연기 감지기는 대량 생산으로 인해 비용이 거의 들지 않는 놀라운 발명품 중 하나입니다. 연기 감지기는 $7에 구입할 수 있습니다. 비용은 매우 저렴하지만 연기 감지기는 매년 수천 명의 생명을 구합니다. 사실, 모든 가정에는 층당 하나의 연기 감지기가 있는 것이 좋습니다.
모든 연기 감지기는 연기를 감지하는 센서와 사람들을 깨우는 매우 큰 전자 경적의 두 가지 기본 부분으로 구성됩니다. 연기 감지기는 9볼트 배터리 또는 120볼트 주택 전류로 작동할 수 있습니다.
이 기사에서는 오늘날 사용되는 가장 일반적인 두 가지 유형의 연기 감지기인 광전 감지기와 이온화 감지기를 살펴보겠습니다. 그리고 이온화 검출기 내부도 살펴보겠습니다.
광전 검출기부터 시작하겠습니다.
- 광전 검출기
- 이온화 검출기: 이온화 방사선
- 이온화 검출기: 이온화 챔버
- 이온화 연기 감지기 내부
광전 검출기
가끔 가게에 들어가는데 문턱을 넘을 때 종소리가 울립니다. 보시면 광빔 검출기 가 사용되고 있는 것을 종종 보실 수 있습니다 . 가게의 한 쪽 문 근처에는 빛 (백색광과 렌즈 또는 저출력 레이저 )이 있고 다른 쪽에는 빛을 "볼" 수 있는 광검출기가 있습니다.
광선을 건너면 차단합니다. 광검출기는 빛의 부족을 감지하고 종을 울립니다. 이 같은 유형의 센서가 연기 감지기 역할을 하는 방법을 상상할 수 있습니다. 매장에서 광선을 충분히 차단할 만큼 연기가 자욱해지면 종이 울릴 것입니다. 그러나 여기에는 두 가지 문제가 있습니다.
- 꽤 큰 연기 감지기입니다.
- 별로 민감하지 않습니다.
경보가 울리기 전에 많은 연기가 있어야 합니다. 연기는 빛을 완전히 차단할 수 있을 만큼 충분히 진해야 합니다. 그러기 위해서는 상당한 양의 연기가 필요합니다.
따라서 광전식 연기 감지기는 다른 방식으로 빛을 사용합니다. 연기 감지기 내부에는 조명과 센서가 있지만 다음과 같이 서로 90도 각도로 배치되어 있습니다.
정상적인 경우 왼쪽 광원의 빛은 직진하여 센서를 놓치게 됩니다. 그러나 연기가 챔버에 들어가면 연기 입자가 빛을 산란시키고 약간의 빛이 센서에 닿습니다.
그런 다음 센서는 연기 감지기의 경적을 울립니다.
광전 감지기는 연기 가 나는 매트리스와 같은 연기 가 나는 화재 를 감지하는 데 더 좋습니다 .
알고 계셨나요?
화재 센서는 NASA가 먼 행성의 사진을 향상시키는 데 사용하는 기술에서 개발되었습니다. Discovery Channel의 이 대화형 애니메이션에서 멋진 NASA 혁신 에 대해 자세히 알아보세요 .
이온화 검출기: 이온화 방사선
이온화 연기 감지기는 이온화 챔버 와 이온화 방사선 소스 를 사용하여 연기를 감지합니다. 이 유형의 연기 감지기는 저렴하고 화염에 의해 생성되는 적은 양의 연기를 감지하는 데 더 우수하기 때문에 더 일반적입니다.
이온화 검출기 내부에는 소량(아마도 1/5000 그램)의 아메리슘-241이 있습니다. 방사성 원소 아메리슘 432 년의 반감기를 가지고, 그리고 좋은 소스입니다 알파 입자 .
검출기의 아메리슘 양에 대해 이야기하는 또 다른 방법은 일반적인 검출기에 0.9마이크로퀴리의 아메리슘-241이 포함되어 있다고 말하는 것입니다. 퀴리 핵 물질의 측정 단위이다. 당신이 무언가의 퀴리를 손에 들고 있다면, 당신은 초당 37,000,000,000번의 핵 변형을 겪는 물질의 양을 들고 있는 것입니다. 일반적으로 이는 샘플에 있는 370억 개의 원자가 붕괴되어 초당 핵 방사선 입자(예: 알파 입자)를 방출한다는 것을 의미합니다. 1g의 라듐 원소는 약 1퀴리의 활동을 생성합니다(퀴리의 이름을 따서 명명된 여성인 Marie Curie는 라듐을 사용하여 많은 연구를 수행했습니다).
(핵 물질 및 핵 방사선에 대한 광범위한 설명은 How Nuclear Radiation Works 를 참조하십시오 .)
이제 이온화 챔버를 살펴보겠습니다.
이온화 검출기: 이온화 챔버
이온화 챔버는 매우 간단합니다. 이것은 다음과 같이 이온화 방사선의 방사성 소스와 함께 양단에 전압이 있는 두 개의 판으로 구성됩니다.
아메리슘에 의해 생성된 알파 입자는 다음과 같은 특성을 가지고 있습니다 . 챔버 내 공기의 산소 및 질소 원자를 이온화 합니다. "이온화하다"는 것은 "전자를 떨어뜨리다"를 의미합니다. 원자 에서 전자를 떨어뜨리면 자유 전자 (음전하 포함)와 하나의 전자가 없는 원자(양전하 포함)가 됩니다. 음의 전자는 양의 전압을 가진 판으로 끌리고 양의 원자는 음의 전압을 가진 판으로 끌립니다(반대는 자석과 마찬가지로 끌림). 연기 감지기의 전자 장치 는 판 쪽으로 이동하는 전자와 이온이 나타내는 소량의 전류 를 감지합니다 .
연기가 이온화 챔버에 들어가면 이 전류를 방해합니다. 연기 입자가 이온에 부착되어 이온을 중화합니다. 연기 감지기는 판 사이의 전류 강하를 감지하고 경적을 울립니다.
경보라고 하면 "원자력 방사선"이라는 단어를 사용할 때마다 많은 사람들의 마음에 경보가 울립니다. 연기 감지기의 방사선량은 극히 적습니다. 그것은 또한 주로 알파 방사선 입니다. 알파 방사선은 종이 한 장을 통과할 수 없으며 몇 센티미터의 공기에 의해 차단됩니다. 연기 감지기의 아메리슘은 흡입하는 경우에만 위험할 수 있습니다. 따라서 연기 감지기에서 아메리슘을 가지고 놀거나, 찌르거나, 어떤 식으로든 방해하는 것을 원하지 않습니다. 왜냐하면 그것이 공중에 떠다니는 것을 원하지 않기 때문입니다. 자세한 내용은 핵 방사선 작동 방식 을 참조하십시오.
이제 이온화 연기 감지기 내부를 살펴보겠습니다.
이온화 연기 감지기 내부
일반적인 연기 감지기의 외관은 다음과 같습니다.
덮개를 제거하면 연기 감지기가 매우 간단하다는 것을 알 수 있습니다. 이것은 인쇄 회로 기판(인쇄 회로 기판 에 대한 설명은 리모컨 내부 문서 참조 ), 이온화 챔버 (다음 그림에서 오른쪽 상단을 향한 은색 실린더) 및 전자 혼 (쪽을 향한 황동 실린더)으로 구성됩니다. 다음 그림의 오른쪽 하단):
다음은 보드를 클로즈업한 것입니다.
그리고 보드 밑면:
이온화 챔버는 이온화 소스를 포함하는 알루미늄 캔 입니다. 통에 공기 흐름을 허용하는 슬롯이 있는 것을 볼 수 있습니다. 캔 자체는 이온화 챔버 의 음극판 역할을 합니다 .
캔 아래에는 이온화 챔버의 양극판을 포함하는 세라믹 홀더가 있습니다. 그 판 아래에 이온화 소스가 있습니다 . 방해하지 않아야 합니다.
연기 감지기 및 관련 주제에 대한 자세한 내용은 다음 페이지의 링크를 확인하십시오.
