Устройство для пожарной сигнализации Советский патент 1983 года по МПК G08B17/10 

Изобретение относится к устройствам для пожарной сигнализации, вьвдающим сигнал тревоги при появлении дыма в охраняемом помещении. .

Известно устройство для пожАрной сигнализации, содержащее излучатель, оптически связанный с фотоприемником, который через последовательно включенные усилитель, выпрямитель, интегратор и пороговый элемент подключен к исполнительному узлу 1,

Недостатками устройства являются низкое быстродействие и невысокая надежность. .

Наиболее близким техническим решением является устройство для пожарной сигнализации, содержащее излучатель, оптически связанный с фотоприемником, подключенным через последовательно соединенные пер-, вый усилитель с управляеквлм коэффициентом усиления, узел установки дальности, второй усилитель, первый детектор, и формирователь сигнала тревоги к входу блока выдачи команд, второй детектор, вход которого соединен с выходом первого усилителя, а выход подключен через интегратор, к, первому входу компаратора, ключ, вход

которого соединен с выходом компаратора, а выход подключен через запо7 минающий узел к управляющему входу первого усилителя,узел опорных напряжений, выход которого соединен с вторым входом компаратора L 2j ,

Однако известное устройство характеризуется низким быстродействием и недостаточной надежностью функцио10нирования при обнаружении развивающегося пожара, так как чувствительность устройства не зависит от динамики развития пожара и от соответст(Вуюищх скоростных характеристик

15 изменения оптической плотности задымленной среды между излучателем и фотоприемником. В то же время чем быстрее развивается пожар, тем на более ранней стадии его необходи20мо обнаружить для уменьшения матери.ального ущерба и затрат на тушение.

Цель изобретения - повышение быстродействия и надежности устройства 2г для пожарной сигнализации.

ПостаЕ|ленная цель достигается тем, что в устройство для пожарной сигнализгщии, содержащее излучатель, .оптически связанный с фото п приемником, подключенным последовательно соединенные первый усилитель, узел установки дальности, вто рой усилитель, первый детектор и формирователь сигнала тревоги к входу блока вьщачи команд, второй детектор, вход которого соединен с выходом первого усилителя, а выход подключен через интегратор к первому входу компаратора, второй вход которого соединен с выходом узла опорного напряжения, выход ком паратора через последовательно соединенные ключ и узел памяти подключен к первому управляющему входу первого усилителя, введены логарифмирующий и дифференцирующий узлы, распределитель сигнала по полярноети, два накопителя и узел запрета, первый вход которого соединен с выходом интегратора, второй вход - с выходом компаратора, а выход подклю чен через последовательно соединённые логарифмирующий и дифференцирую щий узлы, к входу распределителя сиг нала по Полярности, первый выход ко рого подключен через первый накопитель к второму управляющему входу n його усилителя, а второй выход расп делителя сигнала по полярности соеди нен через второй накопитель с управ ляющим входом второго усилителя. На чертеже покапана функциональная схема устройства для пожарной .сигнализации. Устройство для пожарной сигнализа ции содержит излучатель 1, фотоприем ник 2, два усилителя 3 и 4 (с управ ляемыми коэффициентами усиления),два детектора 5 и б, формирователь 7 сиг нала тревоги, блок 8 выдачи команд, интегратор 9, компаратор 10, ключ 11 узел 12 памяти, узел 13 опорного напряжения, узел 14 запрета, логарифми рующий узел 15, дифференцирующий узе 16, распределитель 17 сигнала по полярности, два накопителя 18 и 19, узел 20 установки дальности. Устройство работает следующим образом. В дежурном режиме излучатель i со дает модулированный поток инфракрасного излучения, который достигает фотоприемника 2, образуя тем самым инфракрасный луч в пространстве. Фотоприемник 2 преобразует оптический сигнал в переменный электрический сигнал, который поступает на первый усилитель 3 (с управляемым коэффициентом усиления). Усиленный сигнал с выхода усилителя 3. через детектор б и интегратор 9 подается на первый вход компаратора 10, на второй вход которого поступает опорное напряжение с узла 13 опорного напряжения, Если входной сигнал на первом входе компаратора 10 превышает опорное напряжение на втором вхрде, то на выходе компаратора 10 формируется напряжение, которое воздействует через ключ 11 на узел 12 памяти, вырабатывающий сигнал, умень.шающий коэффициент усиления усилителя 3. При этом уровень сигнала на выходе усилителя 3 и выходе интегратора 9 поддержива-е; ется на заданном уровне независимо от погрешности юстировки, расстояния между излучателем 1 и фотоприемником 2 и других дестабилизирующих факторов как при установке устройства на объекте, так и при его эксплуатации . При появлении дыма в поле зрения устройства сигнал на первом входе компаратора 10 уменьшается ключ 11 разрывает цепь, управления коэффициентом усиления усилителя 3, а коэффициент .усиления усилителя 3 остается прежним благодаря использованию узла 12 памяти. Таким образом осуществляется стабилизация чувствительности устройства и обеспечивается линейный режим работы первого усилителя 3, второго детектора б и инте гратора 9. С усилителя 3 сигнал поступает также на узел 20 установки дальности и далее через усилитель 4 и детектор 5 на вход формирователя 7 сигнала Эгревоги. При уменьшении сигнала на выходе детектора 5 ниже определенного уровня формирователь 7 ;Сигнала тревоги вырабатывает напря|жение, вызывающее срабатывание блока 8 выдачикоманд. При стабилизации уровня сигнала на выходе усилителя 3 чувствительность устройства определяется коэффициентом передачи цепи, состоящей из последовательно соединенных узла.20 установки дальности и второго усилителя 4; Коэффициент передачи указанной цепи может варьироваться при.помощи изменения коэффициента передачи узла 20 установки дальности (при этом устанавливается необходимая статическая чувстви.тельность устройства при данной дальjHocTH действия) и путем изменения .коэффициента усиления усилителя 4 сигналом, зависящим от скоростных характеристик дымонакопления (при этом в зависимости от динамики развития пожара меняется чувствительность устройства). Сигнал управления коэффициентом усиления второго усилителя 4 вырабатывается электрической цепью, включающей узел 14 запрета, логарифмирующий узел 15, дифференцирующий узел 16, распределитель 17 сигнала по полярности и накопитель 19, При нарастании оптической плотности среды между излучателем 1 фотоприемником 2 происходит уменьение сигнала на выходе интегратоа 9, причем скорость изменения логарифма сигнала на выходе интегратора 9 пропорциональна скорости изменения оптической плотности и, следовательно, скорости изменения средней концентрации дыма между излучателем 1 и фотоприемником 2. Сигнал с выхода интегратора 9 подается через узел 14 запрета на логарифмирующий узел 15, на выходе коiToporo формируется напряжение, скорость изменения которого пропорциональна скорости изменения концентра ции дыма. С выхода логарифмирующего узла 1 сигнал поступает на дифференцируюпщй узел 16, выходной сигнал которого пропорционален скорости изменения оптической плотности. С выхода дифференцирующего узла 16 сигнал подается на распределитель 17 сигнала по полярности, причем, если происходит нарастание оптической плотности контролируемой среды, то на втором выходе распределителя 17 появляется напряжение, которое через второй накопитель 19 уменьшает коэффициент усиления второго усилителя 4. Тем самым обеспечивается уменьшение порога срабатывания устройства по оптической плотности при быстром увеличении концентрации дыма. Это, в свою очередь, повышает быстродействие и надежность обнаружения развиваюцегося пожара. . Возможен случай, когда с возрастанием энергии пожара имеет мес то уменьшение оптической плотности среды. Например, вначале возникает тлеющее горение,в результате которо дым накапливается, зйтем в какой-то момент времени, когда оптическая пл ность задымленной среды еще не достигла порогового уровня срабатывания устройства, происходит воспламе нение.; При этом оптическая плотнос среды уменьшается вследствие увеличения скорости тепловых потоков под очагом горения и уменьшения дымообразующей способности горючего материала. Затем по мере развития пожара оптическая плотность вновь начинает нарастать. Таким образом, переход из тлеющего горения в пламенное может задержать срабатывание устройства. С целью повышения быст о;цействия и надежности функционирования в случае перехода тлеющего горения в пламенное введена цепь об ратной связи, включающая но коттит.ель 18, управляющий коэффициентом усиле ния первого усилителя 3. Распределитель 17 сигнала по полярности обеспечивает прохождение сигнала с выхода дифференцирующего узла 16 на вход накопителя 1 только в том сэту чае, если оптическая плотность сред уменьшается. При этом сигнал, снима иый с выхода накопителя 18,уменыЙае коэффициент усиления усилителя 3 та этобы скорость изменения амплитуды сигнала на выходе усилителя 3 была близкой к нулевой. В результате несмотря на уменьшение оптической- плотности среды при восплс менёнии горючего материала сигнал на. выходе усилителя 3 практически не изменяется. При дальнейшем развитии пламенного горения скорость падения оптической плотности начинает уменьшаться/ и пройдя через нуль, меняет знак. .При этом цепь управления коэффициентом усиления усилителя 3 по второму управлякяцему входу разрывается распределителем 17 сигнала по полярности, а коэффициент усиления усилителя 3 некоторое время остается прежним благодаря накопителю 18. При возрастании оптической плотности падение сигнала на выходе усилителя 3 начинается с меньшего уровня, чем при отсутствии цепи управления коэффициентом усиления по второму управляюцему входу усилителя 3. Вследствие этого повышается быстродействие устройства и надежность его.функционирования при обнаружении быстроразвивающегося пожара, характеризуемого переходом тлеющего горения в пламенное. Для исключения влияния на чувствительность устройства скачков сигнала, вызванных переходными процессами при включении устройства и его выходом на режим, между интеграто- ром 9 и логарифмирующим узлом 15 включён узел 14 запрета, управляемый сигнсшом с выхода KONmapaTOpa 10. Узел 14 запрета обеспечивает пе.редачу сигнала с выхода интегратора , 9 на вход Логарифмирующего узла 15, только если выходное напряжение интегратора 9 не превышает величину опорного напряжения на втором входе компаратора 10, т.е. только тогда, когда устройство находится в рабочем режиме. Экономический .эффект от использования изобретения обусловлен его техническими особенностями, приведенными выше. I Формула изобретения Устройство для пожарной сигнализации, содержащее излучатель, оптически . связанный с фотоприемнином, подключенным через последовательно соединенные первый усилитель, узел установки дальности, второй усилитель, первый детектор и формирователь сигнала тревоги к входу блока выдачи команд, второй детектор, вход которого соединен с выходом первого усилителя, а выход подключен через интегратор к первому входу компаратора, второй вход которого соединен с выходом .узла опорного

напряжения,.выход компаратора через последовательно соединенные ключ и узел памяти подключен к первому управляющему входу первого усилителя,.отличающееся тем, что, с целью повьшения быстродействия и надежности устройства, в аего введены логарифмирующий и дифференцируюьдай узлы, распределитель, сигнала по полйрности, два накопителя и узел запрета, первый вход которого соединен с выходом интегратора, второй вход - с выходом компаратора, а выход подключен через последовательно соединенные логарифмирующий и дифференцирующий узлы к

входу распределителя сигнала по полярности, первый выход которого подключен через первый накопитель к второму управляющему входу первого усилителя, а второй выход распределителя сигнала по полярности соединен через второй -накопитель с управляющим входом второго усилителя,

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 408349, кл. G. 08 В 13/18, 1971.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке 3222017/18-24,

кл. G 08 В 17/J.O, 1980 (Прото-сип).