СПОСОБ ОБРАБОТКИ СИГНАЛА В ОПТИЧЕСКОМ ДЫМОВОМ ПОЖАРНОМ ИЗВЕЩАТЕЛЕ Российский патент 2003 года по МПК G08B17/103 

Изобретение относится к автоматической пожарной сигнализации, в частности к включению пожарной сигнализации при наличии дыма или газов с использованием светоизлучающих и светоприемных устройств.

Известен способ обработки сигнала в оптическом дымовом пожарном извещателе, содержащем корпус с защитной сеткой, внутри которого расположены держатель и оптически связанные источник излучения и фотоприемник, логическое устройство, при этом держатель выполнен в виде трехгранной равнобедренной призмы с каналами, входящими в боковые грани призмы, в каналах закреплены источник излучения и фотоприемник, оптические поверхности которых направлены к боковым граням призмы, оси каналов расположены в одной плоскости. Способ включает подачу сигнала от логического устройства на источник излучения и считывание ответного сигнала от приемника излучения так, что в случае превышения заданного порогового значения сигнала логическое устройство формирует сигнал управления исполнительным устройством (SU 1001131, кл. G 08 В 17/10, 1983 г.).

Недостатком известного способа является повышенная чувствительность извещателя к электромагнитным полям.

Известен способ обработки сигнала в оптическом дымовом пожарном извещателе, содержащем источник излучения, приемник излучения, разделенные светонепроницаемой перегородкой, усилитель, логическое устройство и исполнительное устройство, выход которого подключен к выходу извещателя, включающий периодическую подачу импульсного сигнала от логического устройства на источник излучения и считывание ответного сигнала от приемника излучения так, что в случае превышения заданного порогового значения сигнала логическое устройство формирует сигнал управления исполнительным устройством (SU 649005, кл. G 08 В 17/12, 1977 г.).

Недостатком известного способа также является низкая надежность работы извещателя, связанная с его чувствительностью к электромагнитным полям.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ обработки сигнала в оптическом дымовом пожарном извещателе, содержащем источник излучения, приемник излучения, разделенные светонепроницаемой перегородкой, усилитель, логическое устройство и исполнительное устройство, подключенное к сигнальной линии приемно-контрольного прибора, встроенный и выносной оптические индикаторы, включающий периодическую подачу импульсного сигнала от логического устройства на источник излучения и считывание ответного сигнала от приемника излучения так, что в случае превышения ответным сигналом основного порогового значения с помощью логического устройства формируют основной сигнал управления исполнительным устройством, а с помощью последнего формируют выходной основной сигнал. Исполнительное устройство изменяет внутреннее сопротивление извещателя, увеличивая ток в сигнальной линии, что регистрируется прибором как сигнал тревоги (Извещатель пожарный дымовой оптико-электронный ИГО 12-44 "ДИП-44", ИВС-Сигналспецавтоматика, руководство по эксплуатации, 1999 г., с. 5).

Недостатком известного способа является отсутствие контроля запыленности оптической камеры извещателя. Пыль, попадая в камеру, приводит к рассеянию света аналогично дыму и вызывает ложное срабатывание извещателя, что снижает надежность работы системы пожарной сигнализации. В связи с этим возникает необходимость периодического обслуживания извещателя для очистки дымовой камеры. Кроме того, для повышения надежности систем сигнализации и управления требуется устанавливать дополнительный извещатель так, чтобы пожарная тревога возникала только при срабатывании одновременно двух извещателей.

В рамках данной заявки решается задача повышения надежности работы дымового извещателя путем его защиты от ложного срабатывания.

Данная задача решается тем, что в способе обработки сигнала в оптическом дымовом пожарном извещателе, содержащем источник излучения, приемник излучения, разделенные светонепроницаемой перегородкой, усилитель, логическое устройство и исполнительное устройство, подключенное к сигнальной линии приемно-контрольного прибора, встроенный и выносной оптические индикаторы, включающем периодическую подачу импульсного сигнала от логического устройства на источник излучения и считывание ответного сигнала от приемника излучения так, что в случае превышения ответным сигналом основного порогового значения с помощью логического устройства формируют основной сигнал управления исполнительным устройством, а с помощью последнего формируют выходной основной сигнал, в данном способе с помощью логического устройства формируют один либо два дополнительных сигнала управления исполнительным устройством при достижении уровнем сигнала приемника излучения двух дополнительных порогов: первого дополнительного порога, не превышающего величины основного порога, и второго дополнительного порога, превышающего величину основного порога, а с помощью исполнительного устройства формируют выходные дополнительные сигналы, отличающиеся от основного выходного сигнала.

При этом уровень первого дополнительного порога задают равным 10-50% от величины основного порога, а уровень второго дополнительного порога - равным 200-400% от величины основного порога, причем уровни сигналов и порогов отсчитываются от нуля.

При этом определяют усредненное во времени значение сигнала приемника излучения, основной и второй дополнительный пороги отсчитывают от этого усредненного значения, уровень второго дополнительного порога определяют как 200-400% от величины основного порога, а уровень первого дополнительного порога определяют для указанного усредненного значения относительно нуля при достижении им величины 100-300% от величины основного порога.

При этом с помощью исполнительного устройства формируют выходные дополнительные сигналы, отличающиеся от основного сигнала величиной ограничения тока или напряжения при постоянном или импульсном включении, частотой импульсного сигнала.

Соотношение величин дополнительных и основного порогов определены эмпирическим путем.

Сущность изобретения состоит в том, что кроме основного порога чувствительности вводят два дополнительных порога, при этом первый дополнительный порог (или порог повышенной чувствительности) предназначен для предварительного обнаружения недопустимого уровня запыленности рабочей камеры, что может приводить к ложным срабатываниям извещателя. При величине порога менее 10% резко снижается помехоустойчивость извещателя за счет чрезмерного повышения чувствительности, при величине порога более 50% снижается надежность работы в связи с трудностью различения основного и первого дополнительного порога, что также может приводить к ложным срабатываниям. Все сигналы и пороги при этом отсчитывают от нуля.

Второй дополнительный порог (или порог пониженной чувствительности) предназначен для подтверждения выданного ранее при достижении основного порога сигнала об обнаружении пожара. Выдача второго сигнала о пожаре соответствует требованиям норм пожарной безопасности для установок пожарной сигнализации, предназначенных для управления инженерными системами, автоматическим пожаротушением и дымоудалением. При использовании способа-прототипа в таких случаях требуется устанавливать два подобных извещателя для компенсации их недостаточной надежности, в то время как при использовании предложенного способа достаточно одного извещателя, который формирует оба сигнала о пожаре. При величине второго дополнительного порога менее 200% снижается надежность работы в связи с трудностью различения основного и второго дополнительного порога, что может приводить к ложным срабатываниям по этому порогу. При величине второго дополнительного порога более 400% чрезмерно снижается чувствительность извещателя к дыму. Экспериментально установленные автором значения дополнительных порогов являются оптимальными в отношении решаемой технической задачи.

Целесообразно компенсировать запыленность камеры извещателя, отслеживая среднее по времени значение сигнала приемника излучения и определяя основной и второй дополнительный пороги относительно этого среднего значения. Компенсация запыленности камеры извещателя позволяет еще более увеличить продолжительность работы без обслуживания.

При достижении усредненным во времени значением уровня сигнала приемника излучения первого дополнительного порога, равного 100-300% от величины основного порога, с помощью логического устройства формируют дополнительный сигнал управления исполнительным устройством. Величина порога выбирается максимальной, чтобы увеличить продолжительность работы извещателя без обслуживания, но ограничена сверху качеством конструкции и исполнения рабочей камеры, источника и приемника излучения.

Конкретный вид сигнала, формируемого исполнительным устройством, определяется требованиями протокола передачи информации от извещателя к приемно-контрольному прибору, которая может быть организована как в импульсном или аналоговом режиме, так и при их сочетаниях. В качестве сигналов исполнительного устройства могут использоваться сигналы постоянного или импульсного тока либо напряжения.

Способ обработки сигнала в оптическом дымовом пожарном извещателе осуществляется следующим образом.

Извещатель подключают к линии связи с приемно-контрольным прибором. В ждущем режиме исполнительное устройство отключено, что соответствует сигналу "Норма", извещатель потребляет малый ток, необходимый для его питания.

Источник (светодиод), управляемый сигналом от логического устройства, в импульсном режиме излучает свет в пространство рабочей камеры. Синхронно со светодиодом логическое устройство включает усилитель фотоприемника. Фотоприемник отделен перегородкой от излучателя и в режиме ожидания при отсутствии дыма либо пыли в рабочей камере свет от светодиода не попадает на фотоприемник, усилитель не вырабатывает сигнал, достигающий заданного порога срабатывания.

При запылении рабочей камеры рассеянный частицами пыли свет от светодиода попадает на фотоприемник. Усилитель усиливает сигнал, принятый фотоприемником, и при превышении первого дополнительного порога текущим (либо усредненным) значением логическое устройство подает сигнал управления на исполнительное устройство, которое формирует выходной сигнал, отличный от сигнала "Норма", например короткие импульсы в режиме ограничения тока или напряжения. Это изменение регистрирует приемно-контрольный прибор как сигнал "Запыленность" или "Обслуживание".

При появлении дыма в окружающей среде и постепенном увеличении его концентрации оптические импульсы от источника излучения, отражаясь от частиц дыма, поступают на фотоприемник, электрический сигнал которого, пройдя усилитель, преодолевает основной порог, что приводит к формированию сигнала управления исполнительным устройством и соответствующему изменению его состояния, например включению режима ограничения постоянного тока. Это изменение воспринимается приемно-контрольным прибором как сигнал "Пожар-1" или "Внимание".

При дальнейшем развитии пожара и нарастании концентрации дыма в рабочей камере превышается второй дополнительный порог, логическое устройство выдает сигнал управления исполнительным устройством, что приводит к следующему изменению состояния исполнительного устройства, например увеличению постоянного тока либо формированию частых импульсов постоянного тока, и принимается приемно-контрольным прибором как сигнал "Пожар-2" (или "Пожар").

При реальном развитии пожара поступление сигналов "Пожар-1" и "Пожар-2" происходит не одновременно, а через некоторый промежуток времени, поэтому последовательное преодоление двух порогов является дополнительной защитой от ложного срабатывания. Так, например, воздействие электромагнитных помех можно определить по возникновению сигнала большого уровня - выше третьего порога.

Преимущества изобретения обеспечиваются тем, что в нем реализуется трехпороговый режим оповещения. Это позволяет повысить его надежность путем контроля запыленности рабочей камеры и снизить эксплуатационные расходы - не производить профилактическую очистку камеры, а только по сигналу приемно-контрольного прибора. Наличие второго дополнительного порога в извещателе повышает надежность определения пожара путем передачи сигналов "Пожар-1" и "Пожар-2" и позволяет устанавливать в помещении один извещатель вместо двух.

Таким образом, введение дополнительных порогов в извещатель позволяет уменьшить вероятность ложных срабатываний, приводящих к запуску инженерных систем противопожарной защиты.

Возможно использование извещателя только с одним дополнительным порогом, например с основным и первым дополнительным порогом или с основным и вторым дополнительным порогом.

Изобретение относится к автоматической пожарной сигнализации. Техническим результатом является повышение надежности работы дымового извещателя путем его защиты от ложного срабатывания. Технический результат достигается за счет предварительного обнаружения недопустимого уровня запыленности рабочей камеры при использования режима трехпорогового извещения. 2 з.п.ф-лы.

1. Способ обработки сигнала в оптическом дымовом пожарном извещателе с рассеянным светом, содержащем источник излучения, приемник излучения, логическое устройство и исполнительное устройство, подключенное к сигнальной линии приемно-контрольного прибора, включающий периодическую подачу импульсного сигнала от логического устройства на источник излучения и считывание ответного сигнала от приемника излучения так, что в случае превышения ответным сигналом основного порога срабатывания с помощью логического устройства формируют основной сигнал управления исполнительным устройством, а с помощью последнего формируют выходной основной сигнал, отличающийся тем, что, с целью защиты извещателя от ложного срабатывания за счет предварительного обнаружения недопустимого уровня запыленности рабочей камеры, с помощью логического устройства формируют первый дополнительный сигнал управления исполнительным устройством при достижении уровнем ответного сигнала приемника излучения первого дополнительного порога срабатывания, меньшего величины основного порога, или второй дополнительный сигнал управления исполнительным устройством при достижении уровнем ответного сигнала второго дополнительного порога срабатывания, превышающего величину основного порога срабатывания, а с помощью исполнительного устройства формируют выходные дополнительные сигналы, отличающиеся от выходного основного сигнала, которые принимаются приемно-контрольным прибором.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что уровень первого дополнительного порога срабатывания задают равным 10-50% от величины основного порога срабатывания, а уровень второго дополнительного порога срабатывания равным 200-400% от величины основного порога срабатывания.3. Способ по п.1, отличающийся тем, что с помощью исполнительного устройства формируют выходные дополнительные сигналы, отличающиеся от основного сигнала величиной ограничения тока или напряжения при постоянном или импульсном включении, частотой импульсного сигнала.