Дымовой извещатель Советский патент 1974 года по МПК G08B17/12 

1

Изобретение относится к системам тревожной сигнализации и может найти широкое применение в качестве датчика, сигнализирующего о присутствии в контролируемой среде (воздухе, газе) определенной концентрации дыма, например, при возникновении пожара. Известен дымовой извещатель, содержащий оптические линзы, модулятор светового потока, расположенный между линзами, размещенными перед источником света и воздухозаборной камерой, в которой параллельно световому потоку размещена линза, оптически связанная с фотодиодом, подключенным к усилителю, генератор, сигнализатор и управляемый блок питания с подключенным к йёму источником света.

Предлагаемый дымовой извещатель отличается от известного тем, что в него введены блок задержки, умножитель, интегратор, дополнительные усилители и фотодиод. Причем выход усилителя подключен через последовательно соединенные умножитель, интегратор и. порогоБЫйусилитель ко входу сигнализатора. Другой ВХОД умножителя соединен через иоследовательно соединенные блок задержки и генератор, с управляющим входом модулятора светового потока. Дополнительный фотодиод оптически связан с соответствующей линзой, размещенной на выходе воздухозаборной камеры, и через соответствующий дополнительный усилитель соединен со входом управляемого блока питания.

Это позволяет уменьщить число ложных срабатываний и повысить быстродействие устройства, т. е. повысить надежность его работы.

На чертеже показан дымовой извещатель. Он содержит оптические линзы 1-4, модулятор светового потока 5, источник света 6, воздухозаборную камеру 7, фотодиод 8, дополнительный фотодиод 9, усилитель 10, дополнительные усилители 11 (пороговый) и 12, генератор 13, сигнализатор 14, управляемый блок питания 15, блок задержки 16, умножйтель 17 и интегратор 18.

Дымовой извещатель работает следующим образом.

Световой поток от источника 6 света проходит через оптическую систему линз Г и 2 и модулируется модулятором 5 (частота модуляции 400 ГЦ и выше). Модулированный параллельньш пучок света проходит камеру 7 и линзой 4 фокусируется на фотодиод 9, в нагрузке которого появляется пульсирующее напряжение. Это напряжение усиливается усилителем 12 и поступает на управляющий вход блока 15 питания источника 6 света.

В отсутствие дыма в контролируемой среде источник 6 света находится в режиме недокала. При отсутствии полезного сигнала

флуктуационная помеха поступает на один из входов умножителя 17, на второй вход которого подается задержанное опорное колебание с генератора 13. В результате умножения помехи и опорного колебания получается знакопеременное колебание, которое после интегрирования имеет уровень напряжения, меньше порога, выставленного в пороговом усилителе 11. В этом случае сигнализатор 14 не срабатывает.

При поступлении дыма на воздухозаборный вход камеры 7 через фильтр 19 грубодисперсных частиц ослабляется световой поток, попадающий на фотодиод 9. На выходе дополнительного усилителя 12 при этом появляется напряжение управления блоком 15 питания источника 6 света. В результате яркость его свечения возрастает до величины, обеспечивающей излучение лучей спектра верхней видимой области (голубой - л;0,49 мкм, синей-X л; 0,46 мкм, фиолетовый- i 0,4 мкм). Это обеспечивает оптимальный режим работы извещателя в аварийной ситуации, так как рассеяние света частицами дыма наиболее интенсивно в области .«0,51-т-0,4 -мкм. Рассеянные дымом лучи фокусируются линзой 3 на фотодиод 8, преобразующий переменный флуктуирующий рассеянный световой поток в электрический сигнал, усиливаемый избирательным узкополосным усилителем 10 (настроенным на частоту модуляции светового потока). Выходной сигнал усилителя 10 подается на один из входов умножителя 17, на второй вход которого поступает задержанное на определенную величину (блоком задержки 16) опорное колебание с одного из выходов генератора 13. Результат умножения сигнала, несущего информацию о наличии дыма в камере 7, на опорное колебание усредняется в интеграторе 18.

Так как на вход умножителя 17 поступает не только полезный сигнал, но и шумовой, на его выходе присутствуют знакопеременная, шумовая и квадратичная сигнальная составляющие. Последняя после интегрирования даст значительное превыщение напряжения над напряжением, полученным в результате интегрирования знакопеременной шумовой составляющей. Если усредненное напряжение превышает порог, выставленный в усилителе И, то система 14 сигнализации (или управления) срабатывает, включая либо соответствующие сигнальные устройства (световые, звуковые и т. п.), либо (при необходимости одновременно) аппаратуру или механизмы принятия срочных мер для ликвидации аварийной ситуации.

Предлагаемый дымовой фотоэлектрический извещатель позволяет уменьшить вероятность ложных срабатываний до заданной величины.

которая определяется порогом, выставленным в оконечном усилителе. Это достигается благодаря ослаблению шумовой помехи в схеме обработки сигнала и увеличению веса полезного сигнала после интегрирования. Извещатель имеет на порядок большее быстродействие по сравнению с известным устройством, которое определяется временем интегрирования и при достаточно высокой частоте моду0 лядин светового потока (400 гд и выше) составляет десятки миллисекунд.

Чувствительность дымовых фотоэлектрических извещателей, основанных на приндипе приема и обработки рассеянного аэрозолями

5 света, определяется флуктуациями принятого сигнала и собственными шумами фотоприемников. Предлагаемый дымовой извещатель позволяет выделять сигнал, спрятанный в шумах, что повышает потенциальные возможности по чувствительности фотоэлектрического метода к малым концентрациям дыма.

В схеме предлагаемого извещателя отсутствуют взрывоопасные элементы (реле, контакторы и т. п.), поэтому он может найти широкое применение в качестве датчика аварийных ситуаций во взрывоопасных помещениях. Кроме того, извещатель можно использовать в запыленных помещениях с большим уровнем радиации.

Предмет изобретения

Дымовой извещатель, содержащий оптические линзы, модулятор светового потока, расположенный между линзами, размещенными перед источником света и воздухозаборной камерой, в которой параллельно световому

потоку размещена линза, оптически связанная с фотодиодом, подключенным к усилителю, генератор, сигнализатор и управляемый блок питания с подключенным к нему источником света, отличающийся тем, что, с целью

повышения надежности работы устройства, в него введены блок задержки, умножитель, интегратор, дополнительные усилители и фотодиод; причем выход усилителя подключен через последовательно соединенные умножитель, интегратор, пороговый усилитель ко входу сигнализатора, другой вход умножителя соединен через последовательно соединенные блок задержки и генератор, с управляющим входом модулятора светового потока;

дополнительный фотодиод оптически связан с соответствующей линзой, размещенной на выходе воздухозаборной камеры, и через соответствующий дополнительный усилитель соединен со входом управляемого блока питания.