Дымовой пожарный извещатель
Изобретение относится к области пожарной сигнализации для выявления увеличения оптической плотности воздуха по интенсивности рассеяния светового инфракрасного излучения. Техническим результатом является повышение достоверности контроля работоспособности устройства. В предложенном извещателе за счет применения инвертора, второго токоограничительного элемента с их связями с другими элементами схемы обеспечивается формирование в дежурном режиме работы светодиодным индикатором коротких световых импульсов с продолжительными промежутками между этими вспышками. По данному оптическому сигналу можно судить о работоспособности данного дымового пожарного извещателя и о наличии питающего напряжения на шлейфе пожарной сигнализации, к которому подключен данный дымовой пожарный извещатель. Кроме того, в установившемся дежурном режиме работы первый токовый ключ обеспечивает стабильную амплитуду импульсов тока, который протекает через излучающий инфракрасный диод, как при изменении величины напряжения питания шлейфа пожарной сигнализации, так и при изменении величины падения напряжения на этом диоде. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к области пожарной сигнализации и может быть использовано в системах пожарной сигнализации для выявления увеличения оптической плотности воздуха по интенсивности рассеяния светового инфракрасного излучения.
Известен дымовой пожарный извещатель (Извещатель пожарный дымовой оптико-электронный ИП 212-44 "ДИП-44" ИВС-СИГНАЛСПЕЦАВТОМАТИКА, КАТАЛОГ изделий для систем пожарной автоматики, выпускаемых предприятиями г. Обнинска, г. Обнинск, 2002), содержащий клеммы для подключения к шлейфу пожарной сигнализации, светодиодный индикатор, токовый ключ, элемент односторонней проводимости, токоограничительный элемент, накопительный конденсатор, генератор импульсов, излучающий инфракрасный диод, фотодиод, усилитель, схему сравнения и счетчик.
В дежурном режиме работы светодиодный индикатор отключен токовым ключом, поэтому не представляется возможным отделить дежурный режим работы от нерабочего состояния извещателя, что обуславливает низкую достоверность контроля работоспособности извещателя. Кроме того, ток в цепи излучаемого инфракрасного диода существенно зависит от прямого падения напряжения на этом диоде, что обуславливает значительный разброс предельной чувствительности таких извещателей.
Наиболее близким к изобретению является выбранный в качестве прототипа дымовой пожарный извещатель (Извещатель пожарный дымовой оптико-электронный ИП 212-45, Паспорт 4371-006-12215496-00 ПС), содержащий светодиодный индикатор и клеммы для подключения к шлейфу пожарной сигнализации, к первой из которых подключен вход элемента односторонней проводимости, выход которого соединен с входом токоограничительного элемента, выход которого подключен к первому выводу накопительного конденсатора и к первому выходу первого токового ключа, второй вывод накопительного конденсатора соединен со второй клеммой и первыми выводами питания генератора импульсов, усилителя, схемы сравнения и счетчика, выход которого соединен со входами второго токового ключа и генератора импульсов, выход которого соединен с первым входом схемы сравнения, второй вход которой соединен с выходом усилителя, а первый выход схемы сравнения подключен к счетному входу счетчика, вход сброса которого подключен ко второму выходу схемы сравнения, второй вывод питания которой соединен со вторыми выводами питания счетчика, генератора импульсов и усилителя, к входам которого подключенные выводы фотодиода, оптически связанного с излучающим инфракрасным диодом, а первый выход второго токового ключа соединен с выходом элемента односторонней проводимости. В прототипе выход токоограничительного элемента через излучающий инфракрасный диод подключен к первому выходу первого токового ключа, второй выход которого соединен со второй клеммой для подключения шлейфа пожарной сигнализации. К выходу элемента односторонней проводимости через светодиодный индикатор подключен первый выход второго токового ключа, второй выход которого также соединен со второй клеммой для подключения шлейфа пожарной сигнализации.
Недостатком прототипа является низкая достоверность контроля из-за невозможности визуальной индикации работоспособности извещателя в дежурном режиме работы, а также из-за значительного разброса предельной чувствительности извещателей, вызванной разными величинами амплитуд импульсов тока, который проходит через излучающий инфракрасный диод. Отсутствие визуальной индикации работоспособности устройства приводит к необходимости чрезмерно частого контроля работоспособности системы пожарной сигнализации другими более трудоемкими методами.
В основу изобретения поставлена задача обеспечить визуальную индикацию работоспособности извещателя в дежурном режиме работы без увеличения потребляемого тока путем создания условий для импульсного режима работы светодиодного индикатора, что позволяет повысить достоверность контроля работоспособности устройства.
Поставленная задача решается тем, что дымовой пожарный извещатель, содержащий светодиодный индикатор и клеммы для подключения к шлейфу пожарной сигнализации, к первой из которых подключен вход элемента односторонней проводимости, выход которого соединен со входом токоограничительного элемента, выход которого подключен к первому выводу накопительного конденсатора и первому выходу первого токового ключа, второй вывод накопительного конденсатора соединен со второй клеммой и первыми выводами питания генератора импульсов, усилителя, схемы сравнения и счетчика, выход которого соединен со входами второго токового ключа и генератора импульсов, выход которого соединен с первым входом схемы сравнения, второй вход которой соединен с выходом усилителя, а первый выход схемы сравнения подключен к счетному входу счетчика, вход сброса которого подключен ко второму выходу схемы сравнения, второй вывод питания которой соединен со вторыми выводами питания счетчика, генератора импульсов и усилителя, ко входам которого подключены выводы фотодиода, оптически связанного с излучающим инфракрасным диодом, а первый выход второго токового ключа соединен с выходом элемента односторонней проводимости, согласно изобретению, дополнительно содержит второй токоограничительный элемент и инвертор, первый и второй выводы питания которого соединены соответственно с первым и вторым выводами питания генератора импульсов, выход которого соединен со входом инвертора, а выход инвертора - со входом первого токового ключа, вход второго токоограничительного элемента подключен к выходу первого токоограничительного элемента, а выход - ко второму выводу питания счетчика, анод излучающего инфракрасного диода соединен со вторым выходом первого токового ключа, а катод - со второй клеммой и катодом светодиодного индикатора, анод которого подключен ко второму выходу второго токового ключа и третьему выходу первого токового ключа.
В свою очередь первый токовый ключ содержит два транзистора, разделительный конденсатор и три резистора, первые выводы которых объединены и подключены к первому выходу первого токового ключа, коллектор первого транзистора подключен к второму выходу первого токового ключа, эмиттер этого транзистора соединен со вторым выводом первого резистора, а база - со вторым выводом второго резистора и эмиттером второго транзистора, коллектор которого соединен с третьим выходом первого токового ключа, а база - со вторым выводом третьего резистора и первым выводом разделительного конденсатора, второй вывод которого подключен ко входу первого токового ключа.
В предлагаемом устройстве за счет применения инвертора, второго токоограничительного элемента с их связями с другими элементами обеспечивается формирование в дежурном режиме работы светодиодным индикатором коротких световых импульсов с длительными промежутками между этими вспышками. По данному оптическому сигналу можно судить о работоспособности данного дымового пожарного извещателя и неявности напряжения питания на шлейфе пожарной сигнализации, к которому подключен данный дымовой пожарный извещатель. При этом потребляемый ток практически не увеличивается, так как в предложенной схеме обеспечено распределение тока в цепи разряда накопительного конденсатора. Таким образом, использование предлагаемой конструкции позволяет повысить достоверность контроля работоспособности извещателя без увеличения потребляемого тока, что повышает надежность устройства в целом. Кроме того, в стационарном дежурном режиме работы первый токовый ключ обеспечивает стабильную амплитуду импульсов тока, который протекает через излучающий инфракрасный диод, как при изменении величины напряжения питания шлейфа пожарной сигнализации, так и при изменении величины падения напряжения на этом диоде.
На чертеже представлена блок-схема дымового пожарного извещателя.
Дымовой пожарный извещатель содержит светодиодный индикатор 1 и клеммы 2 и 3 для подключения к шлейфу пожарной сигнализации, к первой клемме 2 подключен вход элемента 4 односторонней проводимости, выход которого соединен с входом токоограничительного элемента 5, выход которого подключен к первому выводу накопительного конденсатора 6 и к первому выходу первого токового ключа 7, второй вывод накопительного конденсатора 6 соединен со второй клеммой 3 и первыми выводами питания генератора импульсов 8, усилителя 9, схемы сравнения 10 и счетчика 11, выход которого соединен со входами второго токового ключа 12 и генератора импульсов 8, выход которого соединен с первым входом схемы сравнения 10, второй вход которой соединен с выходом усилителя 9, а первый выход схемы сравнения подключен к счетному входу счетчика 11, вход сброса которого подключен ко второму выходу схемы сравнения 10, второй вывод питания которой соединен со вторыми выводами питания счетчика 11, генератора импульсов 8 и усилителя 9, к входам которого подключены выводы фотодиода 13, оптически связанного с излучающим инфракрасным диодом 14, а первый выход второго токового ключа 12 соединен с выходом элемента 4 односторонней проводимости, вход второго токоограничительного элемента 15 подключен к выходу первого токоограничительного элемента 5, а выход - ко второму выводу питания счетчика 11, вход инвертора 16 соединен с выходом генератора импульсов 8, а выход - с входом первого токового ключа 7, первый и второй выводы питания инвертора 16 соединены соответственно с первым и вторым выводами питания генератора 8 импульсов, анод излучаюшего инфракрасного диода 14 соединен со вторым выходом первого токового ключа 7, а катод - с второй клеммой 3 и катодом светодиодного индикатора 1, анод которого подключен ко второму выходу второго токового ключа 12 и к третьему выходу первого токового ключа 7. Первый токовый ключ 7 содержит два транзистора 17 и 18, разделительный конденсатор 19 и три резистора 20, 21 и 22, первые выводы которых объединены и подключены к первому выходу первого токового ключа 7, коллектор первого транзистора 17 подключен ко второму выходу первого токового ключа 7, эмиттер этого транзистора 17 соединен со вторым выводом первого резистора 20, а база - со вторым выводом второго резистора 21 и эмиттером второго транзистора 18, коллектор которого соединен с третьим выходом первого токового ключа 7, а база - со вторым выводом третьего резистора 22 и первым выводом разделительного конденсатора 19, второй вывод которого подключен к входу первого токового ключа 7.
Дымовой пожарный извещатель работает следующим образом. При подаче напряжения питания на входные клеммы 2 и 3 через элемент 4 односторонней проводимости и токоограничительный элемент 5 осуществляется заряд накопительного конденсатора 6. Элемент 4 односторонней проводимости осуществляет защиту других элементов дымового пожарного извещателя при ошибочном подключении полярности напряжения питания. Пока напряжения на выводах накопительного конденсатора 6 недостаточно для нормальной работы дымового пожарного извещателя, на втором выходе схемы 10 сравнения формируется высокий потенциальный уровень, который поступает на вход сброса счетчика 11 и по которому на его выходе устанавливается низкий логический уровень. Второй токовый ключ 12 будет закрыт и светодиодный индикатор 1 будет выключен. В то же время низкий потенциальный уровень, который поступает с выхода счетчика 11 на вход генератора 8 импульсов, разрешает роботу этого генератора 8. На выходе генератора 8 импульсов формируются короткие, продолжительностью несколько десятков микросекунд, импульсы с периодом следования около одной секунды. Эти импульсы поступают на первый вход схемы 10 сравнения и через инвертор 16 - на вход первого токового ключа 7. Первый токовый ключ 7 обеспечивает разряд накопительного конденсатора 6 через второй свой выход на излучающий инфракрасный диод 14, а через третий выход - на светодиодный индикатор 1. Рассеянное инфракрасное излучение излучающего инфракрасного диода 14 поступает на фотодиод 13 и после усиления усилителем 9 - на второй вход схемы 10 сравнения. Если эти импульсы будут ниже установленного уровня, то на первом выходе схемы 10 сравнения будут отсутствовать импульсы, которые поступают на счетный вход счетчика 11, а на втором выходе схемы 10 сравнения наоборот будут присутствовать импульсы сброса счетчика 11. После достижения заданного уровня падения напряжения на накопительном конденсаторе 6 на выходе второго токоограничительного элемента 15 установится потенциал, который обеспечивает нормальную работу других элементов извещателя при минимальном токе потребления.
Величина, на которую будет разряжаться накопительный конденсатор 6, будет зависеть от продолжительности и периода импульсов, которые появляются на выходе генератора 8 импульсов, а также отношения тока заряда накопительного конденсатора 6 через токоограничительный элемент 5 к току разряда этого конденсатора 6 через первый токовый ключ 7 и излучающий инфракрасный диод 14. Разряд накопительного конденсатора 6 через третий выход первого токового ключа 7 на светодиодный индикатор 1 происходит значительно меньшим током, чем через излучающий инфракрасный диод 14. Таким образом, в дежурном режиме работы светодиодный индикатор 1 формирует короткие световые импульсы с продолжительными промежутками между этими вспышками. По данному оптическому сигналу можно судить о работоспособности дымового пожарного извещателя и о наличии питающего напряжения на шлейфе пожарной сигнализации, к которому подключен этот пожарный извещатель. В дежурном режиме работы, если оптическая плотность воздуха ниже установленного уровня, по каждому импульсу на выходе генератора 8 импульсов происходит сброс счетчика 11. При достижении задымленности установленного уровня, то есть при повышении оптической плотности воздуха, увеличивается интенсивность рассеянного излучения. В этом случае по каждому импульсу на выходе генератора 8 импульсов состояние счетчика 11 будет увеличиваться на единицу, пока не состоится переключение старшего разряда счетчика 11, по которому запрещается дальнейший счет импульсов счетчиком 11. При наличии высокого потенциального уровня на старшем разряде счетчика 11 открывается второй токовый ключ 12, что обеспечивает заданное потребление тока от шлейфа пожарной сигнализации, к которому подключен дымовой пожарный извещатель своими входными клеммами 2 и 3. Кроме того, этим сигналом запрещается работа генератора 8 импульсов. Вывести дымовой пожарный извещатель из этого состояния возможно только отключением напряжения питания на время, достаточное для разряда накопительного конденсатора 6 до величины, при которой на втором выходе схемы 10 сравнения установится высокий потенциальный уровень.
Вследствие того, что первый транзистор 17 первого токового ключа 7 выполняет роль стабилизатора тока через диод 14, в предложенной конструкции в постоянном дежурном режиме работы первый токовый ключ 7 обеспечивает стабильную амплитуду импульсов тока, который протекает через излучающий инфракрасный диод 14 как при изменении величины напряжения питания шлейфа пожарной сигнализации, так и при изменении величины падения напряжения на этом диоде 14. Импульсное падение напряжения на втором резисторе 21 существенно зависит от падения напряжения на втором токоограничительном элементе 15, которое в постоянном дежурном режиме работы стабильно. Извещатели предложенной конструкции характеризуются простотой и высокой надежностью, так как достоверность контроля работоспособности предлагаемых извещателей существенно выше, чем известных аналогичных извещателей.
1. Дымовой пожарный извещатель, содержащий светодиодный индикатор и клеммы для подключения к шлейфу пожарной сигнализации, к первой из которых подключен вход элемента односторонней проводимости, выход которого соединен с входом токоограничительного элемента, выход которого подключен к первому выводу накопительного конденсатора и первому выходу первого токового ключа, второй вывод накопительного конденсатора соединен со второй клеммой и первыми выводами питания генератора импульсов, усилителя, схемы сравнения и счетчика, выход которого соединен со входами второго токового ключа и генератора импульсов, выход которого соединен с первым входом схемы сравнения, второй вход которой соединен с выходом усилителя, а первый выход схемы сравнения подключен к счетному входу счетчика, вход сброса которого подключен ко второму выходу схемы сравнения, второй вывод питания которой соединен со вторыми выводами питания счетчика, генератора импульсов и усилителя, ко входам которого подключены выводы фотодиода, оптически связанного с излучающим инфракрасным диодом, а первый выход второго токового ключа соединен с выходом элемента односторонней проводимости, отличающийся тем, что извещатель дополнительно содержит второй токоограничительный элемент и инвертор, первый и второй выводы питания которого соединены соответственно с первым и вторым выводами питания генератора импульсов, выход которого соединен с входом инвертора, а выход инвертора - с входом первого токового ключа, вход второго токоограничительного элемента подключен к выходу первого токоограничительного элемента, а выход - ко второму выводу питания счетчика, анод излучающего инфракрасного диода соединен со вторым выходом первого токового ключа, а катод - со второй клеммой и катодом светодиодного индикатора, анод которого подключен ко второму выходу второго токового ключа и третьему выходу первого токового ключа.
2. Дымовой пожарный извещатель по п.1, отличающийся тем, что первый токовый ключ содержит два транзистора, разделительный конденсатор и три резистора, первые выводы которых объединены и подключены к первому выходу первого токового ключа, коллектор первого транзистора подключен ко второму выходу первого токового ключа, эмиттер этого транзистора соединен со вторым выводом первого резистора, а база - со вторым выводом второго резистора и эмиттером второго транзистора, коллектор которого соединен с третьим выходом первого токового ключа, а база - со вторым выводом третьего резистора и первым выводом разделительного конденсатора, второй вывод которого подключен ко входу первого токового ключа.
