دتکتور شعله IR3 امرسون مدل Spectrex SharpEye 40/40D-I
برد تشخیص تا 90 متر: مناسب حفاظت از نواحی وسیع نفت و گاز
QuadSense IR3:تحلیل چندطیفی با مقاومت بالا در برابر False Alarm
HART و Modbus: مانیتورینگ، تنظیم و عیبیابی پیشرفته
IP66/IP68 و Heated Optics:عملکرد پایدار در محیطهای سخت صنعتی
تضمین کیفیت
مشاوره رایگان
دتکتور شعله IR3 امرسون مدل Spectrex SharpEye 40/40D-I
دتکتور شعله Emerson 40/40D-I از محصولات نسل جدید Emerson برای تشخیص سریع حریق در محیطهای صنعتی و پرخطر است. در فهرست شما این محصول با عنوان IR3 – Emerson 40/40D آمده، اما مدل دقیق IR3 در خانواده 40/40D، نسخه 40/40D-I است. خود خانواده 40/40D چند نسخه مختلف دارد و همه آنها IR3 نیستند؛ به همین دلیل برای جلوگیری از اشتباه، در این متن مشخصات نسخه 40/40D-I با فناوری QuadSense Triple IR را بررسی میکنیم. Emerson این مدل را برای کاربردهایی معرفی میکند که هم برد تشخیص بالا، هم سرعت پاسخ بسیار زیاد و هم مقاومت در برابر هشدارهای کاذب اهمیت زیادی دارد.
در محیطهایی مانند پالایشگاه، پتروشیمی، تأسیسات نفت و گاز، مخازن سوخت و واحدهای فرایندی، تشخیص سریع شعله اهمیت زیادی دارد؛ چون یک حریق هیدروکربنی ممکن است در مدت بسیار کوتاهی گسترش پیدا کند. از طرف دیگر، همین محیطها پر از منابع حرارتی و تابشی هستند و اگر Detector نتواند آنها را از شعله واقعی تشخیص دهد، احتمال Alarm کاذب افزایش پیدا میکند. SharpEye 40/40D-I برای حل همین مسئله از چهار سنسور مادونقرمز و دو مسیر تحلیل IR3 استفاده میکند و با مقایسه رفتار چند محدوده طیفی، تصمیم دقیقتری درباره وجود یا عدم وجود حریق میگیرد. Emerson این فناوری را QuadSense نامگذاری کرده است.
فناوری QuadSense در 40/40D-I چگونه کار میکند؟
برای درک بهتر عملکرد این دتکتور، ابتدا باید بدانیم فناوری IR3 چیست. یک دتکتور IR3 معمولی سه محدوده مختلف از طیف مادونقرمز را بررسی میکند و نسبت انرژی دریافتشده در این محدودهها را با الگوی شناختهشده شعله مقایسه میکند. این روش باعث میشود Detector بتواند بسیاری از منابع گرمایی عادی را از یک Fire واقعی تشخیص دهد.
در 40/40D-I، Emerson این ایده را یک مرحله جلوتر برده است. دستگاه بهجای سه سنسور، از چهار سنسور مادونقرمز استفاده میکند و عملاً دو مسیر مستقل Triple IR را بهصورت همزمان شبیهسازی میکند. سپس الگوریتم داخلی نتیجه هر دو مسیر را با یکدیگر مقایسه میکند و تنها زمانی شرایط Fire را با اطمینان بالا تأیید میکند که الگوی مناسب شعله دیده شود. به همین دلیل QuadSense را میتوان نسخه پیشرفتهتر IR3 دانست؛ یعنی فناوریای که داده بیشتری درباره تابش محیط جمع میکند و همین اطلاعات بیشتر به کاهش Alarmهای کاذب و افزایش برد Detection کمک میکند.
در مدل 40/40D-I، چهار باند مادونقرمز در محدوده تقریبی 4 تا 5 میکرون بررسی میشوند. این محدوده برای شناسایی حریقهای هیدروکربنی اهمیت ویژهای دارد، زیرا محصولات احتراق چنین سوختهایی و بهویژه دیاکسیدکربن، تابش مشخصی در این بخش از طیف تولید میکنند.
تفاوت 40/40D-I با سایر مدلهای خانواده 40/40D
نام 40/40D در واقع به یک خانواده از Flame Detectorها اشاره دارد و چهار مدل اصلی در این خانواده وجود دارد:
| مدل | فناوری و کاربرد اصلی |
|---|---|
| 40/40D-I | QuadSense Triple IR برای حریقهای هیدروکربنی |
| 40/40D-M | QuadSense Triple IR با قابلیت ویژه تشخیص هیدروژن |
| 40/40D-LB | UV/IR با قابلیت تشخیص هیدروژن |
| 40/40D-L4B | UV/IR |
برد تشخیص تا 90 متر
یکی از مهمترین ویژگیهای دتکتور شعله Emerson 40/40D-I برد بسیار بالای آن است. Emerson در بالاترین تنظیم حساسیت، برای یک آتش استاندارد بنزین یا n-Heptane با مساحت حدود 0.1 مترمربع، برد تشخیص تا 300 فوت یا حدود 90 متر را اعلام میکند.
این عدد یکی از دلایل اصلی استفاده از دتکتور شعله Emerson 40/40D-I در محیطهای صنعتی وسیع است. در فضای باز پالایشگاه یا Tank Farm، ممکن است Detector در فاصله زیادی از نقطه خطر نصب شود و همچنان نیاز باشد یک Flame کوچک را در زمان کوتاه شناسایی کند.
برد Detection برای سوختهای مختلف یکسان نیست. نتایج رسمی Emerson در بالاترین سطح حساسیت نمونههای زیر را نشان میدهند:
| نوع سوخت یا حریق | برد تشخیص اعلامشده |
|---|---|
| بنزین | 90 متر |
| n-Heptane | 90 متر |
| دیزل | 63 متر |
| نفت سفید | 63 متر |
| اتانول 95% | 55 متر |
| ایزوپروپیل الکل | 55 متر |
| متانول | 55 متر |
| متان | 63 متر |
| LPG | 63 متر |
| پلیپروپیلن | 49 متر |
| کاغذ | 34 متر |
| روغن خوراکی | 63 متر |
| روغن موتور 20W-50 | 63 متر |
| چوب | 34 متر |
| حلالها | تا 75 متر |
| Jet A1 | 63 متر |
| باتری لیتیومیون در تست مربوطه | تا 85 متر |
| استیلن | حدود 61 متر |
این اعداد نتیجه تستهای کنترلشده سازنده هستند و نباید بهعنوان برد تضمینشده برای هر شرایطی در سایت استفاده شوند. اندازه واقعی شعله، نوع سوخت، حرکت هوا، زاویه Detector، دود، موانع و تنظیم Sensitivity روی نتیجه اثر میگذارند.
زمان پاسخ بسیار سریع
40/40D-I علاوه بر برد بالا، از نظر سرعت Response نیز عملکرد قابلتوجهی دارد. در حالت Standard، Emerson زمان پاسخ معمول را کمتر از 2 ثانیه در فاصله 40 متر و حدود 10 ثانیه در فاصله 90 متر اعلام کرده است و در حالت Ultra-Fast، دستگاه میتواند در فاصله 30 متر معمولاً در کمتر از 1 ثانیه واکنش نشان دهد.
در تست مخصوص تشخیص انفجار نیز Response بسیار سریعتری گزارش شده است ودر یک شرایط آزمایش مشخص، Detector یک انفجار کروی LPG با قطر حدود 30 سانتیمتر را در فاصله 20 متر و از طریق خروجی ولتاژی در حدود 50 میلیثانیه تشخیص داده است.
این عدد نباید بهعنوان Response عادی برای همه Fire Scenarioها معرفی شود. زمان 50 میلیثانیه مربوط به تست High-Speed Explosion Detection است؛ در حالی که برای یک Flame عادی، Response استاندارد همان چند ثانیه است.
شش سطح حساسیت قابل تنظیم
40/40D-I دارای شش محدوده حساسیت است. این ویژگی به طراح اجازه میدهد Detection Range را متناسب با فاصله موردنیاز و شرایط سایت تنظیم کند.
در یک فضای باز بزرگ ممکن است حساسیت بالا برای دستیابی به برد بیشتر لازم باشد، اما در محیط کوچکتر یا جایی که منابع تابشی مزاحم زیادی وجود دارند، انتخاب سطح مناسب اهمیت بیشتری دارد. بالاترین Sensitivity همیشه بهترین انتخاب نیست؛ تنظیم صحیح باید بر اساس Coverage Study، فاصله خطر و سناریوی واقعی Fire انجام شود.
میدان دید 100 درجه افقی و 95 درجه عمودی
Field of View مدل 40/40D-I برابر با 100 درجه در جهت افقی و 95 درجه در جهت عمودی است. این میدان دید وسیع در کنار برد زیاد باعث میشود Detector بتواند سطح قابلتوجهی از Area را پوشش دهد.
بااینحال، Flame Detector برای تشخیص آتش به دید مستقیم نیاز دارد. اگر مخزن، Vessel، Pipe Rack، ستون یا ماشینآلات بین Detector و محل احتمالی Fire قرار بگیرند، یک نقطه کور ایجاد میشود. بنابراین تعداد و محل نصب دستگاهها باید با توجه به Coverage واقعی تعیین شوند، نه صرفاً با استفاده از زاویه 100 درجه.
در پروژههای صنعتی، جانمایی این نوع Detector بهتر است بهعنوان بخشی از طراحی و اجرای سیستمهای اعلام حریق انجام شود تا زاویه، ارتفاع نصب، نوع Fire Scenario و همپوشانی دتکتورها بهصورت یکپارچه بررسی شوند.
مقاومت بالا در برابر هشدار کاذب
یکی از نقاط قوت اصلی QuadSense، توانایی آن در تفکیک منابع غیرحریق از شعله واقعی است. محیطهای صنعتی میتوانند شامل سطوح فلزی بسیار داغ، نور خورشید، هیترها، مشعلها، اگزوز تجهیزات و تابش پسزمینه باشند. یک Detector ساده ممکن است نسبت به بعضی از این منابع واکنش اشتباه نشان دهد، اما دتکتور شعله Emerson 40/40D-I با تحلیل چهار سنسور IR و دو مسیر Triple-IR اطلاعات بیشتری برای تصمیمگیری در اختیار دارد. Emerson نیز False Alarm Immunity را یکی از ویژگیهای اصلی این خانواده معرفی میکند.
برای دتکتور شعله Emerson 40/40D-I حتی یک گزینه ویژه با عنوان Hot CO₂ Rejection Enhancement وجود دارد که برای بهبود تفکیک تابش ناشی از CO₂ داغ طراحی شده است. این Option فقط برای مدل D-I ارائه میشود و در Part Number با کد مربوطه مشخص میشود.
سیستم Built-In Test و پایش سلامت دستگاه
40/40D دارای سیستم Built-In Test یا BIT است که بهصورت خودکار سلامت اپتیک، سنسورها، مدارهای الکترونیکی و بخشی از عملکرد خروجیها را بررسی میکند. Emerson این قابلیت را برای کاهش نیاز به تستهای دستی مکرر و افزایش اطمینان سیستم در نظر گرفته است.
اگر Optical Window کثیف شود یا بخشی از عملکرد داخلی دچار مشکل شود، Detector میتواند شرایط Fault ایجاد کند و تیم Maintenance را از وجود مشکل مطلع سازد. در خروجی 0–20mA، Fault مربوط به Built-In Test حدود 2mA نمایش داده میشود.
این قابلیت بهویژه در پالایشگاه و Offshore اهمیت زیادی دارد، زیرا آلودگی، گردوغبار، نمک یا بخارات روغنی میتوانند روی Optical Surface تجمع پیدا کنند و بدون یک سیستم تشخیص خطا، Detection Range بهمرور کاهش پیدا کند.
Heated Optics برای شرایط محیطی سخت
40/40D-I به سیستم Heated Optics مجهز است. این سیستم سطح اپتیکی دستگاه را گرم نگه میدارد تا احتمال ایجاد Condensation، یخزدگی یا تجمع رطوبت روی پنجره Detector کاهش پیدا کند. Emerson برای Heater دو حالت کاری در نظر گرفته است که امکان استفاده مناسب در شرایط مختلف محیطی را فراهم میکند.
این ویژگی برای نصب Outdoor، مناطق سرد، محیطهای مرطوب و Offshore بسیار مهم است؛ زیرا حتی یک لایه نازک بخار یا یخ میتواند مقدار انرژی دریافتی از شعله را کاهش دهد.
خروجی 0–20mA و نمایش دقیق وضعیت دستگاه
40/40D-I از خروجی مرحلهای 0–20mA پشتیبانی میکند. این خروجی فقط Alarm را منتقل نمیکند، بلکه وضعیتهای مختلف Detector را با سطح جریان متفاوت نشان میدهد:
| وضعیت دستگاه | جریان خروجی |
|---|---|
| Fault | حدود 0mA |
| Built-In Test Fault | حدود 2mA |
| Normal | حدود 4mA |
| Warning | حدود 16mA |
| Alarm | حدود 20mA |
این ساختار باعث میشود PLC، DCS یا Fire & Gas Controller بتواند بین شرایط عادی، خطا، هشدار اولیه و Alarm اصلی تفاوت قائل شود.
در پروژههایی که Detector قرار است به کنترل پنل اعلام حریق یا سیستم Fire & Gas متصل شود، نوع Interface باید بر اساس ورودیهای پنل و Cause & Effect پروژه انتخاب شود.
Relayهای داخلی
40/40D دارای Relayهای داخلی برای Alarm، Fault و Auxiliary است. کنتاکتها از نوع SPDT و بدون ولتاژ هستند و ظرفیت آنها 2 آمپر در 30VDC اعلام شده است.
Relayها امکان اتصال مستقیم Detector به ورودیهای دیجیتال یا برخی تجهیزات واسط را فراهم میکنند. بااینحال، برای فرمان مستقیم سیستم اطفا باید منطق پروژه و الزامات Safety بررسی شوند و نباید صرفاً به Relay داخلی Detector تکیه کرد.
HART و Modbus برای ارتباط و نگهداری
Spectrex 40/40D از دو روش ارتباط دیجیتال مهم استفاده میکند: HART و RS-485 Modbus.
HART روی خروجی جریان آنالوگ کار میکند و امکان مشاهده Status، تغییر Configuration و انجام Maintenance را فراهم میکند. Modbus نیز از طریق شبکه RS-485 اجازه میدهد Detector به یک سیستم کنترل یا کامپیوتر صنعتی متصل شود.
وجود این ارتباطات به تیم بهرهبرداری کمک میکند بخشی از تنظیمات و اطلاعات تشخیصی دستگاه را بدون بازکردن Housing یا مراجعه مکرر به محل نصب بررسی کند.
Event Logger برای ثبت سوابق
40/40D دارای Event Logger داخلی است که رویدادهای مهم دستگاه را ثبت میکند. این قابلیت زمانی مفید است که پس از Alarm یا Fault نیاز باشد مشخص شود چه اتفاقی در Detector رخ داده است. Emerson وجود Internal Event Logger را بهعنوان یکی از قابلیتهای مهم این سری معرفی میکند.
برای مثال، اگر Detector چند بار در یک بازه زمانی Warning یا Fault ایجاد کند، تیم نگهداری میتواند سوابق آن را با وضعیت فرآیند، عملیات جوشکاری یا شرایط محیطی مقایسه کند و علت را سریعتر پیدا کند.
بدنه استنلساستیل یا آلومینیومی
40/40D-I در دو نوع Housing اصلی عرضه میشود. یکی از آنها 316 Stainless Steel الکتروپولیششده است و گزینه دیگر از آلومینیوم صنعتی بدون مس با پوشش پلییورتان ساخته میشود.
وزن نسخه Stainless Steel حدود 2.9 کیلوگرم و نسخه Aluminum حدود 1.3 کیلوگرم است. خود Tilt Mount استنلساستیل نیز حدود 1.1 کیلوگرم وزن دارد. ابعاد تقریبی Detector برابر 100.6 × 117 × 155 میلیمتر است.
نسخه Stainless Steel برای مناطق ساحلی، Offshore و محیطهای خورنده انتخاب مناسبی است، در حالی که نسخه آلومینیومی وزن کمتری دارد و میتواند برای کاربردهایی که مسئله خوردگی شدید وجود ندارد گزینه سبکتری باشد.
درجه حفاظت IP66 و IP68
40/40D از نظر نفوذ آب و گردوغبار دارای درجه حفاظت IP66 و IP68 است و همچنین NEMA 6P برای آن اعلام شده است.
این سطح حفاظت امکان استفاده از Detector را در بسیاری از محیطهای Outdoor و صنعتی سخت فراهم میکند. البته حفظ Protection نهایی به انتخاب صحیح Cable Gland، Plug و روش Sealing نیز بستگی دارد.
محدوده دمایی بسیار گسترده
یکی از نقاط قوت مهم این محصول، محدوده دمای کاری بسیار وسیع آن است. Emerson دمای عملیاتی و ذخیرهسازی را برای خانواده 40/40D برابر:
60- تا 85+ درجه سانتیگراد
اعلام میکند. همچنین دستگاه میتواند در رطوبت نسبی تا 100 درصد بدون میعان کار کند.
این محدوده دمایی استفاده از 40/40D-I را در بسیاری از مناطق بسیار سرد یا بسیار گرم صنعتی ممکن میکند.
تغذیه الکتریکی و مصرف توان
ولتاژ نامی دستگاه 24VDC است و در محدوده 18 تا 32VDC کار میکند. در مدل D-I، مصرف معمول در حالت Normal و بدون Heater حدود 60mA یا 1.4W است. در حالت Alarm این مقدار به حدود 90mA یا 2.2W میرسد. اگر Heater فعال باشد، مصرف بسته به حالت کاری میتواند بیشتر شود.
این مقادیر هنگام طراحی Power Supply و محاسبه افت ولتاژ کابل اهمیت دارند، بهخصوص در پروژههایی که تعداد زیادی Flame Detector از یک منبع مشترک تغذیه میشوند.
کاربردهای Spectrex 40/40D-I
Emerson دامنه وسیعی از کاربردها را برای سری 40/40D معرفی میکند. این کاربردها شامل تأسیسات نفت و گاز Onshore و Offshore، خطوط انتقال، صنایع شیمیایی و پتروشیمی، Tank Farm، واحدهای ذخیره و فرآوری سوخت، نیروگاهها، صنایع خودروسازی، صنایع هوافضا، انبار مواد خطرناک، معادن، صنایع دارویی و بسیاری از محیطهای صنعتی دیگر هستند.
برای مدل D-I، مهمترین کاربرد همان Detection حریقهای هیدروکربنی است. اگر پروژه مشخصاً مربوط به Hydrogen Flame باشد، مدل D-M باید بررسی شود؛ زیرا خود Emerson تشخیص هیدروژن را برای D-M و برخی نسخههای UV/IR معرفی کرده است و نباید این قابلیت را بدون قید به D-I نسبت داد.
جایگاه 40/40D در نسل جدید Spectrex
خانواده 40/40D جایگزین نسل قبلی SharpEye 40/40 شده است. Emerson در سال 2021 اعلام کرد نسل قدیمی 40/40 متوقف میشود و مدلهای جدید 40/40C و 40/40D بهعنوان نسل جایگزین عرضه خواهند شد. برای مثال، مدل قدیمی 40/40I که یک IR3 Flame Detector بود، با 40/40C-I یا 40/40D-I جایگزین شد.
بنابراین برخلاف محصولاتی مانند FL4000H یا FL3112 که اکنون Legacy محسوب میشوند، Spectrex 40/40D-I همچنان محصول فعال نسل جدید Emerson است و در صفحه فعلی Spectrex 40/40 Series نیز بهعنوان یکی از مدلهای اصلی معرفی میشود.
تجهیزات جانبی
Emerson مجموعهای از تجهیزات جانبی برای 40/40D-I ارائه میکند. از جمله مهمترین آنها میتوان به FS-1100 Flame Simulator برای تست عملکرد، Tilt Mount استنلساستیل، پایههای نصب روی لوله یا Pole، Air Shield، Protective Cover و محدودکننده میدان دید اشاره کرد.
Flame Simulator به تکنسین اجازه میدهد عملکرد واقعی Optical Detection را بدون ایجاد Fire حقیقی بررسی کند. Air Shield نیز در محیطهای دارای گردوغبار میتواند به کاهش تجمع آلودگی روی سطح اپتیکی کمک کند.
اهمیت جانمایی صحیح
برد 90 متر و میدان دید وسیع بهتنهایی تضمین نمیکنند که یک Area بهدرستی پوشش داده شود. محل احتمالی Fire، ارتفاع نصب، زاویه Detector، موانع فیزیکی، نوع سوخت و مسیر دید باید در طراحی بررسی شوند.
بهخصوص در محیطهایی مانند پالایشگاه، یک Vessel یا Pipe Rack بزرگ میتواند بخشی از Coverage را کاملاً مسدود کند. در نتیجه، جانمایی مناسب و همپوشانی چند Detector اهمیت زیادی دارند. در پروژههای کامل میتوان این موضوع را در کنار طراحی و اجرای سیستمهای اعلام حریق ایمن سازه وزین بررسی کرد تا Detector، پنل کنترل و منطق Alarm بهصورت یکپارچه طراحی شوند.
جدول مشخصات فنی Spectrex SharpEye 40/40D-I
| مشخصه | مقدار |
|---|---|
| برند | Spectrex / Emerson |
| مدل دقیق | 40/40D-I |
| فناوری | QuadSense Triple IR / IR3 |
| تعداد سنسور IR | 4 سنسور |
| محدوده طیفی | چهار باند IR در محدوده 4–5µm |
| برد بنزین و n-Heptane | تا 90m |
| برد دیزل و نفت سفید | تا 63m |
| برد متان و LPG | تا 63m |
| Response استاندارد | کمتر از 2s در 40m؛ حدود 10s در 90m |
| Ultra-Fast Response | کمتر از 1s در 30m |
| Explosion Test | حدود 50ms در شرایط تست خاص |
| Sensitivity | شش محدوده |
| میدان دید | 100° افقی × 95° عمودی |
| Built-In Test | دارد |
| Heated Optics | دارد |
| Event Logger | دارد |
| Analog Output | 0–20mA Stepped |
| Relay | Alarm / Fault / Auxiliary |
| Relay Rating | 2A @ 30VDC |
| HART | دارد |
| Modbus | RS-485 Modbus |
| ولتاژ | 18–32VDC |
| ولتاژ نامی | 24VDC |
| Housing | 316SS یا Aluminum |
| وزن نسخه SS | حدود 2.9kg |
| وزن نسخه Aluminum | حدود 1.3kg |
| ابعاد | حدود 100.6 × 117 × 155mm |
| دمای کاری | -60 تا +85°C |
| رطوبت | تا 100% بدون میعان |
| درجه حفاظت | IP66 / IP68 / NEMA 6P |
| وضعیت محصول | Active / Current Generation |
مشخصات فوق بر اساس دیتاشیت فعلی Spectrex 40/40D و صفحه رسمی Emerson تنظیم شدهاند.
جمعبندی
دتکتور شعله Emerson 40/40D-I یک Flame Detector نسل جدید برای محیطهایی است که به Detection سریع، برد بالا و مقاومت زیاد در برابر هشدار کاذب نیاز دارند. فناوری QuadSense با استفاده از چهار سنسور مادونقرمز و دو مسیر تحلیل IR3، اطلاعات بیشتری از رفتار تابشی محیط جمعآوری میکند و به دستگاه کمک میکند Fire واقعی را با اطمینان بیشتری از منابع غیرحریق تشخیص دهد.
برد تا 90 متر برای بنزین و n-Heptane، زمان پاسخ کمتر از 2 ثانیه در فاصله 40 متر، میدان دید 100×95 درجه، شش سطح حساسیت، Built-In Test، Heated Optics، HART، Modbus، Relayهای داخلی و درجه حفاظت IP66/IP68، این مدل را برای پروژههای نفت، گاز، پتروشیمی و سایر محیطهای صنعتی پرریسک به یک گزینه پیشرفته تبدیل کردهاند.
برای بررسی مشخصات رسمی و آخرین مستندات این محصول میتوان به صفحه رسمی Spectrex 40/40 Series در Emerson مراجعه کرد.
محصولات مشابه
دیدگاهها
هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.