Bài này nói về hai bộ cảm biến (sensor) thường được đặt trong nhà và giúp cho mọi người sống một cách an toàn. Đó là máy phát hiện khói và máy phát hiện các bon ô xít.
Máy phát hiện khói
Máy phát hiện khói (smoke detector) còn gọi là bộ báo động khói (smoke alarm) là một dụng cụ rất cần thiết trong nhà. Tại Hoa Kỳ nhà nào cũng phải có vài ba cái máy báo động khói. Tuy nhiên chắc bạn cũng đã nhiều phen bực mình vì báo động giả của máy phát hiện khói, lý do là vì máy quá nhạy cảm.
Máy báo động khói có hai thành phần chính: một bộ cảm biến khói và một loa phát thanh điện tử. Khi bộ cảm biến khói phát hiện ra có khói ở chung quanh thì gửi một tín hiệu tới cho loa để báo động. Có hai loại máy cảm biến khói, một là loại i-ông hóa (ionization) và hai là loại quang điện (photoelectric).
Máy phát hiện khói i-ông hóa
Hiện tượng i-ông hóa là một hiện tượng trong đó nguyên tử bị mất đi hoặc thêm vào hạt điện tử âm (electron). Loạimáy báo động khói i-ông hóa có một hộp gọi là hộp i-ông hóa trong đó có hai mảng nối với hai cực của một pin điện và một nguồn cung cấp chất phát xạ i-ông hóa (ionizing radiation).
Nguồn cung cấp này là một lượng rất nhỏ (khoảng 1 phần 5 ngàn của một gam) của chất đồng vị (isotope) Americium-241. Chất này luôn luôn phân rã và phát ra hạt an-pha (alpha particle). Hạt này có hai hạt điện tử dương (proton) và hai trung hòa tử (neutron). Khi hạt bay trong hộp thì các nguyên tử của dưỡng khí và ni-trô bị i-ông hóa, có nghĩa là lấy mất đi mấy hạt điện tử âm.
Các hạt điện tử âm sẽ dính vào mảng có dương tính. Nguyên tử bây giờ có điện tích dương sẽ dính vào mảng có âm tính. Như vậy tạo ra một luồng điện tuy nhỏ nhưng liên tục. Khi khói len vào hộp i-ông hóa làm gián đoạnhiện tượng này và dòng điện bị hạ thấp hay mất đi. Như vậy sẽ khởi động còi báo động. Hai hình minh họa hộp i-ông hóa:
Máy phát hiện khói điện quang
Loại này có một hộp hình chữ T và có một đi ốt phát quang (light emitting diode) ở một đầu chữ T. Đi ốt này phát ra một tia sáng chiếu thẳng trên phần đầu chữ T. Ở cuối chữ có một quang bào (photocell) dùng để phát hiện ánh sáng. Bình thường khi không có khói thì tia sáng chiếu thẳng và không chạm vào quang bào. Khi khói lọt vào hộp thì tia sáng dọi vào khói và bị tản mát ra. Một phần tia sáng chạm vào quang bào. Tia sáng rọi vào đủ mạnh sẽ làm quang bào sinh ra một dòng điện. Dòng điện này sẽ khởi động loa báo động.Hình minh họa máy phát hiện khói điện quang:
Máy phát hiện khói nào tốt hơn?
Vì kỹ thuật căn bản khác nhau nên hai máy phát hiện khói cũng phản ứng khác nhau khi có cháy, nên không thể nói cái này tốt hơn cái kia. Máy phát hiện khói điện quang thì phản ứng nhanh hơn khi lửa cháy là loại cháy âm ỉ một thời gian lâu rồi mới cháy. Trong khi máy phát hiện khói i-ông hóa thì phản ứng nhanh hơn khi lửa cháy là loại cháy sáng. Bây giờ đa số dùng máy phát hiện khói loại i-ông hóa.
Máy phát hiện khói nên đặt tại đâu?
Tối thiểu là mỗi tầng phải có một máy phát hiện khói kể cả tầng hầm. Máy phát hiện khói nên đặt trên trần nhà gần cầu thang, vì nếu khói theo cầu thang lên thì phải qua máy phát hiện khói. Mỗi phòng ngủ nên có một máy phát hiện khói. Hành lang ngoài phòng ngủ cũng nên có một máy phát hiện khói.
Máy phát hiện khói không nên đặt gần góc giữa tường và trần nhà vì trong khoảng đó không khí không lưu thông và khói có thể không tới máy phát hiện khói. Không nên đặt máy phát hiện khói trong nhà bếp vì như vậy sẽ có nhiều báo động giả.
Bảo trì máy phát hiện khói
Cũng như tất cả những dụng cụ điện tử, máy phát hiện khói bị hao mòn, lâu ngày sẽ bớt hiệu quả. Khoảng 8 đến 10 năm thì bạn nên thay máy phát hiện khói mới.
Mỗi năm nên thay pin cho máy phát hiện khói. Nếu bạn nghe tiếng kêu chíp chíp từ máy phát hiện khói thì pin trong máy đã xuống thấp cần phải thay. Nên giữ máy phát hiện khói sạch không bị bụi bậm vì bụi có thể làm cản trở sự hữu hiệu của nó.
Máy báo động các bon ô xít
Các bon ô xít là một chất khí độc không màu sắc không mùi vị, nên không thể biết được sự hiện hữu của nó. Chỉ có một cách là đặt máy báo độngcác bon ô xít. Mỗi nhà nên có ít nhất một cái đặt ở trên trần nhà trong hành lang cạnh các phòng ngủ.
Các bon ô xít độc là vì khi bạn hít nó vào phổi, nó sẽ vào hồng huyết cầu và chiếm chỗ của dưỡng khí, làm cho cơ thể con người bị thiếu dưỡng khí và sinh ra nhiều bệnh.
Theo ủy ban Consumer Product Safety Commission của chính phủ Hoa Kỳ thì khi bị nhiễm độc các bon ô xít nhẹ bạn có thể có những triệu chứng sau:
• Nhức đầu
• Chóng mặt
• Buồn nôn
• Mệt mỏi
• Khó thở
Điều nguy hiểm là những triệu chứng đó giống như bị cảm nên bạn không biết là mình bị nhiễm độc các bon ô xít. Nếu bị nhiễm độc các bon ô xít nặng thì có những triệu chứng sau:
• Rối loạn tâm thần
• Nôn mửa
• Không điều khiển được các bắp thịt
• Bất tỉnh
• Có thể chết
Theo Trung Tâm Kiểm Soát Bệnh (Center for Disease Control) thì ở Hoa Kỳ mỗi năm có khoảng 15 ngàn người phải vào phòng cấp cứu vì ngộ độc các bon ô xít, trong đó có khoảng 480 trường hợp tử vong.
Các bon ô xít từ đâu mà ra
Các bon ô xít là chất thải khi đốt nhiên liệu. Tất cả những máy nổ dùng nhiên liệu dầu đều thải ra các bon ô xít. Nên tuyệt đối không bao giờ để nổ máy xe hơi trong nhà xe khi đóng kín cửa. Máy phát điện cũng phải chạy ở một nơi thoáng khí. Các bon ô xít cũng sinh ra khi đốt lò sưởi, nên lò sưởi phải luôn luôn thông thoát để hơi các bon ô xít bay ra ngoài.
Máy báo độngcác bon ô xít hoạt động ra sao
Máy báo độngcác bon ô xít nhận dạng các bon ô xít và đo lượng các bon ô xít trong không khí và sẽ phát ra tiếng còi báo động khi nhận thấy không khí có các bon ô xít ở trên một mức nào đó.
Có ba loại máy báo động các bon ô xít:
• Bộ cảm biến biomimetic – loại này dùng một chất đặc quánh (gel). Nếu có sự hiện diện của các bon ô xít chất này sẽ đổi màu. Một bộ cảm biến khác nhận thấy sự đổi màu ấy sẽ khởi động còi báo động
• Chất bán dẫn ô xi kim loại (metal oxide semiconductor) – loại này dùng một mạch điện có chíp silic (silica chip). Khi các bon ô xít chạm vào chíp này thì nó làm giảm điện trở của chíp này. Một bộ xử lý nhận ra sự thay đổi này và khởi động còi báo động.
• Bộ cảm biến điện hóa (electrochemical sensor) – Trong loại này hai điện cực được nhúng vào một dung dịch hóa học. Khi có sự hiện diện của các bon ô xít cường độ dòng điện sẽ bị thay đổi. Sự thay đổi này khởi động còi báo động.
—————-
Nguồn tài liệu:
http://www.firelifesafetyconsulting.org
https://www.cpsc.gov
