Способ обнаружения пламени и устройство для его осуществления

 

1. Способ обкаоужения пламёни5 основанный на преобразовании излучения пламени в электрический сигналj выделении низкочастотной составляющей сигнала, нормализации низкочас тоткого сигнала по амплитудвэ формировании сигнала верхнего порогового уровня, сравнении нормализованного по а1-1плнтуде низкочастотного сигнала и сигнала верхнего порогового уровня и подсчете числа превьшений амплитуды нормализованного низкочастотного сигнала над сигналом верхнего порогового уровня 5отлича ощийс я тем, что, с целью повышения быстродействия способа и достоверности обнаружения сигналов пламеш ; дополнительно формир-ьпот сигнал нижнего порогового уровня, сравнивают нормализованный по а йтлитуде низкочастотный сигнал и сигнал нижнего порогового уровня, подсчитывают число превышений а да:литудь норгализованного н зкочастотного сигнапа над сигнал 9м нижнего порогового уровня5 определяют откоюение числа превышений амплитуды норнализованкого сигнала над сигналом нижнего порогового уровня к числу превышеннй амплитуды нормализованного сигнала кпд сигналом верхнего jioporoBoro уровня и при отношениине менее 1,25 формируют сигнал о наличии пламени. 2, Устройство для обнаружения планеь-и , содержащее фотоэлектрический преобразователь, выход которого подключен к входу избирательного усилителя с блоком автоматической рйгулировки усиления, выход избирательно- § го усилителя подключен к входу дискЬи-j NG-jHaTopa верхнего уровня, первый интегратор , вьЕод которого через поро-; говый элемент подключен к индикатору, отличающееся тем, что, с Ц2лью повышения быстродействия и достоварности обнаружения сигналов пламени ,, в него введены дискриминатор киягиего уровня, второй и третий интеto о со граторы,, два элемента И, два формирователя импульсов и два весовых резистора .; вход дискриминатора нижнего ОО уровня подключен к выходу избирательного усилителя, выход дискриминатора верхнего уровня подключен к входу первого форьшрователя импульсов непосредственно и через интегратор к первому входу первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом дискркм анатора нижнего уровня, выход первого элемента И соединен с входом второго формирователя импульсов ., выходы первого и второго форьирозателей импульсов через соответствуюарге весовые резисторы подключе

«ъ -фС13 ОБТЯГ(„-.гФ И (СОЦ4АЛИСТИЧЕСНИХ

РЕГПУЬЛИН

В(я) = 08 В 17/!2

H АБ 70РСЙОМ Ь СВМДА ::-Л" ъС=Гг31"

ФЗИВВмСлаИЕкйчтЯййще ИЮО" Ю7ЛХЖГЯЗИИЛВЗЛ2ЕКГЖХЯеХВ .". 3ГЮРЯЖ-Г.Л ....:; — ::.» . Юж

2, Усгройcrâo для обнаружения пламени содержащее фотоэлектрический

1 .. преобразователь выход которого подключе -. к входу избирательного уси. лителя с блоком автоматической регулировки усиления, выход избирательно- ф го усилителя подключен к входу диск и м.-натора верхнего уровня, первый интегратор, выход которого через поро-; говый элемент подключен к индикатору, отличающееся тем,что,с ц.:iüþ повышения быстродействия и дос-— товерности обнаружения сигналов ппаменк. в него введены дискриминатор пви4 нил-; —;его уровня, второй и третий интеграторь:, два элемента И, два формирователя импульсов и два весовых резистора,, вход дискриминатора нижнего уровня подключен к выходу избиратель - .ого усилителя, выход цискриминатора верхнего уровня подключен к входу первого формирователя импульсов него"редственно и через интегратор к первому входу первого элемента И, ф второй вход которого соединен с выхо,;ot" .дискриминатора нижнего уровня, выход первого элемента И соединен с входом второго формирователя импульсов,, выходы первого и второго формиро:=ателей импульсов через соответствулв,е весовые резисторы подключеГОС .:, ДАРС ТБЕННЫЙ НОМИТЕТ С(г =

ПО ДЕЛАМ ИЗОБГ Е1ЕНИЙ И ОЙ.УЪГ1 Й4 (21} 3615873/24-24 (22) "6. 04. 83 (46) 23. 10.84. Бюл. М 39 (72) В.Т.Завадский, И Р .Линецкий, Г.П.Попов и А,N.Poìàíåíêo (53) 654.9(088.8) (56) 1. ABToDcKoB свидетельство СССР

Ф 852085, кл . G 08 В 17/10. 1980.

2. Пат".:ÿr США Р 3742474, кл. 340/228 2, оп блик. 19?3, 3, Шивман Я,Д. и др., Теоретические

i1 основы радиолокации. M.. Советское радио" 19 70 с . 157-159 „рис, 3 .48 .

3. 50 (проч отип) . (54) СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ПЛАИКНИ И . УСТРОЙСТВО ПЛЯ ЕГО ОСУШБСТВЛЕНИЯ ° (57} 1. Cr.îñîá обнаоужения пламени, основанный на преобразовании излучения пламени в электрический сигнал, выделении низкочастотной составляющей сигнала, нормализации низкочас— тотного сигнала по амплитуде, формировании сигнала верхнего порогового уровня, сравнении нормализованного по амплитуде низкочастотного сигнала и сигнала верхнего порогового уровня и подсчете числа превышений амплитуды нормализованного низкочастотного сигнала над сигналом верхнего горогового уровня, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения быстродействия способа и достоверности обнаружения сигналов пламени,. дополнительно формируют сигнал нижнего порогового уровня, сравнивают нормализованный по амплитуде низкочастотный сигнал и сигнал ыжнего порогового урозня,, подсчитывают число превышений амплитуды нормализованного низко" частотного сигнала над сигналом нижнсгo пороговогv уровня, определяют о;-:ошение числа превышений амплиту— дь. но -мализован -cFo сигнала над cviI —

*..: —:.";ом i:ûi .æëåão порогового уровня к чи.:лу превышений амплитуды нормализованного сигнала над сигналом верхнего порогового уровня и при отношениине менее 1,25 формируют сигнал о нал i «и пламени1120381 чен к индикатору 2 ны к входу третьего интегратора; выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй вход

Изобретение относится к автоматическому обнаружению пожаров и может быть использовано для автоматического включения средств противопожар-. ной защиты, 5

Известен способ обнаружения пламени, основанный на преобразовании излучения пламени в электрический сиг нал, формировании импульсов, соот— ветствующих электрическому сигналу, 10 подсчете шага импульсов на заранее заданное время, по которому решение о наличии пламени принимают при пре— вышении числа импульсов над заранее заданным числом f1) .

Известно устройство для обнаружения пламени, содержащее фотоэлектри-, ческий преобразователь, выход которого через последовательно соединенные усилитель и формирователь подключен к20 входу счетчика импульсов, обнуляющий вход которого подключен к выходу ре— ле времени, а выход — к сигнализатору )1g °

Известен также способ обнаружения 25 пламени, основанный на регистрации мерцаний пламени, преобразовании излуч ения пламени в электрич ес кий сигнал, который нормализуют по амплитуде, выделяют полосу частот спектра, соответствующих частотам мерцаний пламени, а затем выделяют огибающую ! входного сигнала и анализируют ее по частоте. Если частота огибающей входит в заранее заданную полосу про З5 пускания, формируют сигнал тревоги.

В противном случае сигнал не форми- руют .

Выделение огибающей входного сиг.

40 нала по данному способу позволяет исключить формирование ложных сигналов тревоги при регистрации излучения, характеризующегося постоянством амплитуд (2j .

Недостатком способа является возможность выдачи ложных сигналов трекоторого подключен к выходу первого формирователя импульсов, а выход к входу третьего интегратора. воги, обусловленных необходимостью фильтрации входного сигнала.

Способ не исключает также формирование ложных сигналов тревоги при регистрации повторяющихся импульс— ных помех со скважностью больше 2 и при регистрации сигналов с нарастающей и убывающей амплитудой (включе— ние и выключение вентилятора, лопасти которого перекрывают световой поток) .

Известно также устройство для осуществления способа, содержащее фотоэлектрический преобразователь, выход которого подключен к входу из— бирательного усилителя с блоком cLB томатической регулировки усиления, выход избирательного усилителя подключен к входу дискриминатора верхнего уровня, выход которого через последовательно включенные первый ин— тегратор и пороговый элемент подклюНаиболее близким к предложенному является способ обнаружения пламени, основанный на преобразовании излучения пламени в электрический сигнал, выделении низкочастотной составляющей сигнала, нормализации низкочас— тотного сигнала по аьпьлитуде, формировании сигнала верхнего порогового уровня, сравнении нормализованного по амплитуде низкочастотного сигнала и сигнала верхнего порогового уровня и подсчете числа превышений амплитуды нормализованного низкочастотного сигнала над сигналом верх— него порогового уровня, и формировании сигнала о наличии пламени при заранее заданном отношении числа превышений амплитуды нормализованного низкочастотного сигнала над числом состояний, когда нормализованный по амплитуде низкочастотный сигнал меньше сигнала верхнего порогового уровня (3) .

i 12038 i

Однако известные способы и устройства имеют низкие быстродействие и достоверность обнаружения пламени.

Цель изобретения — уменьшение времени обработки информации и повыше — 5 ние достоверности сигнализации о пожаре.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу обнаружения пламени, основанному на преобразова- 10 нии излучения пламени в электрический сигнал, выделении низкочастотной составляющей сигнала, нормализации низкочастотного сигнала по амплитуде, формировании сигнала верхнего 15 порогового уровня, сравнении нормализованного по амплитуде низкочастотного сигнала и сигнала верхнего порогового уровня и подсчете числа превышений амплитуды нормализованно- 20

ro низкочастотного сигнала над сигналом верхнего порогового уровня, дополнительно формируют сигнал нижнего порогового уровня, сравнивают нормализованный по амплитуде низкочастот15 ный сигнал и сигнал нижнего порого— вого уровня, подсчитывают число превышений амплитуды нормализованного низкочастотного сигнала над сигналом нижнего порогового уровня, определяют отношение числа превышений амплитуды нормализованного сигнала над сигналом нижнего порогового уровня к числу превышений амплитуды нормализованного сигнала над сигна— лом верхнего порогового уровня и при отношении не менее 1,25 формируют .сигнал о наличии пламени .

Кроме того, в устройство для об— наружения пламени, содержащее фото- 40 электрический преобразователь, выход которого подключен к входу избирательного усилителя с блоком ав— томатической регулировки усиления, выход избирательного усилителя под- 45 ключен к входу дискриминатора верхнего уровня, первый интегратор, выход которого через пороговый элемент подключен к индикатору, введены дискри" минатор нижнего уровня, второй и 50 третий интеграторы, два элемента И, два формирователя импульсов и два весовых резистора, вход дискриминатора нижнего уровня подключен к выходу избирательного усилителя, выход дискриминатора верхнего уровня подключен к входу первого формирователя импульсов непосредственно и через интегратор к первому входу первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом дискриминато-. ра нижнего уровня, выход первого элемента И соединен с входом второго формирователя импульсов, выходы первого и второго формирователей импульсов через соответствующие весо-, вые резисторы подключены к входу третьего интегратора, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к выходу первого формирователя импульсов, а выход — к входу третьего интегратора.

На черт еже пока за на функциональная схема устройства для обнаружения. пламени.

Устройство содержит фотоэлектрический преобразователь 1, избирательный усилитель 2 с блоком 3 автоматической регулировки усиления (АРУ), дискриминатор 4 верхнего уровня, дискриминатор 5 нижнего уровня, формирователь 6 импульсов, интегратор 7, элемент И 8, формирователь 9 импульсов, интегратор 10, элемент И

11, интегратор 12 и пороговый элемент 13, весовые резисторы 14 и 15 и конденсаторы 16 и 17.

Устройство работает следующим образом.

При появлении мерцающего пламени на выходе фотоэлектрического преобразователя 1 возникает сигнал, который поступает на вход избирательного усилителя 2, работающего в заданном диапазоне частот мерцания (2 — 25Гц) . С выхода избирательного усилителя 2 сигнал поступает на вход блока 3 ЛРУ, где сравнивается с опорным напряжением. Сигнал с выхода блока 3 ЛРУ воздействует на вход избирательного усилителя 2, вследствие чего на его выходе среднее значение сигнала равняется опорному напряжению о

Нормированный по амплитуде сигнал с выхода избирательного усилителя 2 через конденсаторы 16 и 17 поступает на дискриминаторы 4-5.Дискриминатор 5 нижнего уровня и формирователь 9 импульсов служат для формирования импульсов перехода входного сигнала через нижний порог дискриминации, равный, например, О, 1 В. Дискриминатор 4 верхнего уровня и формирователь 6 импульсов служат для фор112ОЗ81 мирования импульсов перехода входного сигнала через верхний порог дискриминации, равный, например, О, 8 оТ нормированной амплитуды регулярного сигнала на выходе избирательного усилителя 2. Интегратор 7 и элемент И

8 обеспечивают прохождение импульсов по уровню О, 1 В при появлении на выходе дискриминатора 4 верхнего уровня двух и более импульсов. Это предотвращает срабатывание датчика, если огибающая входного сигнала избирательного усилителя 2 носит пилообразный характер.

На выходе интегратора 10 сравниваются среднее значение тока с выхода формирователя 6 (отрицательной полярности), прошедшего через реэис:ор 1S, и среднее значение тока с выхода формирователя 9 импульсов положительной полярности, прошедшего через резистор 14. Токи пропорциональны соответственно скоростям счета (паскольку импульсы на выходах формирователей 6 и 9 импульсов имеют равньге амплитуды и длительности).

Если соотношение токов не менее

1,25, происходит нарастание напряжения на выходе интегратора 10 да паров га отгирания элемента И 11, что обес- ЗО печивает прохождение импульсов с выхода формирователя 6 импульсов на интегратор 12. Постоянная времени заряда интегратора 12 намного больше постоянной времени его разряда, поэтому «g нарастание напряжения на интеграторе

12 носит ступенчатый характер. При достижении напряжением на выходе Híтегратора 12 величины, равной порогу срабатывания порогового элемечта 13, <о он срабатывает, что является информацией о пожаре.

Если на Вход устройства ваздейству- ег регулярный сигнал (помеха)? то от ноше?гне токов (и Г коросте д вычета ) равно единице и, следовательно,. на выходе устройства сигнал отсутствует.

Это условие выполняется и В там случае, когда регулярный сигнал на входе устройства носит прерывистый характер.. Б устройствах, каторьге работают по принципу Выделения огибающей мерцаний пламени, возможна ложная выдача сигнала тревоги, посксль— ку выделение переменной составляющей зависит от скважности импульсных посылок.

В предложенных сг особе и устройстве отличение сигналов гламени ст „- егулярных помех ocHQHB? o на различии характера их амплитудных распределений, Ажглитудное распределение сигналов пламени носит случайный Карактер, а амплитудное расгределение сигналов помех характеризуется постоянством значений амплитуд входного сигнала.

Таким образом, изобретение позволяет обнаруливать возникновение мадуляции нормированного сигнала HB выходе усилителя, если модуляция носит случайный характер.

Применение в системах аварийной сигнализации пожарных извешателей,. схемы которых. построены в соответствии с предлагаемьпк способом, обладающих высокой достоверностью извещения и быстродействием, г.озволит повысить быстродействие и надежность рабаты этих систем,. что значительна снйзит потери. приносимые пожарамн.

Повышение .достоверности и??формации о наличии пожара исключит случаи лажнсй тревоги и случайного Ввода в действие: редств пажаротушени

1120381

Составитель Л.Линецкий

Редактор О.Юрковецкая Техред Т.Маточка Корректор Л.Пилипенко

Заказ 7747/39 Тираж 568 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и oTKDblTHH

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

Филиал ППП"Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4