Thiết bị “cứu cánh” mới trong ngành phòng cháy chữa cháy

Nhóm nghiên cứu ngành Cơ khí Chính xác và Quang học, Trường Cơ khí thành công chế tạo thiết bị “Hệ thống quang điện tử thông minh phát hiện, cảnh báo sớm ngọn lửa từ xa”, có ý nghĩa trong phòng cháy chữa cháy.

Được biết, dự án này xuất phát từ đề tài PGS. Vũ Toàn Thắng (trưởng nhóm), Trưởng khoa Cơ điện tử làm chủ nhiệm cấp Bộ. Anh đã ứng dụng một số kết quả đề tài cho cuộc thi Sáng tạo Khoa học về Phòng cháy chữa cháy và cứu nạn cứu hộ năm 2022 do Cục phòng cháy chữa cháy Bộ Công an tổ chức.

Quá trình đưa đề tài từ lý thuyết đến một sản phẩm hoàn chỉnh của nhóm nghiên cứu gặp không ít bất lợi. Thách thức lớn nhất là tích hợp cảm biến vào hệ thống. “Do đặc tính của cảm biến phức tạp nên việc thiết kế mạch không đơn giản. Chúng tôi đã thử đi thử lại rất nhiều, có những khi mạch bị cháy. Cảm biến phải đặt từ nước ngoài nên chúng tôi đã rất khó khăn trong thiết kế mạch”, PGS Thắng bộc bạch.

Bộ phận cảm biến của thiết bị được sản xuất độc quyền bởi hãng Hamamatsu tại Nhật Bản, hiện nay chưa có hàng nhái trên thị trường. Hiệu quả sản phẩm mang lại là rất lớn.

Hệ thống quang điện tử thông minh phát hiện cảnh báo sớm ngọn lửa từ xa sử dụng cảm biến UV khắc phục được các nhược điểm chung của thiết bị báo cháy dạng khói: Chỉ phát hiện được đám cháy khi có khói đến đầu cảm biến, chỉ làm việc trong vùng không gian giới hạn, góc thị giới thường nhỏ hơn 120°, không phát hiện được hướng của nguồn gây cháy để chủ động sơ tán.

Hệ thống quang điện tử thông minh được thiết kế một hệ quang phi cầu điều khiển theo các hướng khác nhau để tăng độ nhạy, mở rộng phạm vi làm việc, phát hiện các nguồn gây cháy từ mọi hướng.

Bộ phận cảm biến này đặc biệt nhạy với tín hiệu ngọn lửa trong khoảng cách 50 m, sử dụng cảm biến quang thu nhận bước sóng trong vùng cực tím (UV) để phát hiện ngọn lửa từ nhiều nguồn khác nhau, có khả năng phân biệt ngọn lửa và các nguồn bức xạ khác phát ra từ ánh sáng mặt trời, hàn hồ quang, sét.

Hệ thống nhỏ gọn, sử dụng nguồn nuôi một chiều và có thể sử dụng pin thay thế. Đầu ra của hệ thống được đề xuất thiết kế là tín hiệu xung, thời gian phát xung ngắn (10 ms). Hệ thống này dễ dàng kết nối và gửi tín hiệu lên website, điện thoại di động hay đến hệ thống cảnh báo bằng còi.

Sản phẩm có thể hoạt động tốt trong môi trường trong nhà cũng như ngoài trời, trong các nhà máy, kho bãi, cảnh báo cháy rừng hoặc theo dõi các hệ thống truyền tải điện năng, trạm biến áp. Sản phẩm cũng phù hợp dùng cho nơi rất đặc chủng: Kho vũ khí, kho hàng cảng, các nhà máy có vật liệu cháy nổ, các cây xăng, trạm sạc điện cho ô tô, xe máy.

Chủ nhiệm đề tài Vũ Toàn Thắng kỳ vọng nghiên cứu của mình được hoàn thiện, sớm đưa vào thương mại hóa để phục vụ cho an toàn nhà xưởng. “Thiết bị phát hiện, cảnh báo sớm ngọn lửa từ xa có thể phát hiện được ngọn lửa rất nhỏ như từ bật lửa hay đường dây đánh tia lửa điện mà không chịu ảnh hưởng của khói bụi với độ nhạy tín hiệu rất cao”, theo anh Thắng.

Giá của sản phẩm có thể dao động từ 2-6 triệu đồng, thay đổi linh hoạt theo yêu cầu của khách hàng để đảm bảo hiệu quả phòng cháy chữa cháy. Nhóm nghiên cứu sẽ đến khảo sát và thiết kế sao cho thiết bị bắt được tất cả các điểm có nguy cơ gây hỏa hoạn và kích hoạt giàn mưa phun nước dập cháy.

Để sử dụng cho dân sinh, thiết bị sẽ được thiết kế đơn chiếc hoặc làm hệ thống nhỏ gọn treo trần nhà… Tùy thuộc vào độ đơn giản hay phức tạp của hệ thống, các nhà khoa học dự kiến mất khoảng 1 tuần để đặt mua cảm biến ở nước ngoài và hoàn thành thiết bị theo đơn đặt hàng.

“Đối với khách hàng nào thì giá cả cũng đều quan trọng. Họ sẽ tính toán làm sao để giảm chi phí mua xuống tối thiểu. Tuy nhiên, đây là một sản phẩm giá trị, đáng đầu tư do có nhiều trí tuệ, chất xám tích hợp trong đó. Sản phẩm được chuyên biệt hóa trong sản xuất, linh kiện nhập khẩu”, anh Thắng giải thích.

Đây là hệ thống tương đối mới, một giải pháp mới trong ngành phòng cháy chữa cháy. Đề tài đã được Ban giám khảo cuộc thi Sáng tạo Khoa học về Phòng cháy chữa cháy và cứu nạn cứu hộ năm 2022 đánh giá cao. “Chúng tôi rất vui vì mình đóng góp phần nhỏ của các nhà khoa học Việt Nam cho sản phẩm made in Việt Nam cho việc phòng cháy chữa cháy”, PGS. Thắng tự hào nói.

Nhóm nghiên cứu luôn chào đón nhà đầu tư tiềm năng để có thể thương mại hóa, đưa sản phẩm ra thị trường. Trưởng nhóm nghiên cứu nhấn mạnh: “Nghiên cứu mới chỉ là bước đầu, có được doanh nghiệp cùng hợp tác để phát triển thành sản phẩm thương mại hóa mới là cái đích cuối cùng của nhóm”.

Thương mại hóa và phổ biến các dự án nghiên cứu khoa học là một trong những ưu tiên hàng đầu của người làm khoa học vì đó là minh chứng thép cho một “nghiên cứu có giá trị”.

Hiện nay, nhóm nghiên cứu Cơ khí Chính xác và Quang học anh Thắng tham gia, cùng các lab nghiên cứu Kỹ thuật Laser C5-313, Cơ quang điện tử C45-307 đang phát triển nhiều đề tài liên quan đến laser (laze), quang điện tử và cơ y sinh.

Các nhà khoa học trẻ hướng đến đánh bóng và làm sạch những bề mặt cũ, bẩn trong công nghiệp bằng laser. Nghiên cứu này có tính ứng dụng cao trong công nghiệp, điêu khắc, làm sạch các dụng cụ đục đẽo, làm sạch tượng, …

Với công nghệ hiện đại và chuyên môn cao của các nhà khoa học, những hệ đo lường ứng dụng giao thoa laser có thể đo chính xác đến nanômét (nhỏ hơn micrômét) phục vụ cho các công nghệ vi cơ, công nghệ nano và vi mạch.

“Tôi rất tin tưởng các thế hệ trẻ như những thành viên trong nhóm. Các bạn là những kỹ sư bước ra từ Bách khoa Hà Nội với chuyên môn vững chắc, có nhiều cơ hội tại nước ngoài nhưng vẫn lựa chọn trở lại Trường với đam mê nghiên cứu khoa học”, PGS. Vũ Toàn Thắng tâm đắc.

Anh Thắng cho biết thêm, định hướng chuyên ngành Cơ khí Chính xác và Quang học được đào tạo duy nhất cả nước ở Bách khoa Hà Nội, có liên hệ mật thiết đến quân đội, công an, vũ khí, khí tài quang, …

Bộ môn đã đào tạo ra rất nhiều nhân tài, điển hình như Thứ trưởng Bộ Khoa học Công nghệ Trần Văn Tùng, các thành viên nhóm BK307 (nhóm từng đạt nhiều giải cao trong các cuộc thi dành cho sinh viên nghiên cứu khoa học với những sản phẩm có giá trị), …

Trần Trang. Ảnh: NVCC