Kiến thức PCCC
Đầu báo lửa UV, IR: nguyên lý và nơi cần lắp
Th10
Trả lời nhanh: đầu báo lửa “nhìn” bức xạ của ngọn lửa nên báo động trong vài giây, không chờ khói hay nhiệt bay lên trần. Nên lắp ở kho xăng dầu, xưởng sơn, khu trần rất cao hoặc ngoài trời, nơi đầu báo khói và nhiệt phản ứng chậm. Loại IR hợp đám cháy có nhiều khói, UV phản ứng nhanh nhưng dễ nhiễu bởi hàn điện, UV/IR kết hợp giảm báo giả. baochay.vn có đầu báo lửa IR Hochiki DRD-E và các thiết bị chống nổ; gọi 0979 114 114 để nhận báo giá.
Đầu báo khói và đầu báo nhiệt cần khói hoặc hơi nóng bay tới trần mới phát hiện được cháy. Ở kho xăng dầu, xưởng sơn, nhà chứa máy bay hay khu vực ngoài trời, khói có thể bị gió thổi tan hoặc trần quá cao, nên phát hiện bằng khói và nhiệt chậm hoặc không hiệu quả. Khi đó, đầu báo lửa là lựa chọn phù hợp: thiết bị “nhìn” thấy bức xạ của ngọn lửa và báo động trong vài giây. Bài viết giải thích nguyên lý đầu báo lửa UV, IR, UV/IR và đa phổ, nơi nên lắp, nguồn gây báo giả và cách bố trí theo góc nhìn.
Tóm tắt nhanh
- Đầu báo lửa phát hiện bức xạ tử ngoại (UV) hoặc hồng ngoại (IR) do ngọn lửa phát ra, không cần chờ khói hay nhiệt.
- Có 4 nhóm chính: UV, IR, UV/IR kết hợp và đa phổ IR (thường gọi IR3). Mỗi nhóm có điểm mạnh và nguồn báo giả riêng.
- Phù hợp kho xăng dầu, xưởng sơn, nhà chứa máy bay, trạm biến áp, không gian lớn hoặc bán ngoài trời.
- Đầu báo lửa cần tầm nhìn thẳng tới khu vực bảo vệ; góc nhìn và khoảng cách phát hiện lấy theo datasheet từng model.
- Khu vực có nguy cơ nổ phải dùng model chống nổ phù hợp phân vùng nguy hiểm.
Đầu báo lửa là gì và khác đầu báo khói, nhiệt ra sao
Đầu báo lửa (flame detector) là đầu báo cháy phát hiện bức xạ điện từ do ngọn lửa phát ra. Ngọn lửa của hầu hết vật liệu cháy phát ra bức xạ ở dải tử ngoại và hồng ngoại, với cường độ dao động (nhấp nháy) đặc trưng. Đầu báo lửa dùng cảm biến quang học và bộ xử lý tín hiệu để nhận ra dấu hiệu đó.
Khác biệt lớn nhất nằm ở cách thông tin cháy đến với thiết bị. Đầu báo khói và đầu báo nhiệt cần khói hoặc khí nóng di chuyển tới vị trí lắp, thường là trần nhà. Đầu báo lửa nhận bức xạ truyền thẳng theo đường nhìn, nên không phụ thuộc chiều cao trần hay luồng gió.
| Tiêu chí | Đầu báo khói | Đầu báo nhiệt | Đầu báo lửa |
|---|---|---|---|
| Đại lượng phát hiện | Khói | Nhiệt độ, tốc độ tăng nhiệt | Bức xạ UV, IR của ngọn lửa |
| Cách tín hiệu tới | Khói bay lên trần | Khí nóng bay lên trần | Truyền thẳng theo đường nhìn |
| Đám cháy âm ỉ, ít lửa | Phát hiện tốt | Chậm | Kém, cần có ngọn lửa |
| Đám cháy chất lỏng bùng nhanh | Có thể chậm | Chậm | Rất nhanh |
| Trần cao, ngoài trời, gió | Hạn chế | Hạn chế | Phù hợp |
Bảng trên cho thấy loại này không thay thế mọi loại đầu báo. Đám cháy âm ỉ như cháy giấy, vải, dây điện giai đoạn đầu sinh nhiều khói nhưng ít ngọn lửa, đầu báo khói vẫn là lựa chọn tốt hơn. Đầu báo lửa phát huy ưu thế ở đám cháy bùng nhanh, có ngọn lửa rõ, điển hình là cháy xăng dầu, dung môi, khí.
Về tiêu chuẩn, yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử của đầu báo lửa kiểu điểm được quy định trong TCVN 7568-10:2015 (ISO 7240-10). Việc thiết kế, bố trí trong hệ thống báo cháy thực hiện theo TCVN 7568-14:2025 và hồ sơ thiết kế được duyệt.
Nguyên lý đầu báo lửa UV, IR, UV/IR và đa phổ
Mỗi loại cảm biến “nhìn” ở một dải bước sóng khác nhau. Hiểu nguyên lý giúp bạn chọn đúng loại cho môi trường và tránh báo giả.
Đầu báo lửa UV
Đầu báo lửa UV dùng cảm biến nhạy với tia tử ngoại bước sóng ngắn, khoảng 185 đến 260 nm. Ánh nắng mặt trời ở dải này gần như bị tầng ozone hấp thụ trước khi xuống mặt đất, nên cảm biến UV ít bị ảnh hưởng bởi nắng. Ưu điểm là phản ứng rất nhanh và phát hiện được nhiều loại lửa, kể cả lửa không chứa carbon như lửa hydro.
Nhược điểm: hồ quang hàn, tia sét, nguồn bức xạ tia X dùng trong kiểm tra mối hàn có thể gây báo giả. Khói dày, hơi dầu hoặc lớp bụi bẩn bám trên kính cũng làm giảm độ nhạy, vì tia UV bị hấp thụ mạnh.
Đầu báo lửa IR
Đầu báo lửa IR loại phổ biến đo bức xạ hồng ngoại quanh bước sóng 4,3 µm, vùng phát xạ mạnh của khí CO2 nóng sinh ra khi vật liệu chứa carbon cháy. Bộ xử lý còn phân tích tần số nhấp nháy của ngọn lửa để phân biệt với nguồn nhiệt tĩnh. Cảm biến IR nhìn xuyên khói tốt hơn UV.
Hạn chế: chỉ phát hiện tốt lửa hydrocarbon, không phù hợp lửa hydro vì không sinh CO2. Vật thể nóng, ánh nắng phản chiếu dao động có thể gây nhiễu với loại IR một kênh.
Đầu báo lửa UV/IR và đa phổ IR3
Loại UV/IR kết hợp hai cảm biến và chỉ báo động khi cả hai cùng thấy dấu hiệu lửa. Cách này loại bỏ phần lớn báo giả của từng loại riêng lẻ: hồ quang hàn chủ yếu kích hoạt kênh UV, vật nóng chủ yếu kích hoạt kênh IR. Đổi lại, nếu một kênh bị che, ví dụ khói dày chặn UV, độ nhạy chung giảm.
Loại đa phổ (thường gọi IR3 hay triple IR) dùng ba cảm biến hồng ngoại ở các bước sóng khác nhau, so sánh tỷ lệ tín hiệu để nhận diện ngọn lửa. Nhóm này thường cho khoảng cách phát hiện xa và khả năng chống nhiễu tốt, phù hợp khu vực ngoài trời rộng.
Để hình dung thông số thực tế, có thể tham khảo đầu báo lửa UV/IR2 của Apollo. Hãng công bố model này đạt độ nhạy Class 1 theo EN 54-10, phát hiện đám cháy n-heptane 0,1 m² ở 25 m, góc nhìn 90°. Đây là số liệu của một model cụ thể, không áp dụng chung cho các model khác.
Nơi cần lắp đầu báo lửa
Đầu báo lửa thường được chỉ định ở nơi có chất cháy bùng nhanh, trần cao hoặc không gian mở. Một số khu vực điển hình:
- Kho, trạm xăng dầu, bồn chứa nhiên liệu: đám cháy chất lỏng lan nhanh, cần phát hiện trong vài giây để kích hoạt chữa cháy tự động.
- Xưởng sơn, buồng phun sơn, kho dung môi: hơi dung môi dễ bắt lửa, đầu báo khói dễ bị bụi sơn làm bẩn.
- Nhà chứa máy bay (hangar), xưởng bảo dưỡng phương tiện: trần rất cao, nhiên liệu lỏng, diện tích lớn.
- Trạm biến áp, khu máy biến áp dầu: nguy cơ cháy dầu cách điện, nhiều thiết bị đặt ngoài trời.
- Nhà xưởng, kho trần cao, sân khấu, nhà thi đấu: khói pha loãng trước khi tới trần, đầu báo điểm phản ứng chậm.
- Khu vực bán ngoài trời, mái che: gió làm tan khói, đầu báo khói không hiệu quả.
Với trần cao trong nhà nhưng nguy cơ chủ yếu là cháy âm ỉ, bạn có thể cân nhắc thêm đầu báo khói tia chiếu (beam). Nhiều công trình công nghiệp kết hợp cả hai: beam cho cháy có khói, đầu báo lửa cho khu vực nhiên liệu lỏng.
Khu vực có nguy cơ cháy nổ
Kho xăng dầu, buồng sơn, trạm khí thường được phân vùng nguy hiểm cháy nổ. Đầu báo lửa lắp ở đây phải là model chống nổ có chứng nhận phù hợp phân vùng, đấu nối qua thiết bị và cáp theo yêu cầu chống nổ. Không dùng loại thông thường cho khu vực này. Việc chọn loại và vị trí cần đơn vị thiết kế PCCC thực hiện, theo hồ sơ được thẩm duyệt.
Nguồn gây báo giả và cách hạn chế
Báo giả là lý do nhiều người ngại dùng thiết bị này. Thực tế, phần lớn báo giả đến từ chọn sai loại hoặc lắp sai vị trí. Bảng dưới tóm tắt nguồn nhiễu thường gặp:
| Nguồn nhiễu | Ảnh hưởng nhiều tới | Cách hạn chế |
|---|---|---|
| Hồ quang hàn, cắt plasma | Loại UV | Chọn UV/IR hoặc IR3; cách ly đầu báo khi hàn có kiểm soát |
| Ánh nắng phản chiếu dao động | Loại IR một kênh | Chọn đa phổ; tránh hướng nhìn ra cửa kính, mặt nước |
| Vật thể nóng, ống xả động cơ | Loại IR | Đặt ngoài tầm nhìn trực tiếp hoặc dùng IR3 |
| Tia X kiểm tra mối hàn, sét | Loại UV | Chọn loại kết hợp; lập quy trình vô hiệu tạm thời |
| Khói dày, hơi dầu, kính bẩn | Loại UV (giảm nhạy) | Vệ sinh kính định kỳ, dùng loại có tự kiểm tra quang học |
Ngoài chọn đúng loại, các model hiện đại thường có chế độ chọn độ nhạy và thời gian trễ. Thời gian trễ ngắn giúp phản ứng nhanh nhưng dễ báo giả hơn. Hãy cài đặt theo khuyến nghị của hãng và hồ sơ thiết kế, không tự tăng trễ để “cho đỡ kêu”.
Khi công trình có công việc hàn cắt định kỳ, cần quy trình vô hiệu hóa tạm thời có kiểm soát: thông báo, ghi sổ, có người trực và khôi phục ngay khi xong. Không để thiết bị ở trạng thái vô hiệu qua đêm.
Góc nhìn, khoảng cách và vị trí lắp đầu báo lửa
Đầu báo lửa có vùng quan sát hình nón. Độ nhạy cao nhất theo trục nhìn và giảm dần về phía mép nón. Vì vậy, số lượng và hướng lắp đặt được tính từ biểu đồ vùng quan sát trong datasheet, không có con số chung cho mọi loại.
Một số nguyên tắc khi bố trí:
- Đảm bảo đường nhìn thẳng tới khu vực nguy cơ. Kệ hàng, cột, máy móc có thể tạo vùng khuất, khi đó cần thêm đầu báo nhìn từ hướng khác.
- Lắp trên cao, chúc xuống khu vực bảo vệ. Hướng chúc giúp giảm bụi bám lên kính và tránh nhìn thẳng ra nguồn sáng bên ngoài.
- Tính theo kích thước đám cháy cần phát hiện. Đám cháy nhỏ cần đầu báo đặt gần hơn; khoảng cách tối đa lấy theo cấp độ nhạy công bố.
- Chồng lấn vùng quan sát ở khu vực quan trọng để một đầu báo bị che hoặc hỏng thì vẫn còn đầu báo khác.
- Chừa lối tiếp cận để bảo trì. Kính quang học cần vệ sinh và thử định kỳ bằng thiết bị thử lửa của hãng.
Kiểm tra vùng khuất trước khi chốt vị trí
Trước khi khoan bắt giá, hãy đứng tại vị trí dự kiến lắp, nhìn về phía khu vực nguy cơ và ghi lại vật cản. Với kho hàng thay đổi cách xếp kệ theo mùa, nên dự trù vùng khuất khi hàng xếp cao nhất. Ghi chú này giúp đơn vị thiết kế bổ sung đầu báo đúng chỗ.
Về đấu nối, thiết bị có thể là loại thường (đấu vào kênh của tủ), loại có ngõ ra relay hoặc 4-20 mA, hoặc loại có module địa chỉ. Một số model cần nguồn nuôi riêng. Hãy kiểm tra khả năng tương thích với tủ trung tâm hiện có trước khi chọn mua.
Câu hỏi thường gặp về đầu báo lửa
Đầu báo lửa có thay được đầu báo khói không?
Không thay thế hoàn toàn. Đầu báo lửa cần ngọn lửa trong tầm nhìn, trong khi nhiều đám cháy bắt đầu bằng giai đoạn âm ỉ nhiều khói. Thường hai loại được kết hợp theo đặc điểm từng khu vực.
Nên chọn đầu báo lửa UV hay IR?
Tùy môi trường. Khu vực có hồ quang hàn nên tránh UV đơn thuần. Khu vực có lửa hydro không nên dùng IR loại CO2. Khi môi trường phức tạp, loại UV/IR hoặc đa phổ IR3 thường an toàn hơn về báo giả.
Đầu báo lửa có dùng được ngoài trời không?
Có nhiều model thiết kế cho ngoài trời với vỏ chống nước, chống bụi và khả năng chống nhiễu ánh nắng. Cần chọn đúng cấp bảo vệ và kiểm tra datasheet về khả năng làm việc dưới nắng trực tiếp.
Bao lâu cần kiểm tra đầu báo lửa?
Đầu báo lửa cần được vệ sinh kính và thử chức năng trong các đợt bảo trì định kỳ của hệ thống báo cháy, bằng đèn thử chuyên dụng của hãng. Tần suất cụ thể theo quy định bảo dưỡng hệ thống và hướng dẫn nhà sản xuất.
Tư vấn đầu báo lửa và hệ thống báo cháy tại baochay.vn
Hiện baochay.vn chưa niêm yết sẵn đầu báo lửa trên cửa hàng trực tuyến. Nếu công trình của bạn cần loại UV, IR hoặc đa phổ, hãy liên hệ để được tư vấn chọn loại, kiểm tra tương thích với tủ trung tâm và báo giá sản phẩm phù hợp.
Đội kỹ thuật nhận tư vấn thiết kế hệ thống PCCC cho kho, xưởng, trạm biến áp, và lắp đặt hệ thống báo cháy trọn gói. Nếu bạn đang cân nhắc nền tảng hệ thống, có thể đọc thêm về hệ thống báo cháy địa chỉ, phù hợp công trình công nghiệp nhiều khu vực.
Cần chọn đầu báo lửa cho kho, xưởng?
Gửi mặt bằng và mô tả khu vực nguy cơ, kỹ thuật baochay.vn sẽ tư vấn loại cảm biến và phương án bố trí phù hợp.
Đầu báo lửa phát huy hiệu quả khi chọn đúng loại cảm biến, đặt đúng hướng nhìn và được bảo trì định kỳ. Để được tư vấn cho công trình cụ thể, hãy gọi hotline 0979 114 114.