Извещатель дыма

 

Изобретение относится к системам тревожной сигнализации и может быть использовано в качестве датчика, сигнализирующего о присутствии в контролируемой среде определенной концентрации дыма, свидетельствующей о наличии пожара. В устройстве достигается повьшение чувствительности, время измерения определяется емкостью (Л ю О9 О

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУ БЛИН аю SU аи 1 243 (5g 4 6 08 В 17/10

ВСЕСРМ". я

13,, 13

ВНВЛНОТЫА

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3834919/24-24 (22} 10. 12.84 (46) 07 ° 07.86. Бвп. Р 25 (72) И.В.Иилашенко, А.Ю. Романенко н И,В.Северин (53) 654.9- (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 1001131, кл. G 08 В 17/10, 1983.

Авторское свидетельство СССР

N - 991463,,кл. G 08 В 17/10, 1981, (54) ИЗВЕЩАТЕЛЬ ДЫКА (57) Изобретение относится к системам тревожной сигнализации и может быть использовано в качестве датчика, сигнализирующего о присутствии в контролируемой среде определенной концентрации дыма, свидетельствующей о наличии пожара. В устройстве достигается повышение чувствительности, время измерения определяется емкостью

1243006

f (А) ° N, счетчика 14 (в блоке 5 управления), в.. котором происходйт накопление заряда на конденсаторе блока !2 памяти.

Заряд конденсатора в блоке памяти 1 2 определяется по формуле Q=K f(А) N (1), где А — амплитуда импульсного сигнала на выходе усилителя 6, N— количество импульсов, воспринятых, усилителем 6 в течение измерительного интервала, равное емкости счетчи ка 14 в блоке 5 управления. К- коэффициент пропорциональности, определяемый параметрами преобразователя

7 напряжение-ток, а сигнал Q шумово— го фона на конденсаторе определяется, Изобретение относится к системам тревожной сигнализации и может найти применение в качестве датчика, сигнализирующего о присутствии: в контролируемой среде (воздухе, газе) определенной концентрации дыма, свидетельствующей о наличии пожара, Цель изобретения — повышение чувствительности дымового извещателя. !

На чертеже приведена блок-схема

Я предложенного дымового извещателя, Извещатель дыма содержит генератор 1 импульсов, светодиод 2, светодиод 3, фотоприемник 4, блок 5 управ — 15 ления, усилитель 6, преобразователь

7 напряжения в ток, формирователь

8 импульсов, коммутатор 9, сигнализатор 10, блок 11 памяти, блок 12 памяти, формирователь 13 порогового 20 сигнала.

Блок 5 управления может быть вы-полнен состоящим из счетчика 14, формирователя 15 импульсов, линии

16 задержки, элемента И 17, элемен— та ИЛИ 18, инверторов 19 и 20.

Извещатель дыма работает следующим об>разом.

На первом и третьем выходах генератора 1 формируются две последо- 30 вательности коротких импульсов, сдвинутых по времени один относительно другого на полпериода. С выходов генератора 1 электрические импульсы как 0 = K. й(А„) (2), где А„— сигнал шумового фона, а К вЂ” из (1), в результате суммарный сигнал на конденсаторе Q блока 12 памяти равен

Q = K jf (А ) ° N + f(A )J (3), где А амплитуда импульса на выходе усилителя 6,, соответствующая информативному сигналу, N — количество импульсов, воспринятых усилителем 6 в течение измерительного интервала, равное емкости счетчика 14 в блоке 5 управления, К вЂ” из (1) . В устройстве достигается повышение отношения сигнал /шум в lV раз. 1 з. и . ф-лы, 1 ил. поступан>т на светодиоды 2 и 3 и одновременно управляют блоком 5 и работой коммутатора 9 °

Излучение светодиода 3 воспринимается фотоприемником 4 и преобразуется им в электрический сигнал, усиливаемый усилителем 6.

Напряжение с выхода усилителя 6 поступает на вход преобразователя 7 напряжение-ток и преобразуется в зарядный ток, который через второй выход коммутатора 9 поступает на информационный вход второго блока

12 памяти. Канал связи выхода преобразователя 7 с входом блока 12 памяти оказывается открытым на время, равное длительности импульса излучения светодиода 3. 3а время измерения, которое определяется емкостью счетчика 14 (в блоке 5 управления), происходит накопление заряда на конденсаторе блока 12. Этот заряд пропорционален амплитуде импульсного сигнала на выходе усилителя 6, который Вызывается излучением светодиода 3, находящегося на одной оптической оси с фотоприемником 4, и зависит от количества импульсов излучения этого светодиода 3, воспринятых фотоприемником 4 за период измерения„ Заряд конденсатора Я в блоке памяти 12 определяется как

124

При появлении дыма импульсное излучение светодиода 2, отраженное от частиц дыма, поступает на фотоприемник 4 и преобразуется в элект- 55 рический сигнал. В этом случае на выходе усилителя 6 присутствует импульсный сигнал положительной поляргде А — амплитуда импульсного сигнала на выходе усилителя 6;

N — количество импульсов, воспринятых усилителем 6 в течение измерительного интервала, равное емкости счетчика 14 в блоке 5 управления

К вЂ” коэффициент пропорциональности, определяемый параметрами преобразователя 7 напряжение-ток.

Напряжение, снимаемое с.выхода блока

12 памяти, поступает через формирователь 13.на второй, вход формирователя 8 и определяет порог его срабатывания.

При эъом изменение электрических параметров измерительного канала, состоящего из фотоприемника 4 и усилителя 6, под воздействием различного рода дестабилизирующих факторов вызывает такие изменения порога срабатывания формирователя 8, что чувствительность извещателя дыма остается неизменной. 25

При отсутствии дыма импульсное излучение светодиода 2 не попадает на фотоприемник 4. При этом на выходе усилителя 6 присутствует шумовой сигнал, создаваемый фотоприем- 30 ником 4 и усилителем 6. По величине этот шумовой фон сравним с уровнем сигнала, создаваемого отражением излучения светодиода от части дыма при его концентрациях порядка 5-103 от ослабления оптической прозрачности воздуха на базе 1 м. Поскольку при увеличении времени измерения среднее значение сигнала, соответствующего шуму, стремится к нулю, 40 то в худшем случае за время измерения на конденсаторе блока 11 памяти . накопится заряд Q, прямо пропорциональный амплитуде (А ) сигнала шумо1

soro фона:

Q" K x(A„) (2) где А — амплитуда сигнала шумового

4 фона;

К - коэффициент пропорциональопределяемый параметрами преобразователя 7.

3006 л ности и шумовой фон. Так как среднее значение напряжения шумового фона равно нулю, а информативного сигнала — некоторой положительной величине, то за время измерения, определяемое блоком 5 управления на конденсаторе блока 11 памяти накопится заряд

q = Ê (Е (А ) Б + S(A„)j (3) где А — амплитуда импульса на вы2 ходе усилителя 6, соответствующего информативно— му сигналу

5 — количество импульсов, воспринятых усилит еле м 6 в течение измерительного интервала, равное емкости счетчика 14 в блоке 5 управления

К вЂ” коэффициент пропорциональности, определяемый параметрами преобразователя 7.

Из выражения (3) видно, что в слагаемых зарядах на конденсаторе блока 11 присутствует неизменной амплитуда сигнала шумового фона и увеличенная в N раз амплитуда информативного сигнала, т.е. отношение сигнал/шум увеличилось в N раз . Это позволяет значительно повысить чувствительность извещателя дыма.

Если по окончании измерительного цикла напряжение на втором входе формирователя 8 превысит пороговую величину, то на выходе сигнализатора 10 появится положительный перепад напряжения, свидетельствующий и том, что концентрация дыма в контролируемом объеме достигла порогового значения. !

Блок.5 управления работает следующим образом.

На тактовый вход счетчика 14 поступают импульсы с третьего выхода генератора l, После прихода N-го импульса на выходе счетчика 14 появится положительный перепад напряжения. Формирователь 15 импульсов формирует импульс, который подается на первые входы элементов И 17 и

ИЛИ 18, а также на вторые входы этих элементов, но с задержкой во времени (й), определяемой линией 16 задержки. При этом на выходе И 17 сформируется сигнал по переднему фронту импульса, поступившего на его первый вход, равный по длительности t. На выходе ИЛИ 18 сформируется

1243006

Формула изобретения

Составитель Г.Богомолова

Редактор С.Лыжова Техред М.Ходанич Корректор С.Черки

3 ак аз 3 7 10/5 1 Тираж 515 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035; Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная, 4 сигнал по заднему фронту импульса, поступившего на его первый вход, 4 также равный по длительности t. Сиг-. нал с выхода И 17 поступает на вход инвертора 19, выход которого является первым выходом блока 5 управления .

Сигнал с выхода ИЛИ 18 поступает на вход инвертора 20, выход которого вяляется вторым выходом блока 5 10 управления. С выходом инвертора 19 связан вход сброса счетчика 14.

Блок 5 управления определеяет длительность измерительного . цикла, который соответствует емкости N счетчика 14.

С первого выхода блока 5 сигнал поступает на вторые входы блоков 11 и. 12 памяти, сбрасывая в нуль информацию, накопленную в них за предыду- 20 щий цикл измерения, С второго выхода блока 5 сигнал поступает на стробируемый вход сигнализатора 10, выход которого является сигнальным выходом извещателя дыма. 25

1. Извещатель дыма, содержащий генератор импульсов, первый свето- 3п дйод, который расположен под углом к фотоприемнику и соединен с. первым и вторым выходами генератора импульсов, второй светодиод, соединенный с вторым и третьим выходами генера— тора импульсов и расположенный на одной оптической оси с фотоприемником, выходы фотоприемника подключены к входам усилителя, коммутатор, первый и второй входы которого соедине-@» ны соответственно с первым и третьим выходами генератора импульсов, формирователь импульсов и сигнализатор, отличающийся тем, что, с целью повьпления чувствительности извещатсля, в него введены преобразов атель напряжения в ток, дв а блока памяти., формирователь порогового сигнала н блок управления, выход усилителя соединен с входом преобразователя напряжения в ток, выход которого соединен с третьим входом коммутатора, первый и второй выходы которого соедийены с информационными вхоцами соответственно первого. и второ» го блоков памяти, выход первого блока памяти соединен с первым входом формирователя импульсов, выход второго блока памяти соединен с входом формирователя порогового сигнала, выход. которoI о соединен с вторым входом формирователя импульса, выход которого соединен с первым входом сигнализатора, третий выход rенерато" ра соединен с входом блока управления, первый выход которого соединен с входами сброса первого и второго блоков памяти, а второй — с вторым входом сигнализатора.

2, Извещатепь по п ° 1, о т л и ч а ю щ и: и с я тем, что блок управления содержит счетчик, формирователь импульсов, линию задержки, элемент И и элемент ИЛИ и два инвертора, выход счетчика соединен с входом формирователя импульсов, выход которого соединен с входом линии задержки и с первыми входами элементов И и ИЛИ, выход линии задержки соединен с вторыми входами элементов .

И и ИЛИ, выход элемента И соединен с входом сброса счетчика и является первым выходом блока управления, выход второго инвертора является вто-„ рым входом блока управления, а тактовый вход счетчика является входом бл ок а у пр авл ения °