Üçlü Kızılötesi (IR3) Alev Dedektörleri

IR3 Alev Dedektörü Nedir?

Hidrokarbon yangınında açığa çıkan enerjinin önemli bir kısmı kızılötesi ışınım olarak yayılır. Bu ışınımın spektral dağılımı, sıcak karbondioksit ve su buharının emisyon bantları nedeniyle karakteristik bir desen gösterir. Çok spektrumlu IR alev dedektörleri bu deseni, güneş, sıcak metal yüzeyler veya aydınlatma armatürleri gibi alev dışı kaynakların desenleriyle karşılaştırarak yangın kararı verir.

Sektörde üçlü kızılötesi (IR3) olarak adlandırılan bu yaklaşımda dedektör, tek bir IR bandına güvenmek yerine birden fazla dar bandı birlikte değerlendirir. Bu sayfada ele alınan dedektörün standart hidrokarbon varyantı 4 µm ile 5 µm arasındaki dört IR bandını, hidrojen algılama özellikli varyantı ise 2 µm ile 5 µm arasındaki dört IR bandını kullanır. Bantlar arasındaki oranlar, ışınımın titreşim davranışı ve sinyalin zaman içindeki sürekliliği birlikte işlenerek girişim kaynaklarının etkisi sınırlandırılır.

IR3 teknolojisi yalnızca kızılötesi bölgede çalıştığından, UV ışınımını zayıflatan duman ve yağ buharından daha az etkilenme eğilimindedir ve hidrokarbon yangınlarında genellikle daha uzun tespit mesafesi sunar. Aynı dedektör ailesinde ultraviyole ve kızılötesi kanalları birleştiren varyantlar da bulunur; kısa mesafede çok hızlı tepkinin veya silan gibi özel yangın türlerinin öncelikli olduğu uygulamalarda UV/IR alev dedektörleri ayrıca değerlendirilebilir.

Çok Bantlı IR Alev Algılamanın Çalışma Prensibi

IR3 dedektörün yangın kararı, spektral oranlama ve zamansal analiz adımlarının birlikte olumlu sonuç vermesine dayanır:

1.      Dar bant filtrelerle ışınımın ayrıştırılması: Dedektör penceresinden giren kızılötesi ışınım, farklı dalga boylarına ayarlanmış dar bant filtreli sensörlere yönlendirilir. Bantlardan biri hidrokarbon alevine özgü sıcak karbondioksit emisyonuna, diğerleri bu bölgenin çevresindeki referans bölgelere karşılık gelecek şekilde konumlandırılır.

2.      Spektral oranların hesaplanması: Alevde karbondioksit bandındaki ışınım referans bantlara göre belirgin biçimde yüksektir; sıcak yüzey, güneş veya lamba gibi kaynaklarda ise enerji spektruma daha düzgün dağılır. Bantlar arası oranlar bu farkı sayısal bir ölçüte dönüştürür.

3.      Titreşim ve süreklilik analizi: Türbülanslı yanma, ışınım şiddetinde düzensiz ve karakteristik bir titreşim oluşturur. Dedektör oran ölçütüne ek olarak bu zamansal davranışı da inceler; seçilen hassasiyet ve tepki moduna göre sinyalin belirli bir süre boyunca yangın imzası taşıması beklenir.

4.      Hassasiyet ve tepki modunun uygulanması: Altı hassasiyet kademesinden biri ile standart, ultra hızlı veya patlama algılamaya yönelik yüksek hızlı tepki davranışı, uygulamanın risk profiline göre yapılandırılır. Standart modda 40 m'deki yangın tipik olarak 2 saniyenin altında, 90 m'deki yangın tipik olarak 10 saniyede algılanır.

5.      Sürekli öz denetim ve çıkış: Dahili IR test sistemi optik yolun ve elektronik devrelerin bütünlüğünü sürekli doğrular; görüş alanı bütünlük testi pencere önündeki kirlenme veya engellerin fark edilmesine yardımcı olur. Durum bilgisi röle, kademeli 0–20 mA, analog gerilim, HART ve RS-485 Modbus üzerinden aktarılır.

Hidrojen Yangınları İçin Genişletilmiş Spektral Yapı

Hidrojen alevi karbon içermediği için karbondioksit bandında belirgin emisyon üretmez ve gün ışığında gözle zor fark edilir. Hidrojen algılama özellikli varyant, 2 µm ile 5 µm arasına yayılmış dört IR bandıyla su buharı kaynaklı ışınımı da değerlendirecek şekilde yapılandırılmıştır. Bu varyantta 0,75 m yüksekliğinde ve 0,25 m genişliğinde hidrojen plume alevi için tespit mesafesi 50 m'dir; görüş alanı hidrojen için 90° × 90°, diğer yakıtlar için 80° × 80°'dir.

Sıcak CO₂ Kaynaklarının Ayırt Edilmesi

Motor egzozları, fırın bacaları veya sıcak proses gazları gibi alev içermeyen sıcak CO₂ kaynakları, karbondioksit bandında alevi andıran ışınım üretebilir. Bu tür kaynakların görüş alanında bulunduğu uygulamalar için standart hidrokarbon varyantında geliştirilmiş sıcak CO₂ ayırt etme opsiyonu seçilebilir.

Kızılötesi algılama da görüş hattına bağlıdır. Tespit performansı yakıt tipine, alev büyüklüğüne, dedektörün alev eksenine göre açısına ve montaj geometrisine bağlı olarak değişir; görüş alanının kenarlarına doğru etkin tespit mesafesinin azaldığı kapsama değerlendirmesinde dikkate alınmalıdır.

Öne Çıkan Özellikler

·         Uzun tespit mesafesi: Benzin ve n-heptan havuz yangınlarında 90 m'ye, dizel, kerosen ve jet yakıtlarında 63 m'ye kadar tespit, geniş açık alanların izlenmesine olanak tanır.

·         Üç farklı tepki modu: Standart tepki, 30 m'de tipik 1 s'nin altında ultra hızlı tepki ve analog gerilim çıkışı üzerinden 50 ms'lik patlama algılama modu uygulamaya göre seçilebilir.

·         Altı hassasiyet kademesi: Algılama hassasiyeti, korunacak alanın boyutuna ve girişim kaynaklarının yoğunluğuna göre altı kademede ayarlanabilir.

·         Geniş görüş alanı: Standart hidrokarbon varyantında yatayda 100°, dikeyde 95° görüş alanı sunulur; istenmeyen bölgeleri dışarıda bırakmak için görüş alanı sınırlayıcı aksesuar kullanılabilir.

·         Görüş alanı bütünlük testi ve dahili IR testi: Optik yolun ve elektronik devrelerin sürekli doğrulanması, pencere kirlenmesi veya engelleme gibi algılamayı bozan durumların arıza olarak raporlanmasına yardımcı olur.

·         İki modlu ısıtmalı optik: Düşük güç ve standart güç ısıtıcı modları, buzlanma ve yoğuşma riskine göre enerji tüketimi ile optik koruma arasında denge kurulmasını sağlar.

·         Evrensel kablolama: 17 terminalli tek kablolama yapısı, farklı çıkış kombinasyonları için ayrı sipariş varyantı seçme ihtiyacını ortadan kaldırır.

·         Dahili olay kaydedici: Geçmiş alarm ve arıza olaylarının cihaz içinde kaydedilmesi, olay sonrası inceleme ve bakım analizlerini kolaylaştırır.

·         Fabrika kalibrasyonu: Dedektör fabrikada kalibre edilmiş olarak sevk edilir; sahada yapılandırma parametrelerinin ayarlanmasıyla uygulamaya uyarlanır.

·         İki gövde seçeneği: Elektropolisajlı 316 paslanmaz çelik veya bakır oranı %1'in altında olan poliüretan boyalı alüminyum gövde seçilebilir.

Teknik Özellikler

Aşağıdaki değerler IR3 teknolojisindeki standart hidrokarbon ve hidrojen algılama özellikli varyantlar için tipik verilerdir. Tespit mesafeleri en yüksek hassasiyet ayarında ve 0,1 m² havuz yangını için verilmiştir; nihai değerler seçilen varyant ve konfigürasyona göre proje aşamasında teyit edilmelidir.

Hidrojen ve amonyak yangını değerleri yalnızca hidrojen algılama özellikli varyant için geçerlidir; standart hidrokarbon varyantında bu yakıtlar için tespit değeri tanımlanmamıştır. Sahada rüzgâr, alev büyüklüğü ve dedektörün alev eksenine göre açısı etkin mesafeyi değiştirir.

Başlıca Avantajlar

·         Geniş alanlarda verimli kapsama: Uzun tespit mesafesi, açık proses alanlarının ve tank sahalarının daha az sayıda dedektörle kapsanabilmesine imkân tanır; nihai sayı yerleşim değerlendirmesiyle belirlenir.

·         Duman ve kirli atmosferde algılama sürekliliği: UV bandı kullanılmadığından, yoğun dumanın veya yağ buharının UV ışınımını zayıflattığı ortamlarda algılama performansı daha az etkilenir.

·         Güçlü yanlış alarm bağışıklığı: Spektral oran analizi, titreşim değerlendirmesi ve opsiyonel sıcak CO₂ ayırt etme özelliği; güneş, sıcak yüzeyler ve egzoz gazları gibi kaynakların neden olabileceği gereksiz alarmları sınırlar.

·         Aşırı iklim koşullarına uygunluk: –60 °C ile +85 °C arasındaki çalışma aralığı, iki modlu ısıtmalı optik ve IP68 koruma; arktik bölgelerden sıcak çöl iklimlerine kadar farklı sahalarda kullanım olanağı sağlar.

·         Olay sonrası izlenebilirlik: Dahili olay kaydedici, alarm ve arıza geçmişinin incelenmesine olanak tanıyarak kök neden analizini ve bakım kararlarını destekler.

·         Altyapıdan bağımsız entegrasyon: Röle, kademeli akım, analog gerilim, HART ve RS-485 Modbus çıkışları; mevcut yangın ve gaz sistemleri, PLC veya DCS altyapılarıyla uyumu kolaylaştırır.

·         Fonksiyonel güvenlik projelerine uygunluk: SIL3 uyumlu yapı, dedektörün yüksek güvenlik bütünlüğü hedeflenen fonksiyonlarda değerlendirilmesine imkân verir; döngü seviyesindeki doğrulama ayrıca yapılmalıdır.

Uygulama Alanları

IR3 alev dedektörleri, uzun mesafeli ve yanlış alarma dayanıklı alev algılamanın gerektiği endüstriyel ve ticari alanlarda kullanılır:

Petrol ve Gaz Tesisleri ile Boru Hatları

Kara ve açık deniz üretim tesislerinde, kompresör ve pompa istasyonlarında ve boru hattı tesislerinde geniş alanların uzun mesafeden izlenmesinde kullanılır.

Kimya ve Petrokimya Tesisleri

Çözücü, akrilat ve vinil asetat gibi yanıcı kimyasalların işlendiği ünitelerde; bu malzemeler için 75 m'ye varan tespit mesafesiyle izleme sağlar.

Tank Sahaları ile Yakıt ve Gaz Depolama

Tank çevresi, dolum adaları, yakıt ve gaz işleme ile depolama alanlarında havuz yangını senaryolarının gözetlenmesi için direk veya eğimli montaj aparatlarıyla konumlandırılır.

Hidrojen Üretimi, Hidrojenasyon ve Yakıt Hücresi

Hidrojen algılama özellikli varyant; rafineri, gıda ve kimya proseslerindeki hidrojenasyon ünitelerinde ve hidrojen yakıt hücresi tesislerinde görünmesi zor hidrojen alevlerinin algılanmasına yöneliktir.

Araç Batarya Şarj İstasyonları ve Otomotiv

Tek bir lityum-iyon pil hücresi yangını için tanımlı tespit mesafesi, batarya şarj alanlarında ve otomotiv üretim tesislerinde erken alev algılama olanağı sunar.

Enerji Üretim Tesisleri

Yakıt hazırlama, türbin ve yardımcı sistem alanlarında hidrokarbon yangın risklerinin izlenmesinde kullanılır.

Patlayıcı, Mühimmat ve Gübre Tesisleri

Hızlı gelişen yangın ve patlama senaryolarının bulunduğu üretim ve depolama alanlarında, yüksek hızlı tepki modu uygulama gereksinimine göre değerlendirilebilir.

Tehlikeli Madde Depoları, Madencilik ve Havacılık

Tehlikeli madde depolama alanlarında, antrepolarda, madencilik tesislerinde ve havacılık-uzay sanayisi üretim alanlarında alev algılama katmanı oluşturur.

IR3 Alev Dedektörü Seçiminde Dikkat Edilecek Kriterler

Doğru varyant ve yapılandırma seçimi, dedektörün sahadaki gerçek performansını belirler. Teknik değerlendirme öncesinde aşağıdaki başlıkların netleştirilmesi önerilir:

Yakıt ve Yangın Tipi

·         Korunacak alandaki yakıtların hidrokarbon, alkol, katı yanıcı veya hidrojen olup olmadığı — hidrojen ve amonyak yangınları için hidrojen algılama özellikli varyant gerekir

·         Silan veya metal yangınları gibi özel risklerde IR3 varyantlarının uygunluğunun ayrıca değerlendirilmesi; bu tür riskler için UV/IR tabanlı çözümlerin incelenmesi

·         Motor egzozu, fırın bacası gibi sıcak CO₂ kaynaklarının varlığı ve sıcak CO₂ ayırt etme opsiyonu ihtiyacı

Mesafe, Görüş Alanı ve Kapsama

·         Algılanması istenen minimum yangın büyüklüğü ve dedektöre en uzak mesafesi

·         Varyanta göre değişen görüş alanı (100° × 95° veya 80° × 80°) ve alan kenarlarında azalan etkin mesafe

·         Görüş hattını kesen tank, ekipman ve platform yapıları; istenmeyen bölgeler için görüş alanı sınırlayıcı kullanımı

·         Montaj yüksekliği, eğim açısı ve direk, kanal veya eğimli montaj aparatı seçimi

Tepki Davranışı ve Alarm Mantığı

·         Standart, ultra hızlı veya patlama algılama modlarından hangisinin risk senaryosuna uygun olduğu

·         Hassasiyet kademesinin alan boyutu ve girişim kaynaklarına göre belirlenmesi

·         Söndürme sistemi tetikleme ve oylama (voting) mantığı ile uyum

Çevre Koşulları ve Güç Bütçesi

·         Ortam sıcaklığı, buzlanma ve yoğuşma riskine göre ısıtıcı modu seçimi

·         Isıtıcı moduna göre 60–280 mA arasında değişen akım tüketiminin besleme ve kablo kesiti hesabına yansıtılması

·         Tuzlu veya korozif atmosferde paslanmaz çelik gövde tercihi; hava perdesi (air shield) ve koruyucu kapak ihtiyacı

Entegrasyon ve Onaylar

·         Kontrol sisteminin beklediği sinyal tipi: röle, kademeli 0–20 mA, analog gerilim veya dijital haberleşme

·         Proje ülkesine göre gerekli tehlikeli alan onayı (ATEX/IECEx/UKCA, ABD–Kanada, INMETRO, EAC, Çin)

·         Güvenlik enstrümanlı fonksiyon için hedeflenen güvenlik bütünlüğü seviyesi ve gerekli sertifika dokümantasyonu

Proses alanında gaz kaçağı riski de bulunuyorsa alev algılama kurgusunun açık yol gaz dedektörleri ve noktasal kızılötesi gaz dedektörleriyle birlikte planlanması önerilir. Dedektör yerleşimi, tesisin risk analizi ve geçerli tasarım kriterleri esas alınarak değerlendirilmelidir.

Tehlikeli Alan Onayları ve Uygunluk Standartları

IR3 alev dedektörü için sipariş konfigürasyonuna bağlı olarak sunulan onay seçenekleri ve uygunluk standartları aşağıda özetlenmiştir.

Performans onaylarının kapsamı ve tehlikeli alan işaretleme ayrıntıları seçilen varyant, gövde malzemesi ve onay koduna göre değişebileceğinden, proje dokümantasyonu için güncel sertifika kopyalarının temin edilmesi önerilir.

TLY Enerji IR3 Alev Algılama Çözümleri

Uzun mesafeli IR3 dedektörlerin sunduğu kapsama avantajı ancak doğru konumlandırma ve doğru yapılandırma ile sahaya yansır. TLY Enerji bu nedenle çalışmaya korunacak alanın geometrisini, yakıt envanterini, olası girişim kaynaklarını ve iklim koşullarını birlikte ele alan bir uygulama analiziyle başlar; hidrokarbon veya hidrojen varyantı, hassasiyet kademesi ve tepki modu gibi seçimleri bu analizin sonuçlarına dayandırır.

Mühendislik ekibimiz; çıkış ve haberleşme yapısının yangın ve gaz kontrol sistemi, PLC veya DCS ile uyumlandırılması, güç bütçesinin ısıtıcı moduna göre hesaplanması, proje dokümantasyonunun hazırlanması, devreye alma aşamasında alev simülatörüyle yapılacak fonksiyon testlerinin planlanması ve olay kaydı verilerinin bakım süreçlerinde kullanılması konularında destek sağlar. Dedektör yerleşim alternatiflerinin incelenmesinde de tesisin risk analiziyle uyumlu mühendislik görüşü sunar.

Sıkça Sorulan Sorular

IR3 alev dedektörü nedir?

IR3 alev dedektörü, alevin kızılötesi ışınımını birden fazla dar bantta eş zamanlı inceleyen çok spektrumlu bir optik yangın dedektörüdür. Alevin karbondioksit emisyon bandındaki ışınımı çevresindeki referans bantlarla karşılaştırarak yangını güneş, sıcak yüzey ve aydınlatma gibi kaynaklardan ayırt eder. Özellikle geniş açık alanlarda hidrokarbon yangınlarının uzun mesafeden algılanması için kullanılır.

Çok bantlı IR alev dedektörü nasıl çalışır?

Dedektöre giren ışınım, farklı dalga boylarına ayarlanmış dar bant filtreli sensörlere ayrılır. Bantlar arasındaki oranlar, alevin karakteristik spektral dağılımıyla karşılaştırılır; buna ek olarak ışınımın titreşim frekansı ve sürekliliği değerlendirilir. Seçilen hassasiyet kademesi ve tepki moduna göre tüm ölçütler alev imzasını doğruladığında alarm üretilir ve röle, akım, gerilim ya da dijital çıkışlar üzerinden bildirilir.

IR3 ile UV/IR alev dedektörü arasındaki fark nedir?

IR3 dedektör yalnızca kızılötesi bantlarla çalışır ve benzin veya n-heptan havuz yangınında 90 m'ye kadar tespit mesafesi sunar. Aynı ailedeki UV/IR varyantlarında bu değer 28 m'dir; buna karşılık UV/IR teknolojisi 3 m mesafedeki ani parlama yangınında 20 ms mertebesinde ultra hızlı tepki verebilir ve silan gibi özel yangın türlerini kapsayabilir. Seçim, mesafe, yangın tipi ve girişim kaynaklarına göre yapılmalıdır.

 IR3 dedektör hidrojen yangınını algılayabilir mi?

Hidrojen alevi karbondioksit üretmediği için standart hidrokarbon varyantı hidrojen yangınları için uygun değildir. Hidrojen algılama özellikli varyant ise 2 µm ile 5 µm arasındaki dört IR bandını kullanır ve 0,75 m yüksekliğinde, 0,25 m genişliğinde bir hidrojen plume alevini 50 m mesafeden algılayabilir. Bu varyantta hidrojen için görüş alanı 90° × 90°'dir.

Tespit mesafesi neden yakıt tipine göre değişir?

Her yakıtın yanma sıcaklığı, alev büyüklüğü, is oluşumu ve karbondioksit ile su buharı emisyonu farklıdır; bu da dedektöre ulaşan ışınımın şiddetini ve spektral dağılımını değiştirir. Örneğin benzin için 90 m olan tespit mesafesi metanolde 55 m, kâğıtta 34 m'dir. Sahada rüzgâr, alev boyutu ve dedektörün alev eksenine göre açısı da etkin mesafeyi etkiler.

Hassasiyet ve tepki modu nasıl seçilir?

Hassasiyet, altı kademe arasından korunacak alanın boyutuna ve girişim kaynaklarının yoğunluğuna göre belirlenir; yüksek hassasiyet daha uzun mesafe sağlarken girişim risklerinin daha dikkatli değerlendirilmesini gerektirir. Tepki modunda standart mod genel yangın algılama için, ultra hızlı mod hızlı gelişen yangınlar için, yüksek hızlı mod ise analog gerilim çıkışı üzerinden patlama algılama gerektiren özel senaryolar için değerlendirilir.

IR3 alev dedektörü nasıl test edilir?

Dedektörün dahili IR testi optik yolu ve elektronik devreleri sürekli doğrular; görüş alanı bütünlük testi pencere kirlenmesi veya engellemeyi fark etmeye yardımcı olur. Periyodik saha testlerinde, ilgili varyanta uygun tehlikeli alan onaylı alev simülatörü kullanılarak gerçek alev oluşturmadan alarm zinciri doğrulanır. Pencere temizliği ve test periyotları, tesisin bakım prosedürlerine göre planlanmalıdır.

Soğuk iklimlerde buzlanma ve yoğuşma nasıl önlenir?

Dedektör, düşük güç ve standart güç olmak üzere iki modlu ısıtmalı optiğe sahiptir ve –60 °C'ye kadar çalışabilir. Isıtma, pencere yüzeyinde buz ve yoğuşma birikmesini önleyerek algılama performansının korunmasına yardımcı olur. Standart ısıtıcı modunda alarm durumunda tüketim 280 mA'ya çıktığından, besleme kapasitesi ve kablo kesiti bu değere göre planlanmalıdır.