Ученые лаборатории тепломассопереноса Томского политехнического университета при поддержке федеральной программы Минобрнауки России «Приоритет-2030» национального проекта «Молодежь и дети» предложили новый подход к раннему обнаружению пожаров.
Пожары в закрытых помещениях часто разворачиваются стихийно и наносят существенный ущерб. Традиционные системы пожаротушения в основном регистрируют возгорания уже на поздних стадиях, а также не дают полного представления о месте начала возгорания и материале горения.
Ученые Томского политеха предложили новый подход к раннему обнаружению пожаров в помещениях – еще на стадии загорания. Он способен определять одновременно практически все характеристики пожара: причину возгорания, место появления пожара, геометрический размер и массу очага, а также тип горючего материала.
«Наш алгоритм основан на схеме непрерывного аналогового мониторинга минимального количества датчиков – датчика температуры, концентрации углекислого и угарного газа, кислорода и дыма. Они позволяют принимать решения о локальном тушении пожара, а не о массовом заполнении помещения водой, что позволит минимизировать ущерб. При этом система может работать автономно и осуществлять удаленный контроль: архивировать данные и отправлять уведомления», — говорит один из авторов исследования, доцент Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ Роман Волков.
Политехники экспериментально проверили свой алгоритм. Для этого они в специальных боксах, оборудованных датчиками CO, CO₂ и O₂, детекторами дыма, тепла и системой регистрации, поджигали дерево, картон и линолеум – самые распространенные материалы при возгорании. В экспериментах ученые имитировали две ситуации, приводящие к пожару, – неосторожное обращение с огнем и неправильное использование нагревательных приборов.
Результаты экспериментов показали, что изменение концентрации угарного газа стало ключевым индикатором возникновения пожара и его источника. При этом для полной оценки необходим комплекс данных с датчиков CO, CO₂ и O₂. Вместе они дают в три-шесть раз больше, точнее и быстрее информации о факте возгорания, способе возникновения пожара, скорости изменения концентрации отравляющих веществ и, следовательно, о скорости распространения возгорания.
«Данные с экспериментов позволили нам также составить 2D-карты, с помощью которых можно определить расстояние до источника возгорания в зависимости от высоты помещения и скорости изменения температуры и вредных газов», — добавляет ученый.
Алгоритм политехников в будущем позволит существенно повысить точность обнаружения пожара на ранних стадиях, ускорить локализацию и оперативно предоставить данные для эффективного тушения.
Источник: пресс-служба Томского политехнического университета