Sólin Sólin Rís 10:17 • sest 16:10 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 21:40 • Sest 15:54 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 10:12 • Síðdegis: 22:46 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 03:46 • Síðdegis: 16:36 í Reykjavík
Sólin Sólin Rís 10:17 • sest 16:10 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 21:40 • Sest 15:54 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 10:12 • Síðdegis: 22:46 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 03:46 • Síðdegis: 16:36 í Reykjavík
LeiðbeiningarTil baka

Sendu inn spurningu

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=
Forsíða Náttúruvísindi og verkfræði Verkfræði og tækni Hvernig virkar reykskynjari?

Flokkun:

22.1.2007
Náttúruvísindi og verkfræði Verkfræði og tækni

Hvernig virkar reykskynjari?

Jón Tómas Guðmundsson

Reykskynjari (smoke detector) er tæki sem nemur reyk og gefur þá frá sér merki, oft hljóðmerki, þegar reykurinn nær ákveðnum mörkum. Reykskynjarar eru mjög algeng, einföld og ódýr öryggistæki sem finna má á flestum heimilum og vinnustöðum. Í þeim er yfirleitt nemi og hljóðgjafi. Skynjunarhluti þeirra byggist yfirleitt á annaðhvort ljósskynjun eða jónun. Í sumum reykskynjurum er báðum aðferðum beitt. Hér verður fjallað um hvora gerð fyrir sig.

Ljósháðir reykskynjarar

byggjast á að nema dreifingu ljóss. Þetta er útskýrt á myndinni hér að neðan. Myndin til vinstri sýnir meginatriðin í ljósskynjandi reykskynjara. Í honum er ljósgjafi og ljósskynjari (ljósnemi). Ljósgjafinn er oftast ljóstvistur (light emitting diode, LED) sem gefur frá sér ljós á innrauða sviðinu.

Ljósinu frá ljósgjafanum er beint framhjá ljósnemanum. Þegar reykur kemur inn í hylki nemans dreifa reykagnirnar ljósinu í allar áttir og einhver hluti ljóssins lendir þá á ljósnemanum, eins og sjá má á myndinni til hægri. Ljósneminn er úr hálfleiðandi efni og þegar á hann fellur ljós lækkar viðnám hans. Þegar viðnámsbreytingin nær tilteknum þröskuldi kemur hún fram sem spennumerki. Spennumerkið drífur svo hljóðgafa, ljósmerki, eða annað sem lætur vita að hætta sé á ferðum. Í sumum ljósskynjandi reykskynjurum er hins vegar farið öfugt að og ljósgjafanum beint að nemanum. Þegar reykur berst á milli ljósgjafa og nema dregur þá úr ljósi sem nær að nemanum og viðnám hans hækkar.


Ljósháður reykskynjari.

Jónaskynjarar

Í jónaskynjandi reykskynjara eru jónandi geislun og jónunarhylki notuð til að nema reyk. Þessi aðferð byggist á því að jónað andrúmsloft leiðir rafstraum. Stöðugur rafstaumur er framkallaður með því að láta geislalind jóna andrúmsloft innan afmarkaðs hylkis, jónahylkis. Reykur sem berst inn í þetta hylki truflar strauminn og straumbreytingin sem við það verður er numin og breytt í aðvörunarmerki.

Tvö skaut með um 1 cm millibili afmarka jónahylkið. Það er að öðru leyti opið út í andrúmsloftið. Jónaskynjarinn notar lítið (~0,2 mg) magn af geislavirku samsætunni ameríkín-241 (Am – 241). Hún sendir frá sér alfa-agnir og hefur helmingunartímann 432 ár. Alfa-agnirnar, sem geislað er út frá ameríkín-samsætunni, jóna nitur- og súrefnissameindir andrúmsloftsins í jónahylkinu. Jónun merkir að rafeind losnar frá frumeind eða sameind og myndað er par rafeindar og jónar.



Jónaklefi.

Spenna er lögð á skaut jónahylkisins til að safna þessum ögnum. Neikvætt hlaðnar rafeindir dragast að rafskauti með jákvæða spennu, en jákvætt hlaðnar jónir dragast að skauti með neikvæða spennu. Skaut reykskynjarans nema þann litla straum (10-100 píkóamper) sem jónunin veldur. Rafspenna er svo lögð á skautin og straumurinn er stöðugt mældur með straummæli. Þegar reykur kemst inn í jónahylkið gleypa reykagnirnar alfa-agnirnar og þær jóna ekki lengur andrúmsloftið í klefanum. Við það fellur straumurinn sem numinn er með skautunum og aðvörunarmerki fer í gang. Reykskynjarara af þessari gerð eru mjög algengir vegna þess að þeir eru ódýrir og tiltölulega næmir.

Frekara lesefni á Vísindavefnum:

Heimildir:
  • G. J. Granieri. 1977. Bipolar-MOS and Bipolar IC's Building Blocks for Smoke-Detector Circuits, IEEE Transactions on Consumer Electronics, CE-23(4); 522-527.

Höfundur

Jón Tómas Guðmundsson

fyrrum prófessor í rafmagns- og tölvuverkfræði við HÍ

Útgáfudagur

22.1.2007

Spyrjandi

Alexía Björnsdóttir

Efnisorð

Tilvísun

Jón Tómas Guðmundsson. „Hvernig virkar reykskynjari?“ Vísindavefurinn, 22. janúar 2007, sótt 21. nóvember 2024, https://visindavefur.is/svar.php?id=6475.

Jón Tómas Guðmundsson. (2007, 22. janúar). Hvernig virkar reykskynjari? Vísindavefurinn. https://visindavefur.is/svar.php?id=6475

Jón Tómas Guðmundsson. „Hvernig virkar reykskynjari?“ Vísindavefurinn. 22. jan. 2007. Vefsíða. 21. nóv. 2024. <https://visindavefur.is/svar.php?id=6475>.

Chicago | APA | MLA

Þessi síða notar vafrakökur Nánari upplýsingar

Ég samþykki

Senda grein til vinar

=

Hvernig virkar reykskynjari?
Reykskynjari (smoke detector) er tæki sem nemur reyk og gefur þá frá sér merki, oft hljóðmerki, þegar reykurinn nær ákveðnum mörkum. Reykskynjarar eru mjög algeng, einföld og ódýr öryggistæki sem finna má á flestum heimilum og vinnustöðum. Í þeim er yfirleitt nemi og hljóðgjafi. Skynjunarhluti þeirra byggist yfirleitt á annaðhvort ljósskynjun eða jónun. Í sumum reykskynjurum er báðum aðferðum beitt. Hér verður fjallað um hvora gerð fyrir sig.

Ljósháðir reykskynjarar

byggjast á að nema dreifingu ljóss. Þetta er útskýrt á myndinni hér að neðan. Myndin til vinstri sýnir meginatriðin í ljósskynjandi reykskynjara. Í honum er ljósgjafi og ljósskynjari (ljósnemi). Ljósgjafinn er oftast ljóstvistur (light emitting diode, LED) sem gefur frá sér ljós á innrauða sviðinu.

Ljósinu frá ljósgjafanum er beint framhjá ljósnemanum. Þegar reykur kemur inn í hylki nemans dreifa reykagnirnar ljósinu í allar áttir og einhver hluti ljóssins lendir þá á ljósnemanum, eins og sjá má á myndinni til hægri. Ljósneminn er úr hálfleiðandi efni og þegar á hann fellur ljós lækkar viðnám hans. Þegar viðnámsbreytingin nær tilteknum þröskuldi kemur hún fram sem spennumerki. Spennumerkið drífur svo hljóðgafa, ljósmerki, eða annað sem lætur vita að hætta sé á ferðum. Í sumum ljósskynjandi reykskynjurum er hins vegar farið öfugt að og ljósgjafanum beint að nemanum. Þegar reykur berst á milli ljósgjafa og nema dregur þá úr ljósi sem nær að nemanum og viðnám hans hækkar.


Ljósháður reykskynjari.

Jónaskynjarar

Í jónaskynjandi reykskynjara eru jónandi geislun og jónunarhylki notuð til að nema reyk. Þessi aðferð byggist á því að jónað andrúmsloft leiðir rafstraum. Stöðugur rafstaumur er framkallaður með því að láta geislalind jóna andrúmsloft innan afmarkaðs hylkis, jónahylkis. Reykur sem berst inn í þetta hylki truflar strauminn og straumbreytingin sem við það verður er numin og breytt í aðvörunarmerki.

Tvö skaut með um 1 cm millibili afmarka jónahylkið. Það er að öðru leyti opið út í andrúmsloftið. Jónaskynjarinn notar lítið (~0,2 mg) magn af geislavirku samsætunni ameríkín-241 (Am – 241). Hún sendir frá sér alfa-agnir og hefur helmingunartímann 432 ár. Alfa-agnirnar, sem geislað er út frá ameríkín-samsætunni, jóna nitur- og súrefnissameindir andrúmsloftsins í jónahylkinu. Jónun merkir að rafeind losnar frá frumeind eða sameind og myndað er par rafeindar og jónar.



Jónaklefi.

Spenna er lögð á skaut jónahylkisins til að safna þessum ögnum. Neikvætt hlaðnar rafeindir dragast að rafskauti með jákvæða spennu, en jákvætt hlaðnar jónir dragast að skauti með neikvæða spennu. Skaut reykskynjarans nema þann litla straum (10-100 píkóamper) sem jónunin veldur. Rafspenna er svo lögð á skautin og straumurinn er stöðugt mældur með straummæli. Þegar reykur kemst inn í jónahylkið gleypa reykagnirnar alfa-agnirnar og þær jóna ekki lengur andrúmsloftið í klefanum. Við það fellur straumurinn sem numinn er með skautunum og aðvörunarmerki fer í gang. Reykskynjarara af þessari gerð eru mjög algengir vegna þess að þeir eru ódýrir og tiltölulega næmir.

Frekara lesefni á Vísindavefnum:

Heimildir:
  • G. J. Granieri. 1977. Bipolar-MOS and Bipolar IC's Building Blocks for Smoke-Detector Circuits, IEEE Transactions on Consumer Electronics, CE-23(4); 522-527.
...