ES2262881T3 - Procedimiento y dispositivo para medir el contenido de oxigeno en un espacio objetivo cerrado. - Google Patents
Procedimiento y dispositivo para medir el contenido de oxigeno en un espacio objetivo cerrado.Info
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Abstract
Procedimiento para medir el contenido de oxígeno en un espacio objetivo cerrado (10) para el control de niveles de inertización en un dispositivo de gas inerte para la prevención y/o extinción de incendios (15), con las siguientes etapas: a) se toma en el espacio objetivo (10) una muestra de aire a través de una serie de aberturas de aspiración (2) de un sistema de tubos aspirantes (1); b) se determina la concentración de oxígeno de la muestra de aire aspirada por medio de un detector de oxígeno (3a, 3b). caracterizado por los siguientes pasos después de la etapa b): b1) se determina la concentración de oxígeno en la muestra de aire aspirada por medio de un detector de oxígeno de referencia (3b); b2) se compara el valor medido de la concentración de oxígeno de la muestra de aire aspirada determinada en la etapa b), con el valor medido de la concentración de oxígeno del detector de oxígeno de referencia (3b); y b3) en caso de que se sobrepase una diferencia entre el valor medido de la concentración de oxígeno del detector de oxígeno (3a) y el valor medido de la concentración de oxígeno del detector de oxígeno de referencia (3b), el detector de oxígeno (3a) o el detector del oxígeno de referencia (3b) emite una señal de perturbación, por lo cual en la etapa b1), para impedir el envejecimiento del detector de oxígeno de referencia (3b), se conecta el detector de oxígeno de referencia (3b) sólo brevemente a intervalos temporales regulares.
Description
Procedimiento y dispositivo para medir el
contenido de oxígeno en un espacio objetivo cerrado.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para medir el contenido de oxígeno en un espacio
objetivo cerrado, especialmente para el control de niveles de
inertización en un dispositivo de gas inerte para la prevención y/o
extinción de incendios, así como un dispositivo para la ejecución
del procedimiento.
El documento DE 198 11 851 divulga un
procedimiento de inertización para la minimización del riesgo y
para extinguir incendios en espacios cerrados así como un
dispositivo para la ejecución del procedimiento. En este caso está
previsto un procedimiento de inertización en dos etapas, en el cual
en el espacio cerrado se baja primero el contenido de oxígeno a un
determinado nivel básico de inertización y en el caso de un
incendio se sigue bajándolo a un determinado nivel de inertización
total. Para el control del procedimiento de inertización está
previsto un procedimiento de medición del oxígeno, en el cual se
aspiran activamente las cantidades parciales representativas del
aire ambiental por medio de un sistema de tuberías y se conducen a
una cámara de medición con un sensor de oxígeno. Además está
previsto que en cualquier cantidad parcial del aire ambiental se
midan las magnitudes del incendio y que se inicie una inertización
total del espacio objetivo cuando sea necesario y en respuesta a la
medición de la magnitud del incendio.
El documento
US-A-4,177,787 divulga un
dispositivo así como un procedimiento para la captación del
envejecimiento de un detector de oxígeno en un tubo de escape de un
motor de combustión. Aquí se ha pensado en prever, además de un
sensor de oxígeno para el control o la captación del grado de
combustión de carburantes en los gases de escape del motor de
combustión, un sensor de referencia que capta igualmente la
concentración de oxígeno en los gases de escape. Ambos valores
captados independientemente de los respectivos sensores de oxígeno
se comparan sucesivamente entre sí. Esta comparación provee una
indicación de si el sensor de oxígeno trabaja correctamente o si
este ha envejecido tanto a consecuencia de las sedimentaciones etc.
que los valores aportados por el mismo sobrepasan un margen de
tolerancia de errores.
El documento
EP-A-1 092 975 divulga un
procedimiento para medir oxígeno en un tubo de escape de un motor
de combustión. Con el fin de proveer una disposición de sensores así
como un procedimiento, por medio del cual o mediante el cual con
bajos costes puedan obtenerse datos de medición adicionales para la
optimización de una mezcla de aire-carburante a
encender en la cámara de combustión de un motor de combustión, se
ha previsto emplear una electrónica de sensores así como un sensor
de gas que presenta al menos un electrodo de referencia que
representa una presión parcial de oxígeno constante, un electrólito
fijo conductor de iones de oxígeno y al menos dos electrodos de
medición sobre un lado del gas de medición.
En espacios cerrados, cuyos equipos son
sensibles al efecto del agua, como por ejemplo áreas de elaboración
de datos, salas de mando y distribución eléctrica o áreas de
almacenamiento con productos de alta calidad, se usan cada vez más
los llamados procedimientos de inertización para minimizar el
riesgo y extinguir incendios. El efecto de extinción resultante en
este procedimiento se basa en el principio de la compresión del
oxígeno. El aire ambiental normalmente se compone, como es sabido,
por el 21% en volumen de oxígeno, 78% en volumen de nitrógeno y 1%
en volumen de gases. Para extinguir y prevenir incendios se aumenta
la concentración de gas inerte en el respectivo espacio,
introduciendo un gas inerte que comprime el oxígeno, como por
ejemplo nitrógeno puro, y se disminuye la parte de oxígeno. Muchas
sustancias ya no se queman cuando desciende la parte de oxígeno por
debajo del 15-18% en volumen. Dependiendo de los
materiales combustibles existentes en el respectivo espacio puede
ser necesario otro descenso de la parte de oxígeno a por ejemplo el
12% en volumen.
Por la patente DE 198 11 851 C2 se conoce un
procedimiento de inertización, que permite una extinción efectiva
de un incendio, habiendo una escasa capacidad de almacenamiento
posible de botellas de gas inerte. En este procedimiento se reduce
el contenido de oxígeno en el espacio objetivo cerrado a un nivel
básico de inertización de por ejemplo 16% en volumen, y en caso de
incendio se realiza una inertización total muy rápida a por ejemplo
12% o menos en volumen.
Un dispositivo de gas inerte para la prevención
y/o extinción de incendios para la realización del citado
procedimiento de inertización presenta actualmente los siguientes
componentes: Un equipo de medición de oxígeno para medir el
contenido de oxígeno en el espacio objetivo a vigilar; un
dispositivo de detección de incendios para detectar una magnitud de
incendio en el aire ambiental del espacio objetivo; un control para
la evaluación de los datos del dispositivo,medidor de oxígeno y del
detector de magnitudes de incendio y para el control de la
secuencia del procedimiento de inertización; y una instalación para
la producción e introducción repentina de gas inerte en el espacio
objetivo.
Bajo el concepto de magnitudes características
de incendio se entienden magnitudes físicas, sometidas a
variaciones mensurables en la periferia de un incendio incipiente,
p. ej. la temperatura ambiental, la proporción de sustancia sólida
o fluida o de gas en el aire ambiental (formación de humo en forma
de partículas, aerosoles o vapor) o la radiación ambiental.
El dispositivo medidor de oxígeno sirve para
ajustar el nivel básico de inertización en el espacio objetivo.
Cuando se haya sobrepasado un valor umbral de la concentración de
oxígeno - por ejemplo debido a una fuga en el espacio objetivo - el
control da una orden a una instalación especial para introducir gas
inerte en el espacio, de modo que se reduzca la parte de oxígeno.
El dispositivo medidor de oxígeno señaliza cuándo se ha alcanzado
de nuevo el valor umbral del nivel básico de inertización. La
situación del nivel básico de inertización depende al mismo tiempo
de las características del espacio.
Si se verifica sin embargo una magnitud
característica de incendio por medio del detector para magnitudes
de incendio, la instalación recibe la orden de hacer fluir gas
inerte en el espacio hasta que se haya reducido la concentración de
oxígeno en el espacio objetivo a un determinado nivel de
inertización total.
Para un control seguro del procedimiento, la
medición del contenido de oxígeno en el espacio objetivo es un
punto esencial en un dispositivo de gas inerte de este tipo para la
prevención y/o extinción de incendios. En el estado de la técnica
se emplean sensores de oxígeno en forma de puntos en el espacio
objetivo para medir la concentración de oxígeno, que envían los
valores medidos del contenido de oxígeno al control en forma de una
señal analógica. Es muy común usar interfaz de corriente de
4-20 mA, donde 4 mA corresponden a una
concentración de 0% en volumen de oxígeno y 20 mA al final del
margen de medición (p. ej. el 25% en volumen de oxígeno). El empleo
de sensores de oxígeno en forma de puntos tiene la desventaja de que
son necesarios un gran número de sensores de este tipo en el
espacio objetivo para obtener una indicación representativa sobre
el contenido de oxígeno del aire ambiental. Esto requiere un
cableado correspondientemente complicado entre los sensores
individuales repartidos en el espacio objetivo y el control en
sí.
Además el control necesita un número
correspondientemente alto de interfaces analógicas. Esto en
particular supone elevados gastos en hardware.
Resulta especialmente desventajoso también que
el control tenga que elaborar continuamente un gran número de
señales. Particularmente la formación de valores medios, la
apreciación de errores y la comparación con valores umbrales
predeterminados son aquí rutinas absolutamente necesarias para el
control del procedimiento de inertización. Sólo con ayuda de los
datos elaborados de los sensores de oxígeno puede accionarse la
instalación para la introducción de gas inerte, una alimentación de
aire fresco o un ventilador para la circulación de aire en el
espacio objetivo. De esta manera el procesamiento de señales será
muy laboriosa en el control, lo que supone una elevada complejidad
del software.
Sobre la base de la problemática descrita la
presente invención tiene el objetivo de indicar un procedimiento
para medir el contenido de oxígeno en un espacio objetivo, el cual
permita una determinación efectiva, segura y representativa de la
concentración de oxígeno con un gasto lo más reducido posible en la
instrumentación y procesamiento de señales.
Este objetivo se consigue con un procedimiento
para medir el contenido de oxígeno del tipo inicialmente mencionado
con las siguientes etapas de procedimiento: Primero se toma una
muestra de aire del espacio objetivo a través de una serie de
aberturas de aspiración de un sistema de tubos aspirantes, para
determinar después con un detector de oxígeno la concentración de
oxígeno de la muestra de aire aspirada.
La solución según la invención presenta una
serie de ventajas esenciales respecto a los procedimientos
conocidos y anteriormente comentados de la técnica de extinción de
gas inerte para medir el contenido de oxígeno en un espacio
objetivo. Mediante una aspiración a través de aberturas del sistema
de tubos aspirantes se mezclan muestras de aire de diferentes
aberturas de aspiración. De este modo la concentración de oxígeno de
la muestra de aire aspirada corresponde automáticamente a un valor
medio de la concentración de oxígeno del espacio objetivo por lo
que no es necesario hacer un promedio complicado en el
procesamiento de señales en un control. En una forma de realización
correspondientemente más simple no es necesario un software para la
evaluación o valoración de los valores medidos. Además en el
procedimiento según la invención el volumen de supervisión y
medición es esencialmente mayor que en sensores de oxígeno
dispuestos en forma de puntos del tipo conocido. Esto en particular
supone un ahorro en la adquisición, en la instalación y el
mantenimiento del dispositivo para medir el contenido de oxígeno en
el espacio objetivo y finalmente de todo el dispositivo de gas
inerte para la prevención y/o extinción de incendios.
El objetivo anteriormente mencionado se resuelve
además mediante un dispositivo para la realización de este
procedimiento, que presenta al menos un sistema de tubos aspirantes
para aspirar una muestra de aire a través de diferentes aberturas
de aspiración del espacio objetivo a vigilar.
El dispositivo según la invención realiza de una
manera ideal la combinación del procedimiento según la invención
con un dispositivo medidor de oxígeno. Resulta particularmente
ventajoso el hecho de que aquí puede renunciarse al uso de un gran
número de sensores de oxígeno en forma de puntos en el espacio
objetivo. En lugar de esto está previsto al menos un sistema de
tubos aspirantes para aspirar una muestra de aire a través de
diferentes aberturas de aspiración del espacio objetivo a vigilar.
Por consiguiente tampoco es necesario un cableado costoso de los
sensores de oxígeno en forma de puntos como se preveía hasta ahora
con el control. Puesto que en el control sólo ha de proveerse una
interfaz analógica para el dispositivo medidor de oxígeno, ésta
puede realizarse empleando poco hardware. Además el procesamiento
de señales en el control se simplifica evidentemente, puesto que ya
no hay que procesar un gran número de señales de sensores
individuales de oxígeno. Por consiguiente el software puede ser
también correspondientemente sencillo para el procesamiento de
señales. Con la solución según la invención por consiguiente es
posible medir el contenido de oxígeno con poco gasto respecto a la
instrumentación y procesamiento de señales, lo que particularmente
supone ahorros en la adquisición y mantenimiento de todo el
dispositivo de gas inerte.
Los perfeccionamientos ventajosos del
procedimiento se indican en las reivindicaciones secundarias 2 a 7,
y del dispositivo en las reivindicaciones 9 a 12.
Preferiblemente el procedimiento de medición de
oxígeno contiene las otras dos etapas siguientes, que se efectúan
después de la segunda etapa - la determinación de la concentración
de oxígeno de la muestra de aire aspirada con el detector de
oxígeno: Según este perfeccionamiento se compara primero el valor
medido de la concentración de oxígeno de la muestra de aire aspirada
en el detector de oxígeno con determinados umbrales y
posteriormente se realiza, en caso de sobrepasar el valor umbral
determinado, mediante una introducción de gas inerte en el espacio
objetivo, un descenso de la concentración de oxígeno. Por
consiguiente, mediante la medición continua del contenido de
oxígeno, el procedimiento de inertización se adapta a posibles
fugas del espacio objetivo. La ventaja de este perfeccionamiento es
que en el procedimiento de medición de oxígeno según la invención
existe una cierta "inteligencia" propia, puesto que el
procedimiento efectúa por sí mismo una comparación con umbrales
predeterminados. En cuanto se sobrepase un valor umbral esto es
indicado al control en la central. Por consiguiente no solo se
reduce evidentemente el tráfico de datos entre el dispositivo para
la realización del procedimiento de medición de oxígeno según la
invención y el control del dispositivo de gas inerte para la
prevención y/o extinción de incendios sino también el procesamiento
de señales en el control. Con esta llamada "inteligencia
repartida" puede repartirse un procesamiento de señales entre el
control y el detector de oxígeno conectado. Esto permite reducir de
forma evidente los gastos en software y particularmente el precio
de adquisición así como el mantenimiento del control de un
dispositivo de gas inerte para la prevención y/o extinción de
incendios.
Preferiblemente se integra un detector para
magnitudes características de incendio en el procedimiento según la
invención para medir el contenido de oxígeno en el espacio
objetivo. Este detector emite una señal en caso de incendio para la
inertización total. Este perfeccionamiento es la transformación
técnica de procedimientos de combinación de un dispositivo de
detección de incendios de aspiración conocido con la técnica de
extinción de gas inerte. En este caso se entiende por dispositivo
de detección de incendios de aspiración un dispositivo de detección
de incendios, que aspira activamente una cantidad parcial
representativa de aire ambiental por medio de un sistema de tubos
aspirantes, sistema de tuberías o sistema de canales en un gran
número de lugares y conduce luego estas cantidades parciales a un
detector para la captación de una magnitud de incendio. Mediante la
integración del detector para magnitudes de incendio en el
dispositivo para la realización del procedimiento según la
invención se crea aquí, además del dispositivo medidor de oxígeno,
un dispositivo de detección de incendios por aspiración. Resulta
ventajoso que para la transformación de un dispositivo de detección
de incendios de aspiración de este tipo se pueda recurrir a
componentes ya existentes. Esto permite equipar el espacio objetivo
sin gasto especial con un dispositivo de detección de incendios de
aspiración mejorando con ello el reconocimiento de incendios.
En una forma de realización especialmente
ventajosa de la solución según la invención está previsto que las
magnitudes características de incendio verificadas en el detector
sean los humos en forma de partículas, aerosoles o vapor y al menos
un gas de combustión. De esta manera se logra que el dispositivo de
detección de incendios, que está equipado con el dispositivo
medidor de oxígeno según la invención, reaccione con especial
sensibilidad respecto a las magnitudes que obviamente son típicas
para un incendio. De este modo puede reconocerse un incendio
preferiblemente desde su origen y puede alarmarse el dispositivo de
gas inerte para la prevención y/o extinción de incendios.
Una posible realización del dispositivo medidor
de oxígeno según la invención consiste en que el gas de combustión
verificado en el detector sea de CO o de CO_{2}. La ventaja de
esta forma de realización particularmente es que el dispositivo de
detección de incendios está especialmente sensibilizado a
magnitudes de incendio y por ello también es apto por ejemplo para
distinguir entre un incendio efectivo y humo de cigarrillos o
magnitudes similares características de humos pero no
características de incendios. Naturalmente son imaginables aquí
otras formas de realización.
En una forma de realización ventajosa se integra
la medición de la calidad del aire a través de un sensor de CO o de
CO_{2} en el procedimiento, donde la conducción, de aire fresco
del espacio objetivo es controlada en función de la señal del
sensor de CO o de CO_{2}. También aquí entran en consideración
las ventajas discutidas más arriba en relación con el detector de
oxígeno. En particular no es necesario en este perfeccionamiento
ventajoso el uso de un gran número de sensores de CO o de CO_{2}
distribuidos en el espacio objetivo y que midan por puntos y por
consiguiente también un correspondiente elevado gasto en hardware y
software en el control de procesamiento de señales.
En la invención está integrada una etapa del
procedimiento, en la que se determina la concentración del oxígeno
mediante un detector de oxígeno de referencia en la muestra de aire
aspirada. Esto ocurre particularmente independientemente de la
medición del detector de oxígeno anteriormente citado. El detector
de oxígeno de referencia está dispuesto entonces permanentemente en
la corriente de aire de la muestra de aire aspirada. Por ejemplo
sería posible que el detector de oxígeno de referencia se encontrara
muy cerca del detector de oxígeno. El valor medido de la
concentración de oxígeno captado por el detector de oxígeno de
referencia determinado es posteriormente comparado con el valor
medido de la concentración de oxígeno, que ha sido registrado al
mismo tiempo con el sensor de oxígeno en la corriente de aire. En
este caso está previsto emitir una señal de perturbación, cuando se
demuestre durante una comparación de ambos valores medidos, que la
diferencia entre el valor de la concentración de oxígeno captado por
el detector de oxígeno y el valor de la concentración de oxígeno
captado por el detector de oxígeno de referencia difiere de un
valor de tolerancia previamente fijado. En este caso es posible que
la comparación de los valores medidos, o sea, la emisión de la
señal de perturbación, ocurra bien en un detector de oxígeno o por
medio del mismo o en un detector de oxígeno de referencia o por
medio del mismo. Naturalmente son imaginables aquí otras
soluciones.
Por regla general en la invención normalmente el
detector de oxígeno de referencia - contrariamente al detector de
oxígeno - está desconectado. El detector de oxígeno de referencia
en este caso sólo se conecta a intervalos temporales regulares,
como por ejemplo una vez al día o una vez por semana. Una vez
conectado, se espera un tiempo de calentamiento mínimo hasta que
pueda determinarse la concentración de oxígeno en la corriente de
aire. El procedimiento de conexión podría tener lugar en este caso
mediante una señal que sea generada por ejemplo por un
temporizador. Por el contrario también sería factible que la
conexión ocurriera al presionar botones, por ejemplo en las
operaciones de mantenimiento. Debido a que el detector de oxígeno de
referencia sólo es conectado brevemente, puede evitarse de una
manera especialmente sencilla y fácil un envejecimiento prematuro
del detector de oxígeno de referencia.
Especialmente preferido es el uso de la señal de
perturbación, que se emite cuando en la comparación de ambos
valores medidos resulta que la diferencia entre el valor de la
concentración de oxígeno captado por el detector de oxígeno y el
valor de la concentración de oxígeno de referencia captado por el
detector del oxígeno de referencia está por encima de un valor de
tolerancia previamente establecido, para dar lugar a que el
detector del oxígeno de referencia permanezca conectado y
suministre por consiguiente continuamente valores medidos de la
concentración de oxígeno de la muestra de aire aspirada. Estos
valores medidos se evalúan entonces en lugar de aquellos del
detector de oxígeno. De este modo se pueden evitar errores de
medición, cuya causa particularmente es el envejecimiento del
detector de oxígeno accionado por regla general de forma
continua.
Como perfeccionamiento ventajoso para el
dispositivo según la invención está previsto que se realice un
ajuste de niveles de inertización en el espacio objetivo y un
control de la conducción de aire fresco o de un ventilador a través
de un control, por lo cual además están previstos al menos un
detector de oxígeno para medir la concentración de oxígeno en la
muestra de aire tomada de un espacio objetivo y al menos un
detector para el reconocimiento de magnitudes de incendio en una
muestra de aire tomada de uno de los sistemas de tubos aspirantes
del espacio objetivo. Esta es una forma de realización del
dispositivo según la invención especialmente fácil de realizar
donde ventajosamente los componentes técnicos de medición usados en
el dispositivo de gas inerte para la prevención y/o extinción de
incendios se emplean solo para el análisis de la muestra de aire
tomada del espacio objetivo.
Especialmente preferidos son al menos un sensor
de CO o sensor de CO_{2} para medir la calidad del aire en una
muestra de aire tomada por uno de los sistemas de tubos aspirantes
del espacio objetivo. Con ello puede actualizarse la solución según
la invención de tal manera que también la calidad del aire pueda
ser controlada mediante el dispositivo de gas inerte según la
invención para la prevención y/o extinción de incendios.
Preferiblemente se integra en un sistema de
tubos aspirantes un detector de oxígeno junto a un detector para el
reconocimiento de magnitudes de incendio y/o un sensor de CO o de
CO_{2}. De este modo puede reducirse ventajosamente el número de
componentes empleados en el dispositivo de gas inerte para la
prevención y/o extinción de incendios. Esto en particular ofrece un
mayor ahorro en la adquisición, instalación y mantenimiento de un
dispositivo de gas inerte para la prevención y/o extinción de
incendios.
Una posible realización consiste en emplear
células electroquímicas de dióxido de circonio como detectores de
oxígeno. Los sensores de oxígeno a base de dióxido de circonio son
particularmente conocidos por la técnica de vehículos donde se usan
en catalizadores para la medición del contenido de oxígeno en gases
de escape. Los sensores son considerados componentes fiables,
sensibles, robustos y de poco mantenimiento. Con el uso de
componentes estándar en el dispositivo según la invención, la
transformación de la invención puede ser especialmente eficiente en
lo relativo a los costes.
En el dispositivo según la invención está
previsto que, junto al detector de oxígeno, se use otro detector de
oxígeno de referencia para medir la concentración de oxígeno de la
muestra de aire tomada del espacio objetivo. Este sirve de
referencia para el detector de oxígeno y se encuentra continuamente
en la corriente de aire aunque el detector normalmente esté
desconectado. De esta manera se evita el envejecimiento del detector
de oxígeno de referencia. El detector es conectado a intervalos
temporales regulares (p. ej. una vez al día o una vez por semana).
La señal para conectar el detector de referencia se genera por
ejemplo por un temporizador. También puede producirse pulsando un
botón, por ejemplo en las operaciones de mantenimiento. Tras la
conexión del detector de oxígeno de referencia se espera el tiempo
mínimo de calentamiento. Luego se comparan ambos valores medidos
del detector de oxígeno y del detector de referencia. Cuando la
diferencia entre los dos valores medidos es mayor qué un umbral
predeterminado, se señaliza una perturbación, y el detector de
oxígeno de referencia ya no se desconecta. Sus valores medidos se
evalúan en lugar de aquellos del detector de oxígeno
envejecido.
A continuación se describe con más detalle, por
medio de dibujos, un ejemplo de realización preferido del
dispositivo según la invención para medir el contenido de oxígeno
en un espacio objetivo cerrado para el control de nivel de
inertización en un dispositivo de gas inerte para la prevención y/o
extinción de incendios.
Muestran:
Fig. 1 un diagrama de bloques esquemático de un
ejemplo de realización del dispositivo según la invención para medir
el contenido de oxígeno en un dispositivo de gas inerte para la
prevención y/o extinción de incendios; y
Fig. 2 una representación esquemática del
dispositivo según la invención para medir el contenido de oxígeno en
un espacio objetivo cerrado.
Fig. 1 muestra un diagrama de bloques
esquemático de un ejemplo de realización del dispositivo según la
invención para medir el contenido de oxígeno en un dispositivo de
gas inerte para la prevención y/o extinción de incendios 6. El
dispositivo de gas inerte para la prevención y/o extinción de
incendios 6 sirve para la prevención y extinción de incendios del
espacio objetivo cerrado 10. En el espacio objetivo 10 están
dispuestos dos sistemas de tubos aspirantes 1 para aspirar muestras
de aire a través de diferentes aberturas de aspiración 2. Los
sistemas de tubos aspirantes 1 están equipados cada vez con un
detector de aspiración 8, en el que son conducidas las muestras de
aire del espacio objetivo 10 a un detector de oxígeno 3 y un
detector 4 para el reconocimiento de magnitudes de incendio o un
sensor 5 de CO o de CO_{2}. En la forma de realización
representada en la figura 1 están representados dos sistemas de
tubos aspirantes 1, donde uno de los sistemas de tuberías 1 está
montado debajo del techo del espacio objetivo 10, en su caso a una
distancia de hasta 1 m del techo, y el otro sistema de tubería 1
preferiblemente a la altura de respiración, es decir,
aproximadamente a 1,5 m por encima del suelo.
El detector de oxígeno 3a determina la
concentración de oxígeno de la respectiva muestra de aire y compara
el valor medido con los umbrales predeterminados. Al sobrepasar el
valor umbral ajustado, el detector de oxígeno 3a da un aviso a
través de una línea de datos de un control 7, que da lugar a una
introducción de gas inerte en el espacio objetivo 10 y un descenso
de la concentración de oxígeno. El control 7 señaliza para ello a
una instalación para la producción y la introducción de gas inerte
6 para que efectúe una inertización del espacio objetivo 10.
Debido a la toma continua de muestras de aire
del espacio objetivo 10 por el dispositivo de aspiración se mide
continuamente el contenido de oxígeno del aire ambiental en el
detector de oxígeno 3a. En cuanto el valor medido de la
concentración de oxígeno de la muestra de aire continuamente
aspirado en el detector de oxígeno 3a coincida con un valor umbral
ajustado, el control 7 recibirá un aviso correspondiente que dará
lugar a que cese la inertización.
En la forma de realización representada en la
Fig. 1 se verifican en el detector 4, para el reconocimiento de
magnitudes de incendio, además del humo en forma de partículas,
aerosoles o vapor, también al menos un gas de combustión, como por
ejemplo de CO o de CO_{2}. Usando al menos dos magnitudes de
incendio diferentes, que pueden verificar independientemente un
incendio en el espacio objetivo 10, se puede realizar una
redundancia óptima y una seguridad contra correspondientes averías
del dispositivo de gas inerte para la prevención y/o extinción de
incendios 6. Por consiguiente se logra particularmente también que
el detector 4 sea apto para distinguir entre un incendio efectivo y
cantidades de humo de cigarrillos o humos similares que no son
magnitudes características de incendios.
En otro sistema de tubos aspirantes 1 según la
figura 1 están integrados en el detector de aspiración un sensor 5
de CO o de CO_{2} y un detector 4 para el reconocimiento de
magnitudes características de incendio. El sensor 5 de CO o de
CO_{2} vigila la calidad del aire del espacio objetivo 10, en
cuanto este determina el contenido de CO o de CO_{2} de la
muestra de aire tomada del sistema de tubos aspirantes. En el caso
de que la calidad del aire del espacio objetivo 10 ya no
corresponda a los estándares esperados, el sensor 5 avisa de ello a
la central de control 7, que acciona un ventilador 9 para la
circulación de aire o una conducción de aire fresco 11. En caso de
medir posteriormente una calidad suficientemente mejor de aire, se
desconecta de nuevo el ventilador 9 o la conducción de aire fresco
11.
Además es posible integrar en un detector de
aspiración 8 varios sensores diferentes, como por ejemplo un sensor
de CO o de CO_{2} en combinación con un detector 4 para el
reconocimiento de magnitudes características de incendio o también
un detector de oxígeno 3a en combinación con uno de los otros
sensores 4 o 5 arriba citados.
En el dispositivo según la invención se usa,
junto al detector de oxígeno de referencia 3b, otro detector de
oxígeno 3a para medir la concentración de oxígeno de la muestra de
aire tomada del espacio objetivo 10. Este sirve como referencia
para el detector de oxígeno 3a y se encuentra continuamente en la
corriente de aire, aunque normalmente está desconectado. De esta
manera se evita el envejecimiento del detector de oxígeno de
referencia 3b. El detector 3b se conecta a intervalos regulares (p.
ej. una vez al día o una vez por semana). La señal para conectar el
detector de oxígeno de referencia 3b se genera por ejemplo por un
temporizador. También puede generarse presionando un botón, es
decir, en operaciones de mantenimiento. Tras la conexión del
detector de oxígeno de referencia 3b se espera un tiempo mínimo de
calentamiento. Luego se comparan ambos valores medidos del detector
de oxígeno 3a y del detector de referencia 3b. Si la diferencia
entre ambos valores medidos fuera mayor que un umbral ajustado, se
señala un fallo y el detector de oxígeno de referencia 3b ya no se
desconecta. Sus valores medidos se evalúan en lugar de aquellos del
detector de oxígeno 3a envejecido.
La Fig. 2 muestra una representación esquemática
del dispositivo según la invención para medir el contenido de
oxígeno en un espacio objetivo 10 cerrado. En la forma de
realización representada, el sistema de tubos aspirantes 1 está
fijado mediante abrazaderas 12 debajo del techo del espacio
objetivo 10. A través de las aberturas de aspiración 2 en el sistema
de tubos aspirantes 1 se aspira aire del espacio objetivo 10. Para
ello se usa una unidad de aspiración 13, que está integrada en el
detector de aspiración 8. La unidad de aspiración 13 y el sistema
de tubos aspirantes 1 son vigilados a través de un sensor de
corriente de aire 14, que está situado preferiblemente al final del
sistema de tubos aspirantes 1.
Cuando la muestra de aire aspirada pasa el
sensor de corriente de aire 14 ésta fluye alrededor del detector de
oxígeno 3a. El detector de oxígeno 3a mide la concentración de
oxígeno de la muestra de aire que representa un valor medio de la
concentración de oxígeno del aire del espacio objetivo 10. El valor
medido es comparado en el detector de oxígeno 3a con valores
umbrales. Si se sobrepasan los valores umbrales, el contenido de
oxígeno en el aire ambiental del espacio objetivo 10 es demasiado
alto para evitar de forma segura un incendio. Al aparecer la señal
"sobrepasado un primer valor umbral" el control 7 acciona el
dispositivo, que genera el gas inerte y lo introduce en el espacio
objetivo 10 (generador).
Si sube el contenido de oxígeno significa que el
generador está defectuoso, puesto que no introduce ningún gas
inerte en el espacio 10. Cuando aparece la señal "sobrepasado un
segundo valor umbral" el control 7 señaliza "fallo".
Cuando se baja por debajo de los valores
umbrales no se provoca una inertización total. Cuando aparece la
señal "descenso por debajo de un primer valor umbral", el
control 7 inmoviliza el generador por haber obtenido el contenido
de oxígeno deseado.
Si sigue descendiendo el contenido de oxígeno
significa que el generador está defectuoso, puesto que no cesa de
introducir gas inerte en el espacio objetivo 10. Cuando aparece la
señal "descenso por debajo de un segundo valor umbral" el
control 7 señaliza "fallo".
Cuando el contenido de oxígeno desciende por
debajo de un valor peligroso para las personas, han de iniciarse
las medidas para la protección de personas. Cuando aparece la señal
"descenso de un tercer valor umbral" el control 7 inicia las
medidas de protección de personas, como por ejemplo una evacuación
del espacio o bloqueo de la entrada.
En lugar del detector de oxígeno 3a puede
emplearse en el detector de aspiración 8 también un sensor 5 de CO
o de CO_{2} y/o un detector 4 para el reconocimiento de
magnitudes características de incendio.
Deberá señalarse que la realización de la
invención no se limita a los ejemplos de realización descritos en
las figuras 1 y 2, sino que también es posible en un gran número de
variantes.
| 1 | Sistema de tubos aspirantes |
| 2 | Abertura de aspiración |
| 3a | Detector de oxígeno |
| 3b | Detector de oxígeno de referencia |
| 4 | Detector (para el reconocimiento de magnitudes de incendio) |
| 5 | Sensor de CO o de CO_{2} |
| 6 | Instalación (para la producción e introducción de gas inerte) |
| 7 | Control |
| 8 | Detector de aspiración |
| 9 | Ventilador |
| 10 | Espacio objetivo |
| 11 | Conducción de aire fresco |
| 12 | Abrazadera de tubo |
| 13 | Unidad de aspiración |
| 14 | Sensor de corriente de aire |
| 15 | Dispositivo de gas inerte para la prevención y/o extinción de incendios. |
Claims (12)
1. Procedimiento para medir el contenido de
oxígeno en un espacio objetivo cerrado (10) para el control de
niveles de inertización en un dispositivo de gas inerte para la
prevención y/o extinción de incendios (15), con las siguientes
etapas:
- a)
- se toma en el espacio objetivo (10) una muestra de aire a través de una serie de aberturas de aspiración (2) de un sistema de tubos aspirantes (1);
- b)
- se determina la concentración de oxígeno de la muestra de aire aspirada por medio de un detector de oxígeno (3a, 3b).
caracterizado por los
siguientes pasos después de la etapa
b):
- b1)
- se determina la concentración de oxígeno en la muestra de aire aspirada por medio de un detector de oxígeno de referencia (3b);
- b2)
- se compara el valor medido de la concentración de oxígeno de la muestra de aire aspirada determinada en la etapa b), con el valor medido de la concentración de oxígeno del detector de oxígeno de referencia (3b); y
- b3)
- en caso de que se sobrepase una diferencia entre el valor medido de la concentración de oxígeno del detector de oxígeno (3a) y el valor medido de la concentración de oxígeno del detector de oxígeno de referencia (3b), el detector de oxígeno (3a) o el detector del oxígeno de referencia (3b) emite una señal de perturbación,
por lo cual en la etapa b1), para
impedir el envejecimiento del detector de oxígeno de referencia
(3b), se conecta el detector de oxígeno de referencia (3b) sólo
brevemente a intervalos temporales
regulares.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado por los pasos adicionales siguientes a la
etapa b):
- c)
- en el detector de oxígeno (3a, 3b) se compara el valor medido de la concentración de oxígeno de la muestra de aire aspirada con valores umbrales ajustados;
- d)
- en caso de sobrepasar el valor umbral ajustado se produce un descenso de la concentración de oxígeno por introducción de gas inerte en el espacio objetivo (10).
3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2,
caracterizado por otras etapas siguientes antes o durante
la etapa b):
- b4)
- se miden las magnitudes características de incendio en la muestra de aire aspirada por medio de un detector (4);
- b5)
- en caso de reconocimiento de una magnitud característica de incendio el detector (4) emite una señal para una inertización total del espacio objetivo (10).
4. Procedimiento según la reivindicación 3,
caracterizado por el hecho de que las magnitudes
características de incendio verificadas en el detector (4) son los
humos en forma de partículas, aerosoles o vapor y al menos un gas
de combustión.
5. Procedimiento según la reivindicación 4,
caracterizado por el hecho de que el gas de combustión a
verificar en el detector (4) es de CO o de CO_{2}.
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado por las otras
etapas sucesivas, después de la etapa a):
- b6)
- se mide el contenido en CO y/o contenido en CO_{2} en la muestra de aire aspirada por medio de un sensor de CO y/o de CO_{2} (5);
- b7)
- en función del valor medido del contenido en CO y/o en CO_{2} se conduce aire fresco al espacio objetivo (10).
7. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado por la siguiente
etapa, después de la etapa b3):
- b8)
- una vez emitida la señal de perturbación, el detector de oxígeno de referencia (3b) determina continuamente la concentración de oxígeno en la muestra de aire aspirada, por lo cual la evaluación del valor medido de la concentración de oxígeno en la etapa c) ocurre en base al valor medido determinado por el detector de oxígeno de referencia (3b) en lugar del valor medido determinado por el detector de oxígeno (3a).
8. Dispositivo para la ejecución del
procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, con:
- -
- un dispositivo de gas inerte para la prevención y/o extinción (15) de incendios en un espacio cerrado (10);
- -
- al menos un sistema de tubos aspirantes (1) para aspirar una muestra de aire a través de diferentes aberturas de aspiración (2) del espacio objetivo (10) a vigilar;
- -
- al menos un detector de oxígeno (3a) para medir la concentración de oxígeno en la muestra de aire tomada del espacio objetivo (10);
- -
- un control (5), por medio del cual se realiza el ajuste de niveles de inertización en el espacio objetivo (10) y el control de la conducción de aire fresco (11) o del ventilador (9);
caracterizado por un
detector de oxígeno de referencia (3b) para medir la concentración
de oxígeno en la muestra de aire tomada del espacio objetivo (10)
como referencia para el detector de oxígeno (3a), y en el caso de
sobrepasar una diferencia entre el valor medido de la concentración
de oxígeno del detector de oxígeno (3a) y el valor medido de la
concentración de oxígeno del detector de oxígeno de referencia
(3b), el detector de oxígeno (3a) o el detector de oxígeno de
referencia (3b) emite una señal de perturbación, y el detector de
oxígeno de referencia (3b) se pone en marcha sólo brevemente a
intervalos temporales regulares, para impedir el envejecimiento del
detector de oxígeno de referencia
(3b),
9. Dispositivo según la reivindicación 8,
caracterizado por al menos un detector (4) para reconocer
magnitudes características de incendio en una muestra de aire
tomada en uno de los sistemas de tubos aspirantes (1) del espacio
objetivo (10);
10. Dispositivo según la reivindicación 8 o 9,
caracterizado por al menos un sensor de CO o de CO_{2}
(5) para medir la calidad del aire en una muestra de aire tomada en
uno de los sistemas de tubos aspirantes (1) del espacio objetivo
(10).
11. Dispositivo según una de las
reivindicaciones 8 a 10, caracterizado por el hecho de que
al menos un detector de oxígeno (3a, 3b) y/o al menos uno de los
detectores (4) y/o al menos uno de los sensores de CO o de CO_{2}
(5) juntos son integrados en uno de los sistemas de tubos
aspirantes (1).
12. Dispositivo según una de las
reivindicaciones 8 a 11, caracterizado por el hecho de que
se usan células electroquímicas de dióxido de circonio como
detectores de oxígeno (3a, 3b).
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