자동화재탐지설비_연기(광전식 및 이온화식) 또는 열(차동식 및 정온식)감지기 작동원리

소방시설관리사(소방관리사) 2차 시험 대비 자료 중 자동화재탐지설의 열 또는 연기감지기 작동원리에 대해 알아보겠습니다. 화재감지기가 작동하는 것은 열 또는 연기를 감지하는 것에서 출발합니다. 이것은 화재 특성과 장소 그리고 가연물 특성에 따른 감지기를 설치하여 화재를 적절하게 감지해 내기 위함입니다.

 

 

1. 연기감지기 작동원리가 되는 Mie의 산란 법칙

    ① Mie의 산란 법칙

        ㉠ 빛이 입자를 만나 진행방향과 다른 여러 방향으로 흩어지는 현상을 산란이라 한다.

        ㉡ 입자 크기가 파장의 λ/2~10λ 정도일 때는 산란 패턴이 아주 불규칙한 상태가 된다.

        ㉢ 이런 입자 크기 영역의 산란을 Mie 산란이라 한다.

 

    ② 연기 입자 크기와 감지기 파장 관계

        ㉠ 입자 크기 ≒ 파장 크기 : 감도 최대

        ㉡ 입자 크기 〉 파장 크기 : 파장 흡수함(일부 반사됨)

        ㉢ 입자 크기 〈 파장 크기 : 파장이 연기 입자 통과함

 

    ③ 적용 감지기

        ㉠ 광센서 감지선형 감지기

        ㉡ 광전식 스포트형 감지기

        ㉢ 광전식 분리형 감지기

        ㉣ 공기흡입식 감지기

 

 

 

2. 광전식 연기감지기 작동원리

    ① 광전식 연기감지기

        ㉠ 광원과 광원에서 방출된 광선이 감광 센서에 직접 닿지 않도록 배열된 감광 센서 이용

        ㉡ 연기 입자가 광 경로에 진입하면 빛의 일부는 반사와 굴절에 의해 센서로 산란된다.

        ㉢ 이러한 빛 신호는 처리과정을 거쳐 설정치 초과하면 경보 상태 전송한다.

    ② 광전식 연기감지기 작동원리

 

 

3. 이온화식 연기감지기 작동원리

    ① 이온화식 연기감지기 구조

        ㉠ 이온화식 감지기는 내부 이온 실과 연기가 유입되는 외부 이온실로 구성되어 있다

        ㉡ 내부 이온실에는 방사선원 Am241에 의해 상시 미약한 전류가 흐르는 상태를 유지한다.

 

    ② 이온화식 감지기 동작원리

        ㉠ 화재 시 감지기로 연기 유입에 따른 이온 전류의 감소(평상시: V1 = V2)

        ㉡ 화재 시: V1 ≠ V2  4V(전압 차이) 발생 감도 전압(V) 이상 시 작동

 

 

 

4. 열감지기 작동원리가 되는 제벡 효과(Seebeck effect)

    ① 제벡 효과(Seebeck effect)

        - 이종 도체 양쪽 끝 접합하여 회로 만들고, 두 접점 온도 다를 경우 기전력 발생하는 현상

    ② 차동식 스포트형 감지기 작동원리

 

 

5. 열감지기 작동원리가 되는 바이메탈(Bimetal)

    ① 바이메탈(Bimetal)

        ㉠ 열팽창 계수가 서로 다른 2종류의 금속 이용, 온도 변화에 따른 금속의 선팽창 계수로 인해 변형되는 차이 이용하는 방식

        ㉡ 팽창 계수가 다르므로 화재 시 열에 의해 한쪽으로 휘어지므로 내부에서 접점이 형성된다.

 

② 정온식 스포트형 감지기 작동원리