Датчик дыма Советский патент 1985 года по МПК G08B17/10 

С5

05

Изобретение относится к автоматической пожарной сигнализации и может найти применение в качестве датчика дыма на объектах, связанных с изготовлением, переработкой, хранением или транспортировкой пожароопасных материалов.

Известен датчик дыма, содержащий секционированный коаксиальный световод, по внутренней жиле которого распространяется излучение источника, попадающее на гаситель излучения, установленный на выходе внутренней жилы последней секции коаксиального световода, у входных торцов внешней жилы каждой секции коаксиального световода установлены полосовые оптические фильтры, придающие индивидуальный признак излучению, идущему из каждой контролируемой точки, появившемуся во входном торце внешней жилы в результате появления аэрозоля, а у выходного торца этой жилы установлены анализатор спектра, соединенный с индикатором пункта появления аэрозоля 1.

Недостатком датчика дыма такого типа является то, что однозначную информацию о появлении дыма можно получить в том случае, если дым появляется только в одной из контролируемых точек, что понижает надежность работы устройства.

Наиболее близким к изобретению является датчик дыма, содержащий секционированный коаксиальный световод, по внутренней йиле которого распространяется излучение источника, попадающее на гаситель излучения, установленный На выходе внутренней жилы последней секции коаксиального световода, у входных торцов внещней жилы каждой секции коаксиального световода установлены полосовые оптические фильтры, придающие индивидуальный признак излучению, идущему из каждой контролируемой точки, появивщемуся на входном торце внешней жилы в результате появления дыма. У входных торцов внутренней жилы каждой секции коаксиального световода дополнительно установлены оптические фильтры, которые выполнены такими, что полоса пропускания каждого последующего фильтра внутренней жилы уже полосы частот источника излучения на полосу пропускания фильтра внешней жилы соответствующей секции, а у выходного торца внешней жилы последней секции коаксиального световода установлен анализатор спектра, соединенный со входом указателя, пункта появления аэрозоля. Известное устройство позволяет получить однозначную информацию о месте появления дыма в нескольких контролируемых точках 2.

Однако, наряду с положительными качествами, устройство характеризуется большим количеством оптических фильтров (по два фильтра на контролируемую точку) с

индивидуальной для каждого фильтра полосой пропускания, что усложняет, конст. рукцию датчика и снижает надежность его работы; значительными потерями оптической мощности при передаче излучения через большое количество последовательно установленных оптических фильтров, что снижает чувствительность к дыму и затрудняет реализацию устройства для большого количества контролируемых точек. В каждом разрыве коаксиального световода регистрируется рассеянное дымом излучение в разных спектральных диапазонах, что приводит к неодинаковой чувствительности к дыму в контролируемых точках (чувствительность

5 к дыму сильно зависит от длины волны излучения). Это не позволяет получить однозначную информацию о задымленности в контролируемых точках пространства и может привести к обнаружению пожара не более поздней стадии его развития (для наименее чувствительной контролируемой точки), или к выдаче ложного сигнала о пожаре (для наиболее чувствительной контролируемой точки), что снижает надежность работы устройства. При неисправности (обрыве) коаксиального световода устройство становится неработоспособным, а информация об этом отсутствует, что также снижает надежность работы устройства.

Цель изобретения - повышение надеж0 ности работы датчика с одновременным увеличением его чувствительности к дыму.

Цель достигается тем, что в датчик дыма, содержащий последовательно включенные секции, каждая, из которых содержит

коаксиальный световод, элементы фокусировки излучения, внутреннюю и внешнюю жилы, излучатель, обращенный к входному торцу внутренней жилы первой секции коаксиального световода, гаситель излучения,

0 установленный на выходе внутренней жилы последней секции коаксиального световода, блок индикации, введены поляризаторы, на пример пластинки кварца, и поляриметр, поляризаторы установлены у выходных торцов внутренней жилы каждой секции коаксиального световода, а поляриметр - у выходного торца внешней жилы последней секции коаксиального световода и соединен со входом указателя пункта появления дыма, а входной торец внещней жилы первой сек0 ции коаксиального световода оптически связан с излучателем.

На чертеже приведена оптическая схема предлагаемого датчика дыма.

Предлагаемый датчик дыма содержит систему передачи излучения в виде прерывис5 того в контролируемых точках пространства коаксиального световода 1 с разрывами 2, каждая секция которого содержит элементы 3 фокусировки излучения, проходящего

через разрыв 2 между торцами секций коаксиального световода I, внутреннюю 4 и внешнюю 5 жилы, излучатель 6, обращенный к входному торцу внутренней жилы 4 первой секции коаксиального световода 1, гаситель излучения 7, установленный на выходе внутренней жилы 4 последней секции коаксиального световода 1, и блок индикации 8 пункта появления дыма. Кроме того, у выходных торцов внутренней жилы 4 каждой секции коаксиального световода 1 установлены поляризаторы 9 - оптически активные элементы, например, пластинки кварца, а у выходного торца внешней жилы 5 последней секции коаксиального световода 1 установлен поляриметр 10, соединенный со входом блока индикации 8 пункта появления дыма, а входной торец внешней жилы 5 первой секции коаксиального световода 1 оптически связан с излучателем 6, в качестве которого использован источник линейно-поляризованного излучения, для чего он снабжен поляризатором.

Излучатель 6 имеет линейно-поляризованный выходной пучок излучения, у которого колебания электрического вектора происходят в одном заданном направлении.

В качестве излучателя 6 может быть использован, например, гелий-неоновый лазер или излучатель естественного света (лампа накаливания, светоизлучающий диод), снабженный поляризатором (поляроидом).

Оптически активные элементы поляризаторы 9, например, пластинки кварца, поворачивают плоскость поляризации проходяшего через них излучения на некоторый (характерный для данного элемента) угол, обладая при этом достаточно высокой прозрачностью.

В качестве оптически активных элементов 9 могут быть использованы, наряду с пластинками кварца, множество других кристаллов и аморфных тел, например, скипидар, камфора, никотин, киноварь и др.

Все поляризаторы 9 имеют одинаковую величину угла вращения плоскости поляризации излучения и установлены у выходных торцов внутренней жилы 4 каждой секции коаксиального световода 1 с целью придания индивидуального признака в каждом разрыве 2 излучению излучателя 6, попадающего во внещнюю жилу 5 при появлении дыма.

Поскольку каждый поляризатор 9 поворачивает плоскость поляризации излучения на одинаковый угол, например на 10°, то направление поляризации излучателя 6 в первом разрыве 2 коаксиального световода 1 будет повернуто па 10°, во втором разрыве - на 20°, в третьем разрыве - на 30° и т.д. Таким образом, на поляриметр 10 из любой контролируемой точки, в случае появления дыма, проходит линейно-поляризованное излучение, в котором заложена информация об угле поворота плоскости- поляризации поляризатора 9, установленного в данной контролируемой точке - индивидуальный признак контролируемой точки.

Поляриметр 10 предназначен для измерения величины угла вращения плоскости поляризации, т.е. для выявления информации о точке появления дыма. Существующие современные поляриметры дают возможо ность измерять поворот плоскости поляризации с точностью до 0,001° в зависимости от длины волны излучения.

Блок индикации 8 пункта появления дыма предназначен для выдачи информации 2 о появлении дыма и номера контролируемой точки в удобном для оператора виде.

Предлагаемый датчик дыма работает следующим образом.

При отсутствии дыма линейно-поляризованное излучение от излучателя 6 проходит 0 по внешней жиле 5 всех секций 2 коаксиального световода 1 и попадает на поляриметр 10, измеряющий начальное направление плоскости поляризации излучателя 6, при этом выходной сигнал поляриметра 10 поступает 5 на блок индикации 8, формирующий сигнал «Готовность, свидетельствующий об исправном состоянии датчика дыма. Кроме того, линейно-поляризованное излучение от излучателя 6 проходит по внутренней жиле 4 всех секций 2 коаксиального световода 1 0 и попадает на гаситель 7 излучения.

Поскольку в каждой секции 2 излучение из внутренней жилы 4 не попадает во внешнюю жилу 5 при отсутствии дыма, поляриметр 10 и блок индикации 8 формируются только сигнал «Готовность.

При появлении дыма в любой из контролируемых точек излучение от излучателя 6, прошедшее через оптически активный элемент 9, рассеивается частицами дыма и поQ падает во внешнюю жилу 5 и по ней, проходя через все секции 5, попадает на поляриметр 10, который выделяет индивидуальный признак (угол поляризации) контрольной точки и выдает сигнал, несущий информацию о появлении дыма и о месте его

5 появления на блок индикации 8 пункта появления дыма, который извещает об этом оператора, а в случае необходимости включает устройства принятия экстренных мер.

При появлении дыма в нескольких, например в трех, контролируемых точках, по внешней жиле 5 всех секций коаксиального световода 1 и на поляриметр 10 поступает излучение, линейно-поляризованное в нескольких (в трех) направлениях, при этом

5 поляриметр 10 поочередно измеряет величину угла поляризации (индивидуальный признак контролируемой точки) и выдает сигнал, несущий информацию о появлении дыма и о местах его появления на блок индикации 8.

При неисправности (обрыве) коаксиального световода прекращается передача излучения от излучателя 6 по внешней жиле 5 на поляриметр 10, при этом на блок индикации 8 попадает сигнал «Готовность, что свидетельствует о неисправности датчика дыма.

Предлагаемый датчик дыма, предусматривает установку в каждой секции 2 только одного оптически активного элемента (кварцевой пластинки), обладающего высокой прозрачностью, при этом передача излучения через большое количество последовательно установленных прозрачных оптических активных элементов не требует значительных потерь оптической мощности. Это упрощает конструкцию, повышает чувствительность к дыму и обеспечивает возможность реализации датчика дыма для большого количества контролируемых точек.

Кроме того, в датчике дыма длина волны излучения во всех контролируемых точках одинакова, что позволяет обеспечить одинаковую чувствительность к дыму в контролируемых точках, т.е. получить однозначную информацию о задымленности контролируемых точек пространства.

Кроме того, в устройстве обеспечивается непрерывный автоматический контроль исправности устройства за счет формирования сигнала «Готовность.

Поскольку конструктивные элементы всех секций 2 абсолютно одинаковы, они могут быть выполнены в виде отдельного чувствительного элемента с оптическими разъемами, при этом все чувствительные элементы являются взаимозаменяемыми и могут быть установлены в любой контролируемой точке, что повышает эксплуатационные качества устройства.

Таким образом, датчик дыма при минимальных технических затратах обеспечивает повышение надежности работы за счет конструктивного упрощения датчика, повышение его чувствительности к дыму и обеспечения автоматического контроля исправности.

Это устройство позволит повысить эффективность противопожарной защиты объектов.

ДАТЧИК ДЫМА, содержащий последовательно включенные секции, каждая из которых содержит коаксиальный световод, элементы фокусировки излучения, внутреннюю и внешнюю жилы, излучатель, обращенный к входному торцу внутренней жилы первой секции коаксиального световода, гаситель излучения, установленный на выходе внутренней жилы последней секции коаксиального световода, блок индикации, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы и чувствительности датчика, в него введены поляризаторы, например пластинки кварца, и поляриметр, поляризаторы установлены у выходных торцов внутренней жилы каждой секции коаксиального световода, а поляриметр - у выходного торца внешней жилы последней секции коаксиального световода и соединен со входом указателя пункта появления дыма, а входной торец внешней жилы первой секции коаксиального световода оптически связан с излучателем. 9