在上一篇火焰光譜中，我們已經了解，不同可燃物都有他們獨特的火焰光譜，例如氫氣的燃燒，不會有 CO2 的產生。依據火焰光譜的特性，燃料可以分三大類型：
1) 碳氫化合物的燃料或氣體，例如汽油、甲烷、酒精等
2) 氫氣 (無C)
3) 其他如羥基 (hydorxyl)、金屬 (metal)、無機 (inorganic) 等
(選用時可諮詢火焰探測器製造商)
§ 探測距離 (detection range)
以 Spectrex 40/40D 手冊所列，理想的最大探測距離與
1) 探測器種類 (IR3、Multi-IR、UV/IR)
2) 燃料 (Fuel) 種類
有關。舉例來說，如果我們的防護對象同時存在甲醇、氫氣，我們可以選用 40/40D-M 或是 40/40D-LB，而明顯 40/40D-M 有更遠的探測距離 (50 m)。
§ 視角 (field of view)
不同視角，會影響探測距離，我們將 50% 探測距離的角度，定為視角 (field of view)，包含水平與垂直。視角所圍出的範圍才能達到有效的探測與警報。
§ 有效探測距離 (Effectiveness Detection Range)
除了上述的因素外，誤報源及天氣狀況等現場的因素也會影響有效探測距離 (Effectiveness Detection Range)。因此，90 m QuadSense 探測器讓 40/40D-I 及 40/40D-M 的實際有效距離幾乎達到 65 m (100%)。
§ 防爆等級
火焰探測器較常安裝在高危害風險的環境如化工廠等，而需考量防爆等級的需求。
以常用的防爆等級 ATEX/IECEx 系統，爆炸性氣體環境我們須考量 Zone 0/1/2 分區 (Ga/Gb/Gc)、氣體 (蒸氣) 混合物分級 (IIA/IIB/IIC)、最高表面溫度 (T1-T6) 等需求，選擇合適的防爆探測器。
§ 相關認證
除了防爆認證外，主要性能認證有 EN 54-10 及 FM-3620。
如果對選用火焰探測器有任何問題，隨時歡迎您的詢問。
]]>一般火災發生時，同時會產生煙、熱、光，由此而發展各種類型的探測器。其中以偵測火災產物二氧化碳 (CO2)、水 (H2O) 等物質所發出的電磁波，包含紅外線 (Infrared, IR)、紫外線 (Ultraviolet, UV) 等的火焰式探測器，最為靈敏、偵測範圍也最廣。
汽油火災的光譜
以下為一般汽油 (Gasoline) 火災的光譜，常以偵測 CO2 (二氧化碳)、H2O (水) 的紅外線 (Infrared, IR) 或紫外線 (Ultraviolet, UV) 來探知火災。從 IR、UV 火焰式探測器，到 IR3、Multi-IR、UV/IR 不斷的推陳出新，不外乎以增加探測燃料種類、探測距離、減少誤報為目的。
以下我們就以 Spectrex 的產品來介紹各種常見偵測不同光譜波段的火焰探測器：
SharpEye 40/40D-I
– 利用 QuadSense Technology 以 4 組紅外線波段 CO2 peak (4~5 μm)，探測碳氫化合物火災
– 優點：探測距離長、少誤報
SharpEye 40/40D-M
– 利用 QuadSense Technology 以 4 組紅外線波段 (2~5 μm)，探測碳氫化合物火災
– 可探測氫氣 (H2O peak)
– 優點：探測距離長、少誤報
SharpEye 40/40D-LB
– 同時探測 UV/IR
– 優點：除碳氫化合物火災外，可用於氫氣、羥基、金屬、無機等火災
我們針對上述三種探測器，不同燃料火災的的應用整理如下：
選用火焰式探測器的第一步是什麼? 確認可能燃料的種類
Spectrex/Emerson 在 2021 年底，正式停賣舊款 Spectrex 40/40 Series，並推出 40/40D 新世代火焰式探測器，提供更大的有效偵測範圍，同時提升減少誤報的能力，此歸功於 QuadSense Technology 的導入。
QuadSense Technology
? 加倍強化 IR3 的效能
QuadSense 架構和演算法利用模擬 2 個偵測頻道，每個偵測頻道即代表 1 個 IR3 (Triple-IR) 探測器，並透過自適應演算法 (adaptive algorithm) ，將 2 個頻道組合成為一個正確的決策。(如下圖所示)
? 解析度大躍進
傳統 IR3 以類比方式進行，取樣速度慢，而 QuadSense Technology 以數位方式取樣，可增加 5 倍的取樣速度，解析度則可提升 X12。
? QuadSense Technology 如何運作?
透過偵測火焰中的氣體排放化學反應，例如熱 CO2 辨別和 H、H2O、HC (未燃燒的碳氫化合物分子），C（煙灰）和 CO（一氧化碳），4 個 IR 探測器，經由一個數位分析器，可達到 5X 的取樣速度即 X12 解析度的提升；再透過 2 組同時進行的自適應演算器，組合成一個明確的火災或非火災 (Fire/No Fire) 判斷。
40/40D-I vs 40/40-I
檢測範圍擴大
? 90m vs. 65m，偵測覆蓋率>2倍
? 更大的面積覆蓋，所用的探測器減少
? 降低總成本
增加實際有效探測距離
影響實際有效探測距離的因素有：
? 燃燒物質類型
? 誤報源
? 天氣/鏡頭髒汙
? 探測角度
透過增加探測器的可信度與抗誤報能力，可增加實際有效探測距離
Spectrex SharpEye 40/40D 火焰式探測器擁有卓越性能表現的同時，也讓設置成本降低，而在市場上擁有無與倫比的競爭力。如果有興趣，歡迎您的詢問。
]]>泡沫混合比例的重要性
不論我們挑選何種消防泡沫，都必須按照特定的混合比例使用，它是決定泡沫能否有效成功撲滅火災的重要關鍵。
如果混合得太稀，則可能無法撲滅火災；如果混合得太濃，則泡沫原液可能在撲滅火災之前就已耗盡。
NFPA 11 – Standard for Low-, Medium-, and High-Expansion Foam 中針對泡沫混合比例規定：
1) 不低於建議濃度
2) 不超過建議濃度30%或不超過濃度 1 %（以較小者為準）
折射率量測法
泡沫液在不同濃度下，會有不同的折射率 (refractive index)。而市面上的糖度計便是以折射率的原理量測甜度，它所使用的單位為 Brix %。國內規定便是以此作為泡沫混合比例的測試儀器。
1) 光學式糖度計：
利用光學原理，直接以肉眼判讀 Brix %。由於不同種類的泡沫液濃度的 Brix % 變化會有差異，需挑選合適的測試範圍，否則可能無法判讀。
2) 數位型糖度計：
數位型的糖度計 (折射計) 的甜度 (折射率) 的精確度，Brix %一般都可達到 0.1%，折射率則可達到小數後 3~4 位，再加上它的測量值範圍較大，因此在使用上較光學式糖度計更為靈活方便。
OPTi Duo折射率與甜度Brix %雙顯示：
流速量測法
如果能分別量測泡沫原液 (Concentrate flow) 及消防水 (Water flow) 的流速，也可確認泡沫混和比例。
FireMiks 的 Dosing Return Valve (DRV) 的設計，在不浪費泡沫原液下，便可精準的測量到泡沫混合比例。
DRV 測試安裝方法
1 將較大的水流量計組裝到 FIREMIKS 一次測的管道中，確保流量計完全充滿水（無氣穴），並在前後預留合適的直管長
2 將原液測試線連接到 DRV 閥 – 使用潤滑劑防止螺紋磨損
3 將檢測線的排放軟管放回原液桶中，必要時將其固定
4 將泄壓閥的泄壓軟管放在合適的位置
5 將兩根流量計電源線插入 220V 插座（如有必要，請使用延長線）
6 將計量/迴流閥置於迴流位置（如圖所示）
7 檢查加藥/沖洗閥是否處於加藥位置（如圖所示）
8 檢查用於類比注射壓力的截止閥是否完全打開（閥桿） 伸出，刻度盤全程逆時針旋轉，並開啟主水流以啟動 FIREMIKS
9 一旦流量穩定，關閉截止閥（8），使注射壓力（9）為所需（根據水力計算或與 FIREMIKS 主水流二次測的壓力計相同）
10 從流量計中讀出水流量和原液添加流量
如果您對 Firemiks 水力驅動加藥泵浦 (泡沫比例混和) 有興趣，請聯絡我們。
ICAO
ICAO (International Civil Aviation Organization) 國際民航組織，屬於聯合國機構之一，總部設於加拿大蒙特婁，負責制定世界各國所共同遵循的飛航規範、標準，以確保全球民用航空的安全。
在它的 Airport Services Manual – Part I – Rescue and Firefighting (Doc 9137P1) 中，針對消防泡沫液有明確的試驗方法及等級分類標準 – Level A/B/C。
在無氟泡沫發展初期，Dynax (C6-telomer-based 表面活性劑製造商) 曾針對當時市場上的無氟泡沫 (F3) 進行 ICAO Level B 及 EN 1568 Part 3 的獨立測試與評估，所測試的五款泡沫的滅火性能皆無法達到 ICAO Level B 的要求。
不過這是多年前的事了!
Angus Fire 在 2016 年以 JetFoam
無氟消防泡沫獲得 ICAO B 級性能標準認證，並獲得 Green Apple Awards Gold 獎的肯定。
JetFoam 成功克服一般無氟泡沫黏度過高的問題，以 2 cP 的黏度遠優於 ICAO 標準 200 mm2/s ( 1 mm2/s 約等於 1 cP @ 比重 = 1)，便於吸取，並與水混合成泡沫液。
ICAO 的測試標準
Nozzle: UNI-86 (EN 1568 Part 3 / UL 162, modified )
我們可以發現 ICAO 滅火試驗的準則 (Protocol)，Level B 所使用的油盤大小及應用率與 EN 1568、UL 162 雷同；相較之下 Level C 油盤的面積則更大，應用率也更低，擁有更佳的滅火性能 (可參考 Angus Fire JetFoam Level C)。
美軍已發佈最新的無氟泡沫規範 MIL-PRF-32725 (FIRE EXTINGUISHING AGENT, FLUORINE-FREE FOAM (F3) LIQUID CONCENTRATE, FOR LAND-BASED, FRESH WATER APPLICATIONS) 並將無氟泡沫列入國防部合格產品清單 (Department of Defense Qualified Products List (QPL) 及著手進行無氟泡沫的轉換。
等時機成熟，我們也會跟上腳步的!
UL 162 Foam Equipment and Liquid Concentrates
泡沫原液在美國販售，UL listed 幾乎是必備的認證，世界其他國家的泡沫製造商也會針對不同市場的需求，將主力產品進行 UL listed 的認證，以行銷全世界。
有別於上一篇 EN 1568 Part 3 的認證，UL 162 不只是泡沫原液的認證，它需要與相關泡沫設備包含泡沫比例混合設備、泡沫產生器如撒水頭、水霧噴頭、泡沫放出口 、泡沫瞄子、炮塔等，一同進行測試認證。
UL 162
4.23 特殊消防設備（小尺寸設備）－係指泡沫噴嘴或泡沫產生器用於 B 類火災滅火試驗，產生泡沫符合：
a) B 類火災火試驗所需之流量；
b) 產生泡沫品質近似於使用全尺寸設備產生的泡沫。 製造廠商可提供特殊消防設備以產生高品質之泡沫。
無法實施全尺寸的滅火測試，例如儲槽頂部注入泡沫放出口、砲塔等則以特殊的瞄子盡可能模擬相同的泡沫性質以進行小型滅火測試。
B 類火災滅火試驗－頂部注入裝置 (Type 2, Type 3)
Type 2: A ?xed (固定式) device that delivers foam onto the burning liquid and partially submerges the foam and produces restricted agitation (有限度的擾動) of the surface. Examples of a Type II discharge outlet include foam chambers and foam makers.
Type 3: A ?xed or portable device that delivers foam in a manner that causes the foam to fall directly onto the surface of the burning liquid (直接撲蓋在燃燒液體表面) and does so in a manner that causes general agitation (一般擾動). Examples of a Type III discharge outlet include hose stream nozzles and monitors.
無氟泡沫 UL 162 的最小設計應用率
(Minimum design application density, gpm/ft2)
目前無氟泡沫 (SFFF) 歸類為 S, Synthetic，最小設計應用率 (Minimum design application density, gpm/ft2) 如下：
1) Type 3 碳氫類 (Hydrocarbon): 0.16 gpm/ft2
2) Type 2 碳氫類 (Hydrocarbon): 0.10 gpm/ft2；極性溶劑 (Polar): 依製造商指定
轉換無氟泡沫時，我們必須針對不同防護對象 (化學品)，進行應用率的檢討。
相較 AR-AFFF (C6) UL 162 listed 的數據，我們可以注意到：
1) Type 3 碳氫類 (Hydrocarbon) 由 0.10 增加為 0.16 gpm/ft2；有些製造商會增加 0.10 gpm/ft2 的測試並建議使用的時機；
2) Type 2 極性溶劑 (Polar)：使用不同極性溶劑，範圍從 0.10 ~ 0.30 gpm/ft2 都有，尤其 IPA (Alcohol) 的應用率普遍較高，相較傳統 AR-AFFF (C6) 泡沫對 IPA (Alcohol) 的 0.1 ~ 0.16 gpm/ft2，可以多達 2~ 3 倍 。
以臺灣目前泡沫原液的使用情況，UL listed 是最常被指定的認證標準之一，它具有完整的泡沫設備與原液性能的綜合評估及品質稽核。
然而，實際運作上，我們大都沒有要求泡沫設備須與泡沫原液共同 UL listed 匹配使用，若將應用率視為泡沫滅火性能的指標或是建置成本的考量，這部份則需更為詳細的測試資料，以進行審慎的評估與設計。
泡沫原液的認證
現在市場上的泡沫液通常會依據不同的要求，通過相關的泡沫測試標準並取得認證，才會被消費者所接受；在美國為 UL 162 / FM 5130，在歐洲則需 EN 1568；其他如航空站專用的 ICAO，海事的 IMO MSC.1/Circ.1312，LASTFIRE (LARGE ATMOSPHERIC STORAGE TANKS FIRES) 則是由多家著名油公司組成，針對大型儲槽，開發出一套泡沫原液的性能評估標準。
EN 1568 Part 3 滅火測試
我們這裡將針對 Angus Fire 發佈在 Youtube 上無氟泡沫 Respondol ATF 3/3 的 EN 1568 Part 3 滅火性能測試的完整影片，進一步的討論。
Q & A
1) 油盤多大？使用什麼燃料? 泡沫是使用淡水還是海水?
這是我們常被問到的問題，不同標準的油盤形狀有方的、圓的，但在面積方面，基本上不會差太多。
碳氫類火災燃料則以庚烷代表。
泡沫可以使用淡水或是海水分別進行測試及認證
2) 測試時的泡沫應用率 (Application rate) 為多少？
EN 1568 Part 3 所使用的泡沫瞄子流量 11.4 lpm，油盤面積約為 4.52 m2 ，以此經過計算後：
11.4 / 4.52 = 2.52 lpm/m2 = 0.06 gpm/ft2
大約 0.06 gpm/ft2 (2.52 lpm/m2)
3) 如何進行回火測試?
在覆蓋在燃料表面的泡沫置放 5 min 後，測試人員會將裝有燃料的容器點燃 (如下圖所示)，並估計油盤的 25% 何時被火焰覆蓋或何時液體表面出現 > 1m 高度的火焰持續超過 30 秒，此時間即為 25% burn-back time
4) 如何判斷泡沫原液是否合格?
有別於 UL 162 規定，EN 1568 有針對不同的泡沫液的滅火性能進行等級劃分 (Rating)；以上面影片來說，使用 Forceful application test (直接將泡沫覆蓋在油料表面)，滅火時間不超過 3 min (2:40)，25% 回火時間不小於 10 min (> 20 min)，Respondol ATF 3/3 的滅火性能等級可判定為 1A；
針對不同泡沫液的滅火性能，EN 1568 Part 3 有提供一般的等級作為參考；2018 版本也已將 F3 (not AR) 及 F3 (AR) 納入標準內：
有別於 UL 162，EN 1568 認證上即有標註泡沫原液明確的滅火性能等級，可便於一般消費者針對不同的滅火需求作選用。
]]>什麼是黏度 (Viscosity) ?
the quality or state of being viscous (= thick and sticky and not flowing easily)
它是一個量化流體黏稠度的物理性質，下方右邊的物質明顯具有較高的黏度；
Synapticrelay 作品, CC BY-SA 4.0
黏度的單位
大部分的泡沫原液比重多為 1，不論黏度是以 dynamic viscosity (常用 cP) 或是 kinematic viscosity (常用 cSt)，相關單位的換算大致如下：
1 cP = 1 mPa.s = 1 cSt = 1 mm2 second-1 = 1 mm2 / second
什麼是牛頓流體、非牛頓流體 (Non-Newtonian fluid) ?
簡單來講符合「牛頓流體定律」的稱為牛頓流體 (Newtonain fluild)，反之，不符合牛頓流體定律的稱為非牛頓流體 (Non-Newtonian fluid)。在上面的影片中，提到兩種常見的非牛頓流體：
剪切稀化 (shear thinning)，又稱為假塑性 (pseudoplastic)，是指流體的黏度隨剪應變率的增加而減小，如影片中的番茄醬，當你擠壓瓶子，讓蕃茄醬的流速變快後，黏度變小，它的流動開始也變得順暢；
反之，將玉米粉溶於水中成為玉米漿，則有完全不同的特性，緩慢搖晃流動順暢，激烈搖晃玉米漿反而變得更黏稠，稱之為剪切增稠 (shear thickening)。
這些非牛頓流體的性質，會增加液體流動的複雜性，其中也有一些特殊的應用，例如 Bulletproof Custard 防彈衣等。
泡沫原液的流體性質
泡沫原液若以黏度的性質也可以分為牛頓流體及非牛頓流體：
牛頓流體 (低黏度)：SD、AFFF、FP、FFFP…
非牛頓流體 (黏稠)：AR-AFFF、AR-FFFP… (抗醇型，添加高分子 polymer)
能否以正確比例將泡沫原液與水混合，對於泡沫系統的滅火效能與設計相當重要；混合比例過低，無法達到預期的效能，而比例過高，則原液將提前使用殆盡，滅火時間不足。
黏度的改變會影響泡沫比例系統的準確度，因此一旦使用不同泡沫原液，就需要重新檢討原設計是否符合需求。其他如溫度的改變，或是使用劣質的高分子都可能讓泡沫混合比例與品質發生問題。
無氟泡沫的黏度
無氟泡沫的黏度尤其是抗醇型一般有添加無氟高分子，屬於非牛頓流體 (pseudoplastic)，黏度較高。因此，在進行無氟泡沫轉換時，尤其是替換 AFFF 使用，黏度的問題需要重新檢討。一般 AR-AFFF 的黏度在使用 Brookfield Viscometer # 4 spindle 60 rpm 的黏度在 1000 ~ 2000 cP，如果在轉換無氟泡沫時，應優先選擇黏度範圍接近的泡沫，可降低泡沫比例系統變更設計的費用。
市面上常見的無氟泡沫 (AR-SFFF)：
PFHxA (Perfluorohexanoic acid) 全氟己酸 (C6) 與 PFOA (C8) 有類似的結構，皆具有 -COOH 官能基，而屬 PFAS – PFCA 族群；
PFHxA 的化學結構式如下：
就在 2024 年 2 月 29 日歐盟成員國在 REACH 委員會會議上投票支持限制全氟己酸(PFHxA)、其鹽類和相關物質，將其列入 REACH Annex XVII 中 (德國提案)；
在「全氟己酸 (PFHxA)、其鹽類和 PFHxA 相關化合物」定義中提及：
「PFHxA 相關化合物是指根據其分子結構被認為具有降解或轉化為 PFHxA 可能性的化合物」
目前 C6 AFFF 泡沫，不僅本身可能含有微量的 PFHxA，Fluorotelomer-based 的表面活性劑也被發現在自然中有可能經過降解產生 Fluorotelomer sulfonates 及 PFCAs，因此將大受此限制影響；
(Fluorotelomer Surfactant )
全氟己酸 (PFHxA)、其鹽類和 PFHxA 相關化合物 – 消防泡沫液限制
| 限制值 | 限制類別 | 緩衝期 |
| FHxA 及其鹽類 ≤ 0.025 mg/kg PFHxA 相關化合物 ≤ 1 mg/kg (所有 PFHxA 相關化合物的濃度總和) | ? 用於訓練和測試的消防泡沫液及泡沫原液 (消防系統的功能測試除外) ? 用於市政消防隊的消防泡沫液及泡沫原液 | + 18 個月 |
| 用於民用航空 (包括民用機場) 的消防泡沫液和消防泡沫原液 | + 5 年 |
尋找 AFFF (PFAS foam) 泡沫液替代品已是世界先進國家的共識，除了環保議題外，無氟泡沫在滅火性能上的提升及成本的降低，也會增加消費者轉換成無氟泡沫的意願。
參考資料
ITRC_PFAS
歐盟 – 預計將全氟己酸(PFHxA)列入REACH Annex XVII中
PFAS
PFAS (Per- and Polyfluoroalkyl Substances)，全氟 (Per-) / 多氟 (Poly-) 烷基物質族群的化學品種類繁多，其中研究最多的 PFAS 有全氟辛烷磺酸 (PFOS)、全氟辛酸 (PFOA) 和全氟己烷磺酸 (PFHxS) 等。
《斯德哥爾摩公約》中列出的 PFAS：
> 2009 全氟辛烷磺酸 (PFOS)、其鹽類和全氟辛基磺酰氟 (PFOSF) 列入附件B
> 2019 將PFOA、其鹽類以及PFOA相關化合物列入附件A
> 2022 將全氟己烷磺酸 (PFHxS)、其鹽類和全氟己烷磺酸相關化合物列入附件 A
Legacy PFOS AFFF ( ~ 2000)
2000 年 3M 由於 PFOS 的環保問題，全面停止生產 Legacy PFOS AFFF 泡沫液 ，而其他泡沫液廠商繼而成功以 Telomerization 技術取代 3M 公司的ElectroChemical Fluorination (ECF)，生產以 telomer-based 不含有 PFOS 或是可能衍生出 PFOS 的泡沫液。
Legacy Fluorotelomer AFFF, C8 foams (2000 ~ 2015)
由 telomer-based PFOS-free 的 AFFF 為 Legacy Fluorotelomer AFFF, C8 foams
Modern Fluorotelomer AFFF, C6 foams (2015 – 2024)
美國環境保護局指出有些 telomer-based 的氟化物可能在環境中，產生 PFOA 或是 PFCAs 而造成汙染，尤其是八碳 (C8) 以上的含氟 telomer，而有 EPA Stewardship Program，旨在消除八碳 (C8) 以上的含氟 telomer 的使用，泡沫的配方必須完全使用六碳 (C6) 氟化表面活性劑，而不可再使用八碳 (C8) 以上的氟化表面活性劑，因此稱之為 C6 foams (Modern Fluorotelomer AFFF)。
Fluorine Free Foam, F3 (2024 ~ )
目前 Modern Flurorotelomer AFFF (C6 foam) 並不含 PFHxS，也較少證據會大量降解成 PFHxS，受影響程度較小。不過後續有關從PFHxA 到 PFAS 全面禁用的方向已大致確定，C6 泡沫將漸漸走入歷史，而進入全新的無氟泡沫時代 (Fluorine Free Foam, F3)。
參考資料
PFASs listed under the Stockholm Convention_Overview
ITRC_PFAS
3M legacy PFOS AFFF