Всё о науке за 60 минут

Возможность узнать, где вы находитесь на поверхности планеты, это та чаша Грааля, которую наше общество искало на протяжении веков. Предлагались огромные денежные вознаграждения и, как следствие, прилагались огромные человеческие усилия для решения этой проблемы. И наконец благодаря GPS мы смогли делать это с невероятной точностью. Но ключом к этому стало понимание одного из двух столпов физики XX века. Я изо всех сил пытаюсь разобраться в идеях специальной и общей теорий относительности и знаю, что не одинок в этом. Но пусть я пока не так уж силен в деталях, мне приятно знать, что мой смартфон с GPS-приемником и микрокомпьютером способен выполнить все необходимые вычисления и моментально определить мое местоположение, блестяще доказывая тем самым, что теория Эйнштейна работает.

Тление и горение – разные предпочтения датчиков дыма

Датчики дыма, или пожарные извещатели, стали на удивление распространенным охранным устройством. И не зря. Мировая статистика показывает, что шансы не погибнуть от пожара в доме удваиваются, если в нем установлены эти самые датчики. Национальные пожарные службы во всем мире чрезвычайно заинтересованы в распространении пожарных извещателей, поскольку они не только спасают жизни, предупреждая людей о возгорании незамедлительно, но и дают возможность быстро поставить в известность пожарных, позволяя им добраться до места назначения прежде, чем огонь приведет к непоправимым последствиям.

Хотя все рады иметь дома датчики дыма, чудесные инженерные решения, заключенные внутри них, часто упускаются из виду теми, кто выбирает, какие именно датчики ставить. Существует два основных типа извещателей, и каждый из них чуть лучше подходит для одного из двух слегка различающихся типов пожара.

Если пламя начинает пожирать не особенно огнеопасный материал, то, как известно, создает тлеющий огонь. Такой пожар приводит к образованию дыма, состоящего из крупных частиц сажи. Хотя, конечно, все относительно: диаметр этих частиц равен примерно всего лишь одной сотой доле миллиметра. Для их обнаружения нужен оптический датчик. Внутри его корпуса – кроме батареи, сирены и разнообразной электроники – вы найдете небольшую, окрашенную в черный цвет круглую дымовую камеру. На одном ее конце находится источник света, который светит внутрь камеры. В современных сигнализациях это обычно светоизлучающий диод, и часто он испускает инфракрасное излучение. Также внутри этой камеры, но не напротив источника света, находится фотодиод. По сути это светодиод, работающий в обратном направлении. Когда свет падает на фотодиод, возникает слабый электрический ток. Представьте, что это очень маленькая секция солнечной панели. Поскольку светодиод не обращен к фотодиоду, а свет движется по прямой линии, излучение не улавливается фотодиодом, ток не течет и сигнал тревоги молчит. А теперь представьте, что несколько крупных частиц сажи из тлеющего огня поднимаются к потолку помещения в горячих воздушных потоках и достигают дымовой камеры датчика через отверстия по периметру. Свет или инфракрасное излучение от светодиода попадает на эти частицы сажи и теперь не поглощается рифленой стенкой дымовой камеры, а отражается сажей. Этот отраженный свет рассеивается во всех направлениях, и часть его улавливается фотодиодом. Он вырабатывает малый ток, сигнализация обнаруживает это и включает сирену.