Датчик координат очага возгорания

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.

 

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

Известен пирометрический датчик координат очага возгорания [1], 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 проекция 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.

Известен пирометрический датчик координат очага возгорания с цилиндрическими линзами [2, прототип], содержащий последовательно установленные сферическую линзу, разделитель светового потока, две цилиндрические линзы, расположенные после разделителя светового потока, каждая в своем оптическом канале, светофильтры с разными спектрами пропускания, однокоординатные приемники излучения (ОПИ), расположенные перпендикулярно друг другу и оптической оси датчика. Осевые линии ОПИ ориентированы поперек продольным осям цилиндрических линз. Выходы приемников соединены со входом исполнительной схемы. Недостатком этого датчика является то, что большая часть энергии, сфокусированной оптической системой, проходит мимо ОПИ, что, в свою очередь, приводит к низкой чувствительности датчика.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является разработка датчика координат очага возгорания с повышенной чувствительностью, способного обнаруживать возгорания на более ранней стадии.

Предлагаемый датчик координат очага возгорания содержит оптическую систему, содержащую последовательно установленные сферическую линзу, разделитель светового потока, две цилиндрические линзы, расположенные после разделителя светового потока, каждая в своем оптическом канале, два светофильтра с разными спектрами пропускания, однокоординатные приемники излучения (ОПИ), расположенные перпендикулярно друг другу и оптической оси датчика, и дополнительно вводятся две пары зеркал. Каждая пара устанавливается после каждой цилиндрической линзы, что приводит к фокусированию оптической энергии на ОПИ. Угол β между плоскостью зеркала и оптической осью (фиг. 1) определяет коэффициент увеличения чувствительности k, по сравнению с прототипом (Таблица 1).

Так, при β=16°±1° этот коэффициент равен 3,4±0,1, т.е. чувствительность датчика увеличена в 3,4 раза. При других углах коэффициент ниже. При β=0° и β>45° коэффициент равен 1.

На фиг. 1 представлена структурная схема датчика координат очага возгорания. Устройство содержит входную сферическую линзу 1, разделитель светового потока 2, цилиндрические линзы 3 и 3′, пары зеркал 4 и 4′, светофильтры 5 и 5′, однокоординатные приемники излучения 6 и 6′, исполнительную схему 7, блок питания 8.

Датчик координат очага возгорания работает следующим образом.

Излучение контролируемой области собирается при помощи сферической линзы 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 6. Часть энергии, которая проходит мимо ОПИ, фокусируется двумя парами зеркал 4 и 4′ и попадает на приемник. Одновременно происходит выделение узкого спектра энергии светофильтрами 5. Сигналы с ОПИ подаются в исполнительную схему 7. Исполнительная схема 7, построенная на базе микроконтроллера, 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, после этого находит 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 устройство подавления возгорания.

Блок питания 8 служит для формирования и стабилизации напряжений, необходимых для работы электрической схемы.

Таким образом, предлагаемое техническое решение способно решить поставленную задачу - существенно повысить чувствительность датчика.

Датчик координат очага возгорания прошел испытания на установке для взрывов угле-метано-воздушных смесей в Алтайском государственном техническом университете им. И.И. Ползунова, которые подтвердили реализацию заявленного технического результата.

Изобретение может быть использовано в автоматических системах пожарной сигнализации для обеспечения взрывобезопасности газодисперсных систем (сплошная фаза-газ) в производственных условиях и на угольных шахтах, в частности шахтах Кемеровской области, где уже успешно используются аналоги данного датчика, изготовленные коллективом авторов предлагаемого технического решения.

Источники информации

1. Патент РФ №2318242.

2. Патент РФ №2459269.

3. Патент РФ №2109345.

4. US 5339070 А, 16.08.1994.

5. Якушенков Ю.Г. Теория и расчет оптико-электронных приборов: Учебник для студентов приборостроительных специальностей вузов. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1989. - 360 с.: ил, с. 186-188.

Датчик координат очага возгорания, содержащий последовательно установленные входную сферическую линзу, разделитель светового потока, две цилиндрические линзы, каждая в своем оптическом канале, два светофильтра с разными спектрами пропускания, два однокоординатных приемника излучения, расположенные перпендикулярно друг другу и оптической оси датчика, осевые линии однокоординатных приемников излучения ориентированы поперек продольных осей цилиндрических линз, причем выходы приемников соединены со входом исполнительной схемы, отличающийся тем, что дополнительно содержит две пары зеркал, каждая пара зеркал расположена после каждой цилиндрической линзы.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к способу обнаружения взрыва метана и угольной пыли на начальной стадии воспламенения метана и угольной пыли на предприятиях горной, нефтегазовой промышленности.

Изобретение относится к многоспектральным фотоэлектрическим приемникам электромагнитного излучения инфракрасного диапазона, используемым для создания детекторов пожара и взрыва, абсорбционных инфракрасных газовых сенсоров.

Изобретение относится к противопожарной технике и может быть использовано для обнаружения горения. Технический результат заключается в увеличении чувствительности датчика и уменьшении потребляемой мощности.

Изобретение относится к области систем предупреждения об опасности, в частности к устройствам пожарной сигнализации, и предназначено для обнаружения очага возгорания в газодисперсных средах.

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

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.

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.

Изобретение относится к устройствам пожарной сигнализации. .

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

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

Группа изобретений относится к области получения механических колебаний с помощью электромагнетизма и может быть использована в системах физической защиты объектов от нарушителей.

Изобретение относится к системам обнаружения запрещенных вложений при досмотре лиц с целью выявления общественно опасных или нежелательных предметов или веществ.

Изобретение относится к охранным устройствам с использованием радиоволн и может быть применено для охраны ценных грузов во время их транспортировки по железным и автомобильным дорогам, а также в местах их хранения.

Способ увеличения эффективного времени накопления сигнала дополнительно используют видеоизображение от видеоканала оптического диапазона с известным соответствием между пикселями каналов собственного электромагнитного излучения досматриваемого лица и видеоизображения от видеоканала оптического диапазона. Причем для формирования кадра в канале собственного электромагнитного излучения досматриваемого лица используют информацию о траектории движения досматриваемого лица, получаемую от видеоканала оптического диапазона. Накопление производится за счёт суммирования интенсивности электромагнитного излучения в пикселе сегмента, который присутствует на одном или нескольких кадрах видеоканала оптического диапазона. Технический результат заключается в получении изображения подозрительного объекта скрытого под одеждой человека и классификация его типа при регистрации изменения собственного электромагнитного излучения при движущемся досматриваемом лице. 6 ил.

Изобретение относится к способам дистанционного охранного мониторинга местности и может быть использовано в случаях применения однопозиционного радиоволнового средства обнаружения (СО) с широкой зоной обнаружения (ЗО) для сигнализационного прикрытия двух лежащих рядом дорог, одна из которых имеет изгиб. Способ заключается в развертывании СО на участке дорог, где они лежат к друг другу на расстоянии, не превышающем 80% от максимально возможной длины ЗО СО так, чтобы СО находилось с внешней стороны угла изгиба дороги, за дорогой с прямым участком; ось ЗО была параллельна биссектрисе угла изгиба дороги и смещена относительно нее так, чтобы отношение длин двух участков дороги, лежащих по разные стороны от вершины угла ее изгиба и находящихся в ЗО, было 1:4; выдаче сигнала тревоги СО в случае пересечения нарушителем его ЗО; анализе доплеровской добавки частоты (ДДЧ) отраженного сигнала на выходе схемы обработки сигналов СО в течение всего времени нахождения нарушителя в его ЗО; определении направления движения по дороге с прямым участком по наличию положительной или отрицательной ДДЧ отраженного сигнала; определении направления движения по дороге с изгибом по отношению длительности первой части отраженного сигнала, имеющего положительный знак ДДЧ, к длительности второй части отраженного сигнала, имеющего отрицательный знак ДДЧ. Технический результат состоит в получении возможности определения всех четырех направлений движения нарушителя раздельно с применением только одного однопозиционного радиоволнового средства обнаружения. 5 ил.

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.

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к устройствам пожарной сигнализации, и предназначено для обнаружения очага возгорания в газодисперсных системах 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.

Наверх