ПОЖАРНЫЙ ИЗВЕЩАТЕЛЬ С АВТОТЕСТИРОВАНИЕМ Российский патент 2004 года по МПК G08B17/10 

Формирование сигнала оповещения о пожаре основано на регистрации изменения уровня оптического излучения между блоком передатчика и блоком приемника. Уровень оптического сигнала при возникновении пожара снижается из-за рассеяния его на частицах дыма.

При разработке пожарных извещателей основной проблемой является проблема идентификации причины снижения оптической плотности среды. Это могут быть как внешние факторы, так и внутренние.

К внешним факторам относится изменение плотности среды из-за появления в помещении пыли. Для различения пыли от дыма используют временные показатели, т. е. изменение оптической плотности в течение определенного времени. Считается, что пыль появляется медленнее, чем дым, поэтому сигнал о пожаре формируется при условии изменения плотности среды в течение 10-15 секунд.

К внутренним факторам относится стабильность параметров сигнала, излучаемого блоком передатчика. Так при изменении температуры в помещении от минус 30 до +55^oС, интенсивность излучения может измениться на 30-40%, а порог срабатывания извещателя составляет от 30 до 50% изменения уровня сигнала. Для уменьшения влияния температуры в блоке передатчика используют схему термокомпенсации. Многие известные извещатели (например. System Sensor 6424) снабжены той или иной схемой термокомпенсации.

Однако существует еще одна проблема при разработке пожарных извещателей. Это изменение параметров самого излучающего элемента, редко, но его параметры могут изменяться в течение времени, что приводит к нестабильности уровня излучения сигнала передатчика.

Наиболее близким решением к предлагаемому можно считать устройство по патенту РФ 2173887, MПK G 08 B 17/10. В этом устройстве контролируется изменение интенсивности излучения двух источников и чувствительности двух фотоприемников в зависимости от внутренних условий работы приборов. Для этого извещатель содержит генератор импульсов с противофазными выходами, соединенный с источниками излучения двух оптопар. Выходы фотоприемников оптопар соединены с входами измерительного преобразователя, представляющего собой арифметическое устройство, третий из входов которого соединен с выходом коммутатора импульсов, а выход арифметического устройства соединен с выходным каскадом.

Недостатком указанного устройства, как и других известных устройств, является отсутствие контроля за параметрами всего тракта формирования, передачи и приема оптического излучения, которые могут меняться при изменении свойств окружающей среды (например, температуры). Так, в указанном выше устройстве, оба источника будут одинаково изменять свою интенсивность при изменении температуры среды, и решающее устройство это не сможет определить. Наличие двух источников излучения и двух фотоприемников сигнала усложняет конструкцию устройства, но полностью не решает задачи учета внешних факторов.

Задача предлагаемого решения - повышение эффективности устройства пожарной сигнализации за счет исключения ошибок, связанных с временными колебаниями оптического сигнала из-за воздействия как внутренних, так и внешних факторов.

Для решения поставленной задачи пожарный извещатель с автотестированием, содержащий передатчик, в состав которого входят источник излучения и генератор импульсов основного сигнала, и приемник, в состав которого входят усилитель сигнала и решающая схема, снабжен дополнительным каналом информационного сигнала, который выполнен с возможностью имитирования изменения оптической плотности среды между передатчиком и приемником. Для этого он формирует периодическую последовательность импульсов со ступенчато-изменяющейся амплитудой.

Информационный канал на передающей стороне содержит блок измерения температуры, смеситель, блок управления, блок управления уровнем излучаемого сигнала и генератор информационного сигнала, а на приемной стороне включает декодер информационного сигнала и блок определения изменения амплитуды.

Введение новых блоков позволяет контролировать все процессы в приемнике и передатчике, включая изменения внутренних факторов отдельных блоков, а это обеспечивает исключение всех факторов, влияющих на контролируемый сигнал, кроме состояния среды.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.

Пожарный извещатель содержит блок передатчика и блок приемника. Блок передатчика включает, помимо традиционного генератора основного сигнала 1 и излучателя сигнала 2, генератор информационного сигнала 3, смеситель 4, блок измерения температуры 5, блок управления 6 и блок управления уровнем излучаемого сигнала 7.

Выход блока измерения температуры 5 соединен со входом блока управления 6, который формирует сигнал в зависимости от температуры блока передатчика и выдает его на вход генератора информационного сигнала 3. Блок управления 6 также формирует тестовые циклические последовательности для блока управления уровнем 7. Сигналы с выходов генераторов информационного 3 и основного 1 сигнала поступают на смеситель 4 и далее на излучатель 2. Выход блока управления уровнем 7 соединен со вторым входом излучателя 2.

Блок приемника содержит усилитель излучения 8, декодер информационного сигнала 9, блок определения изменения амплитуды 10 и решающую схему 11.

При этом выходы усилителя 8 соединены с декодером 9 и решающей схемой 11, а сигналы с выхода декодера 9 поступают на блок определения изменения амплитуды 10 и на решающую схему 11, которая по результатам анализа поступивших сигналов от блоков 8, 9 и 10 выдает сигнал пожарной тревоги.

Устройство работает следующим образом.

Передатчик излучает основной сигнал, в который добавляется информация о температуре блока передатчика и тестовые циклические последовательности с изменяемой амплитудой от максимальной до минимальной и обратно, характеризующие амплитудные параметры излучающего элемента блока передатчика.

Приемник сначала усиливает поступающий сигнал от передатчика. Усиленный сигнал поступает на решающую схему 11 и на декодер 9. Декодер выделяет информацию о температуре блока передатчика и передает ее на решающую схему 11, в которой хранится информация о возможном изменении амплитуды излучения в зависимости от температуры, что учитывается решающей схемой 11. Также с декодера на блок определения изменения амплитуды 10 поступает информация о передаваемых блоком передатчика тестовых циклических изменениях амплитуды излучаемого сигнала. Блок определения изменения амплитуды 10 сравнивает поступающий сигнал с имеющимися данными от результатов предыдущего цикла теста изменения амплитуды сигнала и результаты сравнения передает на решающую схему для учета возможного изменения амплитуды сигнала в результате ее изменения из-за внутренних факторов излучателя блока передатчика или внутренних факторов усилителя блока приемника.

Так как циклы теста по изменению амплитуды излучаемого сигнала совершаются более чем в 10 раз чаще, чем происходит усредненное измерение параметров оптической среды между передатчиком и приемником, то изменение уровня излучения от передатчика или свойств усилителя в приемнике из-за воздействия внутренних факторов отслеживается и учитывается решающей схемой.

При этом обратная связь между блоком приемника и блоком передатчика отсутствует.

Таким образом происходит непрерывное автоматическое тестирование, имитирующее изменение оптической плотности среды с учетом возможного влияния внутренних факторов блока передатчика и блока приемника, а также передача информации о температуре блока передатчика, что позволяет контролировать все процессы, происходящие как в блоке передатчика, так и в блоке приемника, и повышает эффективность контроля среды между передатчиком и приемником, так как при такой схеме контроля исключаются все факторы, влияющие на формирование, излучение и прием сигнала, кроме состояния среды.

Изобретение относится к устройствам пожарной сигнализации, а именно к оптико-электронным пожарным извещателям, которые предназначены для обнаружения возгорания в закрытых помещениях различных зданий и сооружений. Технический результат - повышение эффективности устройства пожарной сигнализации за счет исключения ошибок, связанных с временными колебаниями излучаемого оптического сигнала из-за воздействия внутренних и внешних факторов. Для решения поставленной задачи пожарный извещатель с автотестированием, содержащий передатчик, в состав которого входят источник излучения и генератор импульсов основного сигнала, и приемник, в состав которого входят усилитель сигнала и решающая схема, снабжен дополнительным каналом информационного сигнала, который выполнен с возможностью имитирования изменения оптической плотности среды между передатчиком и приемником. Для этого он формирует периодическую последовательность импульсов со ступенчато-изменяющейся амплитудой. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Пожарный извещатель с автотестированием, содержащий передатчик, в состав которого входят источник излучения и генератор импульсов основного сигнала, и приемник, в состав которого входят усилитель сигнала и решающая схема, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным каналом информационного сигнала, который на передающей стороне включает блок измерения температуры, смеситель, блок формирования сигнала в зависимости от температуры блока передатчика и формирования тестовых циклических последовательностей, блок управления уровнем излучаемого сигнала и генератор информационного сигнала, а на приемной стороне включает декодер информационного сигнала и блок определения изменения амплитуды путем сравнения амплитуды поступающего сигнала с имеющимися данными от результатов предыдущего цикла теста, при этом выход блока измерения температуры соединен со входом блока формирования сигнала в зависимости от температуры блока передатчика и формирования тестовых циклических последовательностей, первый и второй выходы которого соединены соответственно со входом генератора информационного сигнала и со входом блока управления уровнем излучаемого сигнала, первый и второй входы смесителя соединены соответственно с выходом генератора основного сигнала и выходом генератора информационного сигнала, а два входа излучателя подключены соответственно к выходу смесителя и выходу блока управления уровнем излучаемого сигнала, выходы усилителя сигнала соединены со входами декодера и решающей схемы, выходы декодера соответственно соединены со входом блока определения изменения амплитуды путем сравнения амплитуды поступающего сигнала с имеющимися данными от результатов предыдущего цикла теста и со вторым входом решающей схемы, третий вход которой связан с выходом блока определения изменения температуры путем сравнения амплитуды поступающего сигнала с имеющимися данными от результатов предыдущего цикла теста.2. Пожарный извещатель по п.1, отличающийся тем, что генератор информационного сигнала выполнен с возможностью формирования сигнала в виде периодической последовательности импульсов со ступенчато уменьшающейся амплитудой, имитирующего изменение оптической плотности среды между передатчиком и приемником.