Способ обнаружения пламени и устройство для его осуществления Советский патент 1984 года по МПК G08B17/12 

ны к входу третьего интегратора,- выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй вход

которого подключен к выходу первого формирователя импульсов, а выход к входу третьего интегратора.

1. Способ обкаоужения пламёни5 основанный на преобразовании излучения пламени в электрический сигналj выделении низкочастотной составляющей сигнала, нормализации низкочас тоткого сигнала по амплитудвэ формировании сигнала верхнего порогового уровня, сравнении нормализованного по а1-1плнтуде низкочастотного сигнала и сигнала верхнего порогового уровня и подсчете числа превьшений амплитуды нормализованного низкочастотного сигнала над сигналом верхнего порогового уровня 5отлича ощийс я тем, что, с целью повышения быстродействия способа и достоверности обнаружения сигналов пламеш ; дополнительно формир-ьпот сигнал нижнего порогового уровня, сравнивают нормализованный по а йтлитуде низкочастотный сигнал и сигнал нижнего порогового уровня, подсчитывают число превышений а да:литудь норг- ализованного н зкочастотного сигнапа над сигнал 9м нижнего порогового уровня5 определяют откоюение числа превышений амплитуды норнализованкого сигнала над сигналом нижнего порогового уровня к числу превышеннй амплитуды нормализованного сигнала кпд сигналом верхнего jioporoBoro уровня и при отношениине менее 1,25 формируют сигнал о наличии пламени. 2, Устройство для обнаружения планеь-и, содержащее фотоэлектрический преобразователь, выход которого подключен к входу избирательного усилителя с блоком автоматической рйгулировки усиления, выход избирательно- § го усилителя подключен к входу дискЬи-j NG-jHaTopa верхнего уровня, первый интегратор, вьЕод которого через поро-; говый элемент подключен к индикатору, отличающееся тем, что, с Ц2лью повышения быстродействия и достоварности обнаружения сигналов пламени,, в него введены дискриминатор киягиего уровня, второй и третий интеto о со граторы,, два элемента И, два формирователя импульсов и два весовых резистора.; вход дискриминатора нижнего ОО уровня подключен к выходу избирательного усилителя, выход дискриминатора верхнего уровня подключен к входу первого форьшрователя импульсов непосредственно и через интегратор к первому входу первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом дискркм анатора нижнего уровня, выход первого элемента И соединен с входом второго формирователя импульсов., выходы первого и второго форьирозателей импульсов через соответствуюарге весовые резисторы подключе

Изобретение относится к автоматическому обнаружению пожаров и может &ыть использовано для автоматического включения средств противопожарной защиты. Известен способ обнаружения пламе ни, основанный на преобразовании излучения пламени в электрический си нал, формировании импульсов, соответствующих электрическому сигналу, подсчете шага импульсов на заранее заданное время, по которому решение о наличии пламени принимают при превьшгении числа импульсов над заранее заданным числом Л . Известно устройство для обнаружения пламени, содержащее фотоэлектрический преобразователь, выход которо го через последовательно соединенные усилитель и формирователь подключен входу счетчика импульсов, обнуляющий вход которого подключен к выходу реле времени, а выход - к сигнализатоРУ 1. Известен также способ обнаружения пламени, основанный на регистрации мерцаний пламени, преобразовании излучения пламени в электрический сигнал, который нормализуют по амплитуде, выделяют полосу частот спектра, соответствующих частотам мерцаний пламени, а затем вьщеляют огибающую .ВХОДНОГО сигнала и анализируют ее . по частоте. Если частота огибающей входит в заранее заданную полосу про пускания, формируют сигнал тревоги. В противном случае сигнал не формируют. Вьщеление огибающей входного сигнала по данному способу позволяет исключить формирование ложных сигналов тревоги при регистрации излучения, характеризующегося постоянством амплитуд Г21. Недостатком способа является возможность выдачи лажных сигналов тревоги, обусловленных необходимостью фильтрации входного сигнала. Способ не исключает также формирование ложных сигналов тревоги при регистрации повторяющихся импульсных помех со скважностью больше 2 и при регистрации сигналов с нарастающей и убьгоающей амплитудой (включение и выключение вентилятора, лопасти которого перекрывают световой поток). Известно также устройство для осуществления способа, содержащее фотоэлектрический преобразователь, вькод которого подключен к входу избирательного усилителя с блоком автоматической регулировки усиления, выход избирательного усипителя подключен к входу дискриминатора верхнего уровня, выход которого через последовательно включенные первый интегратор и пороговый элемент подключен к индикатору . Наиболее близким к предложенному является способ обнаружения пламени,. основанный на преобразовании излучения пламени в электрический сигнал, вьщелении низкочастотной составляющей сигнала, нормализации низкочастотного сигнала по амплитуде, формировании сигнала верхнего порогового уровня, сравнении нормализованного по амплитуде низкочастотного сигнала и сигнала верхнего порогового уровня и подсчете числа превышений амплитуды нopмaлизoвaf нoгo низкочастотного сигнала над сигналом верхнего порогового уровня, и формщэовании сигнала о наличии пламени при заранее заданном отношении числа превьшений амплитуды нормализованного низкочастотного сигнала над числом состояний, когда нормализованньш по амплитуде низкочастотный сигнал меньше сигнала верхнего порогового уровня Sj.

Однако известные способы и устройства имеют низкие быстродействие и достоверность обнаружения пламени.

Цель изобретения - уменьшение времени обработки информации и повыше1ние достоверности сигнализации о пожаре.

Поставленная цель достигается TeMj что согласно способу обнаружения пламени, основанному на преобразовании излучения пламени в электрический сигнал, выделении низкочастотной составляющей сигнала, нормализации низкочастотного сигнала по амплитуде, формировании сигнала верхнего порогового уровня, сравнении нормализованного по амплитуде низкочастотного сигнала и сигнала верхнего порогового уровня и подсчете числа превышений амплитуды нормализованного низкочастотного сигнала над сигналом верхнего порогового уровня, дополнительно формируют сигнал нижнего порогового уровня, сравниванэт нормапизованныипо амп-ттитуде низкочаст вый сигнал и сигнал нижнего порогового уровня, подсчитывают число пре вышений амплитуды нормализованного низкочастотного сигнала над сигналом нижнего порогового уровня, опре деляют отношение числа превьшений амплитуды нормализованного сигнала над сигналом нижнего порогового уро ня к числу превьшений амплитуды нормализованного сигнала над сигналом верхнего порогового уровня и пр отношении не менее 1,25 формируют .сигнал о наличии пламени. Кроме того, в устройство для обнаружения пламени, содержащее фотоэлектрический преобразователь, выход которого подключен к входу избирательного усилителя с блоком автоматической регулировки усиления, выход избирательного усилителя подключен к входу дискриминатора верхн го уровня, первый интегратор.,. выход которого через пороговый элемент по ключен к индикатору, введены дискри минатор нижнего уровня, второй и третий интеграторы, два элемента И, два формирователя импульсов и два весовых резистора, вход дискриминатора нижнего уровня подключен к выходу избирательного усилителя, выход дискриминатора верхнего уровня подключен к входу первого формирователя импульсов непосредственно и

через интегратор к первому входу первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом дискриминатог ра нижнего уровня, выход первого элемента И соединен с входом второго формирователя и myльcoв, выходы первого и второго формирователей импульсов через соответствующие весо-, вые резисторы подключены к входу

третьего интегратора, выход которого соединен с первым входом второго злемента И, второй вход которого подключен к выходу первого формирователя импульсов, а выход - к входу

третьего интегратора.

На чертеже показана функциональная схема устройства для обнаружения. пламени.

Устройство содержит фотоэлектрическии преобразователь 1, избирательный усилитель 2 с блоком 3 ав- . томатической регулировки усиления (АРУ)5 дискриминатор 4 верхнего уровня, дискриминатор 5 нижнего уровня, формирователь 6 импульсов, интегра- тор 7, элемент И 8, формирователь 9 HNfflynbcoBj интегратор 10, элемент И 11, интегратор 12 и пороговый элемент 13; весовые резисторы 14 и 15 и конденсаторы 16 и 17. Устройство работает следующим образом. При появлении мерцающего пламени на выходе фотоэлектрического преобразователя 1 возникает сигнал, который пост.упает на вход избирательного усилителя 2, работающего в заданном диапазоне частот мерцания (2-25Гц) . С выхода избирательного усилителя 2 сигнал поступает на вход блока 3 АРУ, где сравнивается с опорным напряжением. Сигнал с выхода блока 3 АРЗ воздействует на вход изби.рательного усилителя 2, вследствие чего на его выходе среднее значение сигнала равняется опорному напряжениюНормированный по амплитуде сигнал с выхода избирательного усилителя 2 через конденсаторы 16 и 17 поступает дискриминаторы 4-5.Дискриминатор 5 нижнего зтовня и формирователь 9 импульсов служат для формирования импульсов перехода входного сигнала через нижний порог дискриминации, равный, например, 0,1,-В. Дискриминатор 4 верхнего уровня и,формирователь 6 импульсов служат для формирования импульсов перехода входного сигнала через верхний порог дискриминации, равный, например, от нормированной амплитуды регулярного сигнала на выходе избирательного уси лителя 2. Интегратор 7 и элемент И 8 обеспечивают прохождение импульсов по уровню 0,1 В при появлении на выходе дискриминатора 4 верхнего уровня двзпс и более импульсов. Это предотвращает срабатывание датчика, если огибающая входного сигнала избирательного усилителя 2 носит пилообразный характер. На выходе интегратора 10 сравниваются среднее значение тока с выхода формирователя 6 (отрицательной полярности), прошедшего через резистор 15, и среднее значение тока с выхода формирователя 9 импульсов положительной полярности, прошедшего через резистор 14. Токи пропордаонал ны соответственно скоростям счета (поскольку импульсы на выходах формирователей 6 и 9 импульсов имеют равн)е амплитур з и длительности) . Если соотношение токов не менее 1,25, происходит нарастание напряжекия на выходе интегратора 10 до поро га отпирания элемента И 11, что обее печивает прохождение импульсов с выхода формирователя 6 импульсов на ин тегратор 12. Постояниая времени заря да интегратора 12 намного больше постоянной времени его разряда, поэтому 35

нарастание напряжения на интеграторе 12 носит ступенчатый характер. При достижении напряжением на выходе интегратора 12 величины, равной порогу срабатывания порогового элемента 13, он срабатывает, что является информацией о пожаре.

Если на вход устройства Боздейству-i ет регулярный сигнал (помеха) j, то

ладакщих высокой достоверностью извещения и быстродействием, позволит поБЬКи-ть быстродействие и надежность работы этих систем что значительно CHI-ISKT потери приносимые пожарами, Повьшение достоверности И14ормации о н;1лички пожара исключит случаи лажной тревоги и случайного ввода в пействие средств пожаротушения. отношени-5 токов (и скоростей счета) равно единице и, следовательно на выходе устройства сигнал отсутствует. Это условие выполняется и в TOI-I случае, когда регулярной сигнал на входе устройства носит прерывистый характер. В устройствах, которые работают по принципу выделения огибающей мерцаний пламени, возможна ложная вьщача сигнала тревоги, поскапську вьделение переменной составляющей зависит от скваясности иг«тульсных посылок В предложенных способе и устройстве отличение сигналов пламени от регулярньк помех осноиако на различии характера их амплитудных распределений. Амиштудное распределение сигналов пламени носит случайный характер, а амплитудное распределение сигналов помех характеризуется постоянством значеш й амплитуд входного сигнала. Таким образом, изобретение позволяет обнаруживать возникновег-ше модуляиии нор1.ш:рованного сигнала на выкоде усз-шителя, если модуляция носит случайньй характер. Применение в системах аварийной сигнализации пожарных извешателей., CKef-ш которых, построены в соответртвии с предлагаемым способом

Ui

onz

u

С

Ц16

14