Секция: Физика и астрономия
Научный руководитель: Новиков Андрей Валерьевич, учитель физики и информатики
Противопожарные датчики, использующие нетрадиционные физические явления
Кочергин А.П. (10 класс), Кочергин Т.П. (8 класс)
В последнее время большое внимание уделяется усилению противопожарных средств, особенно в школах и других детских учреждениях. Для этих организаций важно, чтобы система сигнализации была не только надежной, но и достаточно дешевой. Этого можно достичь, используя датчики, использующие переход между твердым и жидким состояниями вещества.
Мы использовали в качестве такого вещества тиосульфат натрия (известный среди фотографов, как "закрепитель"), имеющий температуру плавления около 50 oС.
В твердом состоянии - это кристаллическое вещество, имеющее высокое удельное сопротивление. Но при его плавлении образуется жидкость, в которой ионы могут свободно перемещаться, создавая электрический ток. При этом сопротивление датчика меняется в несколько тысяч раз (см. рис.), что можно использовать для включения пожарной
сигнализации.
Конструкция датчика очень простая. Он не содержит цветных металлов, что делает его исключительно дешевым. В работе исследованы характеристики датчиков данного типа с различными видами электродов.
Однако описанный выше датчик, как и большинство других противопожарных датчиков, сигнализирует об уже начавшемся пожаре. Но ведь гораздо важнее предотвратить пожар. Как известно, часто причиной пожара становится неисправный электрический щит, в котором из-за плохих контактов начинается искрение, приводящее затем к пожару.
Мы предлагаем датчик, способный обнаруживать искрение электрических контактов. По своей конструкции он является так называемым когерером Э.Бранли, который был использован еще в первом радиоприемнике А.С.Попова.
Мы исследовали датчики (на фото слева), заполненные опилками различных металлов для выявления наилучшего материала, размеров и формы опилок, степени наполнения объема.
Было установлено, что датчик хорошо реагирует на электромагнитное поле, возникающее при искрении контактов, если его установить на расстоянии до 10...20 см от рубильника (см. график справа).
Также мы исследовали изменение чувствительности датчика с течением времени.
Особенностью такого датчика является зависимость его чувствительности от приложенного напряжения. Мы провели ряд экспериментов, которые показали, что чувствительность датчика возрастала с ростом напряжения.