Система противопожарной защиты контейнерной базовой несущей конструкции



Система противопожарной защиты контейнерной базовой несущей конструкции
Система противопожарной защиты контейнерной базовой несущей конструкции
Система противопожарной защиты контейнерной базовой несущей конструкции
Система противопожарной защиты контейнерной базовой несущей конструкции
Система противопожарной защиты контейнерной базовой несущей конструкции
Система противопожарной защиты контейнерной базовой несущей конструкции
Система противопожарной защиты контейнерной базовой несущей конструкции
Система противопожарной защиты контейнерной базовой несущей конструкции
Система противопожарной защиты контейнерной базовой несущей конструкции

 


Владельцы патента RU 2565492:

Санкт-Петербургский филиал ОАО "Воентелеком" (RU)

Изобретение относится к противопожарной технике, а более конкретно к автоматическим устройствам сигнализации о пожарной обстановке и управления противопожарным оборудованием, и может быть использована для противопожарной защиты различных объектов, в том числе и контейнерных базовых несущих конструкций (КБНК), устанавливаемых в труднодоступных местах и в районах Крайнего Севера, и одновременной передачи сигналов тревоги на удаленный пункт контроля. Технический результат - повышение помехоустойчивости и достоверности передачи сигналов тревоги с КБНК на пункт контроля, удаленный на значительное расстояние, путем использования ретрансляторов, размещенных на космических аппаратах спутниковой системы связи, и увеличения динамического диапазона входных сигналов и отношения сигнал/шум приемника пункта контроля. Указанная система содержит автономную сигнально-пусковую систему пожаротушения, установленную на КБНК, приемник, установленный на пункте контроля, ИСЗ-ретрансляторы, размещенные на космических аппаратах (КА) спутниковой системы связи, и канал радиосвязи, работающий в симплексном режиме. 8 ил.

 

Изобретение относится к противопожарной технике, а более конкретно к автоматическим устройствам сигнализации о пожарной обстановке и управления противопожарным оборудованием, и может быть использовано для противопожарной защиты различных объектов, в том числе и контейнерных базовых несущих конструкций (КБНК), устанавливаемых в труднодоступных местах и в районах Крайнего Севера, и одновременной передачи сигналов тревоги на удаленный пункт контроля.

Известны системы и устройства противопожарной защиты различных объектов (авт. св. СССР №№1261676, 1277159; патенты РФ №№2022250, 2024064, 2115451, 2138856, 2170951, 2175779, 2234735, 2242921, 2254614, 2275688, 2344859, 2355037, 2434297, 2520429; патенты США №№3786461, 4661320; патент Великобритании №2324398; патент ЕР №№0360126, 0657728 и др.).

Из известных систем и устройств наиболее близкой к предлагаемой является «Автономная сигнально-пусковая система пожаротушения» (патент РФ №2520429, G08 17/00, 2013), которая и выбрана в качестве прототипа.

Известная система обеспечивает повышение помехоустойчивости и избирательности приемника, установленного на пункте контроля, путем подавления ложных сигналов (помех), принимаемых по зеркальным и комбинационным каналам.

Однако известная система имеет ограниченные функциональные возможности и не обеспечивает достоверной передачи сигналов тревоги с КБНК на пункт контроля, удаленный на значительное расстояние.

Кроме того, приемник пункта контроля содержит автокорреляционный демодулятор фазоманипулированных (ФМн) сигналов, состоящий из фазового детектора и линии задержки.

Как известно, фазовый детектор состоит из последовательно соединенных перемножителя и фильтра нижних частот, имеет малый динамический диапазон входных сигналов, ограниченную полосу пропускания и малую крутизну, которые ухудшают отношение сигнал/шум при уровнях сигналов, сравнимых с уровнем собственных шумов приемника, что характерно для больших расстояний между КБНК и пунктом контроля.

При этом наличие продуктов перемножения (комбинационных составляющих) в фазовом детекторе снижает КПД приемника и требует установки соответствующих фильтров, выделяющих полезную информацию.

Все вышесказанное в конечном итоге приводит к снижению помехоустойчивости и достоверности передачи сигналов тревоги с КБНК на пункт контроля, удаленный на значительное расстояние.

Технической задачей изобретения является повышение помехоустойчивости и достоверности передачи сигналов тревоги с КБНК на пункт контроля, удаленный на значительное расстояние, путем использования ретрансляторов, размещенных на космических аппаратах спутниковой системы связи, и увеличения динамического диапазона входных сигналов и отношения сигнал/шум приемника пункта контроля.

Поставленная задача решается тем, что система противопожарной защиты контейнерной базовой несущей конструкции, содержащая в соответствии с ближайшим аналогом автономную сигнально-пусковую систему пожаротушения, размещенную на контейнерной базовой несущей конструкции, приемник, размещенный на удаленном пункте контроля, и радиоканал, установленный между ними и работающий в симплексном режиме, при этом автономная сигнально-пусковая система пожаротушения содержит блок регистрации, последовательно соединенные тепловой пускатель, источник тока с пиротехническим активатором и реле времени, которое соединено с сигнальным устройством через нормально замкнутый контакт и дополнительно соединено с исполнительным устройством через нормально разомкнутый контакт, при этом тепловой пускатель и источник тока с пиротехническим активатором конструктивно объединены и заключены в корпус, тепловой пускатель выполнен в виде подпружиненного штока, установленого с возможностью поступательного перемещения и взаимодействия с пиротехническим активатором источника тока, причем один из концевых участков подпружиненного штока расположен с возможностью выступания из корпуса и снабжен фиксатором, выполненным из материала с термомеханической памятью формы, источник тока включает оболочку с размещенной в ней с возможностью контакта с пиротехническим активатором твердотельной шашкой из твердосолевой бессепаратной электрохимической композиции на основе литиевого сплава и дисульфида железа, сигнальное устройство выполнено в виде передатчика сигнала на удаленный приемник, при этом передатчик сигнала выполнен в виде последовательно включенных задающего генератора, n-отводной линии задержки, фазоинверторов, включенных в m-отводы n-отводной линии задержки, сумматора, (n+1)-й вход которого соединен с выходом задающего генератора, усилителя мощности и передающей антенны, а приемник выполнен в виде последовательно включенных приемной антенны, усилителя высокой частоты, первого смесителя, второй вход которого через первый гетеродин соединен с выходом генератора пилообразного напряжения, первого усилителя промежуточной частоты, коррелятора, второго порогового блока, второго ключа, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя промежуточной частоты, удвоителя фазы, второго анализатора спектра, блока сравнения, второй вход которого через первый анализатор спектра соединен с выходом второго ключа, первого порогового блока, второй вход которого через первую линию задержки соединен с его выходом, первого ключа, второй вход которого соединен с выходом второго ключа, и второй линии задержки, последовательно подключенных к выходу генератора пилообразного напряжения второго гетеродина, второго смесителя, второй вход которого соединен с выходом усилителя высокой частоты, и второго усилителя промежуточной частоты, выход которого соединен с вторым входом коррелятора, управляющий вход генератора пилообразного напряжения соединен с выходом первого порогового блока, частоты ωr1 и ωr2 первого и второго гетеродинов разнесены на удвоенное значение промежуточной частоты

ωr2-ωr1=2ωup

выбраны симметричными относительно несущей частоты ωс принимаемого сигнала

ωсr1r2сup

и перестраиваются синхронно, отличается от ближайшего аналога тем, что она снабжена ретрансляторами, размещенными на космических аппаратах спутниковой системы связи, приемник, размещенный на пункте контроля, снабжен фазоинвертором, тремя сумматорами и двумя детекторами огибающей, причем к выходу второй линии задержки последовательно подключены первый сумматор, второй вход которого соединен с выходом первого ключа, первый детектор огибающей и третий сумматор, выход которого соединен с входом блока регистрации, к выходу второй линии задержки последовательно подключены фазоинвертор, второй сумматор, второй вход которого соединен с выходом первого ключа, и второй детектор огибающей, выход которого соединен с вторым входом третьего сумматора.

На фиг. 1 представлена структурная схема автономной сигнально-пусковой системы пожаротушения. На фиг. 2 показан график изменения напряжения на выходных контактах источника тока. На фиг. 3 изображены конструктивно объединенные в едином корпусе источник тока с пиротехническим активатором и тепловым пускателем электрического действия. На фиг. 4 изображены конструктивно объединенные в едином корпусе источник тока с пиротехническим активатором и тепловым пускателем ударного действия. На фиг. 5 представлена структурная схема передатчика. На фиг. 6 представлена структурная схема приемника. На фиг. 7 изображена частотная диаграмма, иллюстрирующая образование дополнительных каналов приема. На фиг. 8 показано взаимное расположение КБНК, ИСЗ-ретранслятора пункта контроля (ПК).

Автономная сигнально-пусковая система пожаротушения содержит последовательно соединенные тепловой пускатель 1, источник тока 2 с пиротехническим активатором 3 и реле времени 4, которое соединено с сигнальным устройством 5 через нормально замкнутый контакт и дополнительно соединено с исполнительным устройством 6 через нормально разомкнутый контакт.

Тепловой пускатель 1 и источник тока 2 с пиротехническим активатором 3 конструктивно объединены и заключены в едином корпусе 7, выполненном из электроизоляционного материала. В качестве электроизоляционного (неэлектропроводного) и немагнитного материала при изготовлении элементов системы могут быть использованы пластические материалы, материалы на основе стекло- или органоволокна. Тепловой пускатель 1 выполнен в виде цилиндрического штока 8, установленного в корпусе 7. Шток 8 оснащен приводом его поступательного перемещения, который представляет собой пружину 9 сжатия, установленную коаксиально на штоке 8 в его средней части. Концевой участок 10 подпружиненного штока 8 расположен с возможностью выступления из корпуса 7 и имеет фигурную проточку для взаимодействия с термочувствительным фиксатором 11, выполненным в форме скобы диаметром около 20 мм из материала с термомеханической памятью формы, например никелида титана.

Тепловой пускатель 1 имеет возможность взаимодействовать с пиротехническим активатором источника тока 2 двумя различными способами, отличающимися их конструктивными воплощениями.

Тепловой пускатель 1 электрического действия, изображенный на фиг. 3, снабжен соленоидом 12 с центральным осевым каналом 13, выводы 14 которого электрически соединены с пиротехническим активатором 3. При этом пиротехнический активатор 3 выполнен в виде мостика накаливания 15, электрически соединенного с выводами 14, и нанесенной на него навеской инициирующего вещества 16. Кроме этого, второй концевой участок 17 подпружиненного штока 8 намагничен (на чертежах соответствующие полюсы постоянного магнита обозначены буквами S и N) и установлен с возможностью перемещения внутри центрального осевого канала 13 соленоида 12.

Тепловой пускатель 1 ударного действия, изображенный на фиг. 4, характеризуется тем, что второй концевой участок 17 его подпружиненного штока 8, обращенный в сторону пиротехнического активатора 3, снабжен коническим бойком 18. При этом пиротехнический активатор 3 выполнен в виде воспламенителя и навески инициирующего вещества 16 и капсюля 19. Источник тока 2 является устройством питания постоянной готовности на основе теплового химического источника тока резервного типа, который представляет собой конструкцию в герметичной оболочке 20 с твердотельной шашкой 21 из твердосолевой бессепаратной электрохимической композиции на основе литиевого сплава и дисульфида железа. При этом твердотельная шашка 21 непосредственно контактирует с навеской инициирующего вещества 16 пиротехнического активатора 3, который также, преимущественно, размещен в герметичной оболочке 20. Источник тока 2 имеет электрические выводы 22, которые нормально соединены с входными контактами реле времени 4.

Реле времени 4 представляет собой электронный двухпозиционный временной переключатель, который через нормально замкнутый выходной контакт электрически соединен с сигнальным устройством 5 и одновременно через нормально разомкнутый выходной контакт электрически соединен с исполнительным устройством 6.

Исполнительное устройство 6 представляет собой, преимущественно, генератор огнетушащего аэрозоля с электрическим средством запуска, например пиропатроном, который, собственно, и подключен к нормально разомкнутому контакту реле времени 4.

Сигнальное устройство 5 представляет собой, преимущественно, передатчик радиосигнала на удаленный приемник.

Передатчик содержит последовательно включенные задающий генератор 23, n-отводную линию задержки 24.i (i=1, 2,…, n), фазоинверторы 25.j (j=1, 2,…, m), включенные в m отводы n-отводной линии задержки 24.i, сумматор 26, усилитель 27 мощности и передающую антенну 28.

Приемник содержит последовательно включенные приемную антенну, усилитель 30 высокой частоты, первый смеситель 31, второй вход которого через первый гетеродин 33 соединен с выходом генератора 32 пилообразного напряжения, и первый усилитель 34 промежуточной частоты, последовательно подключенные к выходу генератора 32 пилообразного напряжения второй гетеродин 46, второй смеситель 47, второй вход которого соединен с выходом усилителя 30 высокой частоты, второй усилитель промежуточной 48 частоты, коррелятор 49, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя 34 промежуточной частоты, второй пороговый блок 50, второй ключ 51, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя 34 промежуточной частоты, удвоитель 37 фазы, второй анализатор 38 спектра, блок 39 сравнения, второй вход которого через первый анализатор 36 спектра соединен с выходом второго ключа 51, первый пороговый блок 40, второй вход которого через первую линию задержки 41 соединен с его выходом, первый ключ 42, второй вход которого соединен с выходом второго ключа 51, вторую линию задержки 44, первый сумматор 53, второй вход которого соединен с выходом первого ключа 42, первый детектор 55 огибающей, третий сумматор 57 и блок 45 регистрации. К выходу второй линии задержки 44 последовательно подключены фазоинвертор 52, второй сумматор 54, второй вход которого соединен с выходом первого ключа 42, и второй детектор 56 огибающей, выход которого соединен с вторым входом третьего сумматора 57. Управляющий вход генератора 32 пилообразного напряжения соединен с выходом первого порогового блока 40.

Анализаторы 36 и 38 спектры, удвоитель 37 фазы, блок 39 сравнения, первый пороговый блок 40 и первая линия задержки 41 образуют обнаружитель (селектор) 35 фазоманипулированных (ФМн) сигналов.

Вторая линия задержки 44, фазоинвертор 52, сумматоры 53, 54 и 57, детекторы 55 и 56 огибающей образуют демодулятор 43 ФМн-сигналов.

Система противопожарной защиты контейнерной базовой несущей конструкции функционирует следующим образом.

Указанная система содержит автономную сигнально-пусковую систему пожаротушения, установленную на КБНК, приемник, установленную на пункте контроля, ИСЗ-ретрансляторы, размещенные на космических аппаратах (КА) спутниковой системы связи, и канал радиосвязи, работающий в симплексном режиме (фиг. 8).

Необитаемые КБНК устанавливаются, преимущественно, на удаленных, труднодоступных и редко посещаемых местах, например в районах Крайнего Севера. Они должны обеспечивать возможность эксплуатации особо важной радиоэлектронной аппаратуры различного функционального назначения, размещенной внутри них, в условиях чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера.

Для передачи информации на удаленный пункт контроля используются ИСЗ-ретрансляторы, размещаемые на КА спутниковой системы связи, например «Гонец-Д1 м».

Основные элементы автономной сигнально-пусковой системы пожаротушения доставляются на КБНК в собранном виде и во взведенном положении, устанавливаются стационарно в месте наиболее вероятного возникновения пожара. После монтажа системы пожаротушения снимают все предохранители, в том числе и со штока 8 (на чертеже не показан), и она переводится в дежурный режим.

При возникновении пожара и повышении температуры в зоне расположения термочувствительного фиксатора 11 до порога срабатывания (72°C) в его материале происходит мартенситное превращение, сопровождающееся восстановлением предварительно заданной формы скобы, последняя разжимается, восстанавливая свою форму, и высвобождает концевой участок 10 штока 8. Шток 8 под воздействием пружины 9 привода (его поступательного движения) начинает движение вниз. Вместе со штоком 8 перемещается и его второй концевой участок 17. Далее возможна реализация схемы пиротехнического активатора 3 с тепловым пускателем 1 электрического действия или пиротехнического активатора 3 с тепловым пускателем 1 ударного действия.

В первом случае подпружиненный шток 8 взаимодействуют с пиротехническим активатором 3 посредством намагниченного второго концевого участка 17, который перемещается внутрь центрального осевого канала 13 соленоида 12 и вырабатывает импульс тока, передающийся через электрические в воды 14 на мостик накаливания 15 пиротехнического активатора 3. Необходимая величина электрического импульса составляет 0,5-1,0 А, длительность 1-10 мс.

Во втором случае подпружиненный шток 8 взаимодействует с пиротехническим активатором 3 посредством конического бойка 18, который ударяет по капсюлю 19. В обоих случаях происходит воспламенение навески инициирующего вещества 16, которое за короткое время расплавляет твердосолевую электрохимическую композицию твердотельной шашки и переводит источник тока 2 в состояние генерирования тока заданной величины. Как показывает график (фиг. 2), короткое время активации (to≤1c) позволяет использовать источник тока 2 в средствах и устройствах с малым временем приведения в рабочее состояние. В течение периода времени t1 происходит включение и функционирование сигнального устройства 5. Длительность периода времени t1 обеспечивается реле времени 4, задается при монтаже системы пожаротушения и зависит от регламента и плана аварийных действий на охраняемом объекте. В течение указанного периода времени обязательно сохраняется нормально замкнутый электрический контакт выхода реле времени 4 с сигнальным устройством 5, который обеспечивает передачу радиосигнала на удаленный приемник.

Для этого задающим генератором 23 формируется радиоимпульс

uc(t)=Uc·Cos(ωct+φc), 0≤t≤τэ,

где Uc, ωc, φc, τэ - амплитуда, несущая частота, начальная фаза и длительность радиоимпульса.

Сформированный радиоимпульс с выхода задающего генератора 23 поступает на вход многоотводной линии задержки 24.i (i=1, 2,…, n) и на (n+1)-й вход сумматора 26. В многоотводной линии задержки 24.i время задержки между ближайшими соседними отводами равно длительности радиоимпульса τэзiэ, i=1, 2,…, n). В некоторых отводах линии задержки включены фазоинверторы 25.j (j=1, 2,…, m), обеспечивающие на своих выходах поворот фазы на 180° (в соответствии с идентификационным кодом M(t) объекта пожарной безопасности). На выходе сумматора 26 формируется сложный сигнал с фазовой манипуляцией (ФМн) в виде алгебраической суммы радиоимпульсов со всех отводов линии задержки 24.i (i=1, 2,…, n) и с выхода задающего генератора 23

u1(t)=Uc·Cos[ωct+φк(t)+φс], 0≤t≤Tc,

где φк(t)={0, π} - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с моделирующим кодом M(t), причем φк(t)=const при Кτэ<t<(К+1)τэ и может изменяться скачком при t=Кτэ, т.е. на границах между элементарными посылками (радиоимпульсами) (K=1, 2,…, n);

τэ, n - длительность и количество элементарных посылок (радиоимпульсов), из которых составлен сигнал длительностью Тс (Tcэ·n).

Данный сигнал после усиления в усилителе 27 мощности поступает в передающую антенну 28, излучается ею в эфир, улавливается ИСЗ-ретранслятором ближайшего КА спутниковой системы связи «Гонец-Д1М». Орбита КА круговая, высота 1500 км, наклонение 82,5 градуса. Баллистическое построение орбитальной группировки - 12 КА в 4-х плоскостях. Диапазон частот 200-300 МГц. Количество каналов на одном КА: «Вверх - 14», «Вниз - 2». Ретранслированный сигнал с сохранением фазовых соотношений улавливается приемной антенной 29, установленной на пункте контроля, и через усилитель 30 высокой частоты поступает на первые входы первого 31 и второго 47 смесителей, на вторые входы которых подаются напряжения первого 33 и второго 46 гетеродинов линейно-изменяющейся частоты соответственно:

ur1(t)=Ur1·Cos(ωr1t+πγt2r1),

ur2(t)=Ur2·Cos(ωr2t+πγt2r2),

где - скорость изменения частот гетеродинов 33 и 36 в заданном диапазоне частот Df;

Тп - период перестройки.

При этом частоты ωr1 и ωr2 гетеродинов 33 и 46 разнесены на удвоенное значение промежуточной частоты 2 ωup (фиг. 7)

ωr2r1=2ωup,

выбраны симметричными относительно несущей частоты ωс принимаемого сигнала

ωсr1r2cup

и перестраиваются синхронно.

Это обстоятельство приводит к удвоению числа дополнительных каналов приема, но создает благоприятные условия для их подавления за счет корреляционной обработки канальных напряжений.

Следует отметить, что поиск сложных ФМн-сигналов в заданном диапазоне частот Df осуществляется с помощью генератора 32 пилообразного напряжения, который по линейному закону изменяет частоты ωr1 и ωr2 гетеродинов 33 и 46.

На выходе смесителей 31 и 47 образуются напряжения комбинационных частот.

Усилителями 34 и 48 выделяются напряжения промежуточной частоты:

uup1(t)=Uup1·Cos[ωupt+φк(t)-πγt2up1],

uup2(t)=Uup2·Cos[ωupt-φк(t)+πγt2up2], 0≤t≤Tc.

где ;

ωupcr1r2c - промежуточная частота;

ωup1сr1, φup2r2с,

которые представляют собой сложные сигналы с комбинированной фазовой манипуляцией и линейной частотной модуляцией (ФМн-ЛЧМ).

Эти напряжения поступают на два входа коррелятора 49, на выходе которого формируется напряжение U, пропорциональное корреляционной функции R(τ), которое сравнивается с пороговым напряжением Uпор1 в пороговом блоке 50.

Пороговый уровень Uпор превышается только при максимальном выходном напряжении Umax коррелятора 49 (Umax>Uпор1).

Так как канальные напряжения uup1(t) и uup2(t) образованы одним и тем же полезным ФМн-сигналом, принимаемым по основному сигналу на частоте ωс (фиг. 7), то между канальными напряжениями существует сильная корреляционная связь. Выходное напряжение коррелятора достигает максимального значения Umax и превышает пороговый уровень Uпор1 в пороговом блоке 50 (Umax>Uпор1).

Следует также отметить, что корреляционная функция R(τ) сложных ФМн-сигналов обладает замечательным свойством: она имеет ярко выраженный главный лепесток и низкий уровень боковых лепестков.

При превышении порогового уровня Uпор1 в пороговом блоке 50 формируется постоянное напряжение, которое поступает на управляющий вход ключа 51 и открывает его. В исходном состоянии ключ 51 всегда закрыт. При этом напряжение Uup1(t) с выхода первого усилителя 34 промежуточной частоты через открытый ключ 51 поступает на вход обнаружителя (селектора) 35 ФМн-сигнала, состоящего из удвоителя 37 фазы, анализаторов 36 и 38 спектра, блока 39 сравнения, порогового блока 40 и первой линии задержки 41.

На выходе удвоителя 37 фазы образуется напряжение

u2(t)=U2·Cos[2ωupt-2πγt2+2φup], 0≤t≤Tc,

где ,

в котором манипуляции фазы уже отсутствует.

Ширина спектра Δf2 второй гармоники сигнала определяется длительностью Тс сигнала , тогда как ширина спектра входного ФМн-сигнала определяется длительностью τэ его элементарных посылок , т.е. ширина спектра второй гармоники сигнала в n раз меньше ширины спектра входного сигнала .

Следовательно, при удвоении фазы ФМн-сигнала его ширина спектра «сворачивается» в n раз. Это обстоятельство позволяет обнаружить и отселектировать ФМн-сигнал даже тогда, когда его мощность на входе приемника меньше мощности шумов и помех.

Ширина спектра Δfc входного ФМн-сигнала измеряется анализатором 36 спектра, а ширина спектра Δf2 второй гармоники сигнала - с помощью анализатора 38 спектра. Напряжение U1 и U11, пропорциональное Δfc и Δf2 соответственно, с выходов анализаторов 36 и 38 спектра поступают на два входа блока 39 сравнения. Так как U1>>U2, то на выходе блока 39 сравнения образуется положительное напряжение, которое превышает пороговый уровень Uпор2 в пороговом блоке 40. Пороговый уровень Uпор2 выбирается таким, чтобы его не превышали случайные помехи. При превышении порогового напряжения Uпор2 в пороговом блоке 40 формируется постоянное напряжение, которое поступает на управляющий вход ключа 42, открывая его, на вход линии 41 задержки и на управляющий вход генератора 32 пилообразного напряжения, выключая его. Ключ 42 в исходном состоянии всегда закрыт.

При прекращении перестройки частоты генератора 32 пилообразного напряжения усилителями 34 и 48 промежуточной частоты выделяются следующие напряжения:

uup3(t)=Uпр1·Cos[ωupt+φк(t)+φup1],

uup4(t)=Uпр2·Cos[ωupt-φк(t)+φup2], 0≤t≤TC

На выходе удвоителя 37 фазы в этом случае выделяется гармоническое напряжение

u3(t)=U2·Cos(2ωupt+2φup1), 0≤t≤Tc

Напряжение Uup3(t) с выхода первого усилителя 34 промежуточной частоты через открытые ключи 51 и 42 одновременно поступает на вход второй линии задержки 44 и на первый вход первого 53 и второго 54 сумматоров, на вторые входы которых подается тот же ФМн-сигнал Uup3(t) на промежуточной частоте с выхода линии задержки 44, задержанный на время τз, равный длительности τэ элементарных посылок (τзэ) причем на второй вход второго сумматора 54 сложный ФМн-сигнал промежуточной частоты Uup3(t) поступает сдвинутым по фазе на 180° в фазоинверторе 52.

Следовательно, на первый 53 и второй 54 сумматоры поступают незадержанные и задержанные на длительность τэ элементарных посылок ФМн-сигналы промежуточной частоты. В указанных сумматорах происходит суммирование незадержанных и задержанных ФМн-сигналов промежуточной частоты синфазно и противофазно, т.е. на одном из сумматоров ФМн-сигналы складываются, а на другом вычитаются. При равенстве амплитуд задержанного и незадержанного ФМн-сигналов на выходе первого 53 и второго 54 сумматоров напряжения или удваиваются, или становятся равными нулю, т.е. происходит замена фазовых соотношений между символами (элементарными посылками) моделирующего кода M(t) амплитудными. С выходов первого 53 и второго 54 сумматоров напряжения поступают на входы детекторов 55 и 56 огибающей противоположной полярности соответственно. Продетектированные сигналы подаются на два входа третьего сумматора 57.

В силу того, что сигналы разнесены во времени и имеют разные полярности, то на выходе третьего сумматора 57 образуется разностный видеосигнал. Положительный видеосигнал соответствует разности фаз задержанной и незадержанной элементарных посылок, равной нулю, и отрицательный - разности фаз, равной 180°.

Схема, состоящая из детекторов 55, 56 огибающей и третьего сумматора 57, работает как схема отбора по максимуму. Это не ухудшает отношения сигнал/шум на выходе третьего сумматора 57, так как один из детекторов огибающей, например, 55, оказывается «запертым» сигналом другого детектора 56 огибающей.

Видеосигнал

uн(t)=Uн·Cosφк(t), 0≤t≤Tc

пропорциональный модулирующему коду M(t), с выхода третьего сумматора 57 фиксируется блоком 45 регистрации.

Несущая частота ωс и модулирующий код M(t) являются идентифиационными признаками объекта пожарной безопасности, возник пожар. По этим признакам на пункте контроля принимается решение о месте возникновения пожара и мерах по его ликвидации.

Время задержки τ1 линии задержки 41 выбирается таким, чтобы можно было зафиксировать и проанализировать низкочастотное напряжение uн(t). Для надежной передачи сигнала тревоги достаточно 15-секундного импульса (t1≤15 с). В течение периода времени t2 происходит подключение и запуск генератора огнетушащего аэрозоля исполнительного устройства 6. Указанное подключение обеспечивается реле времени 4, по команде которого по окончании временного периода t1 осуществляется замыкание нормально разомкнутого выходного контакта реле времени 4 с электрическим средством запуска, например пиропатроном генератора огнетушащего аэрозоля. После срабатывания пиропатрона генератора огнетушащего аэрозоля последний функционирует автономно и в электропитании от источника тока 2 не нуждается. Для надежного запуска генератора огнетушащего аэрозоля исполнительного устройства 6 достаточно 5-секундного импульса (t2=2-5 с).

По истечении времени τ1 напряжение с выхода порогового блока 40 через линию задержки 41 поступает на вход сброса порогового блока 40 и сбрасывает его содержимое на нулевое значение. При этом ключ 42 закрывается, а генератор пилообразного напряжения включается, т.е. они переводятся в свои исходные состояния.

При обнаружении следующего ФМн-сигнала на другой несущей частоте и с другим моделирующим кодом работа приемника происходит аналогичны образом.

Указанные сигналы обладают высокой помехоустойчивостью, энергетической и структурной скрытностью.

Энергетическая скрытность сложных ФМн-сигналов обусловлена их высокой сжимаемостью во времени и по спектру при оптимальной обработке, что позволяет снизить мгновенную излучаемую мощность. Вследствие этого сложный ФМн-сигнал в точке приема может оказаться замаскированным шумами и помехами. Причем энергия сложного ФМн-сигнала отнюдь не мала, она просто распределена по частотно-временной области так, что в каждой точке этой области мощность сигнала меньше мощности шумов и помех.

Структурная скрытность сложных ФМн-сигналов обусловлена большим разнообразием их форм и значительными диапазонами изменений параметров, что затрудняет оптимальную или хотя бы квазиоптимальную обработку ФМн-сигналов априорно неизвестной структуры с целью повышения чувствительности приемника.

Описанная выше работа приемника соответствует случаю приема полезных ФМн-сигналов по основному каналу на частоте ωс (фиг. 7).

Если ложный сигнал (помеха) принимается по первому зеркальному каналу на частоте ωз1

uз1(t)=Uз1·Cos(ωз1t+φз1), 0≤t≤Tз1,

то на выходе смесителей 31 и 47 образуются следующие напряжения соответственно:

uup5(t)=Uпр5·Cos(ωupt-πγt2up5),

uup6(t)=Uпр6·Cos(3ωupt+πγt2up6), 0≤t≤Tз1,

где ;

;

ωupr1з1 - промежуточная частота;

upr2з1 - утроенное значение промежуточной частоты;

φup5r1з1, φup6r2з1.

Однако только напряжение uup5(t) попадает в полосу пропускания первого усилителя 34 промежуточной частоты и на первый вход коррелятора 49. Выходное напряжение коррелятора 49 равно нулю, ключ 51 не открывается и ложный сигнал (помеха), принимаемый по первому зеркальному каналу на частоте ωз1, подавляется.

Если ложный сигнал (помеха) принимается по второму зеркальному каналу на частоте ωз2

uз2(t)=Uз2·Cos(ωз2t+φз2), 0≤t≤Tз,

то на выходе смесителей 31 и 47 образуются следующие напряжения соответственно:

uup7(t)=Uпр7·Cos(3ωupt-πγt2up7),

uup8(t)=Uпр8·Cos(3ωupt-πγt2up8), 0≤t≤Tз2

;

;

upз2r1 - утроенное значение промежуточной частоты;

φupз2r2 - промежуточная частота;

φup7з2r1, φup8з2r2.

Однако только напряжение uup8(t) попадает в полосу пропускания второго усилителя 48 промежуточной частоты и на второй вход коррелятора 49. Выходное напряжение коррелятора 49 также равно нулю, ключ 51 не открывается и ложный сигнал (помеха), принимаемый по первому зеркальному каналу на частоте ωз2, подавляется.

По аналогичной причине подавляются и ложные (помехи), принимаемые по первому комбинационному каналу на частоте ωк1, или по второму комбинационному каналу на частоте ωк2, или по любому другому комбинационному каналу.

Если ложные сигналы (помехи) одновременно принимаются по первому ωз1 и второму ωз2 зеркальным каналам, то на выходе смесителей 34 и 47 образуются напряжения:

uup5(t)=Uпр5·Cos(ωupt-πγt2up5),

uup8(t)=Uпр8·Cos(ωupt-πγt2up8),

которые попадают в полосы пропускания усилителей 34 и 48 промежуточной частоты соответственно и на два входа коррелятора 49. Но ключ 51 в этом случае не открывается. Это объясняется тем, что два ложных сигнала uз1(t) и uз2(t) принимаются на разных частотах ωз1 и ωз2, между образованными канальными напряжениями uup5(t) и uup8(t) существует слабая корреляционная связь, выходное напряжение коррелятора 49 не достигает максимального значения и не превышает порогового уровня Uпор1 в пороговом блоке 50. Ключ 51 не открывается и ложные сигналы (помехи), принимаемые одновременно по первому ωз1 и ωз2 зеркальным каналам, подавляются.

По аналогичной причине подавляются и ложные сигналы (помехи), одновременно принимаемые по первому ωк1 и второму ωк2 комбинационным или по двум другим комбинационным каналам.

Предлагаемая система обеспечивает повышение помехоустойчивости и избирательности приемника. Это достигается подавлением ложных сигналов (помех), принимаемых по зеркальным и комбинационным каналам за счет корреляционной обработки канальных напряжений. При этом используется замечательное свойство корреляционной функции сложных сигналов с фазовой манипуляцией.

Таким образом, предлагаемая система по сравнению с прототипом и другими техническими решениями аналогичного назначения обеспечивает повышение помехоустойчивости и достоверности передачи сигналов тревоги с контейнерной базовой несущей конструкции на пункт контроля, удаленный на значительное расстояние. Это достигается за счет использования ретрансляторов, размещенных на космических аппаратах спутниковой системы связи, и увеличения динамического диапазона входных сигналов и отношения сигнал/шум приемника пункта контроля.

Сумматоры, выполненные, например, на резисторах практически безынерционны, постоянную времени детекторов огибающей можно сделать очень малой. Кроме того, отсутствие комбинационных составляющих высших порядков, которые образуются при перемножении в фазовом детекторе, позволяет повысить технические характеристики предлагаемой системы.

Система противопожарной защиты контейнерной базовой несущей конструкции, содержащая автономную сигнально-пусковую систему пожаротушения, размещенную на контейнерной базовой несущей конструкции, приемник, размещенный на пункте контроля, и радиоканал, установленный между ними и работающий в симплексном режиме, при этом автономная сигнально-пусковая система пожаротушения содержит блок регистрации и последовательно соединенные тепловой пускатель, источник тока с пиротехническим активатором и реле времени, которое соединено с сигнальным устройством через нормально замкнутый контакт и дополнительно соединено с исполнительным устройством через нормально разомкнутый контакт, при этом тепловой пускатель и источник тока с пиротехническим активатором конструктивно объединены и заключены в корпус, тепловой пускатель выполнен в виде подпружиненного штока, установленного с возможностью поступательного перемещения и взаимодействия с пиротехническим активатором источника тока, причем один из концевых участков подпружиненного штока расположен с возможностью выступания из корпуса и снабжен фиксатором, выполненным из материала с термохимической памятью формы, источник тока включает оболочку с размещенной в ней с возможностью контакта с пиротехническим активатором твердотельной шашкой из твердосолевой бессепаратной электрохимической композиции на основе литиевого сплава и дисульфида железа, сигнальное устройство выполнено в виде передатчика сигнала на удаленный приемник, при этом передатчик сигнала выполнен в виде последовательно включенных задающего генератора, n-отводной линии задержки, фазоинверторов, включенных в m-отводы n-отводной линии задержки, сумматора, (n+1)-й вход которого соединен с выходом задающего генератора, усилителя мощности и передающей антенны, а приемник выполнен в виде последовательно включенных приемной антенны, усилителя высокой частоты, первого смесителя, второй вход которого через первый гетеродин соединен с выходом генератора пилообразного напряжения, первого усилителя промежуточной частоты, коррелятора, второго порогового блока, второго ключа, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя промежуточной частоты, удвоителя фазы, второго анализатора спектра, блока сравнения, второй вход которого через первый анализатор спектра соединен с выходом второго ключа, первого порогового блока, второй вход которого через первую линию задержки соединен с его выходом, первого ключа, второй вход которого соединен с выходом второго ключа, и второй линии задержки, последовательно подключенные к выходу генератора пилообразного напряжения второго гетеродина, второго смесителя, второй вход которого соединен с выходом усилителя высокой частоты, и второго усилителя промежуточной частоты, выход которого соединен с вторым входом коррелятора, управляющий вход генератора пилообразного напряжения соединен с выходом первого порогового блока, частоты ωr1 и ωr2 первого и второго гетеродинов разнесены на удвоенное значение промежуточной частоты
ωr2r1=2ωup,
выбраны симметричными относительно несущей частоты ωс принимаемого сигнала
ωcr1r2сup
и перестраиваются синхронно, отличающаяся тем, что она снабжена ретрансляторами, размещенными на космических аппаратах спутниковой системы связи, приемник, размещенный на пункте контроля, снабжен фазоинвертором, тремя сумматорами и двумя детекторами огибающей, причем к выходу второй линии задержки последовательно подключен первый сумматор, второй вход которого соединен с выходом первого ключа, первый детектор огибающей и третий сумматор, выход которого соединен с входом блока регистрации, к выходу второй линии задержки последовательно подключены фазоинвертор, второй сумматор, второй вход которого соединен с выходом первого ключа, и второй детектор огибающей, выход которого соединен с вторым входом третьего сумматора.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к области защиты от возгорания движущихся и неподвижных наземных транспортных средств в случаях возгорания или взрыва энергоносителя в топливном баке.

Изобретение относится к пожарной технике, конкретно к устройствам пожарной сигнализации для бортовых систем автоматизированного пожаротушения транспортных средств.

Изобретение относится к устройству для контроля и подрыва последовательных цепей пиропатронов. Технический результат заключается в повышение надежности, что увеличивает уровень безопасности, а также обеспечение возможности длительного запоминания факта срабатывания пиропатронов при штатной эксплуатации и возможности подрывать пиропатроны поодиночке.

Изобретение относится к области систем предупреждения об опасности, в частности к устройствам пожарной сигнализации и взрывоподавления, и предназначено для обнаружения очага возгорания в газодисперсных средах по излучению источника повышенной температуры и определения двумерных координат очага возгорания по тепловому излучению.

Изобретение относится к пожарно-охранной сигнализации. Технический результат заключается в упрощении конструкции и снижении электропотребления.

Группа изобретений относится к средствам для обнаружения пламени с помощью детекторов. Технический результат заключается в создании средств обнаружения пламени, обеспечивающих точный результат обнаружения и сокращение времени реакции для обнаружения пламени.

Изобретения относятся к области пожарной безопасности и могут быть использованы для обнаружения пожара на ранних стадиях тления и возгорания горючих материалов. Технический результат - повышение достоверности раннего обнаружения пожара одновременно на нескольких объектах пожарной безопасности путем передачи сигналов тревоги на разных частотах, поиска.

Изобретение относится к системам обеспечения безопасности на железнодорожном транспорте. Система пожаро-охранной предупредительной сигнализации для железнодорожных поездов содержит пульты контроля и управления в первом и втором головных вагонах поезда, обеспечивающие опрос вагонных контроллеров, а также звуковую и световую сигнализацию, соединенную с контроллерами.

Предлагаемая система относится к противопожарной технике, а более конкретно к автоматическим устройствам сигнализации о пожарной обстановке и управления противопожарным оборудованием, и может быть использована для противопожарной защиты различных объектов и одновременной передачи сигналов тревоги на удаленный пункт контроля. Технический результат - повышение помехоустойчивости и избирательности приемника путем подавления ложных сигналов (помех), принимаемых по зеркальным и комбинационным каналам.

Настоящее изобретение предусматривает цифровой линейный тепловой извещатель с системой определения температуры на основе термопары. Технический результат - расширение функциональных возможностей за счет различения вида короткого замыкания - вследствие перегрева или механического повреждения.

Изобретение относится к системе пожарной защиты в помещениях различного типа. Технический результат - снижение опасности возникновения пожара в помещении. В изобретении предлагается система пожарной защиты, предназначенная для снижения опасности пожара, которая имеет топливный элемент для выработки обогащенного азотом отработанного воздуха катода. Топливный элемент снабжают воздухом и топливом. Затем в топливном элементе содержание кислорода в воздухе снижают до заданного уровня. Отработанный воздух подают в защищаемое помещение. 4 н. и 22 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к области пожарной безопасности и электроэнергетике, а именно к способам и устройствам предупреждения пожара (взрыва) и отказа систем, приводящих к катастрофам и авариям в сооружениях, зданиях, самолетах, судах, железнодорожном транспорте и др. объектах. Технический результат - повышение достоверности в определении уровня пожарной опасности и надежности системы, в целом. Способ базируется на определении параметров сопротивления искрового промежутка путем измерения тока высокочастотных составляющих, характеризующих цикл "возникновение - гашение искры" при переходе тока искрения через нуль. Уровень пожарной взрывобезопасности и безотказности систем оценивается по интегральному показателю их зависимости от величины тока искрения с учетом воздействия шунтирующего тока, от ширины искрового промежутка и от интенсивности искрения, а также от характеристики теплоотводящих свойств электрооборудования и окружающей среды. По результатам контроля формируется предупреждающий сигнал или команда на отключение электрической сети (электроустановки). 2 н.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области пожарной безопасности и электроэнергетике, а именно к способам и устройствам тестирования устройств предупреждения пожара (взрыва) от искрения (дефектная дуга), возникающего в месте нарушения целостности электрической цепи. Технический результат - повышение достоверности оценки уровня опасности контролируемого объекта устройством предупреждения пожара (взрыва, проявления скрытого отказа) от искрения в электрической цепи и (или) от других неисправностей за счет повышения достоверности результата тестирования устройства. Способ базируется на имитации параметров сопротивления искрового промежутка путем имитации высокочастотных составляющих тока искрения, характеризующих образующие и затухающие стадии цикла "возникновение-гашение искры" на границе области нулевых значений тока искрения, и ширины искрового промежутка. Уровень пожаро- взрывобезопасности и безотказности систем оценивается по имитируемому интегральному показателю в зависимости от суммы имитируемых тока искрения и шунтирующего тока, ширины искрового промежутка и интенсивности искрения, а также от характеристики имитируемых теплоотводящих свойств электрооборудования и окружающей среды. 2 н.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области судостроения, конкретнее - к автоматизации процессов обнаружения пожарной опасности на подводных лодках. Осуществляют контроль процентного содержания кислорода в воздушной среде отсека подводной лодки и при повышении процентного содержания кислорода выше установленного значения определяют зоны, где возможен контакт горючего вещества и источника зажигания, температура которого достаточна для начала возгорания горючего вещества при текущем повышенном процентном содержании кислорода, и сигнализируют об этом как о возникновении пожарной опасности. Использование изобретения позволит повысить безопасность, безаварийность эксплуатации технических средств, охраняемых помещений подводной лодки, а также принять меры к устранению причин, вызвавших пожарную опасность в отсеке в условиях повышенной концентрации кислорода в отсеке подводной лодки, и избежать пожар и его последствия. 1 ил.

Изобретение относится к области устройств пожарной сигнализации. Технический результат заключается в снижении энергопотребления. В данном изобретении предложены схема возбуждения и способ возбуждения для системы аварийной сигнализации. Схема возбуждения содержит: схему генерирования тока, выполненную с возможностью избирательной подачи либо первого тока IN1, либо второго тока IАварийн в шину, причем первый ток IN1 используется в качестве тока оперативного контроля шины в нормальном рабочем состоянии, а второй ток IАварийн больше, чем первый ток IN1; и схему обнаружения, предназначенную для управления схемой генерирования тока с целью подачи второго тока IАварийн в шину, когда обнаруживают, что напряжение шины, Vшины, на шине меньше, чем порог Vп, причем порог Vп меньше, чем нормальное напряжение шины, но больше, чем максимальное аварийное напряжение, указываемое в шине, когда автоматический пожарный извещатель выдает аварийный сигнал. 3 н.п., 11 з.п.ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к техническим средствам для обнаружения и устранения пожара внутри воздушного судна. Технический результат заключается в расширении арсенала технических средств указанного назначения. Согласно изобретению выполняется определение того, превышают ли данные от множества датчиков предварительно установленные пороговые значения, указывающие на наличие пожара внутри воздушного судна. В случае превышения данными датчиков предварительно установленных пороговых значений, указывающих на наличие пожара, технические средства определяют место пожара внутри воздушного судна на основании данных датчиков и обесточивают компоненты воздушного судна, имеющие отношение к пожару. Затем технические средства запускают механизм пожаротушения внутри воздушного судна, направленный на место пожара. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области пожарной безопасности, а именно к способам и устройствам предупреждения пожаров, возникающих при неисправностях в электрических сетях и электроустановках. Технический результат заключается в обеспечении возможности распознавания наличия в защищаемой цепи большого переходного сопротивления в безыскровом режиме и отключении защищаемой цепи от питания с целью предотвращения пожара. Согласно предложенному решению в течение временных интервалов, приблизительно равных ±2 мс вокруг перехода сетевого напряжения через ноль, порог срабатывания устройства для защиты от искрения понижается по отношению к напряжению сигналов датчика тока в десятки раз относительно его штатного значения в режиме выявления искрения. Для этого вводится электронный блок, выделяющий (стробирующий) вышеуказанные временные интервалы. В течение данных интервалов стробирующий сигнал осуществляет повышение коэффициента усиления сигналов датчика тока в десятки раз путем подачи стробирующего сигнала на блок, установленный перед блоком сравнения. 2 н.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области дистанционного зондирования Земли из космоса. Технический результат заключается в повышении устойчивости и достоверности результатов контроля. Для осуществления контроля проводят дистанционное зондирование подстилающей поверхности средствами, установленными на космическом носителе, синхронно, в ИК и СВЧ диапазонах, с получением изображений участков поверхности, раздельно, в каждом канале, осуществляют попиксельное перемножение матриц изображений с получением синтезированной матрицы, нормируют функцию сигнала синтезированной матрицы в стандартной шкале 0…255 уровней квантования, калибруют функции сигнала синтезированной матрицы по значениям коэффициента пожарной опасности эталонных площадок, выделяют изолинии контуров пожарной опасности методами пространственного дифференцирования и визуализируют их распечаткой с нанесением на контурную карту региона. 5 ил.
Наверх