Способ контроля наличия дыма в контролируемой среде и устройство для его осуществления Советский патент 1990 года по МПК G08B17/10 

При отсутствии дыма свет от источ- пика 1 не попадает на фотоприемники 2 и 3. Выходные электрические сигналы фотоприемников 2 и 3 отсутствуют, поэтому выходной сигнал вычитающего устройства 4 также отсутствует. На выходе компаратора 5 сигнал обнаружения дыма отсутствует, так как меньше значения эталонного сигнала источниjK3 fr.

При появлении дыма в чувствительной области с центром в точке О частицы дыма наиболее интенсивно рассеивают свет в направлении контрольного светового потока источника 1 (на фиг.1 показана индикатриса 8 рассея 1ния частиц дыма), при этом на фото- приемник 3 попадает большая доля рас

сеянного дымом света (вектор 0В индикатрисы 8), а на фотоприемник - меньшая доля рассеянного дымом света (вектор ОА индикатрисы 8), поэтому выходной электрический сигнал фотоприемника 3 превышает выходной сигнал фотоприемника 2. На выходе вычитающего устройства 4 формируется сигнал, пропорциональный разности электрических сигналов фотоприемников 2 и 3, который превышает пороговое значение эталонного сигнала-источника 6. При этом на выходе компаратора 5 формируется сигнал обнаружения дыма.

При появлении водных аэрозолей (туман, пар) в чувствительной обла- 1 сти с центром в точке О пространст- |венное распределение рассеянного света обладает симметрией относительно падающего светового потока от источника 1 (на фиг.1 показана индикатри- са 7 рассеяния частиц водных аэрозолей), поэтому доля рассеянного света (вектор ОД индикатрисы 7), попадающего на фотоприемник 3, равна доле рассеянного света (вектор ОС ин- дикатрисы 7), попадающего на фотоприемник 2. Выходные сигналы фотоприемников 2 и 3 одинаковы, поэтому выходной сигнал вычитающего устройства 4 отсутствует, т.е, не превышает порогового значения эталонного сигнала источника 6. На выходе компаратора 5 сигнал обнаружения дыма отсутствует.

Устройство (фиг.2) содержит оптические излучатели 9 и 10, фотоприемник 11, генератор 12 импульсов, компаратор 13, источник 14 эталонного сигнала и формирователь J 5 разност

20

25

30а

550555

ного сигнала. Оптические излучатели 9 и 10 создают световой поток, пропускаемый через контролируемую среду, и расположены так, что их оптические оси совмещены, а излучающие поверхности обращены одна навстречу другой. Фотоприемник 11 установлен под углом 30е к оси излучателей 9 и 10, а его

10 оптическая ось пересекается с осью излучателей 9 и 10, в точке 0, которая является центром чувствительной к дыму области, образованной пересечением телесных углов поля зрения

15 фотоприемника 11 и излучателей 9 и 10, которые удалены на равном расстоянии от точки О. На фиг.2 также изображены индикатрисы 16, 17 и 18.

Излучатели 9 и 10 подключены к выходам генератора 12 импульсов, при этом во время включения излучателя 9 отсутствует излучение излучателя 10 и наоборот.

Формирователь 15 выделяет из выходного сигнала фотоприемника 1 1 только переменную составляющую. Для выполнения этой функции может быть

5 g

5

трансформатор или фильтр, настроенный на частоту генератора 12.

Устройство (фиг.2), реализующее предлагаемый способ, работает следующим образом.

При отсутствии дыма свет от поочередно включающихся излучателей 9 и 10 не попадает на фотоприемник, выходной сигнал которого отсутствует, т.е. меньше порогового значения эталонного сигнала источника 14, при этом на выходе компаратора 13 сигнал обнаружения дыма отсутствует.

При появлении дыма в чувствительной области с центром в точке 0 при включенном излучателе частицы дыма наиболее интенсивно рассеивают свет в направлении светового потока излучателя 9 (фиг.2, индикатриса 17), при этом на фотоприемник 11 попадает меньшая доля рассеянного дымом света (фиг.2, вектор ОА индикатрисы 17),а при включенном излучателе 10 частицы дыма наиболее интенсивно рассеивают свет в направлении светового потока излучателя 10 (фиг.2, индикатриса 16), при этом на фотоприемник 11 попадает большая доля рассеянного дымом света (фиг,2, вектор 0В индикатрисы 16). На формирователе 15, подключенном к выходу фотоприемника 11, формируется

электрический сигнал в виде импульсов с частотой следования генератора 12, которые проходят через формирователь 15 и превышают пороговое значение эталонного сигнала источника 14. На выходе компаратора 13 формируется сигнал обнаружения дыма. Амплитуда импульсов на выходе фотоприемника 1 1 равна разности электрических сигналов, соответствующих прямому и обратному рассеянному световому потоку.

При появлении водных аэрозолей (туман, пар) в чувствительной области с центром в точке О пространственное распределение рассеянного света симметрично относительно падающего светового потока (фиг.2, индикатриса 18) как при включенном излучателе 9, так и при включенном излучателе 10, «при этом на фотоприемник 11 попадает одна и та же доля рассеянного света (фиг.2,, вектор ОС индикатрисы 18), поэтому на формирователе 15, подключенном к выходу фотприемника 1 1 , формируется постоянный электрический сигнал, который не проходит через формирователь 15, на выходе которого сигнал отсутствует, т.е. меньше порогового значения эталонного сигнала источника 14, при этом на выходе компаратора 13 сигнал обнаружения дыма отсутствует.

Изобретение позволяет при минимальных затратах отличить дым от других аэрозолей, например от морского тумана, пара и др., что обеспечивает достоверность обнаружения дыма и позволяет исключить ложные срабатывания и связанный с ними материальный ущерб.

Кроме того, изобретение позволяет обнаружить дым при наличии в контролируемой среде водных аэрозолей, что повышает обнаружительную способность дымовых извещателей и эффективность автоматической пожарной защиты. Формула изобретения

1 . Способ контроля наличия дыма в контролируемой среде, основанный

5

0

5

на пропускании светового потека через контролируемую среду, измерении одного рассеянного контролируемой средой светового потока под острым углом к одному направлению светового потока, преобразовании рассеянного светового потока в первый электрический сигнал, формировании информационного сигнала, Q уровень которого сравнивают с уровнем эталонного сигнала и при превышении уровня эталонного сигнала формирования сигнала о наличии дыма, о т л и- чающийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, измеряют второй световой поток, рассеянный контролируемой средой, измерение

производят под острым углом в другом направлении по отношению к направлению светового потока, второй световой поток преобразуют соответственно во второй, электрический сигнал, информационный сигнал формируют путем определения разности первого и второго электрических сигналов.

2. Устройство для контроля дыма в контролируемой среде, содержащее два оптических излучателя, подключенные к генератору импульсов, фото0 приемник, установленный под острым углом к оптической оси излучателя, компаратор, к одному входу которого подключен источник эталонного сигнала, выход компаратора является

5 сигнальньи выходом устройства, о т- личающееся тем, что, с целью повышения функциональной надежности устройства, в него введен формирователь разностного сигнала, из0 лучатели расположены так, что их

оптические оси совмещены, а излучающие поверхности излучателей обращены навстречу она к другой, фотрпри- емник размещен так, что его оптиче5 екая ось пересекает оптическую ось оптических излучателей в точке, равноудаленной- от их излучающих поверхностей, выход фотоприемника соединен с формирователем разностного сигна0 ла, выход которого соединен с дру- ним входом компаратора.

Фиг.1

Обнаружения дыма

8

, Сигнал обнаружения дыма

Изобретение относится к технике пожарной сигнализации и может быть использовано в пожарной охране для обнаружения возгораний на ранней стадии еще до появления открытого пламени. Целью изобретения является повышение достоверности контроля и функциональной надежности. Суть изобретения заключается в том, что способ обнаружения дыма основан на пропускании контрольного светового потока через контролируемую среду, измеряют рассеянный контролируемой средой световой поток под одинаковым острым углом в прямом и обратном контрольному световому потоку направлениях, преобразуют прямой и обратный рассеянные световые потоки в электрические сигналы и формируют их разность, а величину разности электрических сигналов сравнивают с уровнем эталонного электрического сигнала. В устройстве для осуществления способа, содержащем два оптических излучателя, подключенных к генератору импульсов, фотоприемник, установленный под острым углом к световому потоку излучателя, выход фотоприемника подключен к компаратору, соединенному с источником эталонного сигнала, с целью защиты от ложных срабатываний устройства в него введен разделительный элемент, излучатели расположены таким образом, что их оптические оси совмещены, а излучающие поверхности обращены навстречу друг к другу и удалены на равном расстоянии от точки пересечения оптических излучателей и фотоприемника, выход которого подключен через разделительный элемент к компаратору. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.