身体的

这些盒子喊道“着火了! »

烟雾探测器已成为法国住宅中的强制性。他们的经营原则:当他们捕获烟雾粒子的闪光灯时,它们一旦捕捉闹钟就会触发警报。

Jean-Michel Courty和Edouard Kierlik 对于Science N°451
本文保留用于科学用户

为了在夜间火灾的情况下提醒枕木,法国的所有住宅必须自2015年3月,已经配备了“自主烟雾报警器探测器”(大草)当它们检测到火灾开始的迹象时,这些设备会发出声音警报。在世界上,通常存在两种类型的烟雾探测器,廉价且鲁棒:光学检测器和离子检测器。让我们看看他们上诉的原则。

正确的选择:烟雾

如何快速检测和可靠性火灾?通过检测与火灾相关的物理量的快速修改:升温,特定火焰辐射,燃烧气体的存在或烟雾。

什么选择?通过分布式光纤网络测量热量效应的现代温度探测器适合大型结构,如隧道,地铁站或工厂,但不是住宅。红外或紫外线的检测需要多波长分析,如果我们希望避免不合时宜的警报,可以实现精致。至于一氧化碳探测器,它们更昂贵并更快地使用电池。

由于材料的不完全燃烧,它最终烟雾,这是最容易可检测的。它也是船只灯的最早象征之一,其燃烧可以在第一火焰出现之前长。

烟雾颗粒由直径为几百千微米的球形的随机聚集形成。聚集体具有变化尺寸,最多尺寸,平均尺寸为千分尺的顺序。此外,烟雾是不透明的物质。换句话说,它吸收它接收的光。由于烟雾颗粒的大小,可以估计这种吸收。如果占据直径的粒子的颗粒的颗粒的平方米的表面,则用百万只立方米的烟灰或克的质量获得完全不透明的表面。

因此,如果烟雾颗粒的浓度是每立方米克的秩序,则浅半径在一米后的每一个机会都有拦截。对于探测器的大小,这是厘米的顺序,光吸收将要低得多,百分比甚至更少。如果光源强度不完全稳定,则难以可靠地测量光通量的减小。

但一切都没有丢失:烟雾颗粒不仅吸收光线,而且还指的是所有方向。这是扩散的现象,其中一个人在雾中发现了雪......(由于它们偏离光线而不吸收它,但仍然是乳白色的背景。

光学器件,优选放射性

对于几百千分米的小颗粒,一个是所谓的瑞利扩散与空气分子,较短光波长的特权扩散。由于天空是蓝色的原因,从香烟升起的精致烟雾出现如此平淡。

对于更强烈的火灾,大多数烟雾颗粒较大,尺寸与光波长相当(几十千分钟)。在这种情况下,由颗粒的不同部分扩散的小波之间的干扰效应。然后我们在所谓的MIE扩散的饮食中。复杂的计算表明,扩散大致与光波长无关。因此,开明的烟雾是白色的,因为云在天空中,当它不致密并且吸收很小时;它变得越来越灰色,甚至是黑色,因为它变得厚。

这是烟雾光学探测器的扩散。电致发光二极管(引领)在光电探测器捕获光散射的同时,照亮空气量。如果发光光线直接从光源掩蔽到光电探测器,并且如果盒子的壁吸收任何入射光,则光电探测器捕获或几乎在正常情况下捕获。

另一方面,一旦烟雾颗粒穿透装置的体积,它们就会扩散二极管发出的光。这一流程广播虽然弱,但比已经存在的照明的1%的变化更容易。在实践中,光学探测器现在对“灰色烟雾”敏感,其吸收量为0.06%/厘米的0.06%。

这个解决方案不是唯一的解决方案。另一类探测器基于任何其他原理:烟雾颗粒与在空气中产生的电荷(离子,电子)的相互作用。这些探测器包括一个小的放射源,通常是Americ 241.该源发出的α射线(氦核)击中了检测器室中发现的空气的分子并将它们电离。受到由腔室两侧的两个电极产生的电场的影响,因此因此产生的离子和电子移动到这些电极捕获,因此是低电流。

当烟雾颗粒在房间里穿透时,它们捕获中和的两个离子和电子。与在完美密封的室内产生的参考电流相比,这种略微降低电离电流。这种比较使得可以通过多年来源的温度,空气压力或老化变化来补偿电流修改。这些设备的灵敏度优异!

这种类型的探测器包含alas一个放射源。由于产生的放射性,37,000只BECREXLELS,amical的数量非常低,非常低(不到六个成人放射性!)。尽管如此,由于亚美州的寿命长(432年的半衰期)和环境中的分散风险,法国自2011年底以来禁止这些探测器。

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