＜제92회 소방술사 예상문제＞감지기의 종류와 기능에 대해서 간략하게 기술하라(25점)

4. 감지기종류 (1) 광전식 분리형 연기 감지기 송광부와 수광부로 구성. 송광부에서 상시 수광부에 빛을 보내고 있어 이들 사이에 연기가 유입되면 광로의 축을 방해하게 되어 수광량이 감소한다. 수광량의 감소가 설정치 이상이 되면 화재 신호를 발한다. (2) 불꽃 감지기 불꽃에서 방사되는 적외선 또는 자외선의 변화가 일정량 이상이 되었을 경우와 일국소의 자외선, 외선수 광소자가 받는 수광량의 변화로서 작동한다. 자외선 감지기는 수광소자로 UV Tron이라는 외부 광전 효과를 이용한 방전관이 사용되며, 적외선 감지기는 이산화탄소 공명 검지방식, 2파장 검지방식, 정방사 검지방식, Flicker(깜박임) 검지방식 등을 이용한다. 광학불꽃감지기 연소불꽃에서 방출되는 적외선 스펙트럼과 가시광선, 자외선의 전자기복사에 대해 반응한다. ① UV불꽃 감지기는 185∼260㎛의 한계 자외선 대역에서 반응. ② IR감지기는 4.35㎛에 집중된 적외선 방사의 협대역에서 반응. 메탄, 가솔린, 오일, 그리스, 나무와 같은 탄화수소 연료가 낳은 화염은 탄화수소 생성물 인CO2 방사대역 때문에 4.35㎛에서 많은량에 IR을 방출. ③ 2중IR 불꽃 감지기 불꽃을 감지하기위해 2개의 IR 센닝 엘리먼트를 결합한다. 그중 하나 는 초전기 IR감지기와 서모파일 IR 감지기를 사용 결합함으로써 감지기는 변동 IR 방사 와 상대 IR감도 또는 화재규모를 감지한다. (광학렌지상에 오일과 그리스가 묻어 있을지 라도 제기능을 다하고 둘러쌓인 영역의 화재에서 나는 짙은연기 때문에 센싱은 방해되지 않는다.) ④ UV/IR 감지기 UV광전관에 초전기 IR감지기를 결합함으로써 전광, 아크용접, 뜨거운물 체, 반사된 햇빛 그리고 다른 방사원에 의해 야기될 수 있는 허위경보를 제거할 수 있다. 특히 조악한 산업환경에서 매우정확하다. 반응시간은 1∼5초 이내이다. ※ UV/IR 결합과 IR불꽃 감지기는 수소, 암모니아, 황과 같은 무탄소 연료에서는 불꽃을 확실하게 감지하지 못한다. 왜냐하면 협대역 4.35㎛에서는 IR방사가 충분히 이루어 질수없기때문이다. (3) 축적형 감지기 축적식 수신기의 기능을 감지기가 대신하는 것으로서 화재 신호의 발신을 단순히 지연시키는 것이 아니라 화재의 지속을 일정한 시간에 재확인한 후 화재 신호를 발신하는 기능이 있다. (4) 다신호식 감지기 성능, 종별, 공칭 작동온도 또는 공칭 축적시간별로 서로 다른 2개 이상의 화재 신호를 발신할 수 있다. 보상식 감지기와 다른점은 보상식 감지기는 AND 개념이데 반해 다신호식 감지기는 OR 개념이다. (5) 아날로그 감지기 열, 연기, 불꽃을 이용하여 자동으로 화재의 발생을 감지하고, 화재가 발생된 신호를 발하며, 화재에 의해 발생된 열, 연기의 정도나 기타 화재의 정도에 관한 신호를 발하고, 현시점의 열 또는 연기 농도나 다단층의 화재 정도에 관한 정보를 발하는 감지기로 보다 많은 화재 정보를 발할 수 있다. (6) 복합형 감지기 2가지 성능을 가진 감지기로 각각 화재를 감지했을 때 화재 신호를 발하는 것으로서 연기 복합형 감지기와 열·연기 복합형 감지기, 열 복합형 감지기 등이 있다. (7) 화재 가스 감지기 반도체나 촉매반응을 일으키는 소자를 사용 반도체을 이용하는 감지기는 화재시 발생된 가스에 의해 반도체의 도전성 변화를 감지한다. 촉매 소자를 이용한 감지기는 온도 상승시 촉매 소자의 저항 변화를 감지한다. 가스감지소자 ∼ 반도체를 이용한 센서, 안정화 지르코니아를 이용한 고체 전해질 센서, 산화.환원전위차를 이용한 전기화학식 센서, 바이오 센서등을 사용한다. (8) Addressable 감지기 각각에 고유 신호가 있어서 호텔 등과 같이 구획이 많은 장소에서 화재를 감지한 감지기의 위치를 알수 있는 감지기이다. 이 감지기를 이용하려면 기존의 각 회로별 배선을 하는 일반 배선 방법을 사용하는 대신에 다중통신 (Multiplexing) 방식이 이용된다. (9) 정온식 감지선형 감지기 기존의 정온식 감지선형 감지기는 2가닥의 철선에 각각 특정의 온도에서 녹는 물질을 피복한 후 서로 꼬아서 외피를 입힌 감지선을 이용하여, 화재시 온도가 상승하면 피복 물질이 녹아 2가닥의 철선이 단락을 일으켜서 전류가 흘러 작동한다. 새로운 정온식 감지선형 감지기는 4개의 동선으로 구성되어 있고, 이들 각각은 부온도계수(온도가 상승하면 저항이 낮아짐)를 가진 물질로 피복되어 있어, 화재시 온도가 상승하면 동선 사이의 저항이 낮아지고, 이러한 변화는 특정 온도에서 전류의 흐름을 증가시켜 경보를 발한다. 이 감지선은 200℃ 이상의 열을 받지 않으면 재사용 이 가능하다. (10) 공기 샘플링(Air Sampling) 감지기 고가의 재산 보호를 위해 화재시 조기 경보를 해야하는 곳에서 사용된다. 대개 이런 곳은 항온·항습기, 에어컨 등의 공기 조화설비가 설치되어 있어 실내의 공기 흐름이 빠르므로 불이 나더라도 연기가 이러한 공기 조화설비의 공기 흐름에 희석되어 버린다. 기존의 공기 샘플링 감지에는 Cloud Chamber형과 초미립자 검출 감지기(Submicrometer Particle Counting Detector) 가 있다. Cloud Chamber형 공기 샘플링 감지기는 연소 초기의 초미립자 연소 생성물을 수증기의 응축에 의해 크기를 증대시켜 기존의 광전식 감지기로 화재를 감지한다. 초미립자 검출 감지기의 VESDA Xenon(Very Early Smoke Detecting Apparaturs Xenon: 상품명)는 크세논 램프를 이용하는 산란광식 화재 감지기이다. 새로운 공기 샘플링 감지기는 고감도 연기 감지기(High Sensitive Smoke Detector)로서 공기를 샘플링하는 방법은 기존과 동일하나 레이저를 이용하는 감지기다. 구성은 원심팬을 가진 공기실, 레이저 빔 감지실, 1개의 단일 양자 발생 다이오드 센서등 3가지 주요 핵심 부품으로 구성되어 있다. 방법은 단일 양자 발생 다이오드 센서에서 연기가 레이저빔을 통과할 때 연기의 입자를 감지하여 판독 장치에 의해 출력하고, 기타 공기에 부유하는 오염 물질로부터 나오는 출력은 소멸시킨다. 장점은 레이저는 최소 10년의 내구 수명과 장기간 안정된 출력을 유지하고, 온도의 변화, 구성품의 연수 경과 또는 오염 물질의 축적으로 인한 레이저 강도의 변화는 전자적으로 보상된다. 그리고 구성품의 오동작 또는 공기 흐름의 변동이 있을시 고장신호를 자동으로 수신반으로 송신한다. 또한, 기존의 연기 감지기 보다 1,000 ∼ 2,000배정도 감도가 우수하며, 화재가 아닌 과열 상태도 감지할 수 있다. VESDA Xenon 감지기는 필터가 없으며 분진과 같은 대형 입자에 의해 비화재보를 발생하나 고감도 연기 감지기는 연기 입자에만 반응한다. 국내에는 ANALASER와 VESDA Laser PLUS라는 상표로 수입하여 판매되고 있다. *참고 1. 분 진 : 미세한 독립 입자의 액체 또는 고체 알갱이를 말한다. 입자의 직경은 100㎛이하이다. 2. CO(일산화탄소) : 무색, 무취, 무미의 기체. 공기중에 점화하면 청색의 화염을 내고 CO2 가 된다. 생성은 온도가 높을수록, 연소시 압력이 증가할수록 많이 생성된다. 3. HC(탄화수소) : 탄소와 수소를 갖는 유기물의 총칭. 광화학 반응을 일으켜 2차 오염에 관여한다. 4. Cl2(염소) : 의약품 제조, 활성탄 제조시 생성되며, 25∼50ppm에서는 생명이 위험하다. 5. NH3(암모니아) : 2,000ppm에서 호흡곤란을 일으키며 5,000∼10,000ppm에서는 호흡곤란과 의식이 불명해진다. 6. HCN(시안화수소) : 휘발성이 매우 높고, 물보다 가벼운 액체이며, 가스는 공기보다 가볍 고 희미한 아몬드 냄새가 나며, 시안화칼륨보다 독성이 2배 이상이 강해 인체에 치명적인 상처를 입힐 수 있다.