Извещатель дыма Советский патент 1986 года по МПК G08B17/10 

счетчика 14 (в блоке 5 управления), в;, котором происходит накопление заряда на конденсаторе блока 12 памяти. Заряд конденсатора в блоке памяти 12 определяется по формуле f(A) N (1), где А - амплитуда импульсного сигнала на выходе усилителя 6, N - количество импульсов, воспринятых усилителем 6 в течение измерительного интервала, равное емкости счетчи- ка 14 в блоке 5 управления. К- коэффициент пропорциональности, определяемый параметрами преобразователя 7 напряжение-ток, а сигнал Q шумового фона на конденсаторе определяется.

Изобретение относится к системам тревожной сигнализации и может найти применение в качестве датчика, сигнализирующего о присутствии в контролируемой среде (воздухе, газе) определенной концентрации дыма, свидетельствующей о наличии пожара.

Цель изобретения - повьпиение чувствительности дымового извещателя

На чертеже приведена блок-схема предложенного дымового извещателя,

Извещатель дыма содержит генератор 1 импульсов, светодиод 2, свето- диод 3, фотоприемник 4, блок 5 управ ления, усилитель 6, преобразователь

7напряжения в ток, формирователь

8импульсов, коммутатор 9, сигнализатор 10, блок 1Г памяти, блок 12 памяти, формирователь 13 порогового сигнала.

Блок 5 управления может быть вы- полнен состоящим из счетчика 14, формирователя 15 импульсов, линии 16 за;1;ержки, элемента И 17, элемен- та Ш№1 18, инверторов 19 и 20.

Извещатель дыма работает следую- шлм образом.

На первом и третьем выходах генератора 1 формируются две последа- вательности коротких импульсов, сдвинутых по времени один относительно другого на полпериода. С выходов генератора 1 электрические импульсы

как Q K-f(A ) (2), где А - сигнал шумового фона, а К - из (1), в резул та:те суммарный сигнал на конденсаторе Q блока 12 памяти равен Q Kff-CAp N + f(A)J (3), где А амплитуда импульса на выходе усилителя 6, соответствующая информативному сигналу, N - количество импульсов, воспринятых усилителем 6 в течение измерительного интервала, равное е1 жости счетчика 14 в блоке 5 управления, К - из (1). В устройстве достигается повьшение отношения сигнал /шум в Г/ раз. I 3. п . ф-лы. 1 ил.

поступают на светодиоды 2 и 3 и однвременно управляют блоком 5 и работой коммутатора 9.

Излучение светодиода 3 воспринимается фотоприемником 4 и преобразуется им в электрический сигнал, усиливаемый усилителем 6. Напряжение с выхода усилителя 6 поступает на вход преобразователя 7 напря же1ше-ток и преобразуется в зарядный ток, который через второй выход коммутатора 9 поступает на информационный вход второго блока 12 памяти. Канал связи выхода преобразователя 7 с входом блока 12 памяти оказьтается открытым на врем равное длительности импульса излучения светодиода 3.. За время измерения, которое определяется емкость счетчика 14 (в блоке 5 управления), происходит накопление заряда на конденсаторе блока 12. Этот заряд пропорционален амплитуде импульсного сигнала на выходе усилителя 6, который вызывается излучением светодиода 3, находящегося на одной оптической оси с фотоприемником 4, и зависит от количества импульсов излучения этого светодиода 3, воспринятых фотоприемником 4 за период измерения Заряд конденсатора Q в блоке памяти 12 определяется как

Q К f(A).N,

(i)

где А - амплитуда импульсного сигнала на выходе усилителя 6; N - количество импульсов, воспринятых усилителем 6 в течение измерительного интервала, равное емкости счетчика 14 в блоке 5 управлени К - коэффициент пропорциональности, определяемый параметрами преобразователя 7 напряжение-ток .

Напряжение, снимаемое с.выхода блок 12 памяти, поступает через формирователь 13-на второй .вход формирователя 8 и определяет порог его сраба тьш ания.

При изменение злектрических параметров измерительного канала, состоящего из фотоприемника 4 и усилителя 6, под воздействием различного рода дестабилизирующих факторов вызывает такие изменения порога срабатывания формирователя 8,- что чувствительность извещателя дыма остается неизменной.

При отсутствии дьма импульсное излучение светодиода 2 не попадает на фотоприемник 4. При этом на выходе усилителя 6 присутствует шумовой сигнал, создаваемый фотоприемником 4 и усилителем 6. По величине этот шумовой фон сравним с уровнем сигнала, создаваемого отражением излучения светодиода от части дыма при его концентрациях порядка 5-10% от ослабления оптической прозрачности воздуха на базе 1 м. Поскольку при увеличении времени измерения среднее значение сигнала, соответствующего шуму, стремится к нулю, то в худшем случае за время измерения на конденсаторе блока 11 памяти накопится заряд Q, прямо пропорциональный амплитуде (А ) сигиала шумового фоиа:

Q K.f(A),(2)

где А. амплитуда сигнала шумового

фона;

К - коэффициент пропорциональности, определяемый параметрами преобразователя 7.

При появлении импульсное излучение светодиода 2, отраженное от частиц дыма, поступает иа фотоприемник 4 и преобразуется в электрический сигнал. В этом случае на выходе усилителя 6 присутствует импульсный сигнал положительной поляр2430064

ности и шумовой фон. Так как среднее значение напряжения шумового фона равно нулю, а информативного сиг- . нала - некоторой положительной вели- 5 чине, то за время измерения, определяемое блоком 5 управления на конденсаторе блока 11 памяти накопится заряд

Q К f (Aj) N + f(A;)J , (3) fO где A - ампли туда импульса на выходе усилителя 6, соот- ветствующего информативному сигналу;

W - количество импульсов, вос- 5принятых усилителем 6 в

течение измерительного интервала, равное емкости счетчика 14 в блоке 5 управлекня;

20К - коэффициент пропорциональности, определяемый параметрами преобразователя 7. Из выражения (3) видно, что в слагаемых зарядах на конденсаторе 5 блока 11 присутствует неизменной амплитуда сигнала шумового фона и увеличенная в N раз амплитуда информативного сигнала, т.е. отношение сигнал/шум увеличилось в N раз. Это 30 позволяет значительно повысить чувствительность извещателя дыма.

Если по окончании измерительного цикла напряжение на втором входе формирователя 8 превысит пороговую 5 величину, то на выходе сигнализатора 10 появится положительный перепад напряжения, свидетельствующий и том, .что концентрация дыма в контролируемом объеме достигла порогового 0 значения.

Блок.5 управления работает сле- образом. .

На тактовый вход счетчика 14 поступают импульсы с третьего выхода

5 генератора 1. После прихода N-ro импульса на выходе счетчика 14 появится положительный перепад напряжения. Формирователь 15 импульсов формирует импульс, который подается

0 на первые входы элементов И 17 и ИЛИ 18, а также на -вторые входы этих элементов, но с задержкой во времени (t), определяемой линией 16 задержки. При этхзм на выходе И 17

5 сформируется сигнал по переднему

фронту импульса, поступившего на его первьй вход, равный по длительности t. На выходе ИЛИ 18 сформируется

сигнал по заднему фронту импульса, поступившего на его первый вход, также равный гЛз длительности t. Сигнал с выхода И 7 поступает на вход инвертора 19, выход которого является первым выходом блока 5 управления Сигнал с выхода ИЛИ 18 поступает на вход инвертора 20, выход которого валяется вторым выходом блока 5

управления. С выходом инвертора 19 связан вход сброса счетчика 14.

Блок 5 управления определеяет длительность измерительного.цикла, который соответствует емкости N

счетчика 14,

С первого выхода блока 5 сигнал поступает на вторые входы блоков 11 и, 12 памяти, сбрасывая в нуль информацию, накопленную в них за предыду- пщй цикл измерения . С второго выхода блока .5 сигнал поступает на строби- руемый вход сигнализатора 10, выход которого является сигнальным выходом извещателя дыма.

Формула изобретения

1. Извещатель дыма, содержащий ген ератор импуЛьсоВ, первый свето- диод, который расположен под, углом к фотоприемнику и соединен с первым и вторым выходами генератора импуль- сов, второй светодиод, соединенны с вторым и третьим выходами генера- тора импульсов и расположенный на одной оптической оси .с фотоприемником, выходы фотоприем1шка подютючены к входам усилителя, коммутатор, первый и второй входы которого соедин ны соответственно с первым и третьим выходами генератора импульсов, формирователь импульсов и сигнализатор отличающийся тем, что.

Составитель Г.Богомолова Редактор С.Лыжова Техред М.Ходанич;Корректор С.Черни

Заказ 3710/51Тираж 515, Подписное.

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий n-3035i Москва, Ж-35, Раутаская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г Ужгород, ул. Проектная, А

с целью повыше шя чувствительности извё1цатешя, в него введены преобразователь напряжения в ток, два блока памяти., формирователь порогового сигнала и блок управления, выход усилителя соединен с входом преобразователя напряжения в ток, выход которого сое динен с третьим входом коммутатора, первый и второй выходы которого соедийены с информационными вхо- соответственно первого, и второго блоков памяти, выход первого блока памяти соединен с первым входом формирователя импульсов, выход второго блока памяти соединен . с входом формирователя порогового сигнала, выход.которого соединен с вторым входом формироватепя импульса, выход которого соединен с первым входом сигнализатора, третий выход генератора сое,цинен с входом блока управления, первьй выход которого соединен с входаг-ш сброса первого и второго блоков памяти, а второй - с вторым входом сигнализатора.

2, Извещатель по п.1, отличающийся тем,-что блок управления содержит счетчик, формирователь импульсов, линию задержки, элемент И и элемент ИЛИ и два инвертора, выход счетчика соединен с входом форми:рователя импульсов , выход которого соединен с входом линии задержки и с первыми входами эле- ментоЕ И и ИЖ, выход линии задержки соединен с вторыми входами элементов : И и ИЛИ, выход элемента И соединен с входом сброса счетчика и является первым выходом блока управления, выход второго инвертора является вто-.. рым входом блока управления, а тактовый вход счетчика является входом блока управления,

Изобретение относится к системам тревожной сигнализации и может быть использовано в качестве датчика, сигнализирующего о присутствии в контролируемой среде определенной концентрации дыма, свидетельствующей о наличии пожара. В устройстве достигается повьшение чувствительности, время измерения определяется емкостью (Л ю О9 О