Báo cháy là một thành phần rất quan trọng trong bất kỳ môi trường kỹ thuật nào của các TTTHDL. Khi một đám cháy xảy ra, ở từng vùng cháy thường có những dấu hiệu sau:
Lửa, khói, vật liệu chỗ cháy bị phá hủy. Nhiệt độ vùng cháy tăng lên cao.
Không khí bị Oxy hóa mạnh. Có mùi cháy, mùi khét.
Để đề phòng cháy, chúng ta có thể dựa vào những dấu hiệu trên để đặt các hệ thống cảm biến làm các thiết bị báo cháy, giúp kịp thời khống chế đám cháy ở giai đoạn đầu. Thiết bị báo cháy điện tử sẽ giúp theo dõi một cách liên tục, tăng cường độ an toàn cho các TTTHDL, đặc biệt là các TTTHDL có mật độ thiết bị cao.
+ Hệ thống báo cháy:
Thông thường, các TTTHDL được trang bị các hệ thống báo cháy đồng bộ, gồm 3 phần chính là: tủ trung tâm báo cháy, thiết bị đầu vào và thiết bị đầu ra.
a. Trung tâm báo cháy: thường được thiết kế dạng tủ bao gồm (mạch xử
lý, nguồn cấp). Trung tâm báo cháy có 2 dạng: Báo cháy theo vùng và báo cháy địa chỉ. Nguyên lý hoạt động dựa trên việc thu nhận các đầu vào (đầy báo khói, báo nhiệt, báo lửa, công tắc khẩn) và đưa ra thông báo cháy khi các đầu vào vượt ngưỡng cảnh báo.
b. Thiết bị đầu vào: là thiết bị nhạy cảm với các hiện tượng của sự cháy
(sự tăng nhiệt, tỏa khói, phát sáng, phát lửa), và có nhiệm vụ nhận thông tin nơi xảy ra sự cháy và truyền tín hiệu đến trung tâm báo cháy.
Các thiết bị đầu vào phổ biến gồm:
- Đầu báo khói (Smoke Detector): Là thiết bị giám sát trực tiếp, phát hiện
ra dấu hiệu khói để chuyển các tín hiệu khói về trung tâm xử lý. Thời gian các đầu báo khói nhận và truyền thông tin đến trung tâm báo cháy không quá 30s. Mật độ môi trường từ 15% đến 20%. Nếu nồng độ của khói trong môi trường tại khu vực vượt qua ngưỡng cho phép (10% -20%) thì thiết bị sẽ phát tín hiệu báo động về trung tâm để xử lý.
Đầu báo khói dạng điểm: Được lắp đặt tại các phạm vi giám sát nhỏ, trần nhà thấp.
Đầu báo khói dạng Beam: Gồm một cặp thiết bị được lắp ở hai đầu của khu vực cần giám sát. Thiết bị chiếu phát chiếu một chùm tia hồng ngoại, qua khu vực thuộc phạm vi giám sát rồi tới một thiết bị nhận có chứa một tế bào cảm quang có nhiệm vụ theo dõi sự cân bằng tín hiệu cùa chùm tia sáng. Đầu báo này hoạt động trên nguyên lý làm mờ ánh sáng đối nghịch với nguyên lý tán xạ ánh sáng (cảm ứng khói ngay tại đầu báo).
- Đầu báo nhiệt (Heat Detector): dùng để dò nhiệt độ của môi trường
trong phạm vi bảo vệ . Khi nhiệt độ môi trường không thỏa mãn những quy định của các đầu báo nhiệt do nhà sản xuất quy định, nó sẽ phát tín hiệu báo động gửi về trung tâm xử lý. Các đầu báo nhiệt được lắp đặt ở những nơi không thể lắp được đầu báo khói (nơi chứa thiết bị máy móc, Garage, các buồng điện động lực, nhà máv, nhà bếp,...). Có 2 loại đầu báo nhiệt: Đầu báo nhiệt cố định và đầu báo nhiệt gia tăng:
- Đầu báo lửa (Flame Detcctor): Là thiết bị cảm ứng các tia cực tím phát
ra từ ngọn lửa, nhận tín hiệu, rồi gửi tín hiệu báo động về trung tâm xử lý khi phát hiện lửa.
- Công tắc khẩn/ nút ấn khẩn (Emergency breaker): Được lắp đặt tại
những nơi dễ thấy: cửa hành lang, các cầu thang để sử dụng khi cần thiết. Thiết bị này cho phép người sử dụng chủ động truyền thông tin báo cháy bằng cách nhấn hoặc kéo vào công tắc khấn, báo động khấn cấp cho mọi người đang hiện diện trong khu vực đó được biết để có biện pháp xử lý hỏa hoạn và di chuyển ra khỏi khu vực nguy hiểm bằng các lối thoát hiểm.
c. Thiết bị đầu ra:
- Bảng hiển thị phụ (màn hình, bàn phím)
- Chuông báo động, còi báo động
- Đèn báo động, đèn exit
Phƣơng án giám sát báo cháy:
Phương án 1: trong trường hợp TTTHDL chưa có tủ báo cháy trung tâm, tất cả đầu vào báo cháy có thể được đọc thu nhận trực tiếp vào bộ xử lý theo sơ đồ khối:
Hình 1.11: Thiết kế hệ thống giám sát báo cháy cho TTTHDL không có tủ báo cháy Đầu vào báo cháy (các đầu dò báo cháy, chuông báo) sẽ được đưa qua bộ suy giảm để hạ áp và đưa vào bộ cách ly so sánh để cách ly hoàn toàn với nguồn đo và chuẩn hóa ở dạng logic (TTL, CMOS, ECL, v.v.) trước khi đưa vào khối vi điều khiển(µC). Khối vi điều khiển(µC) sẽ xử lý và đưa ra các đầu ra cảnh báo (Rơle, đèn báo, chuông báo) nếu các cảm đầu vào báo cháy vượt ngưỡng tiêu chuẩn. Các cảnh báo sẽ được cập nhật lên máy chủ quản lý và máy chủ này sẽ thiết lập cuộc gọi hoặc nhắn tin khẩn cấp đến người quản trị đã đăng ký qua Modem GSM.
Phương án 2: trong trường hợp TTTHDL đã có tủ báo cháy, hệ thống giám sát sẽ đọc các thông số cảnh báo từ tủ báo cháy và gửi về máy chủ quản lý.
Hình 1.12: Thiết kế hệ thống giám sát báo cháy cho TTTHDL có tủ báo cháy
Tủ báo cháy Bộ cách ly/so sánh Đầu ra logic µC Đầu vào báo cháy Đầu ra cảnh báo Modem GSM Máy chủ Bộ suy giảm Bộ cách ly/so sánh Đầu ra logic µC Đầu vào báo cháy Đầu ra cảnh báo Modem GSM Máy chủ
Với thiết kế này, các đầu vào báo cháy (các đầu dò báo cháy, chuông báo) sẽ được xử lý qua tủ báo cháy sau đó mới đưa vào bộ cách ly so sánh để cách ly hoàn toàn với nguồn đo và chuẩn hóa ở dạng logic (TTL, CMOS, v.v.) trước khi đưa vào khối vi điều khiển (µC). Tủ báo cháy sẽ đưa ra các đầu ra cảnh báo (Rơle, đèn báo, chuông báo) nếu các cảm đầu vào báo cháy vượt ngưỡng tiêu chuẩn. Khối vi điều khiển (µC) sẽ đọc trạng thái cảnh báo trên tủ báo cháy và cập nhật lên máy chủ quản lý và máy chủ này sẽ thiết lập cuộc gọi hoặc nhắn tin khẩn cấp đến người quản trị đã đăng ký qua Modem GSM.