광전식 연기감지기

1. 개요

주위의 공기가 일정한 농도의 연기를 포함하게 되는 경우에 작동하는 것으로서 일국소의 연기에 의하여 광전소자에 접하는 광량의 변화로 작동하는 것

2. 감지기의 종류 및 원리

 ⑴ 광전식분리형 감지기

  ① 광전식분리형감지기는 발광부와 수광부로 구성되어 있으며, 발광부에서 평상시 수광부로 빛을 보내고 있어서 그사이에 연기가 광도의 축을 방해하는 경우, 광량이 감쇠되면서 일정량을 초과하면 화재신호를 발한다.

  ② 분리형감지기는 주요구조부인 발광부와 수광부가 분리하여 설치되어 있어서 연기에 의해 광 도달량의 감소를 측정하여 화재신호를 발하기 때문에 일반적으로 화재가 발생하는 초기단계에서는 연기가 천장부분 등에 엷게 널리 확산되는 경우가 많은데 이 경우 큰 공간의 체육관이나 홀 공간에 확산된 화재의 연기를 전체적으로 검출하여 감지하므로 화재가 발생하는 초기단계에서의 감지가 용이하다.

  ③ 광전식 분리형감지기의 설치기준

   ㈎ 감지기의 수광면은 햇빛을 직접 받지 않도록 설치할 것

   ㈏ 광축(송광면과 수광면의 중심을 연결한 선)은 나란한 벽으로부터 0.6m 이상 이격하여 설치할 것

   ㈐ 감지기의 송광부와 수광부는 설치된 뒷벽으로부터 1m 이내 위치에 설치

   ㈑ 광축의 높이는 천장 등(천장의 실내에 면한 부분 또는 상층의 바닥 하부면을 말한다) 높이의 80% 이상일 것

   ㈒ 감지기의 광축의 길이는 공칭감시거리 범위 이내일 것

   ㈓ 그 밖의 설치기준은 형식승인 내용에 따르며 형식승인 사항이 아닌 것은 제조사의 시방에 따라 설치할 것

 ⑵ 광전식스포트형 감지기

  ① 산란광식

  광전식은 산란광식과 감광식으로 분류하지만 스포트형은 일반적으로 산란광식이 사용되고 있으며, 발광부는 적외선을 이용하며, 90도 방향에 있는 수광부는 Photo cell을 사용한다.

   ㈎ 이 산란광식 감지기는 연기를 포함한 미립자가 광원으로부터 방사되고 있는 광속에 의하여 산란반사를 일으키는 것을 이용하여 산란광을 전기적으로 감지하는 것이다.

   ㈏ 연기가 유입되면 발광부에서 방사하는 Pulse가 연기와 부딪혀 난반사를 일으키게 되므로 수광부에서의 수광량(입사광량)이 증가하게 된다. 이로 인하여 수광부의 전류가 미약하게 증가하므로 출력전압을 증폭하여 감지기가 동작신호를 송출하게 되며 이때 수광부의 파장과 연기입자의 크기가 같을 때 감도가 최대를 이룬다.

   ㈐ 발광부와 수광부 사이는 발광부의 빛이 직접 수광부에 전달되는 것을 방지하기 위해 차폐판을 설치한다. 이와 같이 빛이 난반사되어 산란되는 것을 이용하는 것을 산란광식이라 한다.

  ② 감광식

   ㈎ 감광식 감지기는 산란광식 감지기의 구조와 거의 동일한 구조이지만 발광부의 빛이 수광부에 직접 투입됨으로써 산란광식에 있는 차폐판이 없게 된다.

   ㈏ 이러한 구조에서 평상시에 빛이 투입되던 상태에서 연기 유입 시 빛의 투과량이 감소함으로써 수광소자의 전기적 출력은 감소하고 이때의 전압과 이전 상태의 전압을 비교, 증폭하여 화재신호를 보내는 것이다.

 ⑶ 광전식 공기흡입형 감지기

  ① 형식 : Air Sampling Type

  ② 작동원리

   ㈎ 연소 초기단계에서 열 분해 시 생성된 초미립자 연기를 감지구역 내 설치된 흡입배관을 통하여 감지헤드로 흡입(공기표본 채취)

   ㈏ 공기표본은 분진, 기타 큰 입자를 제거하기 위해 필터를 통과한 후 높은 습도챔버(High humidity chamber)로 유입된다.

   ㈐ 습도챔버 내 압력을 진공펌프에 의해 낮추면 공기 중의 수증기(습도입자)가 초미립자 연기입자에 달라붙어 응축되어 연무(cloud) 형태가 형성된다.

   ㈑ 응축된 cloud의 밀도는 광전식 원리에 의해 측정된다.

   ㈒ 밀도가 설정치 이상이면 화재신호를 발생한다.

  ③ 특징

   ㈎ 일반감지기에 비해 감지능력이 탁월하다.

   ㈏ 풍속, 습도, 온도, RF의 영향을 받지 않는다.

   ㈐ 설비가 고가이고 복잡하다.

   ㈑ 화재감지를 위한 Cloud Chamber System은 0.005～0.02㎛ 크기의 작은 입자를 정확히 측정한다. 이것은 재래의 광전식감지기(이온화, 광전식)보다 450배 이상 작은 입자를 검출하는 것을 의미한다.

3. 연기감지기의 설치기준

 ⑴ 설치장소

  ① 계단·경사로 및 에스컬레이터 경사로

  ② 복도(30m 미만의 것을 제외한다)

  ③ 엘리베이터 승강로(권상기실이 있는 경우에는 권상기실)·린넨슈트·파이프피트 및 덕트 기타 이와 유사한 장소

  ④ 천장 또는 반자의 높이가 15m 이상 20m 미만의 장소

 ⑵ 감지기의 부착높이에 따라 다음 표에 따른 바닥면적마다 1개 이상으로 할 것

부착높이	감지기의 종류
	1종 및 2종	3종
4m 미만	150㎡	50㎡
4m 이상 20m 미만	75㎡	-

⑶ 보행거리 및 수직거리

설치장소	감지기의 종류
	1종 및 2종	3종
복도, 통로	보행거리 30m마다	보행거리 20m마다
계단, 경사로	수직거리 15m마다	수직거리 10m마다

 ⑷ 천장 또는 반자가 낮은 실내 또는 좁은 실내는 출입구의 가까운 부분에 설치

 ⑸ 천장 또는 반자부근에 배기구가 있는 경우에는 그 부근에 설치

 ⑹ 감지기는 벽 또는 보로부터 0.6m 이상 떨어진 곳에 설치

※ 광전식 감지기의 구성요소

 ⑴ 발광부 : 주기적인 빛을 발하는 부분

 ⑵ 수광부 : 연기 입자에 의해 난반사된 빛을 흡수하는 부분.

 ⑶ 차광판 : 발광부의 빛이 수광부에 직접 전달하는 것을 막는 판

 ⑷ 신호증폭회로 : 빛을 산란현상에 의해 감지된 산란광을 증폭한다.

 ⑸ 스위칭회로 : 증폭된 신호를 받아 폐회로를 구성하여 화재신호를 발한다.

 ⑹ 작동표시장치 : 감지기의 동작상태를 표시한다.