Оптоэлектронный датчик аэрозоля Советский патент 1984 года по МПК G08B19/00 

Изобретение относится к автомати ческой сигнализации и может использоваться при реализации противопожарньпс мероприятий, а также при калибровке датчиков дыма. Известен оптоэлектронный датчик аэрозоля, содержащий источник, оптически связанный через контролируе мое и эталонное пространство с соот ветствующими фотоприемниками, включ ными в плечи неравновесного моста, блок электронной обработки сигнала с релейным выходным узлом П. Недостатком этого датчика являет ся невысокая надежность его работы из-за непостоянства погрешности в диапазоне изменения концентрации дыма, вызванного тем, что при изменении интенсивности излучения источ ника, прошедшего через контролируемое пространство к фотоприемнику, изменяется величина собственных его шумов и чувствительность фотоприемника. Это обусловлено неидентичност и нелинейностью характеристик обоих фотоприемников, что приводит к появлению дополнительной погрешности также в случа е одновременного изменения световых потоков, прошедших через контролируемое и эталонное пространство, вызванное изменением интенсивности излучения источника, что может вызвать ложное срабатывание прибора. Наиболее близким к изобретению является электронный датчик аэрозол содержащий регулируемый источник излучения, оптически связанный с пр емником излучения, выход которого подключен к одному входу дифференциальиого усилителя, другой вход Которого подключен к шифратору случайного сигнала, выход разностного сигнала дифференциального згсилителя подключен к регулируемому источнику излучения и выходному элементу С21. Известное устройство обеспечивае компенсацию изменения интенсивности излучения источника, однако при это изменяется порог его срабатыв ания, что приводит к снижению надежности J)aбoты датчика.Цель изобретения - повышение надежности датчика в работе. Поставленная цель достигается тем, что в оптоэлектронный датчик аэрозоля, содержащий регулируемый источник излучения, оптически связа ный с приемником излучения, выход которого подключен к одному входу дифференциального усилителя, выходной элемент, введены интегратор, элемент сравнения, формирователь опор ных напряжений, регулятор светового потока приемника излучения и дополнительный приемник излучения, оптически связанный с регулируемым источником излучения, выход дополнительhoro приемника рзлучения подключен к другому входу дифференциального усилителя, выход синфазного сигнала дифференциального усилителя через интегратор - к одному входу элемента сравнения, другой вход которого подключен к первому выходу формирователя опорных напряжений, выход элемента сравнения подключен к управ-ляющему входу регулируемого источника излучения, выход разностного сигнала дифференциального усилителя - к регулятору светового потока приемника излучения, выход которого подключен к выходному элементу. Кроме того, в устройство введены переключатель и регулятор светового потока дополнительного приемника излучения, управляющий вход которого через переключатель подключен к второму и третьему выходам формирователя опорных напряжений. На чертеже представлена схема оптоэлектронного датчика аэрозоля. Устройство содержит регулируемый источник 1 излучения, выполненный на лампе 2 с управляемым приводом 3 диафрагмой 4, приемник 5 излучения, дифференциальный усилитель 6, содержащий входные резисторы 7-9 и вычитающий элемент 10, выходной элемент 11, интегратор 12, элемент 13 сравнен ния, формирователь 14 опорных напряжений, выполненный на резисторах 15-19, регулятор 20 светового потока приемника 5 излучения, дополнительный приемник 21 излучения, переключатель 22, регулятор 23 светового потока дополнительного приемника 21 излучения. Регуляторы 20 и 23 содержит исполнительные устройства 24 и диафрагмы 23. Устройство работает следующим образом. При отсутствии аэрозоля на пути светового потока приемника 5 излучения интенсивность световых потоков этого приемника и дополнительного

Ьриемника 21 излучения одинаковы. При этом отсутствуют сигналы на выходах разностного сигнала (вычитающего элемента 10) и синфазного сигнала (точка соединения резисторов 7-9) дифференциального усилителя 6. Состояние регуляторов 20 и 23 светового потока неизменны. При включении в работу подбором напряжения, снимаемог с резистора 15, формирователя 14 опорных напряжений можно обеспечить начальный режим работы устройства.

.X .

При появлении аэрозоля на пути светового потока, падающего на при:емник 5 излучения, появляется резисторный сигнал на выходе вычитающего элемента 10, что приводит к срабатыванию регулятора 20 светового потока в направлении увеличения величины потока (регулятор 20 открывается) . Этот процесс происходит до того момента, пока не будет восстановлена интенсивность светового потока, падающего на приемник 5 излучения, т.е. пока не будет скомпенсировано уменьшение прозрачности среды. Одновременно сигнал с выхода регулятора 20 светового потока поступает Hd вход выходного элемента 11. Величина этого сигнала пропорциональна количеству аэрозоля, что позволяет измерить его концентрацию и обеспечить вьщачу сигнала при заранее заданном уровне концентрации

аэрозоля (уменьшение прозрачности среды).

В случае изменения интенсивности излучения лампы 2 регулируемого источника 1 излучения меняются одинаково интенсивности световых потоков, падающих на приемник 5 и дополнительный приемник 21 излучения, что приводит к появлению сигнала на выходе синфазного сигнала (точка соединения резисторов 7-9) дифференциального усилителя 6. Этот сигнал . через интегратор 12 поступает на вход элемента 13 сравнения. Сигнал с выхода элемента 13 сравнения воздействует на привод 3 диафрагмы 4 регулируемого источника 1 излучения. Это обеспечивает постоянства рабочей точки и порога срабатывания датчика при изменении интенсивности излучения регулируемого источника 1 излучения, например, вследствие оседания пьши и старения лампы 2.

Для калибровки переключатель 22 переводится в нижнее (по схеме) положение. При этом обеспечивается уменьшение светового потока, падаю-, щего на дополнительный приемник 21 излучения. Это приводит к изменению регуляторбм 20 светового потока приёмника 5 излучения до величины, соответствующей порогу срабатывания.

Экономическая эффективнбсть предлагаемого устройства обусловлена его техническими особенностями.

1. ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ ДАТЧИК АЭРОЗОЛЯ, содержащий регулируемый источник излучения, оптически связанньй с приемником излучения, выход которого подключен к одному входу дифференциального усилителя, выходной элемент, отличающийс я тем, что, с целью повышения на,дежности датчика в работе, в него введены интегратор, элемент сравнения, формирователь опорных напряжений. регулятор светового потока, приемника излучения и дополнительный приемник , излучения, оптически связанный с регулируемым источником излучения, выход дополнительного приемника излучения подключен к другому входу дифференциального усилителя, выход синфазного сигнала дифференциального усилителя через интегратор - к одному входу элемента сравнения, другой вход которого подключен к первому выходу формирователя опорных напряжений, выход элемента сравнения подключен к управляющему входу регулируемого источника излучения, выход разностного сигнала дифференциального усилителя - к регулятору (Л светового потока приемника излучения, выход которого подключен к выходному элементу. 2. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что в него введены переключатель и регулятор светового потока дополнительного приемника излучения, управляющий вход которого через переключатель подключен к второму и третьему выходам формирова теля qnopHbix напряжений. а