UV/IR Alev Dedektörleri

UV/IR Alev Dedektörü Nedir?

Endüstriyel tesislerde yangın algılama; ısı, duman ve alev algılayıcıları arasında doğru seçimi gerektirir. Açık proses alanlarında, yüksek tavanlı hangarlarda ve rüzgâra açık sahalarda duman ile sıcak gazlar dağılarak algılayıcıya ulaşmayabilir. Alev dedektörleri ise yanma sırasında yayılan elektromanyetik ışınımı görüş hattı üzerinden algıladığı için dumanın veya ısının cihaza taşınmasını beklemez.

UV/IR alev dedektörü, optik algılama ailesinin iki farklı spektral bölgeyi birlikte kullanan üyesidir. Ultraviyole sensör, alev bölgesindeki uyarılmış moleküllerin yaydığı kısa dalga UV ışınımına; kızılötesi sensör ise hidrokarbon yanmasında oluşan sıcak karbondioksitin yoğun ışınım yaptığı 4,5 µm civarındaki banda duyarlıdır. Elektronik devre, iki kanaldan gelen sinyalleri frekans, şiddet ve süre bakımından inceler; alarm kararı ancak iki kanal aynı anda alev karakteri gösterdiğinde verilir.

Bu yapı; benzin, n-heptan, dizel, jet yakıtı, LPG ve metan gibi hidrokarbon yakıtların yanı sıra metanol, izopropil alkol, polipropilen granül ve kâğıt yangınları için de tanımlı tespit mesafeleri sunar. UV/IR teknolojisi, orta mesafede hızlı tepki ile yanlış alarm bağışıklığının birlikte arandığı alanlarda tercih edilebilir. Daha uzun tespit mesafesi gereken açık sahalarda ise yalnızca kızılötesi bantlarla çalışan üçlü kızılötesi (IR3) alev dedektörleri alternatif olarak değerlendirilir.

UV/IR Alev Algılamanın Çalışma Prensibi

UV/IR dedektörde alarm kararı, birbirinden bağımsız iki spektral kanalın ortak değerlendirmesine dayanır. Algılama zinciri aşağıdaki adımlarla özetlenebilir:

1.      UV kanalında kısa dalga ışınımın algılanması: UV sensör 0,185–0,260 µm aralığına duyarlıdır. Güneş ışınımının bu kısa dalga bölümü atmosferde büyük ölçüde soğurulduğundan bu bant, açık sahada alevin varlığına ilişkin güçlü bir göstergedir. UV kanalına entegre özel mantık devresi, güneş kaynaklı yanlış alarmların önlenmesine ayrıca yardımcı olur.

2.      IR kanalında karbondioksit emisyon bandının izlenmesi: IR sensör 4,4–4,6 µm aralığında çalışır. Hidrokarbon yakıtların yanmasıyla açığa çıkan sıcak karbondioksit bu bölgede belirgin bir emisyon üretir; bu nedenle IR kanal, hidrokarbon esaslı yakıt ve gaz yangınlarına özellikle duyarlıdır.

3.      Frekans, şiddet ve süre analizi: Türbülanslı yanma nedeniyle alevler karakteristik bir titreşim (flicker) davranışı gösterir. Dedektör her iki kanalın sinyalini frekans içeriği, ışınım şiddeti ve sinyalin sürekliliği açısından değerlendirerek sabit sıcak yüzeyler veya anlık parlamalar gibi alev dışı kaynakları ayırt etmeye çalışır.

4.      Kanal eşleşmesi ve alarm kararı: Alarm, UV ve IR kanallarında eş zamanlı ışınım algılandığında üretilir. 30 saniyeye kadar ayarlanabilen gecikme süresi, geçici olayların alarm oluşturmasını sınırlamak için kullanılabilir; ancak bu gecikme toplam tepki süresine eklendiğinden yangın senaryosu değerlendirmesinde hesaba katılmalıdır.

5.      Durum ve tanı bilgisinin aktarılması: Alarm, uyarı ve arıza durumları röle kontakları ve kademeli 0–20 mA sinyaliyle kontrol sistemine iletilir. Kademeli akım çıkışında yalnızca IR ya da yalnızca UV kanalının algılama yaptığı durumlar ayrı akım seviyeleriyle raporlandığından, hangi kanalın tetiklendiği uzaktan izlenebilir.

UV ve IR Kanallarının Birbirini Tamamlaması

UV algılama hızlı tepki verme eğilimindedir; ancak ark kaynağı, yıldırım gibi yoğun UV kaynaklarından etkilenebilir ve yoğun duman, pencere üzerindeki yağ filmi veya bazı organik buharlar UV ışınımını zayıflatabilir. IR algılama ise dumana karşı daha toleranslıdır, fakat sıcak yüzeyler ve modüle edilmiş ışınım kaynakları IR kanalında sinyal oluşturabilir. İki kanalın aynı anda doğrulama yapması, her bir teknolojinin kendine özgü girişim kaynaklarının tek başına alarm üretme olasılığını azaltır.

UV ve IR ışınımının algılanması doğrudan görüş hattı gerektirir. Dedektör ile olası yangın noktası arasındaki yapısal engeller, yoğun duman ve pencere kirliliği algılama performansını düşürür; tespit performansı yakıt tipine, alev büyüklüğüne ve montaj geometrisine bağlıdır ve her uygulamada ayrıca değerlendirilmelidir.

Öne Çıkan Özellikler

·         İki kanallı UV/IR sensör yapısı: Ultraviyole ve 4,5 µm kızılötesi sensörlerin birlikte değerlendirilmesi, hidrokarbon yangınlarında hızlı ve doğrulanmış alarm üretir.

·         Otomatik ve manuel dahili test: Dahili test (BIT) optik ve elektronik bütünlüğü periyodik olarak kontrol eder; bakım sırasında test manuel olarak da başlatılabilir. Test arızası, akım çıkışında 2 mA seviyesiyle ayrıca bildirilir.

·         Isıtmalı optik pencere: Pencere ısıtması kar, buz ve yoğuşmanın optik yüzeyde birikmesini önleyerek soğuk ve nemli iklimlerde algılama sürekliliğini destekler.

·         Üç bağımsız röle çıkışı: Alarm, arıza ve yardımcı fonksiyonlar için 30 Vdc'de 2 A değerli potansiyelsiz SPST kontaklar sunulur.

·         Kademeli 0–20 mA durum sinyali: Normal, uyarı, alarm, arıza, test arızası ile yalnız IR ve yalnız UV algılama durumları ayrı akım seviyeleriyle tek bir analog hat üzerinden aktarılır.

·         HART ve RS-485 Modbus ile yapılandırma: Hassasiyet, gecikme ve bakım parametreleri HART veya RS-485 Modbus üzerinden sahaya çıkmadan okunabilir ve değiştirilebilir.

·         Geniş görüş alanı: Yatayda 100°, dikeyde 95° görüş alanı, tek dedektörle geniş bir hacmin gözetlenmesine olanak tanır.

·         Ayarlanabilir alarm gecikmesi: 30 saniyeye kadar ayarlanabilen gecikme süresi, kısa süreli geçici olayların yoğun olduğu alanlarda alarm davranışının uygulamaya göre uyarlanmasını sağlar.

·         Paslanmaz çelik gövde ve montaj aparatı: Elektropolisajlı 316L paslanmaz çelik gövde ve montaj aparatı, açık deniz ve kimya tesislerinin korozif atmosferine uygun bir yapı sunar.

Yüksek güvenilirlik: Minimum 150.000 saatlik ortalama arızalar arası süre (MTBF), bakım planlamasında öngörülebilirlik sağlar.

Teknik Özellikler

Aşağıdaki değerler, bu sayfada ele alınan UV/IR alev dedektörü için tipik teknik verilerdir. Gövde malzemesi, sıcaklık opsiyonu, kablolama seçeneği ve onay kapsamı sipariş konfigürasyonuna göre değişebileceğinden nihai değerler proje aşamasında teyit edilmelidir.

Tespit mesafeleri en yüksek hassasiyet ayarında ve tanımlı test yangınları için verilmiştir. Sahada rüzgâr, alev büyüklüğü, yakıt tipi, dedektörün alev eksenine göre açısı ve pencere temizliği etkin mesafeyi değiştirir; görüş alanının kenarlarına doğru etkin mesafe genellikle azalır.

Başlıca Avantajlar

·         Doğrulanmış alarm kararı: İki farklı spektral bölgede eş zamanlı algılama şartı, tek bir girişim kaynağının alarm üretme olasılığını azaltarak gereksiz tesis duruşlarının ve söndürme sistemi tetiklemelerinin önüne geçilmesine yardımcı olur.

·         Hidrokarbon yangınlarına hızlı tepki: Tipik 5 saniyelik tepki süresi, sıvı yakıt ve gaz yangınlarının büyümeden algılanmasını ve kontrol sisteminin erken aksiyon almasını destekler.

·         Zorlu hava koşullarında süreklilik: Isıtmalı pencere, geniş çalışma sıcaklığı ve tuz sisi, titreşim ve mekanik darbeye yönelik çevresel testler, açık sahada kesintisiz izleme için sağlam bir temel oluşturur.

·         Uzaktan tanı ve bakım kolaylığı: Kademeli akım seviyeleri, HART ve RS-485 Modbus sayesinde dedektörün durumu, hangi kanalın tetiklendiği ve arıza bilgisi kontrol odasından izlenebilir.

·         Esnek sistem entegrasyonu: Röle, analog ve dijital çıkışların birlikte sunulması, dedektörün farklı yangın ve gaz panelleri, PLC ve DCS altyapılarıyla uyumlu çalışmasını kolaylaştırır.

·         Fonksiyonel güvenlik projelerine uygunluk: IEC 61508'e göre SIL 2 onayı, dedektörün güvenlik enstrümanlı fonksiyonlarda değerlendirilmesine imkân verir; döngü seviyesindeki SIL doğrulaması ayrıca yapılmalıdır.

·         Tanınmış performans onayları: EN 54-10 ve FM 3260 performans onayları, sigorta ve işveren şartnamelerinde talep edilen alev dedektörü performans gereksinimlerinin karşılanmasına yardımcı olur.

Uygulama Alanları

UV/IR alev dedektörleri, hidrokarbon esaslı yakıtların, çözücülerin ve yanıcı malzemelerin işlendiği veya depolandığı alanlarda kullanılır. Başlıca uygulama alanları şunlardır:

Petrol ve Gaz Tesisleri

Kara ve açık deniz proses tesislerinde separatör, pompa ve kompresör gruplarının çevresindeki sıvı yakıt ve gaz yangını risklerinin izlenmesinde kullanılır. Paslanmaz çelik gövde tuzlu deniz atmosferine uyum sağlar.

Kimya ve Petrokimya Tesisleri

Yanıcı çözücülerin, monomerlerin ve ara ürünlerin bulunduğu proses ünitelerinde erken alev algılama sağlar; gaz grubu IIC ortamlar için uygun tehlikeli alan onayına sahiptir.

Tank Sahaları ve Akaryakıt Depolama

Tank çevresi, dolum adaları ve pompa istasyonlarında havuz yangını senaryolarının gözetlenmesinde, direk veya U cıvata montaj aparatlarıyla konumlandırılır.

Uçak Hangarları ve Havacılık

Yüksek tavanlı hangarlarda jet yakıtı yangınlarının duman tabakası oluşmadan algılanması için kullanılır; havacılık ve uzay sanayisi üretim alanlarında da tercih edilebilir.

Enerji Üretim Tesisleri

Türbin ve yakıt hazırlama alanları, yakıt yağı ve gaz besleme sistemleri gibi hidrokarbon yangın riski taşıyan bölümlerde izleme sağlar.

İlaç, Boya, Polimer ve Yapıştırıcı Prosesleri

Alkol ve çözücü kullanılan üretim alanlarında, polimer granül ve yapıştırıcı proseslerinde yangının erken fark edilmesine katkı sağlar.

Matbaa ve Depolar

Kâğıt, mürekkep ve çözücülerin bir arada bulunduğu baskı tesislerinde ve yanıcı malzeme depolanan antrepolarda alev algılama katmanı oluşturur.

Atık Bertaraf Tesisleri

Yanıcı atıkların kabul, depolama ve işleme alanlarında, farklı yakıt türlerini içerebilen yangın senaryolarının izlenmesinde kullanılır.

UV/IR Alev Dedektörü Seçiminde Dikkat Edilecek Kriterler

Alev dedektörü seçimi, tesisin yangın senaryolarıyla birlikte ele alınmalıdır. Teknik değerlendirme için aşağıdaki bilgilerin netleştirilmesi önerilir:

Yangın Senaryosu ve Yakıt Tipi

·         Olası yakıtlar: hidrokarbon sıvılar, gazlar, alkoller veya katı yanıcılar

·         Algılanması istenen minimum yangın büyüklüğü ve bu yangının dedektöre en uzak mesafesi

·         Basınçlı gaz kaçağına bağlı jet veya plume yangını olasılığı

·         Hidrojen gibi hidrokarbon dışı yakıtların varlığı — bu durumda farklı spektral yapıya sahip dedektörlerin değerlendirilmesi gerekir

Kapsama ve Montaj Geometrisi

·         Görüş alanı (yatay 100°, dikey 95°) ve alan kenarlarında azalan etkin mesafe

·         Tank, boru rafı, ekipman ve platform gibi görüş hattını kesen engeller

·         Kritik alanların birden fazla dedektör tarafından farklı açılardan görülmesi ihtiyacı

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

Yanlış Alarm Kaynakları ve Çevre Koşulları

·         Ark kaynağı, yıldırım, sıcak yüzeyler ve güneş yansımaları gibi olası girişim kaynakları

·         UV ışınımını zayıflatabilecek yoğun duman, yağ buharı veya pencere kirlenmesi riski

·         Kar, buz ve yoğuşma koşulları; hava koruyucu, hava perdesi (air shield) aksesuarı ihtiyacı

·         Ortam sıcaklığı: standart –55 … +75 °C veya opsiyonel –55 … +85 °C seçeneği

Elektriksel Arayüz ve Sistem Entegrasyonu

·         24 Vdc besleme ve ısıtmalı pencere dahil akım bütçesi

·         Kontrol sisteminin beklediği sinyal tipi: röle, kademeli 0–20 mA (sink/source) veya dijital haberleşme

·         HART'ın mA source kablolama seçeneğinde kullanılabildiği dikkate alınarak kablolama seçeneğinin sipariş aşamasında belirlenmesi

·         Yangın ve gaz kontrol sistemindeki alarm, arıza ve oylama (voting) mantığı

 Onay ve Güvenlik Gereksinimleri

·         Tehlikeli alan sınıfı, gaz grubu, sıcaklık sınıfı ve yanıcı toz varlığı

·         Güvenlik enstrümanlı fonksiyon için hedeflenen SIL seviyesi

·         Şartnamede EN 54-10 veya FM 3260 performans onayı talebi

Dedektör yerleşimi ve kapsama değerlendirmesi, tesisin yangın riski analizine ve geçerli tasarım kriterlerine göre yapılmalıdır. Proses alanında gaz kaçağı riski de bulunuyorsa, alev algılama kurgusunun açık yol tipi yanıcı gaz dedektörleri ve noktasal kızılötesi gaz dedektörleriyle birlikte planlanması önerilir.

Tehlikeli Alan Onayları ve Performans Standartları

Bu sayfada ele alınan UV/IR alev dedektörü için tanımlanan onaylar ve uygunluk standartları aşağıda özetlenmiştir.

Onay kapsamı gövde malzemesi, sıcaklık opsiyonu ve sipariş konfigürasyonuna göre değişebilir. Proje dokümantasyonu için geçerli sertifika kopyalarının tedarik aşamasında ayrıca teyit edilmesi önerilir.

TLY Enerji UV/IR Alev Algılama Çözümleri

TLY Enerji, alev algılamayı yalnızca bir cihaz tedariki olarak değil, tesisin yangın senaryolarıyla birlikte kurgulanması gereken bir güvenlik katmanı olarak ele alır. Uygulama analizinde korunacak ekipman, olası yakıt türleri, beklenen alev büyüklüğü, montaj noktalarının görüş hattı ve sahadaki yanlış alarm kaynakları birlikte incelenir. Bu veriler ışığında UV/IR ya da çok bantlı IR teknolojisi arasında teknik gerekçeye dayanan bir seçim yapılmasına yardımcı oluruz.

Seçilen dedektörlerin çıkış ve kablolama konfigürasyonunun yangın ve gaz kontrol sistemine, PLC veya DCS altyapısına uyumlandırılması, sinyal listesi ve bağlantı dokümantasyonunun hazırlanması, devreye alma sırasında alev simülatörüyle yapılacak fonksiyon kontrollerinin planlanması ve periyodik test programının oluşturulması konularında proje ekiplerine destek veririz. Dedektör yerleşimi ve kapsama değerlendirmesinde ise tesisin risk analizi ve tasarım kriterleriyle uyumlu mühendislik desteği sağlarız.

Sıkça Sorulan Sorular

UV/IR alev dedektörü nedir?

UV/IR alev dedektörü, alevin yaydığı ultraviyole ve kızılötesi ışınımı iki ayrı sensörle izleyen optik bir yangın algılama cihazıdır. Kısa dalga UV bandı ile 4,5 µm çevresindeki IR bandında aynı anda alev imzası görüldüğünde alarm üretir. Petrol ve gaz, kimya, tank sahası ve hangar gibi hidrokarbon yangını riski taşıyan alanlarda kullanılır.

UV/IR alev dedektörü yanlış alarmı nasıl önler?

Dedektör, alarm için hem UV hem IR kanalında eş zamanlı ışınım algılanmasını şart koşar. Ark kaynağı gibi yalnızca UV üreten ya da sıcak yüzey gibi yalnızca IR yayan kaynaklar tek başına alarm üretmez. Ayrıca sinyaller frekans, şiddet ve süre bakımından incelenir, UV kanalındaki özel mantık devresi güneş ışınımının etkisini sınırlar ve 30 saniyeye kadar gecikme ayarlanabilir. Bununla birlikte olası girişim kaynaklarının yerleşim aşamasında değerlendirilmesi gerekir.

UV/IR alev dedektörünün tespit mesafesi ne kadardır?

En yüksek hassasiyet ayarında ve 0,1 m²'lik havuz yangını için tespit mesafesi n-heptan ve benzinde 28 m, dizel, kerosen ve izopropil alkolde 21 m, metanolde 17 m'dir. Metan ve LPG plume alevlerinde bu değer 18 m'dir. Gerçek sahada mesafe; yakıt tipi, alev büyüklüğü, rüzgâr, dedektörün alev eksenine göre açısı ve pencere temizliğine bağlı olarak değişir.

UV/IR ile IR3 alev dedektörü arasındaki fark nedir?

UV/IR dedektör, bir ultraviyole ve bir kızılötesi kanalı birlikte kullanır; orta mesafede hızlı ve doğrulanmış algılama sağlar. IR3 dedektörler ise yalnızca kızılötesi bölgedeki birden fazla dar bandı karşılaştırır; hidrokarbon yangınlarında genellikle daha uzun tespit mesafesi sunar ve UV'yi zayıflatan duman ile yağ buharından daha az etkilenir. Seçim, yangın senaryosuna, mesafeye ve girişim kaynaklarına göre yapılmalıdır.

Isıtmalı pencere ne işe yarar?

Isıtmalı optik pencere, soğuk ve nemli ortamlarda pencere yüzeyinde kar, buz ve yoğuşma birikmesini önler. Bu birikimler alevden gelen ışınımı zayıflatarak tespit mesafesini düşürebileceğinden, ısıtma özellikle açık deniz tesislerinde ve kış koşulları sert bölgelerde önemlidir. Isıtma aktifken akım tüketimi artar; bekleme durumunda maksimum 110 mA, alarm durumunda maksimum 160 mA dikkate alınmalıdır.

Dedektör kontrol sistemine hangi çıkışlarla bağlanır?

Dedektörde alarm, arıza ve yardımcı fonksiyonlar için üç potansiyelsiz röle ile kademeli 0–20 mA çıkış bulunur. Akım çıkışı normal durum için 4 mA, uyarı için 16 mA, alarm için 20 mA gibi farklı seviyeler kullanır. Opsiyonel HART haberleşmesi mA source kablolama seçeneğinde kullanılabilir; RS-485 Modbus bağlantısı ise bilgisayar kontrollü sistemlerde yapılandırma ve izleme için kullanılır.

Alev dedektörü nasıl test edilir?

Dedektör, otomatik dahili test ile optik ve elektronik bütünlüğünü periyodik olarak kontrol eder; manuel test de başlatılabilir. Saha fonksiyon testlerinde, dedektöre uygun alev simülatörü kiti kullanılarak gerçek alev oluşturmadan alarm zinciri doğrulanır. Test periyotları ve kabul kriterleri, tesisin bakım prosedürleri ve güvenlik enstrümanlı fonksiyonlar için belirlenen test gereksinimlerine göre planlanmalıdır.

UV/IR alev dedektörü hangi tehlikeli alan onaylarına sahiptir?

Bu sayfada ele alınan dedektör, gaz grubu IIC ve sıcaklık sınıfı T4 için ATEX ve IECEx onayına, yanıcı toz ortamları için grup IIIC onayına sahiptir. Kuzey Amerika'da FM, FMC ve CSA onaylarıyla Class I Div. 1 ve Class II/III Div. 1 alanlarda kullanılabilir. Performans tarafında EN 54-10 ve FM 3260, fonksiyonel güvenlikte ise IEC 61508 SIL 2 onayı bulunur.

Bir alan için kaç alev dedektörü gerekir?

Dedektör sayısı; korunacak alanın geometrisine, algılanması istenen minimum yangın büyüklüğüne, yakıt tipine, engellere ve kontrol sistemindeki oylama mantığına bağlıdır. Kritik alanlarda aynı bölgenin birden fazla dedektör tarafından farklı açılardan görülmesi yaygın bir tasarım yaklaşımıdır. Nihai sayı ve konumlar, tesisin risk analizi ve geçerli tasarım kriterlerine göre yapılan yerleşim değerlendirmesiyle belirlenmelidir.