Способ обнаружения пожароопасной ситуации Советский патент 1985 года по МПК G08B17/00 

00 1C

CTi ел

Изобретение относится к пожарной сигнализации и может быть использовано для обнаружения пожароопасной ситуации на охраняемых объектах до появления открытого пламени.

Цель изобретения - повышение достоверности обнаружения пожароопасной ситуации за счет расширения диапазона размеров частиц сравниваемых фракций.

На чертеже схематично изображено устройство, реализующее предлагаемый способ.

Газоход 1 разделен на две части равного сечения проводящей заземленной перегородкой 2, На газоходе 1 установлены коронирующие электроды 3.1 и 3.2, отделенные от потока сетчатыми электродами 4.1 и 4.2, предназначенными для образования совместно с заземленной перегородкой 2 двух зон ионизации. Далее последовательно по потоку установлены индукционные измерительные камеры 5.1 и 5.2 и победитель 6 расхода. Коронирующие электроды 3.1 и 3.2 подключены к выходу импульсного источника 7 напряжения, а электроды 4.1 и 4.2 - к выходам источников 8.1 и 8.2 постоянного напряжения соответственно. Управляющий вход импульсного источника 7 напряжения подключен к выходу тактового генератора 9, управляющий вход источника 8.1 - к выходу счетчика 10.1. Индукционные камеры 5.1 и 5.2 подключены к входам интегрирующих усилителей 11.1 и 11.2, выходы которых соединены с входами компаратора 12 непосредственно и с корпусом устройства через замыкающие контакты ключей 13.1 и 13.2. Выход компаратора 12 соединен с управляющими входами ключей 13.1 и 13.2 и с входами установки нуля счетчиков 10.1 и 10.2. Счетные входы счетчиков 10.1 и 10.2 подключены к выходу тактового генератора 9, а вход разрешения счет чика 10.1 соединен с его выходом.. Один вход блока 14 сравнения соединен с выходом счетчика 10.2, а другой - с задатчиком 15 порога. Выход блока 14 сравнения подключен к сигна лизатору 16.

Способ реализуется в данном устройстве следующим образом.

Поток аэрозоля из контролируемого объема пропускается через ггзо57 2

ход 1 с помощью побудителя 6 расхода. Перегородка 2 разделяет его на две части с равными расходами W. На электроды 3.1 и 3.2 от источника

7 подается импульсное напряжение, амплитуда которого превышает потенциал зажигания коронного разряда, а частота следования определяется тактовым генератором 9. На выходах

счетчиков 10.1 и 10.2 в начальный момент времени, по сигналу с выхода компаратора 12 устанавливается сигнал логического нуля. С выходов источника 8.1 и 8.2 на сетчатые

электроды 4.1 и 4.2 подаются фиксированные потенциалы U и U соответственно, причем ,где К ; 1 . Во время импульса коронного разряда в разрядных промежутках генерируются ионы, которые за счет электрических полей, создаваемых потенциалами и и Uj, вытягиваются через электроды 4.1 и 4.2,в зоны ионизации обеих частей потока. Б каждой зоне

ионизации обеспечивают одинаковую постоянную ионную проводимость, условием которой является отнощение

и

const, где I - ионный ток в

зоне зарядки. При настройке это условие обеспечивают, задавая ток I, равным к 1 , например, за счет расстояния между коронируемыми электродами и в дальнейшем его вьшолняют путем

стабилизации потенциалов этих электродов. Частицы аэрозоля, проходя через зону ионизации, приобретают электрический заряд, складывающийся из диффузионной и дрейфовой составляюш их.

Диффузионная составляющая заряда каждой частицы однозначно определяется значением ионной проводимости, а дрейфовая - напряженностью электрических полей в зонах ионизации,

т.е. потенциалами U различными для каждой части потока. За счет импульсной генерации ионов в потоке формируются пачки заряженных частиц, которые, проходя через индукциошше камеры 5.1 и 5.2, создают наведенные заряды, регистрируемые и интегрируемые усилителями 11,1 и 11.2. Число пачек п соответственно время зарядки t первой части потока задают постоянным. После прохождения п-й пачки в первой части потока на выходе 10.1 формируется сигнал логической единицы, отключающий источник 8.1 напряжения и прекращающий счет импульсов зтим счетчиком. На выходе интегрирующего усилителя 11.1 запоминается уровень напряжения, пропорциональный объемному заряду всех п пачек заряженных частиц, прошедпгах в первой части потока за время t ионизации. Время ионизации t определяется частотой t тактового генератора 9, скважностью импульсов -О и числом импульсов п, а именно t -р-т . Объемный электрический заряд определяется выражением Q J3Wt,(1) где j5 - плотность объемного заря или с учетом плотности р диффузио ной и плотности р. дрейфовой составляющих объемного заряда опреде ляется выражением Q ( Д + PJ) Wt. (2) Объемный электрический заряд, прош ший во второй части потока, с учет выражения (2), определяется формул Q ( Я, + к р ) Wt, где Т - время ионизации частиц во второй части потока. Поскольку ионная проводимость в обеих частях одинакова, а напряженность электрического поля во второй части потока меньше,то пло ность объемного электрического зар да в нем ниже за счет в К раз меньшей дрейфовой составляющей, а время Т зарядки до получения рав ного заряда больше. Общий объемны заряд аэрозоля, прошедший во второй части потока, контролируется интегрирующим усилителем 11.2. При напряжении на его выходе, равном напряжению на выходе усилителя 11.1, что соответствует равенству объемных электрических зарядов, пр шедших в каждой части потока, срабатывает компаратор 12. На выходе компаратора 12 появляется сигнал логической единицы, который устана ливает в исходное состояние счетчика 10.1 и 10.2, с помощью ключей 13.1 и 13.2 обнуляет выходы интегрирующих усилителей 11.1 и 11.2. Отношение времен ионизации равных объемных зарядов двух частей 574 потока аэрозольных частиц при.фиксированном отношении напряженностей электрических полей К однозначно определяется соотношением плотностей диффузионной и дрейфовой составляющих объемных зарядов 4 Как следует из выражений (2) и (3), отношение времен ионизации выражается формулой В рассматриваемой реализации способа оно определяется числом импульсов га, прошедших через счетчик 10.2 до момента срабатывания компаратора 12, поскольку время зарядки t в первой части потока постоянно. Это число т, характеризующее отношение времен ионизации, сравнивается числом, записанным в задатчике 15 порога, характеризующем отношение времен ионизации для фонового аэрозоля.При возникновении пожароопасной ситуации резко возрастает концентрация вьюокодисперсного аэрозоля, при этом увеличивается отношение d плотностей диффузионной и дрейфовой составляющих зарядов, а отношение времен ионизации стремится к единице. При достижении наперед заданного значения порога с блока 14 сравнения выдается команда на сигнализатор 16. В следующем цикле измерения устройство работает аналогичным образом. В предлагаемом способе по сравнению со способом-прототипом повышается достоверность обнаружения пожароопасной ситуации за счет определения соотношения концентрацией высокодисперсной и грубодисперсной фракций аэрозоля в широком интервале размеров. Сравнению подвергаются фракции аэрозоля от субмикроскопических до десятых долей мкм и грубодисперсная фракция с большими размерами частиц. При этом в указанную высокодисперсную фракцию входит практически весь интервал размеров частиц, образующихся при термоокислительной деструкции различных материалов. На результаты измерения в меньшей степени сказывается укрупнение частиц при их коагуляций. Предлагаемый способ позволяет увеличить контролируемые объемы при использовании е 5118255.7 4 маломощных побуди- применением более простых TPV е./Тая„- -е -:.- - --

СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ПОЖАРООПАСНОЙ СИТУАЦИИ, основанный на измерении отношения двух параметров потока аэрозольных частиц, определяемых концентрациями двух различных фракций, о т л и ч аю щ и и р я тем, что, с целью поI ;л вышения достоверности обнаружения, пожароопасной ситуации, поток разделяют на две части с равными расходами, производят ионизацию частиц в обеих частях потока при одинаковой ионной проводимости в зоне иони зации и при различных значениях напряженности электрического поля, причем время ионизации в одной части потока выбирают постоянным и фиксируют объемный заряд, а в другой - измеряют время ионизации, необходимое для получения равного объемного заряда, затем определяют отношение времени ионизации одной части потока к вре(Л мени ионизации другой части потока, с по которому формрфуют сигнал о наличии пожарной ситуации.