Cảm biến báo cháy là gì? Cấu tạo, nguyên lý và ứng dụng

Tổng quan về cảm biến báo cháy

Cảm biến báo cháy hay còn gọi là cảm biến khói là thiết bị có khả năng phát hiện ra khói trong môi trường, từ đó chuyển thành tín hiệu điện tử, gửi tín hiệu về trung tâm để kích hoạt báo động.

Hiện nay trên thị trường có nhiều loại cảm biến khói khác nhau, chẳng hạn như: Cảm biến khói ion hóa, cảm biến khói quang điện, cảm biến khói có dây, cảm biến khói không dây…Độ nhạy với khói có sự khác nhau tùy vào từng sản phẩm:

• Cảm biến khói Ion hóa: Sử dụng chất đồng vị phóng xạ để hoạt động, tạo nên ion hóa phân tử khói trong không khí. Ưu điểm của loại cảm biến này là giá rẻ, khả năng phát hiện đám cháy tốt. Tuy nhiên nhược điểm là do quá nhạy với khói nên đôi khi thiết bị sẽ phát cảnh báo nhầm. Bên cạnh đó cũng không thân thiện với môi trường do sử dụng chất phóng xạ.
• Cảm biến khói quang điện: Loại cảm biến này sẽ sử dụng chùm ánh sáng và tế bào quang điện để theo dõi các hạt khói. Ưu điểm của loại này là phát huy tốt vai trò trong trường hợp có khói dày đặc, hạn chế báo động sai, không chứa chất phóng xạ nên an toàn khi sử dụng. Nhưng nhược điểm là yêu cầu nhiều dòng điện mới có thể hoạt động và nhạy với bụi hay côn trùng, do đó cần phải vệ sinh cảm biến thường xuyên.
• Cảm biến khói có dây: Là cảm biến sử dụng nguồn điện trong nhà để hoạt động, ưu điểm là đường truyền ổn định, độ bền cao. Tuy nhiên do cảm biến sử dụng dây nên việc lắp đặt sẽ tương đối phức tạp, rất nhạy với bụi và côn trùng nên phải thường xuyên vệ sinh.
• Cảm biến khói không dây: Sử dụng nguồn năng lượng từ pin để hoạt động, ưu điểm là dễ lắp đặt, tuy nhiên thiết bị lại có giá thành cao, tín hiệu đôi khi không ổn định.

Cảm biến báo cháy là thiết bị giúp phát hiện kịp thời khói với mật độ bất thường, từ đó phát cảnh báo đến con người

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động cảm biến báo cháy

Muốn hiểu hơn cảm biến báo cháy là gì, chúng ta cần phải nắm được cấu tạo của thiết bị với chức năng của từng bộ phận ra sao, cũng như nguyên lý hoạt động của thiết bị này.

Cấu tạo

Cảm biến báo cháy chủ yếu được làm từ chất liệu nhựa với các chi tiết vi mạch điện – điện tử, gồm có các bộ phận cụ thể như sau:

• Đầu báo khói: Còn được gọi là đầu dò khói, đảm nhận vai trò phát hiện ra khói. Đầu này sẽ được nối với trung tâm có từ 2-4 lõi. Độ nhạy của bộ phận này được đo bằng “Độ mờ mịt” – tức là hiệu ứng khói làm giảm tầm nhìn của đầu dò. Bộ phận này sau khi phát hiện ra có khói sẽ gửi tín hiệu để phát đi cảnh báo về nguy cơ cháy nổ
• Còi báo khói: Chức năng chính của bộ phận này là phát ra tín hiệu cảnh báo khi nhận được thông tin từ trung tâm điều khiển. Thông thường khi nhận được thông tin thì còi và đèn led sẽ hoạt động đồng thời
• Đèn LED báo hiệu: Bộ phận này được gắn ở đầu cảm biến báo cháy, có vai trò báo hiệu về khả năng hoạt động của cảm biến. Khi phát hiện ra nguy cơ, đèn sẽ phát sáng để báo hiệu đến khu vực đang xảy ra hỏa hoạn
• Nắp bảo vệ pin: Phần lớn các cảm biến khói thường hoạt động bằng pin. Pin của thiết bị này nằm ở khoang riêng và sẽ có nắp để bảo vệ
• Khóa chống cạy: Bộ phận này sẽ được cố định ở vị trí mà người dùng muốn lắp đặt cảm biến để tránh trộm cắp xảy ra

Với cấu tạo không quá phức tạp nên thiết bị được thiết kế nhỏ gọn, có thể dễ dàng lắp đặt cho nhiều không gian, vừa có thể phát hiện sự cố kịp thời, vừa đảm bảo tính thẩm mỹ cho ngôi nhà.

Hình ảnh cấu tạo của một loại cảm biến khói phổ biến hiện nay

Nguyên lý hoạt động

Nguyên lý hoạt động của cảm biến báo cháy là gì? Chức năng, nhiệm vụ chính của loại cảm biến này là phát hiện ra sự có mặt của khói với mật độ bất thường, từ đó cảnh báo đến người dùng trong vùng có nguy cơ cao xảy ra sự cố hỏa hoạn. Tuy nhiên với từng loại cảm biến thì nguyên lý hoạt động của thiết bị có thể khác nhau:

Cảm biến khói Ion hóa

Loại cảm biến này sử dụng đồng vị phóng xạ để tạo ra ion hóa trong không khí. Khi có khói xâm nhập vào buồng ion hóa sẽ làm giảm điện áp tại các cực điện li. Sự suy giảm này sẽ được phát hiện và gửi tín hiệu báo động về trung tâm báo cháy.

Hình ảnh mô phỏng nguyên lý hoạt động của cảm biến khói ion hóa

Cảm biến khói quang điện

Với cảm biến này, chùm ánh sáng và tế bào quang điện sẽ được sử dụng chính để có thể theo dõi các hạt khói. Khi khói xâm nhập vào buồng quang học sẽ làm thay đổi quang học, dẫn đến việc thay đổi điện áp, từ đó cảm biến sẽ được kích hoạt bằng đèn và còi.

Hình ảnh mô phỏng nguyên lý hoạt động của cảm biến khói quang điện

Cảm biến khói không dây

Cảm biến không dây không cần dùng đến dây kết nối để truyền thông tin, nên việc lắp đặt hay vận chuyển sẽ tương đối dễ dàng. Thay vào đó sẽ sử dụng pin hoặc nguồn năng lượng khác để hoạt động.

Đối với mỗi loại cảm biến không dây này đều có công tắc nhúng cùng một cài đặt, cùng kết nối qua tần số để có thể kịp thời phát đi âm thanh cảnh báo khi nhận thấy mật độ khói bất thường thông qua các giao thức như: sóng vô tuyến, Wi-Fi, bộ đầu dò chính….

Cảm biến khói có dây

Cách thức hoạt động của cảm biến cháy có dây cũng tương tự như cảm biến không dây, tuy nhiên có điểm khác biệt đó là các đầu báo khói có dây điện cứng sẽ cung cấp nguồn điện chính cho thiết bị. Dây điện này thường chạy sau tường hay trần nhà và sẽ được nối vào bên kia của đầu báo.

Ứng dụng của cảm biến báo cháy trong đời sống

Theo thông tin từ Cục Cảnh sát phòng cháy, chữa cháy và cứu nạn cứu hộ cho biết, trong 6 tháng đầu năm 2024 cả nước có 2.222 vụ cháy, khiến 57 người tử vong và 45 người bị thương, thiệt hại về tài sản ước tính sơ bộ gần 128 tỉ đồng.

Trước tình trạng hỏa hoạn diễn biến phức tạp, gây thiệt hại nặng nề về người và tài sản, việc sử dụng cảm biến báo cháy là điều cần thiết để có thể phát hiện sớm hỏa hoạn, từ đó có những phương án xử lý kịp thời, giảm thiệt hại do hỏa hoạn gây ra. Chính vì vậy mà cảm biến báo khói ngày càng trở nên phổ biến và được tin dùng:

Trong gia đình

Trong gia đình việc lắp đặt cảm biến khói là điều cần thiết, nhất là đối với những nhà dân hay căn hộ chung cư nơi có không gian sống cao tầng và khó phát hiện khói. Cảm biến không dây có phạm vi cảm biến vừa đủ trong gia đình là phù hợp nhất. Những vị trí lắp đặt cảm biến phù hợp có thể kể đến như nhà bếp, trần nhà, phòng khách, hành lang chung cư…

Cảm biến khói được sử dụng nhiều trong các hộ gia đình nhằm phát hiện cháy kịp thời

Trong các trung tâm thương mại, văn phòng công sở

Cảm biến khói không chỉ được sử dụng trong các công trình dân dụng, mà còn được sử dụng trong các công trình có quy mô lớn hơn, chẳng hạn như: Khách sạn, nhà hàng, trung tâm mua sắm…

Tại những công trình quy mô lớn, cảm biến sẽ được lắp đặt theo hệ thống tại những vị trí quan trọng để có thể phát đi cảnh báo kịp thời khi có sự cố xảy ra, từ đó nhanh chóng sơ tán người, đồ đạc…để đảm bảo an toàn.

Trên đây là thông tin mà AME Group đã giúp các bạn giải đáp vấn đề “cảm biến báo cháy là gì?“. Hy vọng những thông tin được chia sẻ có thể đáp ứng tốt nhu cầu tìm kiếm thông tin của bạn về thiết bị này.