Пожарный извещатель Советский патент 1980 года по МПК G08B17/06 

I

Изобретение относится к области автоматической пожарной сигнализации и прецназначено для регистрации конвективных тепловых потоков, вызванных пожаром в контролируемом помещении.

Известны тепловые пожарные извещатели И измерители температуры, основанные на различных принципах.

Известно устройство, содержащее чувствительный элемент и схему обработки сигнала l J.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является пожарный извещатель, соаеращий цатчик-типорезонатор, включенный в цепь обратной связи, усилитель, соединенный с формирователем сигналов тревоги 21

Однако устройство имеет значительную инерционность срабатывания вследствие низкой теплопроводности газа, заполняющего резонатор и значительного его объема. Чувствительность известного устройства невысока, так как она зависит (в подобных устройствах) от величи-

ны резонансной частоты акустического резонатора, а резонансная частота газового резонатора находится в диапазоне звуковых частот, ,что также существенно снижает помехоустойчивость устройства. Рассматривая известное устройство (с газовым резонатором) для измерения температуры, а также известные тепловые пожарные извещатели, как точечные устрой- ства, и учитывая случайный характер функции распределения вероятности появления очага пожара в любой точке контролируемого помещения, можно сделать вывод, что вероятность обнаружения первого теплового импульса от очага пожара оказывается гораздо ниже, чем у термодатчика с линейным термоэлементом (даже при одинаковой их чувствительности). Это подтверждается соотношением, выведенным при помощи исследования опера-

ЦИЙ

N2-/f( 7 Sn S , -П -Оi VJ - D -T-VN v ;7 (2) 11 - It необходимое число точечных N - необходимое число точ тепловых датчиков (нзвещателей) с суммарной вероятность раннего обнаружения, эквивалентной вероятности обнаруже НИИ одного линейного термоизвещателя;I - цлина чувствительного элемен та линейного термоизвещателя;$0 - площадь источника конвективного теплового noTOKia или площадь очага пожара в начальной его стадии; Syi площадь, контролируемая одним линейным термоизвещате- лем, который имеет длину чувствительного элемента равную € ; 5 - площадь контролируемого помещения; Pjj - вероятность раннего обнаружения пожара одним линейным тепловым извещателем по первому тепловому импульсу; р. - вероятность раннего обнаружения пожара одним точечным тепловым извещателем. Однако существующие линейные тeплo вые извещатели (термокабели) термо- датчики, основанные на изменении их сопротивления или сопротивления изоляции проводов от температуры имеют ряд недостатков: низкую чувствительность по температуре, значительную инерционность срабатывания, а также сложность разделения сигнала неисправности (например, при механическом повреждении линейного чувствительного элемента) от сигнала о пожаре. Перечисленные недостатки не позволяют повысить такие параметры надежности обнаружения пожара, как вероятность раннего обнаружения пожара, быстродействие, чувствительность, а так же достоверность передаваемых тревожных извещений о пожаре. Целью изобретения является повышени надежности обнарухсения очагов пожара. Поставленная цель достигается тем, что в цепь обратной связи устройства введен регулируемый фазовращатель, резонатор выполнен в виде волноводной ультразвуковой линии, выход резонатора подключен ко входу усилителя, а вход резонатора соединен с выходом усилител который соединен со входом формировате 4 игналов через регулируемый фаэовращаель. На чертеже представлена функциональая схема пожарного извещателя. Устройство содержит потолок 1 контроируемого помещения, волноводную ультравуковую линию 2, вход 3 линии, выход 4 иний, усилитель 5, регулируемый фазо-. вращатель 6, формирователь 7 сигналов, двухпроводную линию 8 и 9 пожарной сигнализации, частотные детекторы 10 и 11, формирователи 12 и 13 тока. Резонатор, выполненный в виде волноводной ультразвуковой линии 2 в виде ленты (или проволочного проводника) из материала с большим температурным коэффициентом скорости распространения ультразвука, является линейным термочувствительным элементом теплового извещателя и устанавливается под потолком 1 контролируемого помещения. Линия включается вцепь обратной связи усилителя 5 последовательно с регулируемым фазовращателем 6, необходи- мым для установки порога срабатывания (по температуре) извещателя. Формирователь 7 сигналов предназначен для выдачи в двухпроводную линию 8 и 9 сигналов о пожаре и сигналов нор- мального функционирования пожарного из- вещателя, установленного на объекте. Вход формирователя 7 сигналов подключен к выходу усилителя 5, а его выход подключен к двухпроводной линии 8 и 9 пожарной сигнализации. Формирователь сигналов может быть выполнен, например, в виде набора частотных детекторов 10 и 11 и нескольких формирователей тока 12 и 13. Устройство работает следующим образом. Усилитель 5 с волноводной ультразвуковой линией 2 и фазовращателем 6 в цепи положительной обратной связи представляет собой автогенератор, частота которого зависит от фазных сдвигов, вносимых линией и фазовращателем. При появлении очага пожара в контролируемом помещении происходит конвективный перенос тепла от очага к потолку 1, где установлен термочувствительный элемент пожарного извещателя, выполненный в виде ультразвуковой волноводной линии. Нагревание любого участка линии приводит к изменению скорости распространения ультразвукового сигнала на этом участке. Изменение скорости распростра нения ультразвукового сигнала приводит к появлению пополнительного фазового сдвига в цепи обратной связи артогенера тора и изменению частоты его автоколеб НИИ. Величина приращения частоты Л т зависит от величины приращения темпера туры ДТ любого участка ультразвуково волноводной линии, поэтому установление порога срабатывания извещателя по температуре производится путем изменения начальной частоты колебаний автогенера тора при помощи регулируемого фазовращателя 6. При нагревании участка линии до температуры срабатывания происходит изменение частоты артогенератора от начальной величины f Q цо частоты 5 , соответствующей заданной пороговой температуре. При этом на выходе частотного детектора 10, настроенного на частоту срабатывания f-. , появляется сигнал, который изменяет величину проводимости формирователя 13 тока. Изменение проводимости формирователя 13 тока через двухпроводную линию 8 и 9 регистрируется пультом пожарной сигнализации или приемноконтрольным устройством как сигнал Пожар. Если температура внутри контролируемого помещения находится в пределах нормы и устройство исправно (т.е существуют колебания, а в устройствах с кольцом обратной связи это свидетельствует, об исправности всех узлов, включенных в кольцо), то на выходе частотного детектора 11 имеется сигнал, задающий определенную проводимость формирователю 12 тока, величина которой соответствует режиму Норма . Таким образом может осуществляться непрерывный дистанционный контроль работоспособности пожарных извещателей, установленных на защищаемых объектах. Увеличение чувствительности по температуре достигается применением в качестве акустического резонатора (термочувствительного элемента) ультразвуковой волновоаной линии, выполненной в виде однородной линии, по которой распространяются высокочастотные ультразвуковые волны. Так как частота собственных резонансных колебаний таких линий может на несколько порядков превы- щать частоты звукового диапазона, то чувствительность предлагаемого устройст ва по температуре оказывается гораздо выше, чем у термоизмерителя с газовым резонатором. Снижение постоянной времени срабаты вания предлагаемого устройства обусловлено тем, что ролноводные ультразвуко356вые линии могут быть выполнены в виде тонкой металлической ленты или проволоки, поэтому их теплопроводность намного выше, чем например, у объема газа. Кроме того, ультразвуковые волноводные линии допускают применение в качестве сигналов акустические поверхностные волны, которые не проникают внутрь материала, а распространяются по поверхности, что позволяет еще более повысить быстродействие устройства, так как теплоемкость пограничного слоя (материала линии и окружающей среды), по которому распространяются поверхностные акустические волны, имеет меньшую величину, чем теплоемкость всего объема материала линии. Время реакции теплового из- вещателя, использующего в качестве термочувствительного элемента ультразвуковую волноводную линию, определяется соотношением -время реакции устройства на изменение температуры отдельного участка линии; -длина линейного термочувствительного элемента (линии); -скорость распространения упругих волн в ВОЛНОВОДНОЙ линии. Высокая помехоустойчивость предлагаемого устройства обусловлена отсутствием влияния на распространение упругих волн высокой частоты по волноводной линии таких факторов, низкочастотные вибрации промышленные помехи, переменные магнитные поля, повышенная радиация, агрессивность среды, повышенная загазованность и запыленность. Таким образом, применение в качестве термочувствительного элемента пожарного извещателя ультразвуковой волновод- ной линии, выполненной из материала с в высоким температурным коэффициентом скорости распространения ультразвука вместе с регулируемым фазовращателем позволяет повысить такие параметры надежности обнаружения очага пожара, как вероятность раннего обнаружения благодаря рассосредоточению линейного чувствительного элемента по контролируемой площади, чувствительность и быстродейстие за счет параметров ультразвуковой волноводной линии, коэффициент готовности извещателя за счет непрерывного аитанционного контроля его работоспособ- 77 ности (днагностикн) по одной двухпроводной линии пожарной сигнализации, что достигается широкополосностью ультразвуковой волноводной линии и частотным характером передаваемого по ней сигнала Применение пожарных извещаталей с повьшенной чувствительностью и линейным чувствительным элементом, конт- ролирующим значительные площади объеюта позволяет получить экономический эффект за счет раттаего обнаружения очага цожара и высокой достоверности сигнала о пожаре благодаря высокому коэффипиенту готовности устройства. Формула изобретения Пожарный извещатель, содержащий усилитель, в цепь обратной связи кото- / 5 рого включен резонатор, формирователь сигналов, связанный с выходом усилителя, отп ичающийся тем, что с целью повышения надежности обнаружения очагов пожара, в пожарный извещатель введен регулируемый фазовращатель, а резонатор выполнен в виде вопноводной ультразвуковой линии, вход резонатора соединен с выходом усилителя, выход резонатора подключен ко входу усилителя, выход которого через регулируемый фазовращатель соединен со входом формирователя сигналов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 223620, кл. (ч 08 В 17/06 14.11.68. 2.Авторское свидетельство СССР N 119700, кл. G, 01 К 11/26, 2О.1О.58 (прототип).