УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРЕВОЖНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИр,-'Н Советский патент 1973 года по МПК G08B17/10 

Изобретение относится к области пожарной сипнализации.

Известно устройство для тревожной сигнализации, содержащее приемный пункт с источником питания, соединенным с электронным ключом, вход которого подключен к одному выходу триггера, другой выход которого соединен с элементом времени, а входы триггера соединены с выходами элемента задержки и селектора, выходной и программный блоки и датчик, установленный на охраняемом объекте и подключенный через линию связи с включенным в нее измерительным элементом, к прие: 1ному пункту.

Предложенное устройство для тревожной сигнализации отличается от известного тем, что в него введен дифференциальный анализатор, вход которого подключен ко входу элемента задержки и выходу триггера, шина сброса соединена с выходом программного блока, а выход дифференциального анализатора подключен ко входу вььходного блока.

Это позволяет повысить надежность работы устройства.

На фиг. I показана схема устройства для тревожной сигнализации; на фиг. 2 - вариант схемы дифференциального анализатора.

Устройство содержит п датчиков дыма /, приемную станцию 2 и двухпроводную линию связи 3.

Датчик дыма состоит из фазосдвигающей цепочки (ионизационной камеры 4 с радиоактивным изотопом и конденсатора 5), вход которой подключен к линии 3, а выход -

к управляющей сетке тиратрона 6 тлеющего разряда.

Приемная станция 2 содержит источник Питания 7, электронный ключ 8, измеритель,ный элемент-резлстор 9, селектор импульсов

JO, триггер //, элемент задержки 12, дифференциальный анализатор 13, выходной блок 14 и программное зстройство 15.

Дифференциальный анализатор (фиг. 2) состоит из триггера 16, генератора импульсов 17 и реверсивного счетчика 18.

На приемной станции 2 формируются импульсы опроса и„, KOTCipbie .посылаются по линии связи 3 на один или несколько датчиков /. Ответный импульс датчика при отсутствии пожара сдвигается по времени относительно переднего фронта импульса опроса с помощью фазосдвигающей цепочки 4, 5. При попадании дыма в камеру 4 этот временной сдвиг увеличивается пропорционально увеличению сопротивления камеры. На приемной станции 2 временные интервалы между передними фронтами импульсов опроса и ответных импульсов датчика направляются в дифференциальный анализатор, в которо.м переводятся в цифровой отсчет, измеряются и производятся сравнения последующих результатов сравнения. Через заданное время производится сброс результатов сравнения. Если результат сравнения не превышает допустимой величины, сигнал пожара отсутствует.

Формирование импульсов опроса Un на приемной станции осуществляется периодически источником Питания 7, электронным ключом 8 и триггером 11.

При появлении сигнала на выходе триггера /, связанном со входом электронного ключа 8, последний включается и подает импульс t/n через линию связи 5 на вход фазосдвигающей цепочки. При этом конденсатор 5 начинает заряжаться через камеру 4. Когда напряжение на конденсаторе 5 достигает величины напряжения зажигания тиратрона 6 по управляющей сетке, конденсатор 5 разряжается, тиратрон 6 включается -н скачком увеличивает ток в линии 3. Скачок тока в виде падения напряжения «а резисторе 9 фиксируется селектором 10 на приемной станции как поступление ответного импульса датчика. Селектор 10 опрокидывает триггер 11, на его выходе, связанном со входом ключа 8, сигнал исчезает, ключ выключается, прекращается посылка напряжения, тиратрон 6 гаснет и наступает пауза. Одновременно появляется сигнал на выходе триггера tl, связанном со входом элем.ента задержки 12, который определяет длительность паузы. При появлении сигнала на выходе элемента задержки 12, связанном со входом триггера 11, последний опрокидывается, прекращается пауза, и начинается следующий импульс опроса.

Интервал времени между передними фронтами импуЛЬса опроса и ответного импульса датчика за(висит от постоянной времени цепочки 4, 5. При появлении дыма сопротивление камеры 4 увеличивается, увеличивается время заряда конденсатора 5 до напряжения зажигания тиратрона 6 и соответственно увеличивается интервал времени между передними фронтами импульсов опроса и ответного импульса датчика.

Увеличение этого интервала времени может произойти также при отсутствии дыма из-за увеличения емкости конденсатора 5, увеличения -напряжения зажигания тиратрона 6, уменьщения Т01ка камеры 4 при низкой температуре или высокой влажности окружающей среды и т. д.

В связи с тем, что величина указанного интервала времени пропорциональна величине параметра детектора дыма R (сопротивление ионизационной камеры) для определения скорости изменения R д достаточно определить скорость интервала времени между передними фронтами импульса опроса и ответного импульса датчика.

Для этого вход дифференциального анализатора 5 соединяется с выходом триггера И или с выходом селектора импульсов, а щина «сброс анализатора соединяется с выходом программного устройства 15. В дифференциальном анализаторе 13 интервалы времени преобразуются в цифровой отсчет, измеряются и вычисляются приращения последующих результатов измерения над предыдущими.

В дифференциальном анализаторе генератор 17 подает импульсы на вход реверсивного счетчика 18. Переключение режимов работы счетчика 18 «сложение или «вычитание осуществляется триггером 16. Программное устройство 15 производит сброс показаний счетчика 18 через промежутки времени, которые зависят от требуемой чувствительности датчиков к дыму и уровня помех.

На фиг. 3 показаны графики напряжений в функции от времени, где обозначено:

Un - напряжение импульсов опроса; 4(У о- ответные импульсыс датчиков на

измерительном элементе 9; Uoin- амплитудное значение ответного импульса датчика, выбираемое выще уровня помех в линии; tl - заданный интервал времени, на который сдвигается ответный импульс датчика относительно импульса опроса в отсутствие дыма. Па фиг. 2 а, б показаны графики импульсов опроса /7II и соответствующие им ответные импульсы датчиков. В течение первых двух импульсов опроса на датчик не воздействовали дым и помехи, так как его ответные кмнульсы сдвинуты на заданный интервал времени t. Ответный имиульс датчика на третий нмпульс опроса поступил позже заданного интервала времени через ti + t, на четвертый импульс опроса - через интервал t.+Ati + At,

Приращения ti и 4/2 определяются дифференциальным анализатором. Если величина каждого приращения или их сумма превысит уровень или соответствующее ему чис ло на счетчике (см. фиг. 4 в; 46, б) за промежуток времени AT TI - TQ Т - Ti 73 - 2, то появится сигнал тревоги. Если временной сдвиг ответного импульса датчика непрерывно увеличивается, например, из-за увеличения напряжения зажигания тиратрона 14, но вызванные этим приращения за интервалы времени t не превыщали уровня .т (средней скорости или производной изменения ), то ложный сигнал пожара не появляется, несмотря на то, что временной сдвиг (см. фиг, 3 в, г). При появлении дыма и быстром увеличении временного сдвига /2 на величину 4/з появляется сигнал пожара, т. е. система в этом случае функционирует нормально.

Если временной сдвиг ответного импульса датчика уменьшается, как показано на фиг. 4, а ;Rfla f, (Оэ, t), то чувствительность системы, реагирующей только на скорость изменения Rn., не из; 1еня.ется.

Целью изобретения является уменьшение влияний медленных изменений параметров датчиков на точность работы устройства. Параметр дыма (чувствительного элемента датчика), например сопротивление ионизационной камеры, является функцией концентрации дыма дп F(G,,), где G« - концентрацля дыма ири возникновении пожара. В свою очередь, G,, является также величиной переменной и зависит от интенсивности пожара, например G,,v(0- Таким образом, параметр детектора дыма является функцией двух переменных ff. Fi(G,,, t)В режиме ожидания (при отсутствии дыма) старение деталей датчика и воздействие условий окрзжаюндей среды также вызывают изменения параметра Rn детектора дыма. При положительном изменении (увеличении д) чувствительность датчика увеличивается, пр;и отрицательном - уменьшается. В режвме ожидаиия /.,э 1(0), где Сэ - эквьвалентная концентрация дыма, т. е. условия окружающей среды и «старение деталей эквивалентные по своему воздействию значению концентрации дыма. Оэ медленно меняется с течением времени Оэ &(t). Таким образом, в режиме ожидания R также является функцией двух переменных ,Г(э, J. На фи1Г. 4, а показаны графики зависимостей параметра детектора дыма от времени при появлении дыма FI ССэ, /j в режиме ожидания при положительных изменениях параметра детектора fi(G,,t) я отрицательных изменениях (Сэ, ОВ исходном состоянии (при отсутствии дыма и повреждений ) значение д устанавливают равным . Сигнал пожара подается при достижении значения Чувствительность датчика (минимальное значение Rum) ограничивается степенью воздействия на датчик изменяющихся условий окружающей среды и «старением деталей датчика. Например, для ионизационных датчиков дыма параметриРческий запас /г . При « 2 датчик работает неустойчиво и часто дает оТОЖные сигналы пожара. В режиме ожидания (фиг. 4,а) при медленном увеличении по кривой /,э f(Gs. /) возможно ложное срабатывание датчика в момент времени .i, при котором /,пэ достигает значения RamПри появлении дыма изменяется по кривой (Gn,i) и через время t,, достигает значения RumЕсли функция F,(G,,,t) и f(G,,,t) монотонно изменяющиеся кривые, то в любой из точек, лежащих на этих кривых, можно найти производные или скорости их изменения dR,, dCs dR Г)1 5Г dG, dt Если перейти от непрерывных измерений дискретным через интервалы времени 4/, то редние скорости соответственно равны G,, др- д д , дэср- д ДОэ ДОэ Д/ Предположим, что воздействие Ga за врея вызвало изменения от R до д,п, а воздействие G„ выз;вало такое же изенение за время tn -fg. Тогда средние скорости изменения Rj,n за ремя („-to и дэ за время ij, запишутся оответственно 7 / / , - До - ак как R. то Да„ ДОэСрабатывание датчика при появлении дыма оставляет ( сек, а ложное срабаывание возникает не чаще, чем через несколько суток, поэтому: Г4-/о; Г - о). Тогда HJiiJ- Д - Д/ Если в режиме ожидания и при появлении дыма измерения производить через одни и те же промежутки врел1ен;и t, то за этот интервал С RnnВ этом случае лараметричеокий запас датчика или системы Таким образом, устройство, реагирующее иа производную изменения параметра детектора, зависимого от концентрации дыма, обладает значительно большей устойчивостью, чем устройство с датчиками максимального действия. Для вычисления производной изменения параметра детектора дыма необходимо периодически через определенные пр01межутки времени из.мерять этот пара.метр и результаты каждого последующего измерения сравнивать С предыдущим. Каждый результат сравнения можно перевод.чть в запоминающее устройство, анализировать, затем сбрасывать. На фиг. 4,5 показан график изменения в режиме ожидания; на фиг. 4,в - график средней скорости изменения производной д, определяемой следующим образом. Производится измерение в точке I (фиг. 4,6), затем через промежуток времени 47 TI-Го производится измерение в точке II, результаты измерений вводятся в дифференциальный анализатор, который определяет приращение результата второго измерения по сравнению с первым. Если этот результат сравнения RI не превышает заданный уровень R то сигнал пожара отсутствует. После анализа R производится сброс этого результата сравнения и проводятся аналогичные операции в точках И, 111 и т. д. Как видно из графиков 4, б, в, несмотря на то, что произошли значительные изменения , которые могли бы в датчике максимального действия дать ложный сигнал пожара в момент времени fj, в устройстве, реагируюи;ем на скорость (производную) изменения RM, эти изменения периодически сбрасываются и ложный сигнал пожара отсутствует.

На фиг. 5 а, б показаны графики изменения д и R при появлении дыма. Результат сравнения между точками IV и I через интервал времени 4Т Г;-TO превысил заданный уровень д„ ) пр.и достижении которого должен появиться сигнал пожара в момент времени „1 1 (фиг..5, б).

В случае медленного нарастания концентрации дыма результат сравнения последующего результата изменения с предыдушим не успеет превысить заданный уровень за малый интервал времени между этими измерениями и сигнал пожара не появляется. Поэтому минимальный интервал ограничивается заданной минимальной скоростью нарастания концентрации дыма, которая долж1па быть обнаружена. Однако при большой скорости нарастания концентрации дыма и соответственно большой величине производной / сигнал пожара можно получить значительно раньше, если

измерения и сравнения результатов .измерения производить через интервалы At.AT, где t ti-/0 4- 1 4-(2 и т. д. (фиг. 5 а, в). В этом случае сигнал пожара можно получить в момент времени .

Для возможности одновременного обнаружения медленных скоростей изменения концентрации дыма, результаты сравнений через интервалы t (ф|И1Г. 5, в) сумми.руются в запоминающем устройстве и сбрасываются через интервал времени 47 TI-Го Г2-TI и т. д.

Возможны ошибки измерения (при воздействии помех), которые также суммируются в запоминающем устройстве при каждом сравнении. Поэтому интервал времени , через который производится сброс, не должен превышать тот интервал времени, за который уровень помех сможет превысить допустимый уровень и вызвать ложный сигнал

пожара. Предмет изобретения

Устройство для тревожной сигнализации, содержащее приемный пункт с источником питания, соединенным с электронным ключом,

вход которого подключен к одному выходу триггера, другой выход которого соединен с элементом задержки, а входы триггера соединены с выходами элемента задержки и селектора, выходной и программный блоки и датчик, установленный на охраняемом объекте и подключенный через линию связи с включенным в нее измерительным элементом, к приемному пункту, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства в

него введен дифференциальный анализатор, вход которого подключен ко входу элемента задержки и выходу триггера, шина сброса соедиаена с выходом программного блока, а выход дифференциального анализатора подключен ко входу выходного блока.

Слот:кнае

}

I ;

5; aUom

I I

e)

К /

г

ЛУО/77

До

a)

ij

s) I

0 ii iг iпiiъ T, i tj t Tj

Т, .5