Сигнализатор воспламенения Советский патент 1977 года по МПК G08B17/12 

Изобретение относится к устройствам для регистрации воспламенения и может использоваться в системах пожаровзрывозащиты, в частности для обнаружения очагов воспламенения метано-воздушных смесей в подземных выработках шахт, опасных по газу и пыли, или других газопылевых смесей, используемых на различныX стадиях технологических процессов, и привода в действие исполнительных устройств автоматических систем взрывозащиты. Известно устройство для обнаружения очагов воспламенения по ультрафиолетовому излучению пламени, использующее принцип независимого преобразования тлеющего разряда фотоэлектронных газонаполненных ламп в импульсы тока или постоянное напряжение i. Данное устройство невозможно нспользовать в быстродействующих системах по обнаружению очагов воспламенения газопаровоздущных смесей, т. к. критерием их срабатывания является заряд конденсатора до определенного потенциала. При таком способе время заряда зависит от степени насыщения фотоэлектронного преобразователя, количества и длительности импульса, а также от промежутка времени их следования. В конечном итоге даже незначительное фоновое излучение, на которое реагируют все фотоэлектрические преобразователи, может привести к накоплению заряда на конденсаторе и вызвать ложное срабатывание устройства. Все мероприятия, направленные на исключение ложных срабатываний при таком схемном решении, значительно увеличивают инерционность аппаратуры. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является сигнализатор воспламенения, содержащий фотоэлектрический преобразователь, усилитель, выход которого через первое реле подключен к одному входу счетчика импульсов, второе реле, формирователь импульсов н ключ 2. Недостатком данного устройства (несмотря на относительно высокое быстродействие) является отсутствие возможности регистрировать загорание при интенсивных оптических излучениях вследствие насыщения («захлебывания) счетчика фотонов (фотоэлектрического преобразователя), на нагрузке которогопри этом появляются не импульсы тока, а постоянное напряжение, которое электронной схемой устройства в полезный Сигнал не преобразуется. Целью изобретения является повышение быстродействия сигнализатора. С целью обеспечения быстродействия при регистрации как слабых, так и интенсивных потоков ультрафиолетового излучения, сопровождающих взрывы газопаропылевых смесей, в известное устройство введены: селектор насыщения фотоэлектрического преобразователя, элемент задержки, селектор импульсов и ограничитель амплитуды, вход которого соединен с выходом фотоэлектрического преобразователя, а выход - с первым входом селектора импульсов, второй вход которого через ключ подключен к выходу формирователя импульсов, выход селектора импульсов соединен с входом усилителя, выходы которого соответственно через элемент задержки и второе реле подключены к входам селектора насыщения фотоэлектрического преобразователя, выход которого через формирователь импульсов соединен с входом фотоэлектрического преобразователя и с входом ключа, выход усилителя подключен к другому входу счетчика импульсов. На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2, 3, 4, 5 приведены временн ые диаграммы работы сигнализатора воспламенения. Сигнализатор содержит фотоэлектрический ггреобразователь 1, ограничитель амплитуды 2. ключ 3, формирователь 4 импульсов, селектор 5 импульсов, элемент задержки б, усилитель 7, селектор 8 насыщения фотоэлектрического преобразователя, первое реле 9, разделительный конденсатор 10, второе реле 11 и счетчик импульсов 12. В исходном состоянии при отсутствии воспламенения импульсы тока, генерируемые фотоэлектрическим преобразователем 1, поступают через ограничитель амплитуды 2, селектор 5 импульсов, усилитель 7 и разделительный конденсатор 10 на логическое пересчетное устройство (счетчик импульсов 12). Одновременно с приходом первого импульса на усилитель начинается отсчет времени первым реле 9, обеспечиваюlunM заданную длительность Тр для регистрапии установленного количества импульсов N. В течение всего времени длительности импульса т второе реле 11 находится в сработанном состоянии. Элемент задержки 6 формирует сигнал с задержкой по отнощению импульса, поступающего на усилитель 7, на время т,,,. Если количество генерируемых фотоэлектрическим преобразователем 1 импульсов п в заданный интервал селекции тра меньще установленного числа -(), то управляюпдим сигналом с первого реле 9 логическое пересчетнос устройство 12 обнуляется и возвращается в исходное состояние (диаграммы 13...15.см. фиг. 2). При регистрации воспламенения, когда интенсивпость ультрафиолетового излучения вызывает генерирование фотоэлектрическим преобразователем 1 в заданный интервал селекции Гуа установленного количества импульсов N или даже большего количества (п N), счетчик импульсов 12 выдает соответствующую команду на срабатывание исполнительных устройств авто.матической системы пожаровзрывозащиты (диагра.ммы 16...18|С.м. фиг. 3). В режиме работы сигнализатора воспламенения, когда фотоэлектрический преобразовате;1ь 1 генерирует импульсы, ключ 3. фор.мирователь 4 импульсов и се.тектор 8 насыщения фотоэлектрического преобразователя своего исходного состояния не изменяет. В случае мощного ультрафиолетового излучения, например, при взрывах метано-воздущной смеси, иницируемых зарядом взрывчатого вещества, фотоэлектрический преобразователь быстро насыщается («захлебывается) и на усилитель 7 через ограничитель а.мплитуды 2 и селектор 5 импульсов после нескольких и.мпульсов п поступает постояпное напряжение, вследствие чего счетчик импульсов 12 регистрирует только (п + 1 ) импульсов (диаграммы 19 и 21jCM. фиг. 4). Первое реле 9 начинает отсчет времени с первого импульса (диаграмма 20, см. фиг. 4). Но несмотря на интенсивное ультрафиолетовое излучение, количество зарегистрированных пересчетным счетчиком 12 импульсов (л 1 ) меньще установленного числа N(n -f- 1 N), необходимого для срабатывания сигнализатора - срабатывание отсутствует (диаграмма 22 см. фиг. 4). Однако благодаря наличию ключа 3, формирователя 4 импульсов и селектора 8 насыщения фотоэлектрического преобразователя в сигнализаторе начинается автогеперирующий процесс, обеспечивающий поступление на счетчик 12 импульсов тока, следующих с определенной частотой и скважностью. Автогенерирующий процесс достигается следующим образом. Селектор 8 насыщения фотоэлектрического преобразователя срабатывает только при наличии управляющих сигналов от второго реле 1 1 и эле.мента задержки 6. Второе реле 11 выдает управляющий сигнал на селектор насыщения фотоэлектрического преобразователя в течение всего времени, пока на входе усилителя присутствует постоянное напряжение. Элемент задержки 6 формирует сигнал с задержкой по сравнению с длительностью импульса усилителя 7 на время г-,., , т. е. с усилителя сигнал на селектор 8 насыщения фотоэлектрического преобразователя поступает с задержкой времени, равной (диаграмма 23,см. фиг. 5); длительность сигнала с элемента задержки 6 составляет rj (диаграмма 25, см. фиг. 5). Селектор 8 насыщения фотоэлектрического преобразователя запускает формирователь 4 и.мпульсов, генерирующий запирающий импульс длительностью гг., обеспечивающий запирание фотоэлектрического- преобразователя на время Га (диаграмма 26, см. фиг. 5). Для исключения прохождения импульсов тока с формирователя 4 импульсов па усилитель 7 используется ключ 3, который запирает на это же вре.мя селектор 5 импульсов (диаграмма 23, см. фиг. 5). Если с момента насыщения фотоэлектрического преобразователя до окончания генерирования формирователем импульсов управляющего импульса продолжается интенсивное ультрафиолетовое излучение, то циклы запирания фотоэлектрического преобразователя и передачи импульсов в счетчик повторяются до срабатывания сигнализатора (диагра.ммы 25...27, см. фиг. 5). Предлагаемая структурная схема позволяет

использовать в качестве чуоствительного элемента не только фотоэлектрниеские преобразователи, в основу которых положен принцип тлеюпхего разряда с самогашением (счетчики фотонов), но и без самогашения (индикаторы тлеющего разряда и др.).

Формула изобретения

Сигнализатор воспламенения, содержащий фотоэлектрический преобразователь, усилитель, выход которого через первое реле подключен к одному входу счетчика импульсов, второе реле, формирователь импульсов и ключ, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия сигнализатора, в него введены селектор насыщения фотоэлектрического преобразователя, элемент задержки, селектор импульсов

и ограничитель амплитуды, вход которого соединен с выходом фотоэлектрического преобразователя, а выход - с первым входом селектора импульсов, второй вход которого подключен к выходу ключа, выход селектора импульсов соединен с входом усилителя, выходы которого соответственно через элемент задержки и второе реле подключены к входам селектора насыщения фотоэлектрического преобразователя, выход которого через формирователь импульсов соединен с входом фотоэлектрического преобразователя и с входом ключа, выход усилителя подключен к другому входу счетчика импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство СССР № 443630, кл. G 08 в 17/12. 20.11.72.

2.Авторское свидетельство СССР Ло 430416, кл. G 08 в 17/12. 03.05.73.

Ж11

гу

ft

/«

Срабатывание