Infrarot-Flammenmelder haben einen bildgebenden Sensor, der Infrarotlicht „sieht“.

Wenn eine Flamme zündet, brennen die verschiedenen Arten von Materialien mit unterschiedlichen Stärken, Intensitäten und – was uns wichtig ist – Wellenlängen. Im sichtbaren Spektrum können wir eine Flamme als rot oder blau beschreiben, was vereinfacht als Flammen mit diskreten Wellenlängen bezeichnet werden kann.

Der IR-Sensor kann die außerhalb dieses sichtbaren Lichtspektrums abgegebenen Wellenlängen erkennen. Dies hilft, Quellen wie eine Techniker-Taschenlampe daran zu hindern, einen rein sichtbaren optischen Sensor auszulösen.

Ein Beispiel aus Wikipedia zeigt eine Verteilung dieser Emission.

! Feuerspektrum

Es gibt verschiedene Arten von IR-Sensoren. Die einfachsten messen einen Punkt und lesen radiometrisch die Objekttemperatur ab. Andere Sensoren wie Raumbelegungssensoren lesen die Umgebungstemperatur, kümmern sich aber nicht um die Umgebungstemperatur. Stattdessen haben sie Linsen, die eine Reihe von Öffnungen erzeugen, die die Erfassung unterbrechen, wenn sich ein warmer Körper um das Sichtfeld des Sensors bewegt. Dieser Unterbrechungsratenbereich wird mit einem Schwellenwert versehen, um die erwartete Periodizität des Ereignisses zu erfassen (z. B. wenn sich ein Mensch in einem Raum bewegt).

Beide Typen werden in der Branderkennung von Flugzeugen und in einigen anderen Systemen wie Gensets eingesetzt.

Wenn ein bestimmtes Sensormodell von Interesse ist, erfahren Sie in den Herstellerspezifikationen dieses Sensors, ob er eine Linse zur Bewegungserkennung verwendet.

Eine dritte Variante besteht darin, die Umgebung in einem Bereich mit einem Weitsichtsensor zu erfassen und einen zweiten Sensor zu verwenden, um eine lokalisierte Temperatur in einem interessierenden Bereich zu lesen. Wenn die erfasste Differenz einen Schwellenwert überschreitet, zeigt das Sensorsystem ein ausgelöstes Ereignis an.

Branderkennungsmethoden wie die Ionisationsmessung funktionieren in Flugzeuganwendungen nicht gut, da sie anfällig dafür sind, dass Luftströme die Konzentrationen und damit die Erfassungsschwelle ändern.

Flammendetektoren

Optische Sensoren, die oft als Flammendetektoren bezeichnet werden, sollen einen Alarm auslösen, wenn sie das Vorhandensein markanter, spezifischer Strahlungsemissionen von Kohlenwasserstoffflammen erkennen. Die zwei verfügbaren Arten von optischen Sensoren sind Infrarot (IR) und Ultraviolett (UV), basierend auf den spezifischen Emissionswellenlängen, die sie erfassen sollen. IR-basierte optische Flammendetektoren werden hauptsächlich bei leichten Turboprop-Flugzeugen und Hubschraubertriebwerken verwendet. Diese Sensoren haben sich für diese Anwendungen als sehr zuverlässig und wirtschaftlich erwiesen.

Wenn die vom Feuer emittierte Strahlung den Luftraum zwischen dem Feuer und dem Detektor durchquert, trifft sie auf die Vorderseite und das Fenster des Detektors. Das Fenster lässt ein breites Strahlungsspektrum in den Detektor passieren, wo es auf den Filter der Erfassungsvorrichtung trifft. Der Filter lässt nur Strahlung in einem engen Wellenband, das um 4,3 Mikrometer im IR-Band zentriert ist, auf die strahlungsempfindliche Oberfläche des Sensors durch. Die auf die Sensorvorrichtung auftreffende Strahlung erhöht geringfügig ihre Temperatur, wodurch kleine thermoelektrische Spannungen erzeugt werden. Diese Spannungen werden einem Verstärker zugeführt, dessen Ausgang mit verschiedenen analytischen elektronischen Verarbeitungsschaltungen verbunden ist. Die Verarbeitungselektronik ist exakt auf die Taktart aller bekannten Kohlenwasserstoff-Flammenquellen abgestimmt und ignoriert Fehlalarmquellen wie Glühlampen und Sonnenlicht. Die Alarmempfindlichkeit wird von einer digitalen Schaltung genau gesteuert. [Abbildung 17-9]

Quelle: Handbuch für Luftfahrtwartungstechniker – Flugzeugzelle – Kapitel 17: Brandschutzsysteme (FAA)