هشداردهنده  دود و آتش یکی از اختراعات جالب توسط بشر است که قیمت چندانی نیز ندارد (کمتر از 7 دلار)، اما با اینکه ارزان است می تواند در حقیقت سالانه جان میلیونها نفر را نجات دهد و استفاده از آن در هر خانه یا هر طبقه ای از ساختمان بسیار مفید خواهد بود.

هشداردهنده ها شامل دو بخش می باشند: یک حسگر برای دود و آتش و یک بلندگوی الکترونیکی برای هشدار دادن. آنها بوسیله یک باتری 9 ولتی یا ولتاژبرق شهر تغذیه می شوند.

به طور معمول امروزه دو نوع هشداردهنده استفاده می شود: حسگرهای فوتو الکتریک، حسگرهای یونیزه

حسگرهای فوتوالکتریک

* حسگر خیلی بزرگ است.

* آنچنان حساسیت ندارد.

 برای آنکه زنگ به صدا در آید باید مقدار زیادی دود در آن منطقه جمع شده باشد، که به نوبه خود خطرناک است.

بنابراین حسگرهای فوتوالکتریک از نور در جهت های مختلفی استفاده می کنند، در داخل  یک هشداردهنده یک منبع نور و یک سنسور با 90 درجه اختلاف زاویه وجود دارد

همانند شکل زیر:

در داخل یک حسگر یونیزه مقدار کمی americium-241 (شاید در حدود gr 5000/1 ) وجود دارد. این عنصر رادیواکتیو نیمه عمر 432 ساله داشته و یک منبع خوب برای ذرات آلفا ست.

به بیان دیگر یک حسگر شامل 0.9 میکرو کوری (micocurie) از americium-241 می باشد. یک کوری واحد اندازه گیری  مواد هسته ای است، اگر شما یک کوری از ماده ای در دستتان داشته باشید شما ماده ای با پرتو افشانی  000،000،000،37 در ثانیه خواهید داشت. به این معنا که 37 میلیارد اتم در حال گسیل و پرتو افشانی ذرات هسته ای (همانند ذره آلفا) در ثانیه هستند. یک گرم از عنصر رادیواکتیو تقریبا شامل یک کوری می شود.

منبع یونیزه ساختار ساده ای دارد که شامل دو صفحه، ولتاژی که از دو صفحه عبور کرده و یک منبع رادیواکتیو با پرتو افشانی یونیزه.

همانند شکل زیر می باشد:

ذرات آلفا توسط americium  تولید می شوند بدین صورت که آنها اتم های اکسیژن و نیتروژن داخل محفظه را یونیزه می کنند، یونیزه به این مفهوم است که یک الکترون از اتم کنده می شود و آن الکترون تبدیل به یک الکترون آزاد خواهد شد (که دارای بار منفی است) و اتمی که یک الکترون از دست دهد دارای بار مثبت می شود. الکترون آزاد که دارای بار منفی است به سمت صفحه ای که بار مثبت دارد می رود و اتم مثبت گرایش به صفحه با بار منفی می یابد. مدار حساس الکترونیکی در داخل حسگر دود متوجه بوجود آمدن این جریان الکتریکی که توسط حرکت الکترون ها و یون ها بوجود آمده می شوند. وقتی دود داخل محفظه یونیزه می شود ذرات دود به یونها چسبیده و آنها را خنثی می کنند و جریان را مختل می کند، حسگر متوجه اختلال در جریان صفحه ها شده و آژیر خطر به صدا در می آید.

با صحبت در مورد اینگونه هشدار دهندها مردم تصور می کنند که پرتو افشانی هسته ای زیادی از این گونه دستگاه ها ساطع می شود، اما در حقیقت مقدار پرتو افشانی در این گونه دستگاه ها فوق العاده کم است. در مورد ذرات آلفا نیز به همین صورت است ، ذرات تولید شده آلفا از یک ورق کاغذ نیز نمی توانند عبور کنند. فقط خطر زمانی شما را تهدید می کند که عنصر درون حسگر (americium) را استشمام کنید. پس باید از باز کردن محفظه یونیزه که این عنصر نگهداری می شود خودداری کرد.

وقتی پوشش یک هشدار دهنده یونی را برمی داریم یک مدار چاپی الکترونیکی، محفظه یونیزه و زنگ خطر را مشاهده خواهیم کنید.

تصویر بزرگتری از پشت و جلوی مدار چاپی هشدار دهنده:

محفظه یونی با جدارهای از ورق آلومینیوم پوشانده شده و راه هایی برای عبور هوا بر روی این جداره ها تعبیه شده، جداره همچنین نقش صفحه منفی برای محفظه یونی را بازی می کند.

در زیر جداره یک نگهدارنده سرامیکی که شامل صفحه مثبت محفظه یونی است قرار دارد و در زیر این صفحه منبع یونیزاسیون قرار دارد که شما نباید آن را باز کنید.

میثم سالاریه

بخش دانش و زندگی تبیان

منابع :

Residential Smoke Alarm Performance, Thomas Cleary, Building and Fire Research Laboratory, National Institute of Standards and Technology, UL Smoke and Fire Dynamics Seminar. November, 2007.

Performance of Home Smoke Alarms Analysis of the Response of Several Available Technologies in Residential Fire Settings, Richard W. Bukowski, Richard D. Peacock  Jason D. Averill, Thomas G. Cleary, William D. Walton, Paul A. Reneke, Nelson P. Bryner, Erica D. Kuligowski, NIST Technical Note 1455-1, December 2007 Revision

 SMOKE ALARM SAFETY TIPS. Safety Information. National Fire Protection        Association.