УСТАНОВКА ПОЖАРНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ ДЛЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА Российский патент 2007 года по МПК G08B17/00 

Изобретение относится к технике охранно-пожарной сигнализации.

Известна установка пожарной сигнализации для железнодорожного транспорта (RU 2004102761, кл. G08В 17/10, 2005), которая содержит пожарный приемно-контрольный прибор, в состав которого входят блок питания, блок индикации, сигнализации, контроля и управления, а также пожарные извещатели, в состав каждого из них входят датчик дыма, тепловой датчик. При этом в пожарный приемно-контрольный прибор введены первый микропроцессор с согласующими устройствами, блок управления коммутаторами, первый, второй транзисторы типа р-n-р, третий, четвертый транзисторы типа n-р-n и первый резистор, первые выходы первого микропроцессора соединены с блоком индикации, сигнализации, контроля и управления, вторые выходы первого микропроцессора соединены с входами блока управления коммутаторами, четыре выхода которого подключены к базам первого-четвертого транзисторов, к эммитерам первого и второго транзисторов подключено опорное напряжение из блока питания, коллекторы первого и четвертого транзисторов подсоединены к первому проводу двухпроводной линии, а коллекторы второго и третьего транзисторов подсоединены к второму проводу двухпроводной линии, эммитеры третьего и четвертого транзисторов подключены к первому резистору и входу первого микропроцессора, пожарные извещатели подключены к двухпроводной линии, в каждый пожарный извещатель введены второй микропроцессор с согласующими устройствами, охранные датчики с нормально разомкнутыми и нормально замкнутыми контактами, выходы датчика дыма, теплового датчика и охранных датчиков связаны с вторым микропроцессором, выпрямитель, блок стабилизированного напряжения, пятый и шестой транзисторы типа n-р-n, входы выпрямителя подсоединены к двухпроводной линии, выход положительной полярности выпрямителя подключен к блоку стабилизированного напряжения и через светодиод к коллектору шестого транзистора, выход отрицательной полярности выпрямителя подключен к эммитеру пятого транзистора и к блоку стабилизированного напряжения непосредственно, а к эммитеру шестого транзистора - через второй резистор, база пятого транзистора соединена с первым проводом двухпроводной линии, база шестого транзистора соединена с выходом второго микропроцессора, стабилизированное напряжение через третий резистор подключено к коллектору пятого транзистора и отдельному входу второго микропроцессора, нагрузка, которая состоит из четвертого резистора и диода, подключена к двухпроводной линии.

Недостатком известной установки является сложность конструкции и относительная дороговизна, обусловленные использованием микропроцессорной техники. Кроме того, в данной установке не предусмотрено дополнительных мер по защите от ложных срабатываний и помех при обмене информацией между приемно-контрольным прибором и извещателем.

Известна установка пожарной сигнализации для железнодорожного транспорта (Александров Ю.С. Пожарная безопасность вагонов. М.: Транспорт, 1988, с.23), содержащая приемно-контрольный прибор, содержащий источник тока, соединенный через селектор тока с формирователем сигналов тревоги и дополнительно через двухпроводную цепь электропитания с питающим входом пожарного извещателя, содержащего последовательно соединенные датчик пожара, усилитель и триггер, соединенные по питающему напряжению через стабилизатор напряжения с питающим входом пожарного извещателя.

Недостатком известной установки является недостаточная помехоустойчивость, обусловленная высоким уровнем электромагнитных помех в железнодорожном транспорте.

В основу настоящего изобретения поставлена задача устранения недостатков прототипа и достижение технического результата, заключающегося в повышении помехоустойчивости установок пожарной сигнализации на железнодорожном транспорте.

Решение поставленной задачи и достижение заявленного технического результата достигается тем, что установка пожарной сигнализации для железнодорожного транспорта, содержащая приемно-контрольный прибор, содержащий формирователь сигналов тревоги и источник тока, соединенный через селектор тока и двухпроводную цепь электропитания с питающим входом пожарного извещателя, содержащего последовательно соединенные датчик пожара, усилитель и триггер, соединенные по питающему напряжению через стабилизатор напряжения с питающим входом пожарного извещателя, согласно изобретению приемно-контрольный прибор дополнительно содержит электронный ключ, генератор опросных сигналов пожарного извещателя, делитель частоты и двоичный счетчик, а пожарный извещатель - селектор опросных сигналов, соединенный по входу с питающим входом пожарного извещателя, а по выходу - с вторым входом триггера пожарного извещателя, причем электронный ключ приемно-контрольного прибора установлен на входе цепи электропитания и соединен по сигнальному входу с первым выходом селектора тока, второй выход которого через счетчик опросных сигналов соединен с сигнальным входом формирователя сигналов тревоги и блокирующим входом генератора опросных сигналов, выход которого соединен с управляющим входом электронного ключа непосредственно и через делитель частоты с входом сброса счетчика опросных сигналов.

При этом генератор опросных сигналов пожарного извещателя выполнен в виде блокинг-генератора или мультивибратора с длительностью и периодом следования импульсов соответственно 15-20 мс и 0.8-1.2 с. Селектор опросных сигналов выполнен в виде высокочастотного фильтра. Формирователь сигналов тревоги выполнен в виде электронного реле включения световой и звуковой сигнализации. Датчик пожара содержит измеритель температуры и измеритель прозрачности воздушной среды в охраняемом помещении.

Введение в приемно-контрольный прибор электронного ключа, генератора опросных сигналов пожарного извещателя, делителя частоты и двоичного счетчика, а в пожарный извещатель - селектора опросных сигналов, соединенного по входу с питающим входом пожарного извещателя, а по выходу - с вторым входом триггера пожарного извещателя, причем электронный ключ приемно-контрольного прибора установлен на входе цепи электропитания и соединен по сигнальному входу с первым выходом селектора тока, второй выход которого через счетчик опросных сигналов соединен с сигнальным входом формирователя сигналов тревоги и блокирующим входом генератора опросных сигналов, выход которого соединен с управляющим входом электронного ключа непосредственно и через делитель частоты с входом сброса счетчика опросных сигналов, позволяет автоматически проверять наличие ложных срабатываний установки пожарной сигнализации и тем самым повысить помехоустойчивость установок пожарной сигнализации на железнодорожном транспорте.

На фиг.1 представлена функциональная схема установки пожарной сигнализации для железнодорожного транспорта.

Установка пожарной сигнализации для железнодорожного транспорта содержит приемно-контрольный прибор 1 и пожарный извещатель 2, соединенные между собой двухпроводной цепью 11 электропитания. Приемно-контрольный прибор 1 содержит источник 3 тока, селектор 4 тока, электронный ключ 5, генератор 6 опросных сигналов пожарного извещателя, делитель 7 частоты, двоичный счетчик 8 и формирователь 9 сигналов тревоги, соединенный с сигнальным выходом прибора 1, второй «питающий» выход которого соединен через электронный ключ 5 и селектор 4 тока с выходом источника 3 тока. Сигнальный выход селектора 4 тока соединен со счетным входом счетчика 8, второй вход «сброса» которого соединен с выходом делителя 7, а выход - с сигнальным входом формирователя 9 и блокирующим входом генератора 6. Выход генератора 6 соединен с сигнальным входом делителя 7 и управляющим входом электронного ключа 5, выход которого через двухпроводную цепь 11 электропитания соединен с питающим входом пожарного извещателя 2. Извещатель 2 содержит стабилизатор 10 напряжения и селектор 15 опросных сигналов, соединенные по входу с питающим входом извещателя 2, а также - последовательно соединенные датчик 12 пожара, усилитель 13 и триггер 14, соединенные по питающему напряжению с выходом стабилизатора 10. Второй вход «сброса» триггера 14 соединен с выходом селектора 15. При этом источник тока 3 выполнен в виде стабилизатора напряжения, соединенного с бортовой сетью железнодорожного вагона. Генератор 6 опросных сигналов пожарного извещателя выполнен в виде блокинг-генератора или мультивибратора с длительностью и периодом следования импульсов соответственно 15-20 мс и 0.8-1.2 с. Селектор 15 опросных сигналов выполнен в виде высокочастотного фильтра с полосой пропускания (АЧХ_{фильтра}), соответствующей АЧХ_τ импульсов длительностью τ=15-20 мс. Период следования импульсов соответственно 0.8-1.2 с выбран из условия среднего времени существования электромагнитных помех в железнодорожных вагонах. Формирователь 9 сигналов тревоги выполнен в виде электронного реле включения световой и звуковой сигнализации. Датчик 12 пожара содержит измеритель температуры и измеритель прозрачности воздушной среды в охраняемом помещении, соединенные через пороговое устройство с входом усилителя 13.

Работа установки пожарной сигнализации для железнодорожного транспорта состоит в следующем. Генератор 6 импульсов вырабатывает импульсы опроса длительностью τ=15-20 мс с периодом следования Т=0.8-1.2 с (фиг.2), которые подаются на вход делителя 7. Импульсы опроса, поступающие на управляющий вход ключа 5, коммутируют напряжение питания в цепи 11 электропитания. При этом отключение питания ключом 5 в цепи 11 на время τ=15-20 мс приводит к модуляции питающего напряжения опросными импульсами (уменьшению до нуля потребляемого тока от источника 3 приемно-контрольного прибора 1, а подключение питания равно току (I_пот) потребления пожарного извещателя 2). Модулирующие импульсы опроса выделяются селектором 15 и подаются на вход сброса триггера 13, поддерживая его в закрытом состоянии. Поскольку амплитуда модулирующих импульсов не превышает значения I_пот, то с выхода селектора 4 тока модулирующий сигнал на счетный вход счетчика 8 не поступает. Одновременно на вход сброса счетчика 8 подаются импульсы с делителя частоты 7. Период следования импульсов сброса Т_сб=N×T, где Т - период следования импульсов опроса, а N - коэффициент деления частоты делителя 7. При этом счетчик 8 указанными импульсами сброса поддерживается в «нулевом» состоянии, при котором напряжение на его выходе равно нулю. Формирователь 9 закрыт и на его табло высвечивается соответствующая информация о пожарной безопасности железнодорожного вагона.

При появлении в момент t₁ сигнала помехи (фиг.2), например, при случайном изменении проницаемости воздушной среды в вагоне, не связанной с пожаром, срабатывает датчик 12. Возникший при этом ложный сигнал «пожара» с выхода датчика 12 через усилитель 13 подается на единичный вход триггера 14, который переводится из закрытого положения в открытое. При этом резко возрастает ток (фиг.2), протекающий по пути «источник 3 тока - селектор 4 тока - ключ 5 - цепь 11 - триггер 14». Селектор 4 приемно-контрольного прибора 1 тока вырабатывает импульсный сигнал, пропорциональный скачку тока (фиг.2), который подается на счетчик 8. На счетчике 8 записывается первый импульс в двоичном коде 001. Одновременно скачок тока выделяет селектор 15 пожарного извещателя 2 и триггер 14 переводится в закрытое состояние. Однако наличие на его единичном входе сигнала помехи (фиг.2) снова возвращает триггер 4 в открытое состояние. При поступлении очередного опросного импульса (фиг.2) процесс повторяется. В момент t₂ действие помехи заканчивается. Очередной импульс опроса с генератора 6 через делитель 7 частоты переведет счетчик 8 в исходное нулевое состояние. Поскольку число сосчитанных счетчиком 8 входных импульсов не достигло порогового значения N_сч<N_пор, то на выходе этого счетчика сигнал отсутствует и сигнал тревоги «пожар» формирователем 9 по помехе (фиг.2) не вырабатывается.

В момент t₃ (фиг.2) появляется сигнал пожара. При его появлении датчик 12 через усилитель 13 переводит триггер 14 в открытое положение. Резко увеличивается потребление тока (фиг.2), срабатывает селектор 4 тока и счетчик 8 начинает подсчитывать количество опросных импульсов (фиг.2), поступивших на его вход и вход триггера 14, сбрасывающего сигнал тревоги с извещателя 2. Поскольку сигнал пожара в отличие от сигнала помехи носит не временный, а постоянный характер, то количество записанных импульсов на счетчик 8 достигнет своего предельного значения N_сч = N_пор. При подсчете счетчиком 8 N импульсов на выходе счетчика 8 появляется постоянный сигнал. Этот сигнал поступает на вход формирователя 9 на вход блокировки сигналов генератора 6 импульсов опроса. В момент t₃ (фиг.2) генератор 6 сигналом со счетчика 8 останавливается, импульсы опроса не вырабатываются. При этом состояние «пожар» извещателя 2 тоже фиксируется. Формирователь 9 вырабатывает соответствующий сигнал на включение световой и звуковой сигнализации. Из рассмотренного видно, что чем больше коэффициент деления делителя 7 частоты, тем выше вероятность правильного обнаружения сигнала «пожар» на фоне помех. Экспериментальные испытания на пассажирских вагонах производства Тверского вагоностроительного завода показали, что рациональное значение коэффициента деления частоты генератора опросных сигналов находится в диапазоне N_пор=3-5. Нижний предел N_пор=3 обеспечивает вероятность правильного обнаружения пожара на фоне помех не менее 0.7. Увеличение числа N_пор более 5, хотя и приводит к дальнейшему увеличению указанной вероятности, однако может привести к несвоевременному принятию мер для ликвидации очага пожара.

Изобретение разработано на уровне экспериментального образца. Проведено его успешное испытание. Испытания показали существенное (не менее чем на 30%) повышение помехоустойчивости установок пожарной сигнализации на железнодорожном транспорте по сравнению с промышленными установками пожарной сигнализации. При этом также обеспечивается автоматическая проверка ложных тревог. В прототипе и в других существующих установках пожарной сигнализации такая проверка осуществляется вручную путем отключения и повторного включения сетевого питания от установки машинистом электропоезда.

Изобретение направлено на повышение помехозащищенности установок пожарной сигнализации для железнодорожного транспорта. Указанный технический результат достигается тем, что установка пожарной сигнализации для железнодорожного транспорта, содержащая приемно-контрольный прибор с формирователем сигналов тревоги, соединенный через двухпроводную цепь электропитания с питающим входом пожарного извещателя, в приемно-контрольном приборе дополнительно содержит электронный ключ, генератор опросных сигналов пожарного извещателя, делитель частоты и двоичный счетчик, а в пожарном извещателе - селектор опросных сигналов, что обеспечивает автоматизацию процесса проверки ложных тревог и, как следствие, повышение помехоустойчивости установки. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Установка пожарной сигнализации для железнодорожного транспорта, содержащая приемно-контрольный прибор, содержащий формирователь сигналов тревоги и источник тока, соединенный через селектор тока и двухпроводную цепь электропитания с питающим входом пожарного извещателя, содержащего последовательно соединенные датчик пожара, усилитель и триггер, соединенные по питающему напряжению через стабилизатор напряжения с питающим входом пожарного извещателя, отличающаяся тем, что приемно-контрольный прибор дополнительно содержит электронный ключ, генератор опросных сигналов пожарного извещателя, делитель частоты и двоичный счетчик, а пожарный извещатель - селектор опросных сигналов, соединенный по входу с питающим входом пожарного извещателя, а по выходу - с вторым входом триггера пожарного извещателя, причем электронный ключ приемно-контрольного прибора установлен на входе цепи электропитания и соединен по сигнальному входу с первым выходом селектора тока, второй выход которого через двоичный счетчик соединен с сигнальным входом формирователя сигналов тревоги и блокирующим входом генератора опросных сигналов, выход которого соединен с управляющим входом электронного ключа непосредственно и через делитель частоты с входом сброса двоичного счетчика.2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что генератор опросных сигналов пожарного извещателя выполнен в виде блокинг-генератора или мультивибратора с длительностью и периодом следования импульсов соответственно 15-20 мс и 0,8÷1,2 с.3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что селектор опросных сигналов выполнен в виде высокочастотного фильтра.4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что формирователь сигналов тревоги выполнен в виде электронного реле включения световой и звуковой сигнализации.5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что датчик пожара содержит измеритель температуры и измеритель прозрачности воздушной среды в охраняемом помещении.