اللوائح النهائية ولوائح الانتظار مبارة التعليم بالتعاقد 2022/2023

كيف يعمل كاشف الدخان الإلكتروني؟

سمعنا جميعا عن الهنود الذين استخدموا إشارات الدخان لإرسال رسائل بسيطة لمسافات طويلة. لكن في بعض الأحيان عندما نرى الدخان يرسل رسالة مفزعة للغاية: هناك حريق قريب وحياتنا في خطر. إذا اندلع النيران في النهار ، فيمكننا عادةً شمّها وتفعل شيئًا حيالها. ولكن إذا كنا نائمين في الليل ، يمكن للحرائق أن تسرق الأكسجين الذي نحتاجه للتنفس أو إنتاج الغاز السام الذي يمكن أن يرسلنا إلى سبات عميق ومميت لن نتعاف منه أبداً. 

في العالم ، يموت عدد كبير من الناس من حرائق المنازل أكثر من جميع الكوارث الطبيعية مجتمعة. لحسن الحظ ، بفضل التكنولوجيا الحديثة ، هناك طريقة غير مكلفة وموثوق بها للغاية لاكتشاف الحرائق : كاشف الدخان الإلكتروني. كيف تعمل هذه الأداة المدهشة؟

يعتبر كاشف الدخان جهاز إنذار رخيصا حيث قد يصل سعره إلى 7 دولارات، لكنه ينقذ حياة الألاف من البشر سنويا، وينصح بأن يكون هذا الجهاز في كل طابق في كل بيت. ويتكون هذا الجهاز بشكل أساسي من جزءين: حساس للإحساس بالدخان و صفارة إنذار إلكترونية ذات صوت بالغ الارتفاع لإيقاظ النائمين. ويمكن لكاشفات الدخان أن تعمل على بطارية 9 فولت أو على تيار المنزل 120 فولت.

وأهم نوعين من هذا الكاشفات هما الكهروضوئية أو كاشفات التأين، والتأين كما هو معروف تكوين أيون أو أكثر باكتساب إلكترونات أو خسارة إلكترونات من ذرة أو جزيء متعادل كهربائيا بفعل حرارة أو تفريغ كهربائي أو إشعاع أو تفاعل كيميائي.

ويتم استخدام كاشف ذي شعاع ضوئي، حيث يكون بالقرب من الباب أو في أحد أركان الغرفة أو المخزن ضوء (إما أن يكون ضوءا أبيض وعدسة أو ليزرا منخفض القوة) وفي الجانب الأخر كاشف ضوئي يمكنه أن "يرى" الضوء. وعندما تعبر شعاع الضوء فإنك تحجزه وتشعر حساسات الكاشفات الضوئية بغياب الضوء فتعمل على تشغيل الإنذار. ويمكنك تصور ما يحدث للحساس إذ ظهر دخان. فعندما يصل تركيز الدخان في المكان إلى درجة تمنع شعاع الضوء من الوصول إلى الحساس، فإن جهاز الإنذار يعمل. ولهذا الجهاز عيبان هما أنه لا يرصد إلا الدخان الكثيف وأنه غير حساس بدرجة كبيرة. فقد يكون هناك الكثير من الدخان قبل أن ينطلق الإنذار، حيث يجب أن يكون الدخان ذا كثافة عالية حتى يمنع شعاع الضوء.

لذلك فإن كاشفات الدخان الكهروضوئية تعمل بطريقة مختلفة، ويتوافر فيها الضوء والحساس لكنهما يوضعان بحيث تكون الزاوية بينهما 90 درجة. ويدخل الضوء من المصدر ويستمر في اتجاهه الأصلي دون أن يصل إلى الحساس الموجود في اتجاه متعامد مع مسار الضوء فلا يحدث شيء. لكن بمجرد دخول الدخان إلى الجهاز فإن جزيئات الدخان تبعثر الضوء فلا يستمر كله في الاتجاه الأصلي بنفسه بل ينحرف بعضه في الاتجاه العمودي فيصل بعض من الضوء إلى الحساس الذي يعمل على تشغيل الانذار.

وتستخدم كاشفات الدخان عن طريق التأين فراغ تأين ومصدر إشعاع متأين، وهي أكثر شيوعا لأنها رخيصة وأفضل في الكشف عن الكميات الأصغر من الدخان الناتج عن الاحتراق المستخدم للإشعال. وفي داخل الجهاز هناك كمية بالغة الصغر من مادة مشعة هي مادة "الأمريسيوم" لها نصف عمر 432 سنة وتعتبر مصدرا جيدا لأشعة ألفا. ويتكون هذا الكاشف من أسطوانتين بينهما فرق جهد مع مصدر إشعاع أيوني. ووظيفة المادة المشعة أنها تحدث تأنيا لذرات الأكسجين والنتروجين في الهواء داخل الجهاز، ومعنى التأين طرد إلكترون من الذرة مما يتيح وجود إلكترونات حرة ذات شحنة سالبة وذرات ينقصها إلكترونات (ذات شحنة موجبة)، ويكون الإلكترون السالب منجذبا إلى الأسطوانة ذات الشحنة الموجبة (كما لو كانت مغناطيسا). وتشعر التركيبات الإلكترونية في كاشف الدخان بالكميات الصغيرة من التيار الكهربائي الذي تمثله تلك الإلكترونات المتحركة نحو الأسطوانتين.

وعندما يدخل دخان إلى هذا المكان المتأين فإنه يحدث اضطرابا في التيار الكهربائي ، حيث تهاجم جزيئات الدخان الأيونات وتجعلها متعادلة. وتشعر حساسات الدخان بنقص التيار بين الأسطوانتين فتعمل على تشغيل الإنذار.

ولا تمثل أجهزة إشعاع "ألفا" التي تستخدم مادة "الأمريسيوم" أي خطورة على الإنسان لأن إشعاع "ألفا" لا يخترق صفحة الورق التي تمنعه من الحركة بضعة سنتيمترات من الهواء، ولا تمثل هذه المادة خطورة إلا إذا استنشقها الإنسان.

المصدر : مجلة العربي العلمي ، العدد الثامن ، يناير 2006 م