Датчик дыма Советский патент 1985 года по МПК G08B17/10 

V,,

I-. 11 .-.

X Изобретение относится к автомати ческой пожарной сигнализации и может найти применение в качестве дат чика дыма на объектах, связанных с изготовлением, переработкой, хранением или транспортировкой пожароопа ных вещестй и материалов. Известен датчик дыма, содержащий источник излучения, оптически связа ный с фотоприемником, который воепринимает поток излучения, рассеива емый дымом в случае возникновения пожара Л . Однако в данном датчике частицами дыма рассеивается лишь незначительная часть потока излучения, основная часть которого гасится в результате многократного переотражения от защитного ограждения и элементов конструкции измерительной камеры дымового датчика, что определяет его невысокую чувствительность. Наиболее близким техническим решением к изобретению является датчик дыма, содержащий корпус с защитной сеткой, внутри которого расположены держатель и оптически связанные источник излучения и фотоприемник, держатель выполнен в виде трехгранно равнобедренной призмы с каналами, вкодящими в боковые грани призмы, в каналах закреплены источник излучения и фо топриемник, оптические поверхности которых направлены к боковым граням призмы, оси каналов расположены в одной плоскости и пересекаются вне держателя, вне поля зрения фотоприем ника размещен элемент фокусировки излучения, выполненный в виде сферического вогнутого зеркального отража теля. Оптический центр которого совмещен с источником излучения 2J . В известном датчике частицы дыма рассеивают дополнительный световой поток, отраженный от сферического вогнутого зеркального отражателя, что увеличивает чувствительность дымового датчика. Однако в нем эффективность исполь зования светового потока источника излучения недостаточно высока, поскольку основная часть светового потока концентрируется сферическим вогнутым отражателем в его оптическом центре и гасится внутри канала держателя, являющегося глушителем излучения, что снижает чувствитель- ность дымового датчика. Цель изобретения - увеличение чувствительности датчика дыма за счет более полного использования светового потока источника излучения. Поставленная цель достигается тем, что в датчик дЬма, содержащий источник излучения и фотоприемник, оптически связанные через контролируемую среду внутри измерительной камеры, в которой размещен элемент фокусировки излучения, введен световодный коллектор с одним выходным и двумя входными торцами, выходной торец и один из входных торцов размещены внутри измерительной камеры и расположены на одной оптической оси, а элемент фокусировки излучения установлен у выходного торца световод ного коллектора, другой входной торец которого оптически связан с источником излучения. На чертеже приведена структурная схема предлагаемого датчика дымао Датчик дыма содержит источник 1 излучения,фотоприемник 2, измерительную камеру 3, световодньй коллектор 4 с одним выходным торцом 5 и двумя входными торцами 6 и 7. Выходной торец 5 световодного коллектора 4 через элемент 8 фокусировки излучения, проходящего через чувствительную к дыму область 9, расположенную между элементом 8 и входным торцом 6 световодного коллектора 4, оптически связан с фотоприемником 2 и . входным торцом 6. Чувствительная к дьму область 9 расположена внутри измерительной камеры 3 и образована пересечением телесных углов поля зрения элемента 8 фокусировки излучения и неосвещенного непосредственно им фотоприемника 2. Выходной торец 5 с элементом 8 фокуировки излучения и входной торец 6 ветоводного коллектора 4 оптически вязаны друг с другом и расположены а одной оси, а другой входной торец световодного коллектора 4 оптичеси связан с источником 1 излучения. Световодный коллектор 4 предназнаен для подвода излучения от входых торцов 6 и 7 к чувствительной к ыму области 9. При отсутствии дыма в контролирумом пространстве световой поток исочника 1 излучения через входной тоец 7 передается на выходной торец световодного коллектора 4 и через элемент 8 фокусировки попадает на входной торец 6, передается на выходной торец 5 световодного коллекто ра 4 и через элемент 8 фокусировки излучения вновь попадает на входной торец 6 и т.д. Таким образом, в чувствительной к дыму области 9 обеспечивается многократное прохождение светового пото ка источника 1, которы не попадает на фотоприемник 2, благодаря концентрации потока излучения на входном торце 6, расположенном вне поля зрения фотоприемника 2. При появлении дыма в контролируемом пространстве он проникает в измерительную камеру 3 и попадает в чувствительную к дыму область 9. При этом часть светового потока ис- то чника 1 излучения рассеивается час тицами дыма и попадает на фотоприемник 2, а остальной световой источник 1 попадает на входной торец передается на выходной торец 5 светового коллектора 4 и через элемент 8 фокусировки излучения вновь проходит через чувствительную к дыму область 9, где вновь рассеивается дымом и попадает на фотоприемник 2, а остальной световой поток попадает на входной торец 6 и вновь попадает через выходной торец 5 и элемент 8 фокусировки излучения в чувствительную к дыму область 9. Таким образом, многократное прохождение светового потока через чувствительную к дыму область 9 увеличивает чувствительность датчика дыма, т.е. увеличищает рассеиваемый дымом световой поток, регистрируемый фотоприемником 2, электрический сигнал которого, проходя через устройство обработки, вызывает сигнал тревоги. Так, например, если при однократном прохождении света через дым в датчике lj от заданной концентрации дыма рассеивается на фотопрдемни часть 8 полного светового потока .излучателя, то при двухкратном прохождении света через дым в известном устройстве при той же концентра ции дыма рассеивается на фотоприемник 2 8 .от полного светового потока излучателя. В предлагаемом датчике при много кратном прохождении через дым доля рассеиваемого дымом светового потока, регистрируемого фотоприемником 2, определяется формулой суммы бесконечно убывающей геометрической прогрессииSim j-r In-fCO 1 где 8 - часть светового потока источника 1, рассеянная дымом на фотоприемник 2 при однократном прохождении света через дым; q - коэффициент ослабления света при его однократном прохождении через чувствительную к дыму область 9. Так, например, при q 0,95 доля рассеиваемого дымом светового потока, регистрируемая фотоприемником 2, у предлагаемого датчика равна 6 Р больше, чем у известного. Таким образом, при q 0,95 чувствительность к дыму предлагаемого датчика на порядок вьше, чем у известного с двухкратным прохождением света через дым. Фотопрйемник 2 имеет широкую диаграмму поля зрения,поэтому из чувствительной к дыму области 9 на фотоприемник 2 попадает излучение, рассеиваемое частицами дыма как под острым, так и под тупым углом к направлению распространения излучения, что обеспечивает приблизительно одинаковую чувствительность к белому и к черному дыму. Как известно, основным потребителем энергии в датчике дыма является встроенный в него источник 1 излучения . Предлагаемый датчик при одинаковой чувствительности с известным датчиком позволяет использовать маломощный источник 1 излучения, например излучающий диод, яа счет многократного , использования излучения, что обеспечивает малое эйергопотребление, т.е. экономию электроэнергии. Предлагаемый датчик дыма может быть выполнен без встроенного излучателя, при этом в качестве источника 1 излучения может быть использован посторонний источник освещения защищаемого объекта, например светильник, к которому подводится входной торец 7 световодного коллектора 4, причем один светильник может обеспечить работу нескольких таких датS11388186

чиков одновременно с освещением за-круглосуточную работу датчика дыма

щищаемого объекта.при малом энергопотреблении,

В качестве источника 1 излучн- Предлагаемый датчик обладает сления датчика дьма может быть исполь-дующими преимуществами по сравнению

зован солнечный или дневной свет, 5с известным: увеличение чувствипадаивций на входной торец 7 световод-тельности к дыму; возможность исного коллектора 4, в этом случае дляпользования встроенных маломощных

увеличения угла захвата солнечногоизлучателей при заданной чувствительили дневного света световодный кол-ности к дыму; возможность испольлектор 4 выполнен с шаровым сферичес- зования любого светильника на заким входным торцом 7.щищаемом объекте; возможность исполь

При совместном использовании ее-ния солнечного или дневного света,

тественного и искусственного освеще-что повьшает эффективность противония можно обеспечить непрерывную пожарной защиты объекта.

зования в качестве источника излуче

ДАТЧИК ДША, содержащий источник излучения и фотоприемник, оптически связанные через контролируемую среду внутри измерительной каме-, ры, в которой размещен элемент фокусировки излучения, отличающийся тем, что, с целью увеличения чувствительности датчика, в него введен световодный коллектор с одним выходным и двумя входнь&да торцами, выходной торец и один из входных торцов размещеюл внутри измерительной камеры и расположены на одной оптической оси, а элемент фокусировки излучения установлен у выходно о торца световодного коллектора, другой входной торец которого оптически связан с источником излучения.