (comme dans le cas d'une alarme de porte dans les dépanneurs). Cette idée fausse ignore un problème criant. Il faudrait beaucoup de fumée pour bloquer la lumière de la cellule photoélectrique, la rendant ainsi extrêmement insensible. Une personne serait morte de l'inhalation de fumée bien avant que le détecteur ne se déclenche. Au moins, les voisins seraient alertés du fait qu'un cadavre est sur le point d'être brûlé! (Incinération gratuite pour ceux qui veulent être frugaux, même dans la mort!)

Ce qui se passe réellement dans les alarmes d'incendie photoélectriques, c'est que la DEL envoie un faisceau de lumière, généralement dans une chambre en forme de T. La cellule photoélectrique se trouve au bas du T Lorsque la fumée pénètre dans la chambre, une partie de la lumière est dispersée par les particules, certains des rayons étant envoyés à la photocellule. Lorsque cette cellule photoélectrique détecte la lumière, elle génère un courant électrique qui déclenche l'alarme à un certain seuil. Une fois que ce courant est arrêté (la fumée est évacuée), l'alarme s'arrête. Les détecteurs photoélectriques sont plus efficaces pour détecter les incendies lents, qui couvent et donc généralement plus enfumés.

Les détecteurs d'ionisation utilisent des rayonnements ionisants provenant d'un matériau appelé Américium-241. Les rayonnements ionisants sont simplement des rayonnements émis par des substances pouvant libérer des électrons d'un atome ou d'une molécule, le résultat final étant des ions ayant une charge électrique spécifique positive ou négative. Les détecteurs utilisent une petite quantité d’américium 241 contenue dans une petite chambre. Cette chambre est composée de deux plaques métalliques chargées de manière opposée et espacées les unes des autres. Lorsque les particules (particules alpha) interagissent avec l'air de la chambre, elles produisent des ions. La plaque chargée positivement attire les ions négatifs et la plaque chargée négativement attire les ions positifs. Ce système crée un petit courant électrique. Lorsque la fumée pénètre dans la chambre, les particules se fixent aux ions chargés et les ramènent à un état électrique neutre. Cela perturbe le courant électrique et une alarme est déclenchée. L'air chaud peut également modifier le taux d'ionisation dans la chambre et déclencher l'alarme. Les détecteurs à ionisation sont beaucoup plus courants que les détecteurs photoélectriques car ils sont moins coûteux et mieux à même de détecter les plus petites quantités de fumée provenant d’incendies à flammes rapides.

Si vous craignez que votre maison contienne des «radiations nucléaires», ne le faites pas. La faible quantité de rayonnement détectée dans le détecteur est pratiquement inoffensive, car elle est principalement constituée de rayonnement alpha. Ce type ne peut même pas pénétrer dans un morceau de papier et est bloqué par quelques centimètres d'air. Le seul danger provient de l'inhalation des particules. Il ne faut donc pas démonter la chambre d'ionisation et y souffler de l'air pour essayer de développer des super-pouvoirs. Les dommages aux tissus pulmonaires, l’augmentation du risque de cancer du poumon et d’autres problèmes de santé de ce type peuvent ne pas correspondre à la superpuissance que vous espériez. De plus, le nom de super-héros «Wheezy» ne suscitera pas la peur dans le cœur des malfaiteurs du monde entier.

Les forces différentes de ces deux principaux types de capteurs ont conduit à la création de détecteurs utilisant les deux types de systèmes. Cela permet la détection rapide des petits feux couvants et des feux rapides.

Les détecteurs de fumée par aspiration, moins courants, utilisent un ventilateur pour aspirer de l'air ambiant; ensuite, un système de filtrage, de détection et d'analyse de l'échantillon d'air est utilisé. Selon l'environnement nécessitant une protection, ce système peut être aussi sensible (parfois jusqu'à 1 000 fois plus qu'un détecteur photoélectrique ou à ionisation standard) ou avancé selon les besoins. Si le système détecte tout type d’environnement négatif, tel que de très petites quantités de fumée, de petits changements de température ou une lumière vacillante (comme celle d’une flamme), il peut en avertir le personnel approprié de différentes manières. Plusieurs niveaux d’avertissement peuvent déclencher différentes réactions en fonction de la phase de l’incendie, de la simple notification au personnel d’un problème en attente à la communication avec un panneau de commande d’alarme incendie pour régler la climatisation ou libérer différents types d’extincteurs, ou tout ce qui précède. .Donc, si vous devez protéger votre collection complète de magazines Playboy, vous voudrez peut-être dépenser l’argent supplémentaire et acheter l’un de ces systèmes. Personne ne veut que leur édition de décembre 1953, mettant en vedette la charmante Ms. Monroe, soit la chose qui crée la fumée pour votre détecteur photoélectrique de merde!

Faits bonus:

  • L'un des moyens les plus courants de fabrication d'un capteur d'ionisation consiste à incorporer l'américium 241 dans une feuille d'or en enroulant des lingots d'oxyde d'américium à l'intérieur de la feuille. Cette matrice a une épaisseur d'environ un micromètre (il en faudrait 1 million empilées pour atteindre un peu plus de 3 pieds) et est intercalée entre un support en argent beaucoup plus épais et un stratifié de métal blanc / acier de 2 microns d'épaisseur. Ce sandwich est suffisamment épais pour retenir le matériau radioactif tout en permettant aux particules alpha de le traverser.
  • L'américium 241 est un métal synthétique découvert par Glenn Seaborg en 1944. Il est produit lorsque les atomes de plutonium absorbent les neutrons dans les réacteurs nucléaires. Sa demi-vie est de 432 ans.
  • Le premier système de détection capable de détecter la fumée a été créé par Greinacher de Berne en 1922. La première liste de laboratoires Underwriters pour un appareil de détection de fumée a été obtenue par Walter Kidde en 1929 et a été utilisée pour libérer un système de CO2 total destiné aux utilisations à bord des navires. .
  • La première chambre d'ionisation destinée à détecter la fumée a été découverte par inadvertance par Walter Jaeger dans les années 1930 alors qu'il tentait de développer un détecteur de gaz toxique. Au début des années 1940, Jaeger et Meili se sont unis pour créer le premier ajout d'un détecteur à ionisation que nous utilisons aujourd'hui. Cette première tentative utilisait une énorme alimentation et nécessitait un système 220v. Ce n’est pas avant les années 1960 que l’américium 241 a été utilisé, nécessitant beaucoup moins de tension. En 1964, First Alert a pu développer un détecteur à ionisation 24V. L’utilisation généralisée des détecteurs de fumée dans les foyers n’était réalisable qu’un an plus tard, lorsque Duane Pearsall et Stanley Peterson ont créé un détecteur photoélectrique à une station alimenté par une batterie.
  • Aux États-Unis, 96% de toutes les maisons ont au moins un détecteur de fumée; 75% en ont un qui fonctionne réellement.
  • Environ 66% des décès dus à des incendies résidentiels résultaient de foyers dépourvus de détecteur de fumée en état de fonctionnement. Les avertisseurs de fumée qui tombent en panne sont généralement le résultat de batteries débranchées ou épuisées, ces dernières représentant 25% de toutes les défaillances des détecteurs de fumée.
  • La NFPA vous recommande de vérifier votre détecteur de fumée et de changer les piles deux fois par an. Pour ceux qui vivent dans des zones où l’heure du jour est avancée, il est recommandé de le faire lorsque vous changez d’horloge.

Laissez Vos Commentaires