Детектор дыма

 

ДЕТЕКТОР ДЫМА, содержащий светоизлучающий элемент, оптически связанный со светоизолированным от постороннего света фотоприемником, ионизационную камеру с радиоактивным источником излучения и электродами, расположенными на противоположных сторонах ионизационной камеры, и индикатор, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности детектора дыма, в него введены второй фотоприемник, дифференциаль-. ный усилитель, сумматор, два корректирующих блока, второй индикатор и световод, в качестве радиоактивного источника излучения использован источник бета-излучения, а светоизлучакяций элемент выполнен в виде плоской пластины, установленной на расстоянии длины среднего пробега бетачастиц от источника бета-излучения, оптически связанная с фотоприемником сторона плоской пластины обращена к источнику бета-излучения, а другая сторона через световод оптически связана с вторым фотоприемником, выходы фотоприемников подключены к входам дифференциального усилителя, выход g которого подключен к первому измерителю, измерительный электрод ионизационной камеры подключен через один корректирующий блок к первому входу сумматора, к второму входу которого подключен через другой корректирующий блок выход одного из фотоприемников , а к выходу сумматора подключен второй индикатор.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) А

3(Я) G 08 В 17 10

it 4 ()jan (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ""

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ н двторСноМм СВИДКткЛЬЕТВМ (21) 3474579/18-24 (22) 2I. 07.82 (46) 07.02.84- Бюл, М 5 (72) Г.М.ЗахароВ, Н.Г.Захаров и Т.И.Никитинская (71) Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. И.И.Калинина (53) 621 ° 954 (088.8) (56) 1. Заявка ФРГ 9 2707409, кл. G 08 B L7/10, опублик. 1978.

2. Заявка Японии Р 53-8519, кл. G 08 В 17/10, опублик. 1978 (прототип). (54) (57) ДЕТЕКТОР ДЫМА, содержащий светоизлучающий элемент, оптически связанный со светоизолированным от постороннего света фотоприемником, ионизационную камеру с радиоактивным источником излучения и электродами, расположенными на противоположных сторонах ионизационной камеры, и пер вый индикатор, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повыаения точности детектора дыма, в него введены второй фотоприемник, дифференциаль-. ный усилитель, сумматор„ два корректирующих блока, второй индикатор и световод, в качестве радиоактивного источника излучения использован источник бета-излучения, а светоизлучающий элемент выполнен в виде плоской пластины, установленной на расстоянии длины среднего пробега бетачастиц от источника бета-излучения, оптически связанная с фотоприемником сторона плоской пластины обращена к источнику бета-излучения, а другая сторона через световод оптически связана с вторым фотоприемником, выходы фотоприемников подключены к входам дифференциального усилителя, выход которого подключен к первому измерителю, измерительный электрод ионизационной камеры подключен через один корректирующий блок к первому входу ( сумматора, к второму входу которого подключен через другой корректирую- а щий блок выход одного из фотоприемников, а к выходу сумматора подключен второй индикатор.

1072078

Изобретение относится к технике обнаружения продуктов горения газов и аэрозолей, находящихся в воздухе, и может быть использовано с целью индикации экологических загрязнений

Возд жного бассейна, для контроля безопасности условий труда в некоторых производствах, а также противопожарной аварийной сигнализации.

Чэвестен детектор дьпча, содержащий измерительный мост, В который

Вкжочены два измерительных канала, один нз которых является опорным

{базовым), а ДругОЙ рабОчим {дымОВьц,1 ) (1 1

Педостатком известного устройства является невозможность селективного измерения различных компонент дыма.

Наиболее близким к предлагаемому яв.ляется детектор дыма, содержащий светонэлучающнй элемент, оптически

СВязанный со светоиэолированным от †:..:Остороннего света Фотоприемником, нонизационную камеру с радиоактивным источником излучения и электродами расположенными на противоположных сторснах ионизационной камеры и соединенньпи с выключателем источника электропитания светоизлучающего элемента (2) укаэанный датчик не обеспечивает

KQiïенсацию изменения иониэационного тока от Внешнего давления, поэто:.у н нем невозможно установить низкий порог регистрации уровня компо-нент дыма BG избежание ложных срабатцваHHA -.нгнального устройства обус ловл нных Возможными вариациями давления окружающего Воздуха.

Цель изобретения — повыаение точности детектора путем устранения зависимости от давления воздуха пока заний ДетектОра и Обеспечение селек

-,.cHÂHOÑTH рЕГИСТрациИ раЭЛИЧНЫХ КОМпонент дыма о

Ноставленная цель достигается тем что В детектор дьп»а сОдержащий светоизлучающий элемент, оптически связанный со светоиэолированным от постороннего света фотоприемником, нонйэационную камеру с радиоактивным источником излучения и электродами, расположенными на противоположных сторонах нониэационной камеры и перВый:-нд-:катор, введены второй фотоприемник,. дифференциальный усилитель, сумматор, два КОрРектиРУюЩих .блОка, Второй индикатор и световод, в качестве радиоактивного источника излучения использован источник бета-излучения, а светоизлучающий элемент

Выполнен В виде плоской пластины установленной на расстоянии длины среднего пробега бета-частиц от источника бета-излучения, оптически связанная с фотоприемником сторона плоской пластины обращена к источни;у бета-излучения, а другая сторона через световод оптически связана с вторым фотоприемником, выходы Фотоприемников подключены к входам дифференциального усилителя, выход которого подключен к первому мерителю, измерительный электрод ионизационной камеры подключен через один корректирующий блок к первому входу сумматора, к второму входу которого подключен через другой корректируюtI0 щий блок выход одного из фотоприемников, а к выходу сумматора подключен второй индикатор.

На фиг. 1 схематически изображены иониэационная камера и оптические элементы детектора дыма; на фиг. 2 графики Изменения токов и их отношений s зависимости от изменения атмосферного давления, а также концентрации газового и аэроэольного компонент

2О дыма; на Фиг, 3 — Функциональная схема детектора дыма.

Детектор дыма содержит электроды

1 и 2, плоскую пластину {светоизлучающий элемент) 3, перед которым рас25 положен источник 4 бета-излучения и

Фотоприемник 5, фотоприемник б посредством световода 7 оптически соединен плоской пластиной 3, перечисленные элементы окружены светонепроницаемой, но доступной для проникновеЗО ния в нее внешнего газа ионизационной камерой, состоящей из корпуса

8 и наружного кожуха 9 с вентиляционными отверстиями 10.

На фиг. 2 кривой 11 показано иэ35 менение в относительных единицах величины токов 31 и 3g снимаемых с Фотоприемников 5 и б, кривой 12 изменение ионизационного тока 39 снимаемого с электрода 2 в зависи4п мости от атмосферного давления, кривой 13 показано изменение токов 3» и 32, а кривой 14 - тока 3q в зависимости от концентрации С входящего в состав дыма raaosoro компонента, кривой 15 - изменение тфса 3,, рйвой 1á - изменение тока Э и кривой 17 — изменение тока 3 в зависимости от концентрации Сд аэрозольного компонента контролируемого дыма °

Кривая 18 показывает изменение отношения токов J» /3> и 3 /gal кривая 19 изменение отношения токов 3„ /3 в зависимости от давления Р, кривая 20 изменение отношений 3» j3 и 3g jдэ кривая 21 — изменение отношения,/Д

55 в зависимости от концентрации C ., кривая 22 изображает изменение отно щения токов 3< /3q, кривая 23 — 3 в зависимости от концентрации Са.

60 устройство содержит усилители 25

27, дифференциальный усилитель 28, корректирующие блоки 29 и 30, сумматор 31 индикаторы 32 и 33.

Электроды 1 и 2 предназначены

65 для создания электрического поля в. 1072078

20

40

65 измеряемом газе, к электроду 1 под водится постоянное напряжение порядка 200-400 В, а с электрода 2 снимается сигнал от ионизационного тока, плоская пластина 3 при облучении бета-частицами от источника 4,является светоизлучаннцим элементом, световое излучение которого, проходящее через газовую среду, регистрируется фотопри емником 5, а фотоприемник 6 предназначен для регистрации излучения сцинтиллятора 3 непосредственно через световод 7 ° Корпус 8, кожух 9 и смещенные друг относительно друга. отверстия 10. обеспечивают светонепроницаемость и одновременно доступ окружающего воздуха в полость камеры.

Возможен и другой вариант исполнения, при котором камера имеет прокачивающее устройство.

Кривая 11 (фиг. 2) имеет спадающий ход изменения вследствие того, что при повышении давления будет уменьшаться число бета-частиц, достигающих поверхности плоской пластины 3 и световое излучение ее будет уменьшаться. Кривая 12 имеет возрастающий ход с давлением за счет увеличения плотности ионизации в газе.

В случае альфа-излучателя зависимость от давления была бы спадающей, т.е. применение в устройстве источника бета-излучения является непременным.

Ход кривой 13 определяется независимостью поглощательной способности бета-частиц от парциальных давлений компонент газа при неизменном общем давлении. Ход кривой 14 объясняется известным явлением уменьшения иониэационного тока при попадании в объем ионизационной камеры электрозахватных газов. Крутое спадание кривой 15 при увеличении концентрации аэрозольного компонента объясняется двумя явлениями — увеличением поглощательного и рассеивающего эффектов для бета-частиц, а также ростом экстинкции для оптического излучения, направленного от пластины 3 к фотоприемнику 5. Кривая 16 имеет меньший наклон, так как на нее действует только первая иэ вышеуказанных причин. Наклоном кривой 17 практически можно пренебречь вследствие относительно малой численной концентрации аэрозоля ° Кривые 18-24 представляют соответствующие отношения токов . При построении графиков зависимости от P нормированы на нормальное атмосферное давление, а зависимости от концентраций Сг и Сд — на нулевые или минимально допустимые для измерения концентрации указанных компонент.

Устройство работает следующим образом.

Усилители постоянного тока 25

27 обеспечивают усиление сигналов, а также нормирование сигналов от токов 3<, Э, 3 g, снимаемых с фотоприемников 5 и 6 и электрода 2 соответственно, выдает сигнал, определяемяй отношением измеряемых токовЭ,/3 .

Индикаторы 32 и 33, показывающие величины С© и С, могут быть стрелочными или цифровыми вольтметрами для визуального отсчета или автоматическими электронными потенциометрами для записи изменений состава газа в течение времени. Таким образом, у-стройство по трем измеряемым величинам

J< Л „3q определяет концентрации

С и С« третья неизвестная величина P может быть исключена. Зависимости между измеряемыми токами и неизвестными переменными С« Сг, P задается графиками согласно,фиг. 2.

Ввиду того, что 3q/3< не зависит от концентрации Сг и давления P то иэ сопоставления фиг. 2 и фиг. 3, что показ ани я индикатора 32 будут пропорциональны концентрации С . Величина концентрации и Сг- определяется из соотношения токов, взятых с учетом пропорциональности согласно формуле где 6 Сг — изменение определяемой концентрации газовой компоненты дыма

6J, Ь3 — изменение ионизационного и фототоков соответственно,,, г - козффициенты пропорциональности, оп-ределяемые наклоном кривых 12, 11 и

20 соответственно. Кривые 11 и 12 в достаточно широком интервале изменений давления от 700 до 1400 гПа являются практически прямыми, т.е. и )(постоянны, а кривая 20 незначительно изменяет свой наклон с изменением 3 cr и может быть аппроксимирована как прямая со средним углом наклона )(сг . Влоки 29 и 30 являются корректирующими, они изменяют поступающий на них сигнал на требуемую величину, а именно в

Ь(,- с„) и (< /3 сг) но. Назначение сумматора 31 заключается в сложении (с учетом знака) сигналов; поступающих на его входы, и выдаче результата на индикатор 33.

Из фиг. 1 видно, что эффективность взаимодействия бета-частиц со сцинтиллятором будет зависеть от наклона диска 3 относительно осевой линии, т.е. от величины угла о, следовательно, задавая различные углы Ж можно изменять параметры детектора.

В качестве светоизлучателя 3 могут быть использованы различные сцинтилляторы, например, антрацен или стильбен ° Световод может быть выполнен из пластмассы, в качестве фотоприемников могут быть и пользованы фотоэлектронные умножители или фотоэлементы.

1072078

Существенным параметром устройства для обнаружения дыма является их пороговая чувствительность, стабильность показаний при длительных измерениях, а также селективность индикации различных компонент смеси газов и авроэольных частиц. Наличие сцинтиллятора, излучение которого, возбуждаемое бета-частицами, регист рируется двумя фотоприемниками непосредственно и через исследуемую среду, и одновременная регистрация ионн эационн ого тока устраняют зависимость показаний прибора от внешнего давления,и, таким образом„повы. шают чувствительность, а также обеспечивают селективность измерений различных компонент.

Экономический эффект от исгользования изобретения обуславливается его техническим особенностяьж, изложенными выше.

1072078

7, z g

Cr

Га

Фиг.3

Составитель Л.Линецкий

1едактор М.Ткач ТехредМ,Тепер Корректор И.Муска

Закаэ 131/43 Тираж 569 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4

71, г у

Са

Фиг.2

Детектор дыма Детектор дыма Детектор дыма Детектор дыма Детектор дыма 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам пожарной сигнализации и может быть использовано в качестве извещателя, реагирующего на появление частиц дыма на ранней стадии возникновения пожара

Изобретение относится к области пожарной сигнализации

Изобретение относится к устройствам пожарной сигнализации и может быть использовано в качестве детектора-извещателя, реагирующего на газы, выделяемые при горении материалов

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для предупреждения возникновения пожаро-взрывоопасной ситуации в различных емкостях летательных и космических аппаратов в результате утечки газов

Изобретение относится к средствам обнаружения пожаров и может быть использовано для фиксации загораний, сопровождающихся появлением дыма

Изобретение относится к пожарной сигнализации и может быть использовано для оптимизации обнаружения взрывопожароопасных смесей в воздухе открытых технологических установок нефтеперерабатывающих производств

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для сигнализации и предупреждения пожаровзрывоопасной ситуации в различных емкостях летательных и космических аппаратов

Изобретение относится к анализу газовоздушных смесей с каталитическим окислением и может быть использовано преимущественно для индикации в системах взрывопредупреждения и контроля степени взрывоопасности соответствующих объектов

Изобретение относится к автоматической пожарной сигнализации

Изобретение относится к автоматической пожарной сигнализации, в частности к пожарным извещателям, регистрирующим появление дыма в зоне их установки
Наверх