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

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.

 

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. Известна система, включающая датчик с двумя чувствительными элементами (терморезистивным и термисторным) и устройство, подключенное к датчику. Способ, реализованный в данной системе, 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, опубл. 29.08.2006]. Недостатком такой системы является низкая надежность, обусловленная тем, что система является одноканальной.

Известен датчик обнаружения температуры при пожаре, содержащий стержень в качестве опорного элемента, на который по спирали намотан, для измерения средней температуры, проволочный чувствительный элемент. В качестве резерва на тот же стержень может наматываться второй чувствительный элемент [Патент США №3470744, опубл. 7.10.1969]. Для подключения такого датчика к устройству обработки по четырехпроводной или трехпроводной схеме, которые традиционно используются для подключения термопреобразователей сопротивления, потребуется большое количество проводов, которое значительно превышает суммарное число чувствительных элементов подключаемых датчиков, что существенно снижает надежность системы обнаружения пожара.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является двухканальная система обнаружения пожара на летательных аппаратах, принятая за прототип и содержащая два блока обнаружения пожара и дублированные датчики обнаружения пожара. Информационным параметром этих датчиков является сопротивление, которое дискретно изменяется в зависимости от состояния датчика. Датчик может находиться в исправном состоянии, в состоянии отказа и сигнализировать о пожаре. В данной системе обеспечивается возможность сокращения количества проводов, необходимых для подключения датчиков за счет применения различных номиналов резисторов, используемых для идентификации одного и того же состояния датчиков, установленных в разных местах контролируемой зоны. Причем, при выборе номиналов резисторов учитывается как их возможный технологический разброс, так и сопротивление проводов линии связи. Недостатком такой системы является низкая надежность, связанная с использованием реле, имеющих подвижные элементы, для коммутации резисторов, а также с тем, что реле и резисторы находятся постоянно в зоне повышенных температур.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение надежности системы обнаружения пожара и уменьшение ее массы и габаритов.

Поставленная задача решается способом обнаружения пожара или перегрева с помощью дублированных линейных терморезистивных датчиков, который заключается 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. Новым в заявляемом изобретении является то, что измеряют сопротивления групп линейных терморезистивных датчиков, а недостающую информацию вычисляют по выполненным измерениям, причем, состав групп линейных терморезистивных датчиков в основном и резервном каналах различен. Поставленная задача решается также устройством обнаружения пожара или перегрева, содержащим блок обнаружения пожара, состоящий из основного и резервного каналов, связанных между собой внутренним интерфейсом, и линейные терморезистивные датчики, которые 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 этих 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. Но, в отличие от известного технического решения, в блоке обнаружения пожара осуществляется измерение сопротивлений групп линейных терморезистивных датчиков, соединение которых различно в основном и в резервном каналах, а также вычисление сопротивления каждого линейного терморезистивного датчика на основе выполненных измерений.

Достигаемый технический результат - повышение надежности системы обнаружения пожара, обеспечивается, во-первых, за счет того, что для обнаружения пожара или перегрева в двухканальной системе используются линейные терморезистивные датчики, которые не имеют подвижных элементов и сами по себе обладают высокой надежностью. Во-вторых, за счет того, что вместо измерения сопротивления каждого линейного терморезистивного датчика, осуществляется измерение сопротивления групп этих датчиков, удается существенно уменьшить количество проводов, необходимых для их подключения. Это позволяет не только дополнительно повысить надежность системы обнаружения пожара или перегрева, но и уменьшить ее массу и габариты.

В соответствии с п. 2 формулы изобретения в случае отказа в одной из групп линейных терморезистивных датчиков все дальнейшие расчеты выполняются с использованием информации о сопротивлении провода линии связи, которая была получена до момента возникновения отказа.

На чертеже представлен вариант двухканального устройства обнаружения пожара или перегрева.

Устройство обнаружения пожара или перегрева содержит блок обнаружения пожара 1, состоящий из основного канала 2 и резервного канала 3, которые соединены между собой внутренним интерфейсом. На вход основного канала 2 блока обнаружения пожара 1 подключены линейные терморезистивные датчики, объединенные в основной канал датчиков 4, а на вход резервного канала 3 подключены линейные терморезистивные датчики, объединенные в резервный канал датчиков 5. С помощью внешнего интерфейса оба канала 2 и 3 связаны с системой пожарной защиты объекта контроля. Каждый из каналов 2 и 3 блока обнаружения пожара 1, как правило, представляет собой электронное устройство, содержащее аналого-цифровые преобразователи, источники опорного тока, микроконтроллеры с внутренним и внешним цифровыми интерфейсами и встроенной памятью, гальванически развязанные источники питания, реле и другие электронные компоненты. Линейные терморезистивные датчики в каналах 4 и 5 конструктивно представляют собой тонкостенную металлическую оболочку, например, из материала ХН78Т, длина которой может достигать 10 м и более. Диаметр оболочки равен 1,2 мм, а толщина ее стенки составляет 0,2 мм. Внутри оболочки размещается чувствительный элемент, выполненный из металла с положительным температурным коэффициентом сопротивления, например, никеля. Чувствительный элемент изготавливают из двух жил диаметром 0,2 мм, соединенных между собой с одного конца с помощью лазерной сварки и изолированных друг от друга и от оболочки теплопроводным материалом, 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.

Двухканальное устройство обнаружения пожара или перегрева работает следующим образом. Из блока противопожарной защиты 1 осуществляется питание групп линейных терморезистивных датчиков от источников опорного тока. С помощью аналого-цифровых преобразователей выходные сигналы групп линейных терморезистивных датчиков преобразовываются в цифровые коды, по которым в микроконтроллере осуществляется вычисление сопротивления каждого линейного терморезистивного датчика и соответствующей ему температуры. Кроме того, в микроконтроллере реализуются алгоритмы допускового контроля исправности линейных терморезистивных датчиков и запоминаются результаты расчетов в предыдущем цикле. Все вычисленные в микроконтроллере значения температуры 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 извещатели, устройства управления огнетушителями и др. В том случае, если в устройстве обнаружения пожара или перегрева используется четыре дублированных линейных терморезистивных датчика, то вычисление значений сопротивления этих датчиков и сопротивления провода линии связи сводится к решению системы линейных уравнений, имеющей следующий вид:

где I1…I5 - токи питания;

R1…R4 - сопротивления чувствительных элементов линейных терморезистивных датчиков;

Rпр - сопротивление одного провода линии связи линейных терморезистивных датчиков с блоком обнаружения пожара;

U1…U5 - измеренные напряжения.

По измеренным значениям напряжений и заданным значениям токов питания в блоке обнаружения пожара осуществляется вычисление искомых величин по формулам:

Rпр=(U3/I3+U4/I4+U5/I5-U1/I1-U2/I2)K5, где все коэффициенты вычисляются заранее в соответствии с выражениями:

Таким образом, для подключения восьми (четырех дублированных) линейных терморезистивных датчиков по предлагаемому варианту необходимо и достаточно всего семь проводов, с учетом гальванического разделения каналов по питанию. Аналогично можно показать, что для подключения, например, четырнадцати (семи дублированных) линейных терморезистивных датчиков потребуется всего десять проводов. Такая экономия проводов обеспечивается, в том числе, за счет отказа от использования отдельных проводов для измерения сопротивления провода линии связи. При любом отказе одной из групп линейных терморезистивных датчиков вычисление сопротивлений исправных линейных терморезистивных датчиков осуществляются с использованием значения сопротивления провода линии связи, запомненного до момента отказа, по формулам, в которых не используются значения параметров отказавшей группы линейных терморезистивных датчиков. В этом случае вычисления осуществляются путем решения системы из четырех линейных уравнений, с четырьмя неизвестными. При этом погрешность, вносимая в расчеты за счет того, что при изменении окружающей температуры изменяется величина сопротивления провода линии связи, будет минимальной.

Источники информации

1. Патент США №7098797.

2. Патент США №3470744.

3. Патент США №8094030.

1. 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, отличающийся тем, что измеряют сопротивления групп линейных терморезистивных датчиков, а недостающую информацию вычисляют по выполненным измерениям, причем, состав групп линейных терморезистивных датчиков в основном и резервном каналах различен.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, в случае возникновения отказа в одной из групп линейных терморезистивных датчиков, дальнейшие вычисления сопротивления каждого линейного терморезистивного датчика выполняются с использованием той информации о сопротивлении провода линии связи, которая была получена до момента возникновения отказа.

3. Устройство обнаружения пожара или перегрева, содержащее блок обнаружения пожара, состоящий из основного и резервного каналов, связанных между собой внутренним интерфейсом, и линейные терморезистивные датчики, которые 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 этих 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, отличающийся тем, что в блоке обнаружения пожара осуществляется измерение сопротивлений групп линейных терморезистивных датчиков, соединение которых различно в основном и в резервном каналах, и вычисление сопротивления каждого линейного терморезистивного датчика на основе этих измерений.



 

Похожие патенты:

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.

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

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

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.

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

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

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

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

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

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

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.

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.

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.

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.

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.

Наверх