Способ обнаружения пожара или перегрева и устройство для его осуществления

Авторы патента:

G08B17/06 - устройства для приведения в действие сигнализации электрическим путем, например с использованием электротермических переключателей (электротермические переключатели как таковые H01H 37/00)

Владельцы патента RU 2632765:

Завадский Александр Иванович (RU)

Изобретение относится к области пожарной безопасности, а именно к способам и устройствам обнаружения пожара или перегрева на различных технических объектах. Способ обнаружения пожара или перегрева, заключающийся в том, что измеряют температуру и скорость ее изменения по показаниям линейного теплового датчика, контролируют исправность этого датчика, определяют по средней температуре наличие пожара или перегрева в контролируемой зоне, формируют и передают информацию о пожаре или перегреве, а также об обнаруженных неисправностях. Кроме того, по скорости изменения средней температуры определяют начальный момент возгорания, а по локально высокой температуре получают подтверждение о возникновении пожара. Устройство обнаружения пожара или перегрева, содержащее блок обнаружения пожара, в котором осуществляется вычисление температуры и скорости ее изменения по показаниям линейных тепловых датчиков, которые подключены на вход этого блока, контроль исправности линейных тепловых датчиков, формирование и передача в систему пожарной защиты объекта контроля информации о пожаре или перегреве, которые определяются по средней температуре в зоне контроля, а также об обнаруженных неисправностях. В блоке обнаружения пожара дополнительно по скорости изменения средней температуры определяется начальный момент возгорания, а по локально высокой температуре формируется подтверждение о возникновении пожара. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области пожарной безопасности, а именно к способам и устройствам обнаружения пожара или перегрева на различных технических объектах, в том числе в отсеках летательных аппаратов. Известна система обнаружения пожара, содержащая датчик тепла в виде трубчатого электропроводящего элемента, в центре которого, коаксиально, расположен проводник, отделенный от наружной трубки эвтектической солью. [Патент США №3540041, опубликовано 10.11.1970].

Датчик тепла позволяет выявлять локальное воздействие повышенной температуры. Недостатком такого датчика является невозможность определения с его помощью средней температуры в контролируемой зоне.

Известен датчик обнаружения температуры при пожаре, содержащий стержень в качестве опорного элемента, на который по спирали намотан, для измерения средней температуры, проволочный чувствительный элемент. [Патент США №3470744, опубликовано 7.10.1969].

Недостатком такого датчика обнаружения температуры является высокая вероятность ложных срабатываний при определении локального возгорания по скорости изменения средней температуры. Такая опасность особенно велика при быстром изменении внешних условий и режимов работы объекта контроля.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является система обнаружения пожара или перегрева, принятая за прототип, включающая датчик с двумя чувствительными элементами (терморезистивным и термисторным) и устройство, подключенное к датчику. Способ, реализованный в данной системе и принятый за прототип, позволяет выявить неисправности датчика, а также определить по сопротивлениям двух чувствительных элементов среднюю температуру в контролируемой зоне, размер области датчика, подвергшейся локальному воздействию повышенной температуры, и оценить динамические изменения измеряемых параметров [Патент США №7098797, опубликовано 29.08.2006].

Недостатком этих способа и системы обнаружения пожара является использование датчика, который в силу своей конструкции имеет значительную тепловую инерционность, а также то, что они не позволяют одновременно быстро и надежно обнаруживать пожар по локальному воздействию пламени на датчик.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение надежности обнаружения пожара.

Поставленная задача решается с помощью способа обнаружения пожара или перегрева, заключающегося в том, что измеряют температуру и скорость ее изменения по показаниям линейного теплового датчика, контролируют исправность этого датчика, определяют по средней температуре пожар или перегрев в контролируемой зоне, формируют и передают информацию о пожаре или перегреве, а также об обнаруженных неисправностях.

Новым в заявляемом изобретении является то, что по скорости изменения средней температуры определяют начальный момент возгорания, а по локально высокой температуре получают подтверждение о пожаре.

Поставленная задача решается устройством обнаружения пожара или перегрева, содержащим блок обнаружения пожара, в котором осуществляется вычисление температуры и скорости ее изменения по показаниям линейных тепловых датчиков, которые подключены на вход этого блока, контроль исправности линейных тепловых датчиков, формирование и передача в систему пожарной защиты объекта контроля информации о пожаре или перегреве, которые определяются по средней температуре в зоне контроля, а также об обнаруженных неисправностях. Но, в отличие от известного технического решения, в блоке обнаружения пожара по скорости изменения средней температуры определяется начальный момент возгорания, а по локально высокой температуре формируется подтверждение о пожаре. Достигаемый технический результат - повышение надежности обнаружения пожара, обеспечивается за счет того, что для обнаружения локального воздействия повышенной температуры, вызванной появлением пламени, одновременно используются два способа, которые дублируют и дополняют друг друга. Первый из них, основанный на измерении скорости изменения средней температуры, является быстродействующим и позволят обнаружить возгорание на более ранней стадии. Второй способ является более инерционным и основан на измерении высокой локальной температуры. Сочетание этих способов позволяет, с одной стороны, за счет снижения порога срабатывания по скорости изменения температуры, расширить зону обнаружения пожара, а с другой стороны, исключить ложные срабатывания при изменении внешних условий и режимов работы объекта контроля, т.к. при этом локально высоких температур не возникает. Кроме того, наличие информации о скорости изменения температуры позволят эффективнее выявлять отказы, связанные с измерением локальной температуры.

В соответствии с п. 3 формулы изобретения в качестве линейных тепловых датчиков предпочтительно использовать линейные терморезистивные датчики, которые обладают высоким быстродействием. В этом случае, в соответствии с п. 4 формулы изобретения, локально высокую температуру можно определять по сопротивлению изоляции чувствительного элемента линейного терморезистивного датчика.

На фиг. 1 представлен вариант устройства обнаружения пожара или перегрева, на фиг. 2 представлены графики переходных процессов в устройстве, вызванных локальным воздействием высокой температуры. Устройство обнаружения пожара или перегрева состоит из блока обнаружения пожара 1, на вход которого подключен линейный терморезистивный датчик 2. Блок обнаружения пожара 1, как правило, представляет собой электронное устройство, содержащее аналого-цифровые преобразователи, источники опорного тока и напряжения, микроконтроллеры с внутренними и внешними цифровыми интерфейсами, реле и другими электронными компонентами. Линейный терморезистивный датчик 2 представляет собой тонкостенную металлическую оболочку 3, например, из материала ХН78Т, длина которой может быть от 1 м до 12 м и более, диаметром 1,2 мм и с толщиной стенки 0,2 мм. Внутри оболочки размещен чувствительный элемент 4, выполненный из металла с положительным температурным коэффициентом сопротивления, например никеля. Чувствительный элемент 4 изготовлен из двух жил диаметром 0,2 мм, соединенных между собой с одного конца с помощью лазерной сварки 5 и изолированных друг от друга и от оболочки теплопроводным материалом 6, заполняющим все свободное пространство внутри оболочки. В качестве материала, обладающего хорошими изолирующими свойствами и хорошей теплопроводностью, чаще всего используется окись магния. Сопротивление такого чувствительного элемента изменяется в рабочем диапазоне температур от нескольких десятков Ом до сотен Ом и зависит от длины чувствительного элемента.

Другим вариантом выполнения линейного теплового датчика, позволяющего реализовать предлагаемый способ обнаружения пожара, может быть линейный пневматический датчик, содержащий преобразователь давления, соединенный с сенсорной трубкой, которая выполнена из металла и заполнена веществом, способным быть насыщенным водородом при низких температурах и адсорбировать его при нагревании в заданном диапазоне температур.

Устройство обнаружения пожара или перегрева работает следующим образом. Из блока противопожарной защиты осуществляется питание линейных терморезистивных датчиков от источников опорного тока и напряжения. С помощью аналого-цифровых преобразователей выходные сигналы линейных терморезистивных датчиков преобразовываются в цифровые коды, по которым в микроконтроллере осуществляется вычисление средней температуры в зоне контроля каждого линейного терморезистивного датчика, скорости изменения этой температуры, а также сопротивление изоляции чувствительных элементов относительно оболочки. Кроме того, в микроконтроллере реализуются алгоритмы контроля исправности линейных терморезистивных датчиков. Все вычисленные в микроконтроллере параметры сравниваются с соответствующими пороговыми значениями, а по результатам сравнения формируется информация, которая по внешнему интерфейсу передается в систему пожарной защиты, которая включает в себя устройства индикации и регистрации, речевые оповещатели, устройства управления огнетушителями и др.

При возникновении пожара (момент времени t1 на фиг. 2), когда пламя непосредственно воздействует на оболочку линейного терморезистивного датчика, происходит скачкообразное изменение локальной температуры Тл в зоне касания оболочки. С этого момента начинается рост средней температуры Тср, измеряемой чувствительным элементом, со скоростью dTcp/dt, которая является максимальной до некоторого момента времени t2, после которого она начинает снижаться. Если в интервал времени от t1 до t2 величина dTcp/dt превысит пороговое значение, то в блоке обнаружения пожара будет сформирована информация о начале возгорания. По этой информации в системе пожарной защиты могут сформироваться команды, например, на выключение объекта контроля, например, авиадвигателя. В обозначенный интервал времени оболочка линейного терморезистивного датчика только начинает прогреваться и сопротивление изоляции Rиз остается на высоком уровне (порядка 10 МОм). По мере прогрева оболочки сопротивление изоляции начинает резко падать и, в момент времени t3 достигает порогового значения 0,5 МОм, что примерно соответствует температуре 600°C, при котором формируется информация о пожаре и включается система пожаротушения. В момент времени t4 завершается прогрев линейного терморезистивного датчика, все процессы стабилизируются и, через некоторое время, начинается обратный переходной процесс (на фиг. 2 не показан), вызванный тушением пламени. Весь переходной процесс с момента времени t1 до момента t4 длится обычно не более 10 секунд. В том случае, если при возникновении пожара пламя не касается непосредственно оболочки линейного терморезистивного датчика и не вызывает достаточно сильного локального нагрева оболочки, то обнаружение перегрева и пожара осуществляется по мере повышения температуры во всей зоне контроля по средней температуре.

Источники информации

1. Патент США №3540041.

2. Патент США №3470744.

3. Патент США №7098797.

1. Способ обнаружения пожара или перегрева, заключающийся в том, что измеряют температуру и скорость ее изменения по показаниям линейного теплового датчика, контролируют исправность этого датчика, определяют по средней температуре в контролируемой зоне пожар или перегрев, формируют и передают информацию о пожаре или перегреве, а также об обнаруженных неисправностях, отличающийся тем, что по скорости изменения средней температуры определяют начальный момент возгорания, а по локально высокой температуре получают подтверждение о пожаре.

2. Устройство обнаружения пожара или перегрева, содержащее блок обнаружения пожара, в котором осуществляется вычисление температуры и скорости ее изменения по показаниям линейных тепловых датчиков, которые подключены на вход этого блока, контроль исправности линейных тепловых датчиков, формирование и передача в систему пожарной защиты объекта контроля информации о пожаре или перегреве, которые определяются по средней температуре в зоне контроля, а также об обнаруженных неисправностях, отличающийся тем, что в блоке обнаружения пожара по скорости изменения средней температуры определяется начальный момент возгорания, а по локально высокой температуре формируется подтверждение о пожаре.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что в качестве линейных тепловых датчиков используются линейные терморезистивные датчики, каждый из которых представляет собой длинную тонкостенную металлическую оболочку, в которой размещены один или несколько чувствительных элементов, выполненных из металла и изолированных друг от друга и от оболочки теплопроводным материалом.

4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что локально высокая температура вычисляется по сопротивлению изоляции чувствительного элемента линейного терморезистивного датчика.

Изобретение относится к области пожарной безопасности, а именно к способам и устройствам обнаружения пожара или перегрева, возникающих на различных технических объектах.

Система индикаторов безопасности для предотвращения чрезвычайных ситуаций взрывного характера // 2625825

Изобретение относится к машиностроению, в частности к испытательному оборудованию предохранительных устройств систем безопасности в чрезвычайных ситуациях (ЧС) взрывного характера.

Способ управления подрывом пиросредств // 2603654

Способ управления подрывом пиросредств относится к электронным устройствам автоматики и может найти широкое применение как в изделиях ракетно-космической техники (РКТ), так и при проведении различного вида взрывных работ в народном хозяйстве.

Система линейного привода со средством для детектирования возгорания // 2596026

Изобретение относится к электротехнике к линейным приводам со средством детектирования возгорания. Технический результат состоит в повышении надежности.

Термочувствительный датчик // 2592081

Изобретение относится к электротехнике, а именно к тепловым устройствам для контроля температуры деталей и узлов машин, защиты от температурных перегрузок электротехнических объектов.

Способ повышения помехоустойчивости устройства для автоматизированного предупреждения пожара от искрения в электрических сетях и электроустановках и устройство для его реализации // 2572371

Изобретение относится к области пожарной безопасности, а именно к способам и устройствам предупреждения пожаров, возникающих при неисправностях в электрических сетях и электроустановках.

Устройство аварийной пожарной сигнализации // 2557759

Изобретение относится к устройствам аварийной пожарной сигнализации, приводимым в действие тепловым воздействием очага возгорания, и предназначено для использования в системах контроля протяженных пожароопасных объектов.

Сигнализатор возгорания // 2549507

Изобретение относится к устройствам пожарной сигнализации, приводимым в действие тепловым воздействием очага возгорания, и предназначено для использования в системах распределенного контроля протяженных пожароопасных объектов.

Устройство пожарной сигнализации для бортовой системы автоматизированного пожаротушения // 2546328

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

Устройство для эвакуации и указатель пути эвакуации для него // 2544737

Изобретение относится к устройству для эвакуации из разного рода объектов, в которых находятся люди. Технический результат заключается в том, что разработано надежное устройство для эвакуации.

Способ обнаружения пожара или перегрева с помощью дублированных линейных терморезистивных датчиков и устройство для его осуществления // 2637094

Изобретение относится к области пожарной безопасности, а именно к способам и устройствам обнаружения пожара или перегрева на различных технических объектах, в том числе в отсеках силовых установок воздушных судов. Способ обнаружения пожара или перегрева с помощью дублированных линейных терморезистивных датчиков, заключающийся в том, что измеряют температуру по сопротивлениям этих датчиков, контролируют их исправность, определяют по температуре в контролируемой зоне пожар или перегрев, формируют и передают информацию о пожаре или перегреве, а также об обнаруженных неисправностях. Причем, измеряют сопротивления групп линейных терморезистивных датчиков, а не каждого датчика, а недостающую информацию вычисляют по выполненным измерениям, кроме того, состав групп линейных терморезистивных датчиков в основном и в резервном каналах отличается. Устройство обнаружения пожара или перегрева, содержащее блок обнаружения пожара, состоящий из основного и резервного каналов, связанных между собой внутренним интерфейсом, и линейные терморезистивные датчики. Эти датчики объединены в основной и резервный каналы и подключены к соответствующим каналам блока обнаружения пожара. В каждом из каналов этого блока осуществляется измерение сопротивлений подключенных к нему линейных терморезистивных датчиков, обмен полученной в результате измерений информацией с другим каналом, вычисление температуры по сопротивлению линейных терморезистивных датчиков, контроль исправности этих датчиков, формирование и передача в систему пожарной защиты объекта контроля информации о пожаре или перегреве, которые определяются по температуре в зоне расположения линейных терморезистивных датчиков, а также об обнаруженных неисправностях. Причем, в блоке обнаружения пожара осуществляется измерение сопротивлений групп линейных терморезистивных датчиков, соединение которых различно в основном и в резервном каналах, а также осуществляется вычисление сопротивления каждого линейного терморезистивного датчика на основе этих измерений. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Тепловой пожарный датчик с функцией пожаротушения // 2639115

Изобретение относится к пожарной сигнализации, предназначено для обеспечения оперативной диагностики и ликвидации возгорания в малогабаритных закрытых объемах и может использоваться в установках пожаротушения, используемых для подавления локальных очагов возгорания в момент их возникновения в системах силовой автоматики, пультах управления, электрических и распределительных шкафах и т.д. Тепловой пожарный датчик с функцией пожаротушения включает термочувствительный элемент и контактную группу электрической цепи пожарной сигнализации, содержащую, по крайней мере, один подвижный контакт. Согласно изобретению, термочувствительный элемент размещен относительно контактов с обеспечением нормально замкнутой или нормально разомкнутой электрической цепи, представляет собой термоактивирующиеся микрокапсулы огнетушащего вещества и выполнен с обеспечением возможности переключения электрической цепи в противоположное состояние с помощью подвижного контакта. Обеспечивает простоту обслуживания устройства, мгновенное инициирование процесса пожаротушения с одновременным оповещением о возгорании, применение минимального количества огнетушащего вещества, а также возможность повторного использования устройства. 12 з.п. ф-лы, 4 ил.

Автономная сигнально-пусковая система пожаротушения // 2641886

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. Технической задачей изобретения является повышение избирательности и помехоустойчивости приемника путем подавления ложных сигналов (помех), принимаемых по каналу прямого прохождения и интермодуляционным каналам. Автономная сигнально-пусковая система пожаротушения содержит последовательно соединенные тепловой пускатель 1, источник тока 2 с пиротехническим активатором 3, реле времени 4, сигнальное устройство 5, исполнительное устройство 6, корпус 7, шток 8, пружину сжатия 9, концевой участок 10 подпружиненного штока 8, термочувствительный фиксатор 11, соленоид 12, центральный осевой канал 13, выводы 14, мостик накаливания 15, навеску инициирующего вещества 16, концевой участок 17 подпружиненного штока 8, конечный боек 18, капсюль 19, герметичную оболочку 20, твердотельную шашку 21, электрические выходы 22. Передатчик содержит задающий генератор 23, n - отводную линию задержки 24.i (i=1, 2, …, n), фазоинвертора 25.j (j=1, 2, …, m), сумматор 26, усилитель 27 мощности и передающую антенну 28. Приемник содержит приемную антенну 29, усилитель 30 высокой частоты, смесители 31 и 47, генератор 32 пилообразного напряжения, гетеродины 33 и 46, усилители 34 и 48 промежуточной частоты, обнаружитель 35 ФМн сигнала, анализаторы 36 и 38 спектра, удвоитель 37 фазы, блок 39 сравнения, пороговые блоки 40 и 50, линии задержки 41 и 44, ключи 42 и 51, фазовый детектор 43, блок 45 регистрации, коррелятор 49, узкополосный фильтр 52, фазоинверторы 53, 56 и 59, сумматоры 54, 57 и 60, полосовые фильтры 55 и 58, 9 ил.

Способ автоматического обнаружения начальных стадий пожаров в помещениях пожароопасных объектов, содержащих тепловыделяющее оборудование // 2646204

Изобретение относится к способам обеспечения пожарной безопасности в помещениях пожароопасных объектов, содержащих тепловыделяющее оборудование и может быть использовано в судостроении в судовых системах пожарной и температурно-тревожной сигнализации для обнаружения пожаров на начальных этапах их развития. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей систем пожарной и температурно-тревожной сигнализации в плане обнаружения начальных этапов образования и развития пожаров путем реализации функций обучения и самонастройки с автоматической адаптацией систем к особенностям объектов защиты и изменениям условий эксплуатации. Множество контролируемых на объекте физических параметров объединяют в группы, каждому контролируемому параметру в группе присваивают порядковый номер, на каждом цикле контроля из полученных значений параметров в соответствии с их порядковыми номерами формируют численные ряды, которые запоминают и на последующих циклах контроля сравнивают с вновь сформированным численным рядом, который в случае несовпадения также запоминают для последующего сравнения, при этом запоминание новых численных рядов в соответствии с рядом правил производят в период обучения и самонастройки, после окончания которого, при появлении численного ряда отличного от запомненных, сигнализируют о возникновении начальной стадии пожара в помещении. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл.

Система индикаторов безопасности для предотвращения чрезвычайных ситуаций взрывного характера // 2647009

Изобретение относится к машиностроению, в частности к испытательному оборудованию предохранительных устройств систем безопасности в чрезвычайных ситуациях взрывного характера. Техническим результатом является повышение эффективности защиты взрывоопасных объектов от аварийных ситуаций. Технический результат достигается тем, что система индикаторов безопасности для предотвращения чрезвычайных ситуаций взрывного характера содержит систему датчиков системы зондирования опасной зоны с управляющим электроклапаном, устройство электропуска электроклапана, при этом внутри корпуса электроклапана соосно ему установлен поршень, причем электроклапан связан с системой зондирования опасной зоны, включающей в себя датчики, настроенные на превышение предельно допустимых концентраций химически опасных веществ, и зонд, а в систему безопасности в чрезвычайных ситуациях дополнительно введен дублирующий элемент безопасности, выполненный в виде противовзрывной панели с системой оповещения о чрезвычайной ситуации, содержащей металлический бронированный каркас с металлической бронированной обшивкой и наполнителем - свинцом, имеющей в торцах четыре неподвижных патрубка-опоры, а в покрытии взрывоопасного объекта жестко заделаны четыре опорных стержня, наполнитель выполнен в виде дисперсной системы воздух-свинец, а опорные стержни выполнены упругими, при этом к торцам опорных стержней прикреплены взрывозащитные элементы, при этом между дополнительными элементами и металлическим каркасом с бронированной металлической обшивкой на опорных стержнях установлены втулки из быстроразрушающегося материала, при этом система оповещения о чрезвычайной ситуации с индикатором безопасности состоит из узла крепления в системе безопасности взрывоопасного объекта, выполненного в виде индикатора безопасности, закрепленного между фланцами, при этом индикатор безопасности состоит из датчика, выход которого соединен с усилителем сигнала, при этом взрывозащитные элементы выполнены в виде пакета тарельчатых упругих элементов, причем пакет тарельчатых упругих элементов расположен с небольшим поджатием между листом-упором и круглым основанием, а на внешней поверхности штыря коаксиально и осесимметрично установлена втулка из быстроразрушающегося материала, при этом индикатор безопасности состоит из датчика, реагирующего на деформацию, например тензорезистора, выход которого соединен с усилителем сигнала, например тензоусилителем, а выход тензоусилителя соединен со входом устройства системы оповещения об аварийной ситуации через космическую связь, например «Глонасс», а общий микропроцессор, обрабатывающий сигналы системы зондирования опасной зоны, включающей в себя: датчики, настроенные на превышение ПДК химически-опасных веществ, присутствующих в этой зоне, зонд, настроенный на превышение ПДУ радиоактивных веществ, а также датчик инфракрасного излучения, извещающий о возникновении пожара, соединен со входом устройства системы оповещения об аварийной ситуации через космическую связь, например «Глонасс». 2 ил.