Пирометрический датчик координат очага возгорания с цилиндрическими линзами

Авторы патента:

Сыпин Евгений Викторович (RU)

Терентьев Сергей Александрович (RU)

Павлов Андрей Николаевич (RU)

Повернов Евгений Сергеевич (RU)

G08B17/12 - включение сигнализации при наличии излучения или элементарных частиц, например инфракрасного излучения, ионов или ионных пучков

Владельцы патента RU 2459269:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) (RU)

Изобретение относится к области систем предупреждения об опасности, в частности к устройствам пожарной сигнализации, и предназначено для обнаружения очага возгорания в газодисперсных средах. Техническим результатом изобретения является увеличение быстродействия, что позволяет повысить эффективность системы пожаротушения или взрывоподавления. Предлагаемый пирометрический датчик содержит последовательно установленные оптическую систему, разделитель светового потока, светофильтры с разными спектрами пропускания, однокоординатные приемники излучения, расположенные перпендикулярно друг другу и оптической оси датчика, дополнительно содержит две цилиндрические линзы, каждая в своем оптическом канале. 1 ил.

Изобретение предназначено для обнаружения очага возгорания в газодисперсных средах и определения его двумерных координат по тепловому излучению.

Изобретение относится к области систем предупреждения об опасности, в частности к устройствам пожарной сигнализации и взрывоподавления, и предназначено для обнаружения очага возгорания по излучению источника повышенной температуры. Изобретение может быть использовано в автоматических системах пожарной сигнализации для обеспечения взрывобезопасности газодисперсных систем (сплошная фаза-газ) в производственных условиях и на угольных шахтах.

Известен пирометрический датчик координат очага возгорания [1, прототип], содержащий последовательно установленные оптическую систему, разделитель светового потока, светофильтры с разными спектрами пропускания, однокоординатные приемники излучения (ОПИ), расположенные перпендикулярно друг другу и оптической оси датчика, причем выходы приемников соединены со входом исполнительной схемы. Недостатком этого датчика является то, что изображение от точечного излучателя (возгорания на начальной стадии), смещенного относительно центра охраняемой зоны не попадает (не проецируется) на один или оба ОПИ, что может привести к пропуску начального момента возгорания.

Предлагаемое техническое решение имеет все преимущества прототипа (реализован метод спектрального отношения, возможность определения координат очага возгорания), но, в свою очередь, обладает более высокой достоверностью обнаружения возгораний на ранней стадии за счет возможности регистрации очагов возгораний, смещенных относительно центра охраняемой зоны.

Сущность технического решения заключается в использовании двух цилиндрических линз, расположенных после разделителя светового потока, каждая в своем оптическом канале, таким образом, чтобы отрезок, в который фокусируется световой поток линзой, пересекал соответствующий однокоординатный приемник излучения.

Принцип работы предлагаемого изобретения поясняется с помощью схемы (фиг.1). Устройство содержит оптическую систему 1, разделитель светового потока 2, цилиндрические линзы 3, светофильтры 4 и 4', однокоординатные приемники излучения 5, исполнительную схему 6, блок питания 7.

Пирометрический датчик координат очага возгорания с цилиндрическими линзами работает следующим образом.

Излучение контролируемой области собирается при помощи оптической системы 1 и разделяется светоделительной пластиной 2 на два потока (оптических канала). Каждый из этих потоков, посредством цилиндрических линз 3, фокусируется в отрезок, который пересекает ОПИ 5, одновременно происходит выделение узкого спектра энергии светофильтрами 4 и 4'. Сигналы с ОПИ подаются в исполнительную схему 6. Исполнительная схема преобразует в цифровые значения распределения величин электрических сигналов по длине горизонтального и вертикального ОПИ, выполняет программную фильтрацию помех, определяет область чувствительного слоя с максимальной освещенностью по экстремуму электрического сигнала для каждого ОПИ и, на основании этого, вычисляет двумерные координаты очага возгорания, вычисляет отношение экстремумов электрических сигналов и сравнивает полученное отношение с заранее заданным значением для принятия решения о возникновении (или отсутствии) возгорания. В случае возникновения возгорания исполнительная схема формирует управляющий сигнал на соответствующее взрывоподавляющее устройство.

Блок питания 7 служит для формирования и стабилизации напряжений, необходимых для работы электрической схемы.

Пирометрический датчик координат очага возгорания с цилиндрическими линзами успешно прошел лабораторные испытания.

В настоящее время БТИ АлтГТУ активно сотрудничает с угольными шахтами Кемеровской области в области разработки и внедрения датчиков обнаружения очага возгорания.

Источники информации

1. Патент РФ №2318242.

Пирометрический датчик координат очага возгорания, содержащий последовательно установленные оптическую систему, разделитель светового потока, светофильтры с разными спектрами пропускания, однокоординатные приемники излучения, расположенные перпендикулярно друг другу и оптической оси датчика, причем выходы приемников соединены со входом исполнительной схемы, отличающийся тем, что дополнительно содержит две цилиндрические линзы, расположенные после разделителя светового потока, каждая в своем оптическом канале, и отрезок, в который фокусируется световой поток, пересекает соответствующий однокоординатный приемник излучения.

Изобретение относится к автоматизированному распознаванию пожаров на поверхности Земли посредством спутниковой системы. .

Корабельный оптико-электронный датчик // 2403622

Изобретение относится к области электрорадиотехники и может быть использовано для обнаружения в закрытых отсеках кораблей очагов загораний, которые сопровождаются появлением пламени, излучающего в ультрафиолетовом диапазоне частот (УФ) с длинами волн от 200 до 300 им.

Устройство охранной сигнализации для обнаружения несанкционированного проноса радиоактивных веществ на контрольно-пропускных пунктах // 2399094

Изобретение относится к области радиационной техники, а именно к средствам охранной сигнализации и автоматизации контрольно-пропускных пунктов (КПП), и предназначено для использования на контрольно-пропускных пунктах, например, режимных объектов, пограничной и таможенной служб и т.п.

Извещатель пламени // 2398609

Изобретение относится к устройствам пожарной сигнализации. .

Устройство охранной сигнализации для обнаружения несанкционированного проноса радиоактивных веществ на контрольно-пропускных пунктах // 2397547

Изобретение относится к средствам охранной сигнализации и автоматизации контрольно-пропускных пунктов. .

Многофункциональный инфракрасный датчик с двухпроводным интерфейсом rs-485 // 2360285

Изобретение относится к средствам обеспечения подсчета количества пассажиров в автотранспортных средствах и может быть использовано в составе различных систем, имеющих интерфейс RS-485.

Устройство охранной сигнализации для обнаружения несанкционированного проноса радиоактивных веществ на контрольно-пропускных пунктах // 2358323

Модуляционный датчик горения // 2332723

Изобретение относится к противопожарной технике и может быть использовано для обнаружения горения. .

Пирометрический датчик координат очага возгорания // 2318242

Автоматическая система защиты газовоздушных скважин от взрыва // 2314423

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, в частности к угольной, и может быть использовано на угольных шахтах с применением комбинированного способа проветривания очистных забоев при эксплуатации газоотсасывающих установок.

Модуляционный датчик горения // 2513710

Изобретение относится к противопожарной технике и может быть использовано для обнаружения горения. Технический результат заключается в увеличении чувствительности датчика и уменьшении потребляемой мощности. Модуляционный датчик горения содержит оптическую систему 1, модулятор 3 с неподвижной 4 и подвижной 5 растровыми решетками с электромеханическим осциллятором 2. Каждая из растровых решеток модулятора 3 имеет одну зону модуляции оптического сигнала. Оптическая система 1 содержит источник оптического тестового сигнала 8 и выполнена таким образом, что на ее выходе имеются два сигнала: тестовый сигнал и сигнал контролируемого пространства, которые разделены в пространстве и не смешиваются. Параметры растровых решеток 4, 5 выбираются таким образом, что за один период движения подвижной растровой решетки 5 оптический поток контролируемого пространства последовательно перекрывается и открывается для прохождения через модулятор 3. В промежутке времени, соответствующем перекрытию оптического потока контролируемого пространства на фотоприемник 6, осуществляется включение тестового источника 8 на короткий промежуток времени с помощью схемы обработки сигналов 7. Оптический сигнал преобразуется фотоприемником 6 в электрический сигнал в виде двух импульсов: амплитуда первого импульса соответствует сигналу контролируемого пространства, а амплитуда второго импульса - тестовому сигналу. Таким образом, за счет конструкции растровых решеток и схемы обработки сигналов 7 на входе фотоприемника 6 может присутствовать только один оптический сигнал: либо тестовый, либо сигнал контролируемого пространства. 4 ил.

Инфракрасный многоспектральный приемник излучения // 2540836

Изобретение относится к многоспектральным фотоэлектрическим приемникам электромагнитного излучения инфракрасного диапазона, используемым для создания детекторов пожара и взрыва, абсорбционных инфракрасных газовых сенсоров. Технический результат заключается в повышении чувствительности многоспектральных приемников излучения. Инфракрасный многоспектральный приемник излучения содержит несколько фоточувствительных элементов с установленными перед ними оптическими фильтрами, при этом все фоточувствительные элементы и оптические фильтры имеют единую оптическую ось. Фоточувствительные элементы выполнены из одного и того же состава полупроводникового материала в едином технологическом цикле на единой подложке с топологией, представляющей собой совокупность чередующихся фоточувствительных областей и токоведущих электродов, в виде концентрических окружностей, а оптические фильтры выполнены на другой единой подложке в виде тонкопленочных многослойных интерференционных структур, представляющих собой совокупность концентрических окружностей с топологией, идентичной топологии фоточувствительных элементов. 2 з.п. ф-лы,1 табл., 1 ил.

Способ обнаружения взрыва газа метана и угольной пыли на начальной стадии // 2551810

Изобретение относится к способу обнаружения взрыва метана и угольной пыли на начальной стадии воспламенения метана и угольной пыли на предприятиях горной, нефтегазовой промышленности. Технический результат заключается в повышении помехозащищённости от внешних оптических помех. Способ включает в себя измерение излучения в спектральном участке теплового излучения продуктов горения (углекислого газа), при этом излучение выделенного спектрального участка дополнительно разделяется на два канала, в одном канале излучение проходит через кювету с углекислым газом и регистрируется фотоприемником, а в другом канале излучение проходит через нейтральный ослабитель, который выравнивает мощность излучения в данном канале перед регистрацией вторым фотоприемником с мощностью излучения, посылаемого на первый фотоприемник при отсутствии углекислого газа между тепловым излучением абсолютно черного тела и фотоприемниками, а о возникновении пламени судят по превышению сигнала в канале с нейтральным ослабителем по сравнению с сигналом в канале с кюветой.

Датчик координат очага возгорания // 2597466

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к устройствам пожарной сигнализации, и предназначено для обнаружения очага возгорания в газодисперсных системах (сплошная фаза-газ) и определения его двумерных координат по тепловому излучению источника. Техническим результатом изобретения является увеличение чувствительности, что позволяет повысить эффективность системы пожаротушения или взрывоподавления. Предлагаемый датчик содержит последовательно установленные входную сферическую линзу, разделитель светового потока, две цилиндрические линзы, каждая в своем оптическом канале, светофильтры с разными спектрами пропускания, однокоординатные приемники излучения, расположенные перпендикулярно друг другу и оптической оси датчика, дополнительно содержит две пары зеркал, причем каждая пара расположена после каждой цилиндрической линзы. 1 ил., 1 табл.

Пожарный извещатель для наведения пожарного робота // 2625715

Изобретение относится к области пожаротушения и может быть использовано для наведения пожарного робота путем передачи координат очага возгорания в систему управления пожарным роботом.Задачей полезной модели является разработка устройства, совмещающего функции пожарного извещателя с функцией управления установкой пожаротушения роботизированной, с функцией передачи точных координат и размеров как одного, так и нескольких очагов возгорания, а также передачи координат и размеров областей с аварийно высокой температурой в систему управления пожарными роботами.Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей устройства при работе в системе УПР (системе пожарных роботов), а именно первичное обнаружение пожара и инициация системы УПР для более быстрой реакции системы на возникновение пожара, обеспечение возможности передачи точных координат и размеров как одного очага возгорания, так и нескольких в систему управления пожарными роботами для осуществления алгоритмов тушения системой УПР нескольких очагов одновременно при повышении помехоустойчивости извещателя к ложному срабатыванию, а также передачи координат и размеров областей с аварийно высокой температурой для осуществления автоматического и точного орошения конструкций роботизированными лафетными стволами, обеспечение обратной связи с системой управления ПР (пожарный робот) с целью синхронизации работы ПР и алгоритма работы извещателя, а также управления двигателями лафетного ствола для более быстрого наведения ствола на очаг возгорания, а также возможностью определения наличия людей в области подачи огнетушащего вещества (ОТВ).Устройство содержит программные блоки получения, обработки и сопоставления видео и тепловизионной информации, позволяющие проводить анализ и сопоставление в видимом и ИК-спектре одновременно и принимать решение о наличии очагов пламени, вычислять их координаты и размеры относительно видеоматрицы с более высоким разрешением, чем тепловизионная; аппаратный модуль обратной связи, позволяющий корректировать алгоритм работы извещателя (в зависимости от режима работы пожарного робота) и управлять двигателями лафетного ствола при наведении; программный блок самодиагностики, программный блок поиска и детектирования людей. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.