Пожарный извещатель Советский патент 1980 года по МПК G08B17/12 

(54) ПОЖАРНЫЙ ИЗВЕЩАТЕЛЬ

Изобретение относится к области автоматической сигнализации и может быть применено, в частности, для обнаружения излучения пламени или на- личия взвешенных частиц, например ды ма, пыли, уменьшающих оптическую про зрачность среды. Известны пожарные извещатели, содержащие фотоэлектрические датчики, управляющие схемы и сигнализаторы 1 Наиболее близким по технической сущности к изобретению является пожарный извещатель, содержащий генера тор импульсов, выход которого соединен с источником света, который связан непосредственно и через экран со ответственно с измерительным и опорным фотоэлементами, включенными по дифференциальной схеме, выход фотоэлементов подключен через конденсатор к усилителю, который последовательно соединен с выпрямителем, интегратором и сигнализатором 2. Недостатком таких устройств является низкая чувствительность к оптическому излучению пламени, что снижает надежность обнаружения очага, пожара при малом выделении дыма. Целью изобретения является повышение надежности извещателя путем увеличения чувствительности пожарного извещателя к оптическому излучению пламени. Эта цель достигается тем, что в предложенный пожарный извещатель введены последовательно соединенные резистор и ключ, управляющий вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а резистор подключен к выхсяу фотоэлементов. На фиг. приведена структурная схема пожарного извещателя; на фиг. 25 - диаграммы, поясняющие его работу. Цожарный извещатель содержит генератор 1 импульсов, выход которого соединен с источником света 2, измерительный 3 и опорный 4 фотоэлементы, экран 5, конеднсатор 6, подключенный к последовательно соединенньм усилителю 7, выпрямителю 8, интегратору 9 , и. сигнализатору 10. Извещатель содержит также резистор 11 и ключ 12. В качестве источника света 2 может быть применен полупроводниковый диод, преобразукяций электричеркие импульсй генератора 1 в световые импульсы инфракрасного диапазона волн.

В.Качестве измерительного 3 и опорного 4 фотоэлементов, служащих для преобразования падающего на них оптического излучения в электрический сигнал, могут быть использованы фоторезисторы, фотодиодй и фототранзисторы, включенные по дифференциальной схеме (на чертеже показаны фотодиоды, включенные последовательно и навстречу

ЙРУГ другу).

Фотоэлемент 4 преобразует падающие на него-импульсы света в опорные элек рические импульсы, амплитуда которых благодаря экрану 5 не зависит от прозрачности среды контролируемого простран., и предназначен для компенсации приема параметров фотоэлемента 3 и источника света 2 при колебаниях температуры и питающих напряжений.

Фотоэлемент 3 преобразует падающие на него импульсы света в электрические импульсы, амплитуда которых пряйо пропорциональна прозрачности среды контролируемого пространства, и инфракрасное излучение пламени в электрический с№нал, уровень которого прямо пропорционален интенсивности ЭТОГОизлучения; -

Ключ 12, управляемый генератором и резистор И служат для преобразования электрического сигнала с выхода фотоэлементов 3 и 4 в электрические импульсы, амплитуда которых прямо пропорциональна интенсивности оптического излучения очага пожара и кон. центрации дыма в контролируемом пространстве.

Экран 5 защищает фотоэлемент 4 от воздействия внешнего оптического излучеяия, а его оптическую связь с источником света 2 от воздействия изменения прозрачности среды контролируемого пространства. Экран Может быть выполнен, например, в виде стеклянногд световода или полой трубы.

Пожарный извещатель работает следующим образом.

При отсутствии дыма и оптического излучения пламени амплитуда электрических импульсов Ug на выходе фото- элемента 3 (фиг. 2,а) устанавливается равной амплитуде, электрических импульсов и на выходе фотоэлемента 4 (фиг. 2,6). Так как фотоэлементы 3 и 4 включены последовательно и навстречу д)уг другу, то суммарный сигнал Uj .(фиг. 2,6) на выходе фотоэлементов .З и 4, а следовательно, и на. входе усилителя 7 (Uy на фиг. 2,&)ра. вен нулю. Сигнал через усилитель 7, выпрямитель 8 и интегратор .9 на вход сигнализатора 10 не поступает, и сигнализатор 10 отключен.

При появлении дыма прозрачность среды в контролируемом пространстве уменьшается, что снижает интенсив-ность световых импульсов на входе ф6 тоэлемента 3, и амплитуда импульсо|

Гнапряжения Ug на его выходе (Фиг. 3,а) уменьшается.

В результате сложения импульсов напряжения О, с опорнымиимпульсами Uj( (фиг. 3,6) на выходе фотоэлеменf тов 3, 4 появятся импульсы напряжения (фиг. 3,6), амплитуда которых обратно пропорциональна прозрачности среды контролируемого пространства . При определенной концентрации ;

Q дыма амплитуда импульсов Uj, поступающих через конденсатор б/ усилитель 7, выпрямитель 8 и интегратор 9 на сигнализатор 10, возрастает до величины, достаточной для срабатывания .последнего. . .

5 При попадании оптического излучения Ьламени на вход фотоэлемента 3 на его выходе появляется электрический сигнал Uj (фиг. 4,о), представлякнций собой сумму постоянного и импульсного напряжений, причем величи- на постоянного напряжения прямо пропорциональна интенсивности оптичес.кого излучения пламени. В результате сложения импульсов напряжения и с

5 опорными импульсами U (фиг. 4,6) на выходе фотоэлементов 3, 4, появляется суммарный электрический сигнал и (фиг. 4,6), величина которого равна постоянной составляющей элект.. рического сигнала и .

В паузе между импульсами света, приходящими на входы фотоэлементов 3, 4, ключ 12 разомкнут и конденсатор б заряжается до напряжения U через

последовательно соединенные внутренние сопротивления фотоэлементов 3,4, и входное сопротивление усилителя 7. Во время действия импульсов ключ 12 подключает резистор 11 параллельно выходу фотоэлементов 3, 4. В результате конденсатор 6 начинает разряжаться через входное сопротивление усилителя 7, резистор 11 и параллельно подключенную к нему цепочку, состоящую из последовательно соединенных внутренних сопротивлений фотоэлементов 3, 4. Ток разряда конденсатора б создает на входном сопротивлении усилителя 7 падение напряжения U(фиг. 4 г), амплитуда которого за время действия импульса практически не меняется, так как скважность импульсов значительно больше двух, а следот вательно время разряда конденсатора б меньше времени его заряда.

Импульсы напряжения U имеют обратную полярность по сравнению с напряжением , а амплитуда их прямо пропорциональна величине последнего.

При определенном уровне, оптического излучения пламени амплитуда импульсов Uy, поступающих через усилитель 7, выпрямитель 8 и интегратор 9 на вход сигнализатора 10, оказывается достаточной для срабатывания послед«егг,. При одновременном появлении дыма и пламени происходят уменьшение импульсной составляющей электрического сигнала и на выходе фотодиода 3 за счет уменьшения оптической прозрачно ти среды и увеличение постоянной составляющей сигнала из за счет оптического излучения пламени (фиг. 5,Q) В результате сложения напряжения Ue с опорным напряжением lS (фиг. 5, на выходе фотоэлементов 3, 4 появля ется суммарный электрический сигнал из,4 (фиг. 5,Ь), постоянная составляющая которого прямо пропорцибнаЯьна интенсивности оптического излучения, а импульсная составляющая равна раз |ности опорного ид (фиг. 5,5) и изме рительнрго импульсов. Постоянная сос тавляющая сигнала Ug преобразуется с помощью ключа 12 и резистора 11 в электрические импульсы, кото1эые суммируются с импульсной составляющей сигнала Ug, и образуют на входе усилителя 7 импульсы напряжения U (фиг. 5,г) . Таким образом, амплитуда импульса Uy, поступающих через усили тель 7, выпрямитель 8 и интегратор 9 на вход сигнализатора. 10, прямо, пропорциональна интенсивности оптичебко го излучения пламени и обратно пропорциональна прозрачности среды в контролируемом пространстве. Для регулировки чувствительности пожаройзвещателй к Оптическому излуче ,нию пламени резистор 11 выполнен переменным. Амплитуда импульсов на входе усилителя 7 прямо пpoпopциoнaJ ь.нa току разряда конденсатора 6. Ток раз...ряда конденсатора б прямо пропорционален величине постоянной составляющей сигнала на выходе фотодиодов 3, 4, определяемой интенсивностью оптического излучения, и обратно пропорционален величине сопротивления ре гзистора 11. Поэтому при изменении величины сопротивления резистора 11 меняется амплитуда импульсов на входе усилителя 7, которые через усилитель 7, выпрямитель 8 и интегратор 9 поступают на сигнализатор 10, а следовательно, и чу ствительность пожароизвещателя к оптическому излучению пламени. Введение в пожарный извещатель резистора 11 и ключа 12, управляемого генератором 1 импульсов, позволяет уменьшить освещенность измерительного 3 фотоэлемента от оптического излучения пламени до уровня освещенности этого фотоэлемента, создаваемого им- пульсным источником света 2. Таким образом, чувствительность пожарного извещателя к излучению пламени увеличена примерно на два порядка, что значительно повышает надежность обнаружения очага пожара с малым выделениемдыма. Формула изобретения Пожарный извещатель, содержащий генератор импульсов, выход которого соединен с источником света, который связан непосредственно и через экран соответственно с измерительным и опорным фотоэлементами, включенными ло дифференциальной схеме, выход фотоэлементов подключен через конденсатор к усилителю, который последовательно соединен с вьгпрямителем, интегратором и сигнализатором, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности извещателя, в него введены последовательно соединенные резистор иключ, управляющий вход которого соединён с выходом генератора импульсов, а резистор подключен к выходу фотоэлементов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 3846773, кл. 340-237, 1974. 2. Патент Великобритании №1270388, кл. С 1 А, 1968.

fus. 2

УТ.

Г

U и и

n

n

9/VA J