Melder im Industriebereich

Beim Brandschutz – zu hause – reden wir von Rauchwarnmelder die im Falle eines Brandes schlimmere Schäden verhindert und Leben retten sollen. Hier werden automatische Brandmelder, die den Brand anhand physikalischer Eigenschaften erkennen eingesetzt.
Die häufigsten Brandmelder sind die optischen oder photoelektrischen Rauchmelder. Diese arbeiten nach dem Streulichtverfahren: Klare Luft reflektiert praktisch kein Licht. Befinden sich aber Rauchpartikel in der Luft und somit in der optischen Kammer  des Rauchmelders, so wird ein von einer Infrarotdiode (LED) ausgesandter Prüf-Lichtstrahl an den Rauchpartikeln gestreut. Ein Teil dieses Streulichtes fällt dann auf einen lichtempfindlichen Sensor, der nicht direkt vom Lichtstrahl beleuchtet wird, und der Rauchmelder spricht an.

Ohne (Rauch-)Partikel in der Luft kann der Prüf-Lichtstrahl die Fotodiode nicht erreichen..

..und wie sieht es aus wenn man mit besondere Umgebungsbedingungen zu rechnen hat…

 

Das Problem

Im industriellen Umfeld sind besondere Umgebungsbedingungen an der Tagesordnung. In Produktions- und Verarbeitungsstätten der Schwerindustrie herrschen häufig hohe Staubkonzentrationen oder extreme Luftfeuchtigkeit. Förderfahrzeuge und Maschinen verursachen zudem Abgase, die sich in der Luft verteilen. Je nach verarbeiteten Stoffen kommen natürliche Ausgasungen oder aggressive Dämpfe hinzu. Auch in Lagerhallen, Silos und Fördereinrichtungen sind diese Faktoren neben den ohnehin schwierigen Gebäudebeschaffenheiten allgegenwärtig.
Unter solch widrigen Bedingungen eine zuverlässige Branderkennung zu ermöglichen, stellte bislang eine nahezu unlösbare Aufgabe dar: Konventionelle Rauchmelder lösen bei Staub und Feuchtigkeit Fehlalarme aus oder stellen mit Störung ihren Betrieb ein. Klassische Rauchansaugsysteme setzen sich selbst bei Einsatz von Spülluft mit der Zeit zu, wenn sich verunreinigte Feuchtigkeit in der Umgebungsluft befindet.
Ein weiterer Aspekt ist die Tatsache, dass es verschiedene Arten von Bränden gibt, die auch in ihrer Entstehungsphase unterschiedliches Verhalten zeigen. So entsteht bei Schwelbränden von Kohlenstaub in der Regel kein sichtbarer Rauch. Gleiches gilt für Metallstäube bzw. verdeckt liegende Schwelbrände in Getreide- oder Holzpellet-Aufschüttungen.

Die Lösung

Eine wirkungsvolle Überwachung auch solcher Industriebereiche bieten die Melder des Advanced Discovery Systems – oder kurz: ADICOS.
Mit einem Staub- und Wasser-unempfindlichen Array von Gassensoren wird bei Glimmbränden ein charakteristisches Muster von mehreren Brandgasen detektiert. Verschiedene Meldervarianten zum Einsatz in unterschiedlich belasteten Gebäuden und für unterschiedliche Detektionsaufgaben stehen zur Verfügung.
Als Sensoren werden je nach Meldertyp Kombinationen langlebiger Halbleitergassensoren für Wasserstoff, Kohlenmonoxid, phenolische Kohlenwasserstoffe oder Stickoxide eingesetzt. Über einen Service-Bus können bei außergewöhnlichen Randbedingungen auf unkomplizierte Weise die Alarmierungseinstellungen angepasst werden. Damit sollen insbesondere Gebäudegeometrie oder Verdünnung durch Luftströmung berücksichtigt werden.
So stellt die empfindliche Detektion von Bränden in großen Räumen eine andere Anforderung als die Überwachung von transportiertem Gut z.B. in Förderbandanlagen.
In Lagerhallen, bei denen u. a. Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor betrieben werden, muss zudem zwischen Brandgasen und Verbrennungsabgasen unterschieden werden. Die Kombination mit einer speziellen Brandmelderzentrale erlaubt die Verarbeitung weiterer Aufgaben, wie z. B. eine tageszeitabhängige Umschaltung zwischen verschiedenen Detektionsmustern, die z. B. tagsüber Abgase ausblenden.
In Staub-EX Bereichen bis hin zu Zone 20 lassen sich spezielle zugelassene Melder mit geeignetem Gehäuse einsetzten. Die geforderte Staubdichtigkeit wird durch Sintermetallfilter erreicht, die Staub und Wasser zurückhalten, jedoch Brandgase durchlassen.
Typische Einsatzbereiche sind Getreidemühlen und -lager, Silos für Pulver und Stäube, Biomasse-Lager (Holz- und Strohpellets) oder auch Produktionsbereiche in der holzverarbeitenden Industrie.

Technologie

Frühzeitige und zugleich zuverlässige Erkennung von Bränden –
eine anspruchsvolle Aufgabe in industrieller Umgebung

Zur Branddetektion können verschiedene Brandkenngrößen herangezogen werden. Die bekannteste Methode ist die Detektion von Rauch mit Hilfe von Rauchmeldern nach dem optischen Prinzip der Lichtstreuung oder Lichtschwächung. Dies ist in der Regel die Methode der Wahl, da einfach und erprobt, solange nicht besondere Umgebungsbedingungen den Einsatz optischer Rauchmelder verhindern. Sind Staub, Feuchtigkeit oder andere Arten von Dämpfen oder Störeffekten vorhanden, liefern Rauchmelder Fehlalarme, Störmeldungen und haben zudem noch stark verkürzte Lebensdauer. Kurz – sie sind nicht sinnvoll einsetzbar.

Für diese Fälle sind alternative Detektionsmethoden zu wählen. Dabei sind die folgenden Aspekte zu bedenken:

• Art der Störgrößen und der Brandkenngrößen
  (Rauch, Gase, Infrarot-Wärmestrahlung (10µm), Infrarot-Licht (1-4 µm), Wärme (Heißgase))
• Art des Übertragungsweges der Brandkenngrößen
  (Ausbreitung über Luftströmung oder übder den direkten optischen Pfad)
• Art der Aufgabenstellung
  (Branderkennung und Meldung im Gebäude, Anlagenüberwachung, Prozessüberwachung, Erkennung von Anlagenschäden im Vorfeld eines möglichen Brandes)

Die GTE bietet hierfür unterschiedliche Detektionstechnologien an:

• Brandgasdetektion mit Halbleitergassensoren
• Lineare Gasdetektion mit Laserspektroskopie
• Glutnest- und Hitzedetektion mit Infrarot-Detektorarrays
• Weitere Sondertechnologien werden Applikations- und Kundenspezifisch entwickelt.

Beispiel

Gassensormeldeeinheit GSME-M4
Brandgasmelder GSME sind die Speerspitze des Advanced Discovery Systems. In der aktuellen Version GSME-M4 verfügen sie über vier parametrierbare Halbleiter-Gassensoren, mit deren Hilfe nach Mehrkriterientechnik der Konzentrationsverlauf von brandcharakteristischen Gasen überwacht und ausgewertet wird. Ihre robuste Konstruktion schützt sie dabei vor Beschädigung durch Stäube, Schmutz und Feuchtigkeit.
Die Mehrkriterienauswertung ermöglicht es, Störeinflüsse durch natürliche Ausgasung von geförderten Materialien oder Abgasen von Förderfahrzeugen gezielt zu tolerieren. So wird bei Inbetriebnahme zunächst ein Störspektrum aufgezeichnet, das vor Ort übliche Gasbelastungen in die melderinterne Auswertung einfließen lässt. Besonders hervorzuheben ist die Tatsache, dass die Gasdetektionstechnologie anders als optische Systeme offene und verdeckte Brände gleichermaßen bereits in der Entstehungsphase erkennen kann.

 

Weitere Informationen können sie über den Link Advanced Discovery Systems kurz: ADICOS entnehmen.

Auszug aus:
https://www.adicos.de/public/einfuehrung/
GTE Industrieelektronik GmbH
Helmholtzstr. 21, 38-40
41747 Viersen, GERMANY
info@gte.de