ДЕТЕКТОРНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗВЕЩАТЕЛЕЙ ПОЖАРНЫХ ГАЗОВЫХ Российский патент 1999 года по МПК G08B17/10 

Изобретение относится к устройствам автоматической пожарной сигнализации и может быть использовано в качестве детектора-извещателя, реагирующего на газы, выделяемые при тлении и горении материалов.

Известно детекторное устройство для извещателей пожарных, содержащее светоизлучающий элемент, оптически связанный с фотоприемником, размещенные в ионизационной камере с радиоактивным источником излучения и индикаторным устройством [1].

Недостатком известного устройства является необходимость соблюдения жестких требований радиационной безопасности.

Известно детекторное устройство для извещателей пожарных газовых, содержащее измерительную камеру, внутри которой расположен первичный преобразователь, выполненный в виде бусинки из полупроводниковой пористой керамики на основе двуокиси олова с проходящей через нее платиновой спиралью, выводы которой соединены с блоком нагрева и блоком измерения и оповещения. На поверхности полупроводника при хемосорбции кислорода локализуется отрицательный заряд, образованный захваченными электронами, что приводит к обеднению приповерхностной области полупроводника. Когда же сорбируется газ - продукта возгорания, каталитически взаимодействующий с хемосорбированным кислородом, проводимость приповерхностной области полупроводника существенно увеличивается. Скорость этих процессов и их обратимость зависят от температуры и чистоты поверхности первичного преобразователя [2].

К недостаткам известного детекторного устройства следует отнести незащищенность его чувствительной области от высокодисперсных продуктов возгорания - аэрозолей, которые приводят к загрязнению поверхности полупроводника и, как следствие, к потере чувствительности первичного преобразователя. Кроме того, при увеличении концентрации аэрозолей вблизи поверхности полупроводника уменьшается скорость хемосорбции кислорода, что в свою очередь уменьшает количество электронов, создающих локализованный отрицательный заряд и, в итоге, также снижает чувствительность первичного преобразователя. На чувствительность оказывает влияние активизация пористой поверхности полупроводниковой керамики высокодиспергированными системами продуктов возгорания, проникающими в объем измерительной камеры.

Указанные причины затрудняют повторное использование известного детекторного устройства.

Задачей изобретения является создание детекторного устройства для извещателей пожарных газовых, обладающего стабильными характеристиками и пригодного для многоразового использования. Техническим результатом настоящего изобретения является экранировка первичного преобразователя от аэрозолей и сохранение чувствительности первичного преобразователя.

Для получения указанного технического результата в детекторное устройство для извещателей пожарных газовых, содержащее измерительную камеру, внутри которой расположен первичный преобразователь (датчик), выполненный из полупроводниковой пористой керамики, с проходящей через него нагревательной спиралью, концы которой (оконечные участки) соединены с нагревательным блоком и блоком измерения и оповещения, введена магнитная система, формирующая градиентное магнитное поле для экранирования поверхности первичного преобразователя от парамагнитных аэрозольных частиц.

Измерительная камера может быть выполнена в виде пористого или перфорированного цилиндрического металлического корпуса, снабженного коаксиальной стальной обечайкой, в которой размещена магнитная система, выполненная в виде двух кольцевых постоянных магнитов, намагниченных в осевом направлении и установленных соосно с осевым зазором для экранирования поверхности первичного преобразователя от аэрозолей.

В качестве магнитной системы может быть использован электромагнит или электромагниты, они могут быть выполнены с возможностью подключения их обмоток к источнику питания магнитной системы при формировании сигнала оповещения.

Детекторное устройство может быть снабжено системой электродов, расположенных внутри измерительной камеры и подключенных к источнику питания электростатической системы для электростатической экранировки поверхности первичного преобразователя от аэрозолей.

Первичный преобразователь может быть выполнен из полупроводниковой пористой керамики на основе двуокиси олова, легированной платиной.

Корпус измерительной камеры может быть выполнен из металла.

Измерительная камера может быть снабжена узлом принудительной вентиляции.

На фиг. 1 показано детекторное устройство для извещателей пожарных газовых (схема электрических соединений и разрез измерительной камеры).

На фиг. 2 показано детекторное устройство для извещателей пожарных газовых с магнитной и электростатической экранировкой.

Детекторное устройство для извещателей пожарных газовых содержит первичный преобразователь 1, выполненный например в виде бусинки, материалом которой служит полупроводниковая пористая керамика. Через тело первичного преобразователя 1 проходит спираль 2, выполненная, например, из платины. Оконечные участки 3 и 4 спирали обеспечивают электрическое соединение первичного преобразователя 1 с нагревательным блоком 5 и с блоком измерения и оповещения 6. Первичный преобразователь расположен, как правило, в центре измерительной камеры 7, выполненной из пористого материала или имеющего перфорированные стенки для защиты преобразователя от света и механических повреждений. Магнитная система выполнена по меньшей мере из двух постоянных кольцевых магнитов 8 и 9, намагниченных в осевом направлении и установленных с осевым зазором 10. Магнитная система размещена в стальной обечайке 11. В измерительной камере могут быть размещены электроды 12 и 13, выполненные, например, в виде центрального сеточного 13 и двух, четырех периферийных, соединенных с источником питания 14 электростатической системы, обеспечивающей формирование защитного электростатического поля.

Вместо постоянных магнитов может быть использована система электромагнитов (не показаны), которая подключается к источнику питания магнитной системы, например после формирования сигнала оповещения, что позволяет обеспечить сохранение чувствительного слоя первичного преобразователя независимо от времени воздействия частиц аэрозоля на детекторное устройство. В качестве конструкций катушек электромагнитов, создающих резко неоднородное магнитное поле, методов подключения их к источнику питания магнитной системы и включения после формирования сигнала оповещения могут быть использованы известные электротехнические устройства [3].

В качестве блока измерения и оповещения могут быть использованы известные решения [4, 5].

Устройство работает следующим образом,
Нагревательный блок 5 обеспечивает переход первичного преобразователя 1 в активное состояние. Кольцевые постоянные магниты 8 и 9 концентрируют практически все магнитное поле внутри измерительной камеры 7. Градиентное магнитное поле, проходя через стенки корпуса измерительной камеры 7 обеспечивает действие силы на частицы аэрозоля, обладающие магнитным моментом магнитная индукция). В результате высокодисперсные парамагнитные частицы аэрозоля, например частицы сажи, при конвективном движении в объеме камеры 7 не попадают на чувствительный слой первичного преобразователя 1, тем самым обеспечивается сохранение рабочих параметров первичного преобразователя 1.

Газы - продукты возгорания, проникая в измерительную камеру 7, каталитически взаимодействуют с чувствительным слоем и изменяют его проводимость, что в качестве полезного сигнала регистрируется в блоке измерения и оповещения 6.

Дополнительно к магнитной может быть осуществлена электростатическая экранировка чувствительного слоя первичного преобразователя 1 от частиц аэрозоля, поляризующихся в электростатическом поле или имеющих заряд. В неоднородном электростатическом поле на такую частицы действует сила, стремящаяся втянуть частицу в область более сильного поля.

Благодаря использованию магнитного поля обеспечиваются условия для стабилизации параметров чувствительного слоя сорбционного первичного преобразователя при задымленности, превышающей в 5-8 раз допустимую норму для жилых и производственных помещений и возможность многократного использования детекторного устройства, сохраняющего высокую первоначальную чувствительность.

Вышеописанное детекторное устройство может явиться объектом некоторых изменений, не выходя за объем притязаний, поэтому содержание приведенного выше описания или прилагаемых к нему чертежей следует рассматривать в иллюстративном, но не ограничительном смысле.

Источники информации:
1. SU авторское свидетельство 1072078, G 08 B 17/10, 1984.

2. DE патент 2062574, G 01 N 27/12, 1974.

3. А. С. Касаткин и др. Электротехника. М.: Энергоатомиздат, 1983, с. 413-427.

4. US патент 3686655, G 08 B 17/10, 1972.

5. US патент 3895867, G 08 B 17/10, 1975.

Изобретение относится к устройствам пожарной сигнализации и может быть использовано в качестве детектора-извещателя, реагирующего на газы, выделяемые при горении материалов. Детекторное устройство содержит измерительную камеру, внутри которой расположен первичный преобразователь (датчик), выполненный из полупроводниковой пористой керамики. Через первичный преобразователь проходит спираль, концы которой соединены с нагревательным блоком и блоком измерения и оповещения. Измерительная камера, стенки которой обеспечивают поступление конвективных потоков из окружающей среды, снабжены магнитной системой, формирующей резко неоднородное магнитное поле для экранировки чувствительного слоя первичного преобразователя от аэрозолей различной природы, и, в частности, образующихся в результате горения материалов. Технический результат достигается сохранением чувствительности преобразователя и возможностью его многократного использования. 8 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Детекторное устройство для извещателей пожарных газовых, содержащее измерительную камеру, внутри которой расположен первичный преобразователь, выполненный из полупроводниковой пористой керамики с проходящей через нее по меньшей мере одной нагревательной спиралью, оконечные участки которой соединены с нагревательным блоком и блоком измерения и оповещения, отличающееся тем, что оно снабжено магнитной системой, выполненной в виде магнитов, формирующих магнитное поле для экранирования поверхности указанного первичного преобразователя от аэрозолей. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что измерительная камера выполнена в виде пористого или перфорированного цилиндрического корпуса, снабженного коаксиальной стальной обечайкой, в которой размещена магнитная система. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что магнитная система выполнена в виде по меньшей мере двух кольцевых намагниченных в осевом направлении постоянных магнитов, установленных с осевым зазором. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что магнитная система сформирована из электромагнитов. 5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что электромагниты магнитной системы выполнены с возможностью подключения их обмоток к источнику питания при формировании сигнала оповещения. 6. Устройство по любому из пп. 1-5, отличающееся тем, что оно снабжено системой электродов, расположенных внутри измерительной камеры, для электростатической экранировки поверхности первичного преобразователя от аэрозолей. 7. Устройство по любому из пп.1-6, отличающееся тем, что в качестве материала для изготовления первичного преобразователя использована полупроводниковая пористая керамика на основе двуокиси олова, легированная платиной. 8. Устройство по любому из пп.1-7, отличающееся тем, что корпус измерительной камеры выполнен из металла. 9. Устройство по любому из пп.1-8, отличающееся тем, что измерительная камера снабжена узлом принудительной вентиляции.