Способ обнаружения возгораний и устройство для его осуществления Советский патент 1991 года по МПК G08B17/10 

Изобретение относится к технике автоматического обнаружения пожаров и может быть использовано на объектах пожарной защиты, требующих регистрации дымовы аэрозолей в широком диапазоне изменения их оптических и микрофизических свойств

Цель изобретения - повышение надеж- йюсти обнаружения возгораний.

На фиг.1 показана диаграмма соотношений сигналов, поясняющая предложенный способ;на фиг.2 - функциональная схема устройства, реализующего способ об: наружения возгораний.

Диаграмма связывает отношение выходных сигналов U2/L/1 фотоэлементов, регистрирующих рассеянное на угол (pi 100° и проходящее излучение с отношением выходных сигналов Ualte фотоэлементов, регистрирующих, рассеянное на углы рз 3° и излучение при условии объемной концентрации дымовых аэрозолей

V 10

.

R3R§

На диаграмме показаны кружками значения оптических констант и параметров распределений частиц по размерам, определенные по данным спектронефеломет- рических измерений дымовых аэрозолей, выделяющихся в процессе термического разложения различных материалов.

Прямая линия соответствует среднему для представленных дымовых аэрозолей уго о

00 ON

лу наклона к оси абсцисс и описывается уравнением

U2 v U3

Ui IV

где К 8,3 .

Абсцисса U3/U2 каждой из точек не зависит от объемной концентрации аэрозоля, ордината U2/Ui изменяется пропорционально. Следовательно, изменение порогового значения V относительно принятого значения повлечет за собой пропорциональное изменение коэффициента К относительно величины К 8,3 .

По диаграмме оценивают объемную концентрацию каждого из дымовых аэрозолей, соответствующую включению противопожарной сигнализации при

U2

К 8,3- 10

,-8

Наибольшее различие (в 2.5 раза) наблюдается между пороговыми концентрациями дымового аэрозоля, выделяющегося при горении древесины сосны (V 0,65 ) и аэрозольных частиц, образующихся при горении березовой коры (V 1,6 10 ), что существенно меньше соответствующего различия (в 18 раз) между объемными концентрациями дыма, выделяющегося при горении древесины сосны, и синего дыма от сухих сигарет при фиксированном значении отношения Ua/Ua.

Датчик дыма содержит воздухозабор- ную камеру 1 и исполнительное реле 2. Воз- духозаборная камера 1 содержит источник 3 направленного излучения, фотоприемник 4, расположенный на одной оси с источником ( ръО° )-и фотоприемники 5 и 6, оси которых составляют с осью источника углы

Р2() и рз(Ю° 45°). Со- осно с источником 3 и с каждым из фотоприемников 4-6 расположены соответствующие им ограничители 7 хода лучей, выполненные в форме полых цилиндров с поглощающей излучение внутренней поверхностью.

Выходы фотоприемников 4-6 подключены к входам усилителей 8-10 соответственно. Выходы усилителей 8 и 9 соединены делителем 11 напряжения. Выходы усилителей 9 и 10 подключены к делителю 12 напряжения. Выходы делителей 11 и 12 соединены делителем 13 напряжения. Выход делителя 13 подключен к исполнительному реле 2. Выход усилителя 8 подключен к источнику 3 излучения,

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии дыма инфракрасное излучение на фотоприемники 5 и 6 не попадает, выходные данные сигналы усилителей 9 и 10 отсутствуют, и исполнительное реле 2 обе- сточено. При этом величина светового потока, генерируемого источником 3 излучения и попадающего на фотоприемник 4, остается неизменной.

В случае изменения внешних условий, 0 приводящего к изменению освещенности фотоприемника 4 (загрязнение оптики, изменение интенсивности излучения источника), а также при изменении температуры окружающей среды, выходной сигнал фо- 5 топриемника 4 изменяется. Разность между сигналом от фотоприемника 4 и опорным сигналом усиливается усилителем 8, выходной сигнал которого измеля- ет интенсивность излучения источника 3 и 0 восстанавливает заданную освещенность чувствительной поверхности фотоприемника 4.

При появлении дыма в воздухозабор- ной камере уменьшается освещенность фо- 5 топриемника 4, появляется сигнал на выходе усилителя 8, который увеличивает интенсивность излучения источника 3, а значит, и интенсивности рассеянных на углы рз и р2 попадающих на фотопри- 0 емники 5 и 6 излучений. Выходные сигналы фотоприемников 5 и 6 появляются на входах усилителей 9 и 10 соответственно. Отношение выходных сигналов усилителей 9 и 10 определяется сигналом на выходе делителя 11. Выходные 5 сигналы усилителей 10 и 8 попадают на вход делителя 12, на выходе которого появляется сигнал определяемый их отношением. Отношение выходных сигналов делителей 11 и 12 определяется сигналом на выходе дели- 0 теля 13. В результате на выходе делителя 13 формируется сигнал, пропорциональный отношению второй степени входного сигнала фотоприемника 6 к произведению входных сигналов фотоприемников 4 и 5. 5 Выходной сигнал делителя 13 вызывает срабатывание исполнительного реле 2, которое включает сигнализацию о пожаре (не показано).

При появлении дыма в датчике осущест- 0 вляется положительная обратная связь по интенсивности излучения, т.е. с увеличением концентрации дыма возрастает интенсивность излучения источника 3, а следовательно , и интенсивность рассе- 5 янного частицами дыма излучения, т.е. независимо от внешних условий поддерживается постоянная освещенность объема рассеяния без обслуживания предлагаемого датчика дыма в процессе его эксплуатации. Постоянство освещенности объема рассеяния обеспечивает срабатывание датчика при заданной концентрации дыма независимо от внешних условий.

Изобретение устраняет ложные срабатывания при отсутствии дыма в случае изменения внешних условий (загрязнение оптики, изменение интенсивности излучения источника, механические воздействия), так как фотоприемники 5 и 6, воспринимающие только рассеянное частицами дыма излучение, не освещены, выходные сигналы усилителей 9 и 10 отсутствуют, исполнительное реле 2 обесточено.

Формула изобретения

1. Способ обнаружения возгораний путем измерения уровня светового потока, рассеянного в контролируемой зоне под одним заданным углом к направлению излучения, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности обнаружения, один заданный угол выбирают в диапазоне 90...110°, измеряют величину светового потока, рассеянного под другим заданным углом в диапазоне-10...45° к направлению излучения, и величину светового потока, проходящего через контролируемую зону и совпадающего с направлением излучения, и при превышении отношения величины светового потока, отраженного под одним углом к произведению величин световых потоков, отраженного под другим углом и проходящего через контролируемую зону

Ю6-

наперед заданной величины, определяют факт возгорания.

2. Устройство для обнаружения возгорания, содержащее размещенный в камере 5 источник направленного излучения, оптически соединенный с первым и вторым фотоприемниками, первый из которых расположен на одной оси с источником направленного излучения и подключен к входу

0 первого усилителя, выход которого подключен к управляющему входу источника направленного излучения, второй фотоприемник, расположенный под углом к источнику излучения, исполнительное реле, о т л и5 чающееся тем, что, с целью повышения функциональной надежности датчика, в него введены третий фотоприемник, второй и третий усилители и три делителя напряжения, выходы второго и третьего фото0 гтриемников подключены соответственно к входам второго и третьего усилителей, выход второго усилителя подключен к одним входам первого и второго делителей напряжения, выход третьего усилителя подклю5 чен к второму входу первого делителя напряжения, выход первого усилителя подключен к второму входу второго делителя напряжения, выходы первогои второго делителей напряжения подключены соответственно

0 к входам третьего делителя напряжения, выход которого подключен к входу исполнительного реле, оптическая ось второго фотоприемника с направлением оптической оси источника излучения угол 90...110°, а

5 третьего фотоприемника - угол 10...45°

Изобретение относится к пожарной сигнализации и может быть использовано для контроля появления дымовых аэрозолей. Целью изобретения является повышение надежности обнаружения появления дымовых аэрозолей. При отсутствии дыма излучение излучателя попадает только на фотоприемник, расположенный на одной оси с источником направленного излучения. При появлении дыма световой поток излучателя в различных соотношениях обусловленных взаимодействием светового потока с частицами дыма, попадает на все фотоприемники. Цепь обратной связи с выхода фотоприемника, расположенного на одной оси с источником направленного излучения, на управляющий вход этого источника поддерживает уровень принимаемого при этом фотоприемником излучения постоянным. Корреляционная обработка сигналов, снимаемых с выходов всех фотоприемников в соответствии с выбранными соотношениями, позволяет выделить полезный сигнал. 2 п. ф-лы, 2 ил.

1,5

1,0

0,5

О

10

Фиг.1

20

K/VZ

Фиг. 2.