تعتمد الكاشفات الهوائية على مبادئ قوانين الغاز، حيث يتكون عنصر الاستشعار من أنبوب مغلق مملوء بالهيليوم متصل في أحد طرفيه بمجموعة المستجيب وعندما يتم تسخين العنصر، يزداد ضغط الغاز داخل الأنبوب حتى يصل إلى عتبة الإنذار، وفي هذه المرحلة، يتم إغلاق مفتاح داخلي يعطي إنذار إلى قمرة القيادة، أيضًا يفتح مفتاح ضغط سلامة الكاشف الهوائي ويطلق إنذار الأعطال إذا فقد الكاشف الهوائي الضغط، كما هو الحال في حالة حدوث تسرب.
كشف الحريق الحراري بالهواء المضغوط
أنظمة الكشف عن الحلقة المستمرة
تستخدم الطائرات التجارية الكبيرة بشكل حصري تقريبًا عناصر استشعار حرارية مستمرة لحماية المحرك، نظرًا لأن هذه الأنظمة توفر أداءً فائقًا في الكشف والتغطية، ولديها متانة مثبتة للبقاء سليمة حتى في البيئة القاسية للمحركات المروحية الحديثة، حيث يسمح كاشف الحلقة المستمرة أو نظام الاستشعار بتغطية كاملة لمنطقة خطر الحريق أكثر من أجهزة الكشف عن درجة الحرارة من النوع الموضعي.
أنظمة الحلقة المستمرة هي إصدارات من نظام التبديل الحراري، إنها أنظمة سخونة زائدة ووحدات حساسة للحرارة تقوم على إكمال الدوائر الكهربائية عند درجة حرارة معينة، كما لا توجد حساسية لمعدل ارتفاع الحرارة في نظام الحلقة المستمرة وهناك نوعان مستخدمان على نطاق واسع من أنظمة الحلقة المستمرة وهما أنظمة (Kidde) و(Fenwal).
نظام Fenwall المستمر الحلقي
يستخدم نظام (Fenwal) أنبوبًا نحيفًا محشوًا بملح سهل الانصهار حساس للحرارة وموصل مركزي من سلك النيكل، وتكون أطوال عناصر الاستشعار هذه متصلة في سلسلة من وحدة تحكم، وقد تكون العناصر متساوية الطول أو متفاوتة ومن نفس إعدادات درجة الحرارة أو مختلفة، حيث تعمل وحدة التحكم التي تعمل مباشرة من مصدر الطاقة، على التأثير بجهد صغير على عناصر الاستشعار.
عندما تحدث حالة ارتفاع درجة الحرارة في أي نقطة على طول العنصر، فإن مقاومة الملح سهل الانصهار داخل عنصر الاستشعار تنخفض بشكل حاد، مما يتسبب في تدفق التيار بين الغلاف الخارجي والموصل المركزي، حيث يتم استشعار هذا التدفق الحالي بواسطة وحدة التحكم، والتي تنتج إشارة لتحفيز مرحل الإخراج.
عندما يتم إطفاء الحريق أو خفض درجة الحرارة الحرجة، يعود نظام (Fenwal) تلقائيًا إلى تنبيه الاستعداد، ويكون جاهزًا لاكتشاف أي حريق لاحق أو حالة ارتفاع درجة الحرارة، كما قد يكون نظام (Fenwal) سلكيًا في هذه الحالة أي في حالة حدوث دائرة كهربائية مفتوحة، لا يزال النظام يشير إلى نشوب حريق أو ارتفاع درجة الحرارة وفي حالة حدوث عدة دوائر مفتوحة، يصبح هذا القسم غير صالح للعمل.
نظام Kidde المستمر للحلقة
في نظام (Kidde) ذو الحلقة المستمرة، يتم إدخال سلكين في أنبوب غير مملوء بمادة الثرمستور الأساسية، حيث يمر موصلان كهربائيان على طول اللب، ويحتوي أحد الموصلات على اتصال أرضي بالأنبوب والموصل الآخر يتصل بوحدة التحكم في الكشف عن الحريق.
مع زيادة درجة حرارة اللب، تقل المقاومة الكهربائية للأرض، حيث تراقب وحدة التحكم في الكشف عن الحريق هذه المقاومة وإذا انخفضت المقاومة إلى نقطة ضبط السخونة الزائدة، فسيظهر مؤشر ارتفاع درجة الحرارة في سطح الطائرة، عادةً ما يتم تضمين تأخير زمني مدته 10 ثوانٍ لإشارة السخونة الزائدة، وإذا انخفضت المقاومة أكثر إلى نقطة اندلاع الحريق، يحدث تحذير من الحريق وعندما تختفي حالة الحريق أو السخونة الزائدة، تزداد مقاومة المادة الأساسية حتى تصل إلى نقطة إعادة الضبط وتختفي مؤشرات سطح الطائرة.
يحدد معدل تغير المقاومة وجود قُصر كهربائي أو حريق، حيث أن المقاومة تتناقص بسرعة أكبر مع وجود قُصر كهربائي بالإضافة إلى الكشف عن الحرائق والسخونة الزائدة، يمكن لنظام الحلقة المستمرة (Kidde) توفير بيانات درجة الحرارة لوظيفة مراقبة حالة الطائرة في نظام مراقبة الطائرة أثناء الطيران (AIMS).
عنصر الاستشعار
يتكون عنصر الاستشعار، بشكل أساسي من عدد لا حصر له من وحدات الثرمستورات كهربائياً بالتوازي على طولها ومقاومة عنصر الاستشعار هي الي تدل على الطول المُسخن، بالإضافة إلى أن تسخين درجة الحرارة لأقل من الطول الكامل للعنصر يتطلب تسخين هذا الجزء إلى درجة حرارة أعلى لتحقيق نفس التغيير الكلي في المقاومة، ونتيجة لذلك لا يستجيب النظام لدرجة حرارة إنذار ثابتة ولكن لمجموع المقاومات (بالتوازي) الذي يعكس “متوسط” غير حسابي.
قد يتم توجيه عنصر الاستشعار بالقرب من النقاط الساخنة غير الخطرة التي قد يكون لها درجة حرارة طبيعية أعلى بكثير من درجة حرارة الإنذار الإجمالية، دون خطر التسبب في إنذار خاطئ، حيث تسمح هذه الميزة بضبط نقطة الإنذار بالقرب من الحد الأقصى لدرجة الحرارة المحيطة العامة، مما يعطي حساسية أكبر للحرارة الزائدة العامة أو الحريق دون التعرض للإنذارات الكاذبة من النقاط الساخنة المحلية غير الخطرة.
تحذير مختلط من الحريق والسخونة الزائدة
تسمح الإشارة التناظرية من عنصر استشعار الثرمستور بترتيب دوائر التحكم لإعطاء استجابة ذات مستويين من نفس حلقة عنصر الاستشعار، الاستجابة الأولى هي تحذير من ارتفاع درجة الحرارة عند مستوى درجة حرارة أقل من تحذير الحريق، مما يشير إلى ارتفاع عام في درجة حرارة حجرة المحرك، والذي يمكن أن يكون ناتجًا عن تسرب الهواء الساخن أو غاز الاحتراق إلى حجرة المحرك.
كما يمكن أن يكون تحذيرًا مبكرًا للحريق، وسوف ينبه الطاقم إلى الإجراء المناسب لخفض درجة حرارة الحجرة وستكون استجابة المستوى الثاني عند مستوى أعلى من ذلك الذي يمكن تحقيقه من خلال تسرب الغاز الساخن وسيكون تحذير الحريق.
مؤشر اتجاه درجة الحرارة
الإشارة التناظرية التي تنتجها حلقة عنصر الاستشعار حيث يمكن بسهولة تحويل تغيرات درجة الحرارة إلى إشارات مناسبة لعرض المتر أو أنبوب أشعة الكاثود (CRT) للإشارة إلى زيادة درجة حرارة حجرة المحرك عن المعدل الطبيعي، كما توفر مقارنة القراءات من كل نظام حلقي أيضًا فحصًا لحالة نظام الكشف عن الحرائق، لأنه يجب أن تقرأ الحلقتان على حد سواء عادةً.
اختبار نظام الكشف عن الحريق الحراري
يمكن اختبار سلامة نظام الكشف عن الحرائق ذات الحلقة المستمرة عن طريق تشغيل مفتاح اختبار في سطح الطيران، والذي يحول أحد طرفي حلقة عنصر الاستشعار من دائرة التحكم الخاصة به إلى دائرة اختبار مدمجة في وحدة التحكم، والتي تحاكي تغير مقاومة عنصر الاستشعار بسبب الحريق.
إذا كانت حلقة عنصر الاستشعار غير منقطعة، فإن المقاومة المكتشفة “المرئية” بواسطة دائرة التحكم هي الآن مقاومة النيران المحاكية، وبالتالي يتم إرسال إشارة الإنذار، بالإضافة إلى استمرارية حلقة عنصر الاستشعار وسلامة دائرة مؤشر الإنذار والأداء السليم لدوائر التحكم، وتظل خصائص الثرمستور لعنصر الاستشعار دون تغيير طوال عمر العنصر أي (لا تحدث تغييرات كيميائية أو فيزيائية عند التسخين)، بحيث تعمل بشكل صحيح طالما أنها متصلة كهربائيًا بوحدة التحكم.
