Пожарный извещатель
Союз Советск йЫ7
Соцмалкстичфскик
Республик
АНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
< н788135
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61 ) Допол н и тел ьное к а вт. с вид- ву— (22) Заявлено 25.12.78 (21) 2700940/18-24 (51) M. Кл.
5 08 В 17/06 с присоединением заявки №
Государственный комитет (23) Приоритет
Il0 делам изобретений и открытий
Опубликовано 15.12.80. Бюллетень ¹ 46
Дата опубликования описания 18.12.80 (53) УДК 654. .91(088.8) (72) Авторы изобретения
Г. А. Метелкин и l1. В. Невзоров
Всесоюзный научно-исследовательский институт противопожарной обороны МВД СССР (71) Заявитель (54) ПОЖАРНЫИ ИЗВЕЩАТЕЛЬ ций е
1
Изобретение относится к области ав« томатической пожарной сигнализации и предназначено для регистрации конвективных тепловых потоков, вызванных пожаром в контролируемом помещении.
Известны тепловые пожарные извеща5 тели и измерители температуры, основанные на различных принципах.
Известно устройство, содержащее чувствительный элемент и схему обра10 блики сигнала 11 ).
Наиболее близким техническим решением к изобретению является пожарный извещатель, содеращий датчик-типорезонатор, включенный в цепь обратной связи, усилитель, соединенный с формирователем сигналов тревоги j21
Однако устройство имеет значитепьную инерционность срабатывания вследствие низкой теплопроводности газа, заполняющего резонатор и значительного его объема. Чувствительность известного устройства невысока, так К8К она зависит (в подобных устройствах) от величины резонансной частоты акустического
:,резонатора, а резонансная частота газового резонатора находится в диапазоне звуковых частот,,что также существенно снижает помехоустойчивость устройства. Рассматривая известное устройство (с газовым резонатором) для измерения температуры, а также известные тепловые пожарные извещатели, как точечные устройства, и учитывая случайный характер функции распределения вероятности появ ления очага пожара в любой точке контролируемого помещения, можно сделать вывод, что вероятность обнаружения первого теплового импульса от очага пожара оказывается гораздо ниже, чем у термо.датчика с линейным термоэлементом (даже при одинаковой их чувствительности).
Это подтверждается соотношением, выведенным при помощи исследования опера35 ф сигналов через регулируемый фазовращатель.
На чертеже представлена функциональная схема пожарного иэвещателя.
Устройство содержит потолок 1 контролируемого помещения, волноводную ультразвуковую линию 2, вход 3 линии, выхоц 4 линии, усилитель 5, регулируемый фазо-.
2 где К - необходимое число точечных тепловых датчиков (извещателей) с суммарной вероятностью
5 раннего обнаружения, эквива« лентной вероятности обнаруже-, ния одного линейного термоиэвещателя; — цлина чувствительного элемента линейного термоизвещателя;
Я», — площадь источника конвективного теплового потока или площаць очага пожара в на15 чальной его стации;
Я) - площадь, контролируемая одним линейным термоизвещателем, который имеет длину
20 чувствительного элемента
Ф равную
« площадь контролируемого помещения;
- вероятность раннего обнару25 жения пожара одним линейным тепловым иэвещателем по первому тепловому импульсу; р — вероятность раннего обнаруТ жения пожара одним точечным тепловым извещателем.
Однако существующие линейные тепло вые извещатели (термокабели) термодатчики, основанные на изменении их сопротивления или сопротивления изоляции
35 проводов от температуры имеют ряц недостатков: низкую чувствительность по температуре, значительную инерционность срабатывания, а также сложность разделения сигнала неисправности (например, 40 при механическом поврежцении линейного чувствительного элемента) от сигнала о пожаре. Перечисленные недостатки не позволяют повысить такие параметры надежности обнаружения пожара, как вероятность раннего обнаружения пожара, быстродействие, чувствительность, а также цостоверность перецаваемых тревож- . ных извещений о пожаре.
Целью изобретения является повышение надежности обнаружения очагов пожара.
Поставленная цель достигается reM, что в цепь обратной связи устройства ввецен регулируемый фазовращатель, резонатор выполнен в вице волноводной ультразвуковой линии, выход резонатора
55 поцключен ко входу усилителя, а вход резонатора соединен с выходом усилителя, который соединен со входом формирователя вращатель 6, формирователь 7 сигналов, двухпроводную линию 8 и 9 пожарной сигнализации, частотные детекторы 10 и
11, формирователи 12 и 13 тока.
Резонатор. выполненный в виде волноводной ультразвуковой линии 2 в вице ленты (или проволочного проводника) иэ материала с большим температурным коэффициентом скорости распространения ультразвука, является линейным термочувствительным элементом теплового иэвещателя и устанавливается поц потолком 1 контролируемого помещения.
Линия включается в цепь обратной связи усилителя 5 последовательно с регулируемым фазовращателем 6, необходи- мым цля установки порога срабатывания (по температуре) извещателя.
Формирователь 7 сигналов предназначен цля выцачи в двухпроводную линию
8 и 9 сигналов о пожаре и сигналов нормального функционирования пожарного извещателя, установленного на объекте.
В х од форм и р ова тел я 7 с и гнал ов подключен к выходу усилителя 5, а его выход подключен к двухпроводной линии 8 и 9 пожарной сигнализации. Формирователь сигналов может быть выполнен, например, в вице набора частотных детекторов 1 О и 1 1 и нескольких форм ирователей тока 12 и 13.
Устройство работает следующим образом.
Усилитель 5 с волновоцной ультразвуковой линией 2 и фазовращателем 6 в цепи положительной обратной связи прецставляет собой автогенератор, частота которого зависит от фазных сдвигов, вносимых линией и фазовращателем. При появлении очага пожара в контролируемом помещении происхоцит конвективный перенос тепла от очага к потолку 1, гце установлен термочувствительный элемент пожарного извещателя, выполненный в вице ультразвуковой волноводной линии.
Нагревание любого участка линии привоцит к изменению скорости распространения ультразвукового сигнала на этом участке. Изменение скорости распростра нения ультразвукового сигнала приводит
788135 6 вые линии могут быть выполнены в виае тонкой металлической ленты или проволоки, а- поэтому их теплопроводность намного выше, чем например, у объема газа. Кроме того, ультразвуковые волноводные линии допускают применение в качестве сигналов акустические поверхностные волны, которые не проникают внутрь материала, а распространяются по поверхности, что позволяет еще более повысить быстроцействие устройства, так как теплоемкость пограничного слоя (материала линии и окружающей среды), по которому распространяются поверхностные акус15 тические волны, имеет меньшую величину
> ° чем теплоемкость всего объема материала линии. Время реакции теплового иэвещателя, использующего в качестве термочувствительного элемента ультразву20 ковую волновоцную линию, опрецеляется соотношением с е
Р (3) 5 к появлению дополнительного фазового сдвига в цепи обратной связи автогенера тора и изменению частоты его автоколеб ний. Величина приращения частоты Д зависит от величины приращения темпера туры 4Т любого участка ультразвуково волноводной линии, поэтому установление порога срабатывания извещателя по температуре производится путем изменения начальной частоты колебаний автогенера тора при помощи регулируемого фазовращателя 6. При нагревании участка линии ао температуры срабатывания происхоцит изменение частоты артогенератора от начальной величины ао частоты, соответствующей заданной пороговой температуре. При этом на выходе частотного детектора 1 О, настроенного на частоту срабатывания „, появляется сигнал, который изменяет величину проводимости формирователя 13 тока. Изменение провоцимости формирователя 13 тока через цвухпровоаную линию 8 и 9 регистрируется пультом пожарной сигнализации или приемноконтрольным устройством как сигнал
Пожар". Если температура внутри конт-. ролируемого помещения находится в пределах нормы и устройство исправно {r.е. существуют колебания, а в устройствах с кольцом обратной связи это свидетельствует. об исправности всех узлов, включенных в кольцо), то на выходе частотного детектора 1 1 имеется сигнал, за» дающий определенную проводимость формирователю 12 тока, величина которой соответствует режиму Норма". Таким образом может осу.цествляться непрерывный цистанционный контроль работоспособности пожарных извещателей, установленных на защищаемых объектах.
Увеличение чувствительности по температуре достигается применением в качестве акустического резонатора (термочувствительного элемента) ультразвуковой волновоаной линии, выполненной в виае однородной линии, по которой распространяются высокочастотные ультразвуковые волны. Так как частота собст венных резонансных колебаний таких линий может на несколько поряцков превышать частоты звукового диапазона, то чувствительность прецлагаемого устройства по температуре оказывается гораздо выше, чем у термоизмерителя с газовым резонатором.
Снижение постоянной времени срабатывания предлагаемого устройства обуслов» лено тем, что волновоаные ультразвуко25 где С р — время реакции устройства на изменение температуры отдельного участка линии; — алина линейного термочув30 ствительного элемента(линии);
- скорость распространения упругих волн в волноводной линии.
Высокая помехоустойчивость предлагаемого устройства обусловлена отсутст3$ вием влияния на распространение упругих волн высокой частоты по волновоаной линии таких факторов, как низкочастотные вибрации, промышленные помехи, Щ переменные магнитные поля, повышенная радиация, агрессивность среды, повышенная загазованность и запыленность.
Таким образом, применение в качестве термочувствительного элемента пожарного извещателя ультразвуковой волновод45 ной линии, выполненной из материала с в высоким температ) рным коэффициентом скорости распространения ультразвука вместе с регулируемым фазовращателем позволяет повысить такие параметры надежности обнаружения очага пожара, как вероятность раннего обнаружения благодаря рассосрецоточению линейного чувствительного элемента по контролируемой площади, чувствительность и быстроцействие за счет параметров ультразвуковой волноводной линии, коэффициент готовности извещателя за счет непрерывного дистанционного контроля его работоспособ7 78 ности (диагностики) по одной двухпроводной линии пожарной сигнализации, что достигается широхополосностью ультра звуковой волноводной линии и частотным характером передаваемого по ней сигнала.
Применение пожарных иэвещателей с повышенной чувствительностью и линейным чувствительным элементом, контролирующим значительные площади объек; ! t та позволяет получить экономический эффект за счет раннего обнаружения очага пожара и высокой достоверности сигнала о пожаре благодаря высокому коэффициенту готовности устройства.
Формула изобретения
Пожарный извещатель, содержащий усилитель, в цепь обратной связи кото8135
8 рого включен резонатор, формирователь сигналов, связанный с выходом усилителя отличающийся тем,что с целью повышения надежности обнаружения очагов пожара, в пожарный извещатель введен регулируемый фазовращатель, а резонатор выполнен в виде волноводной ультразвуковой линии, вход резонатора соединен с выходом усилителя, вы30 ход резонатора подключен ко входу усилителя, выход которого через регулируемый фазовращатель соединен со входом формирователя сигналов.
Источники информации, 1З принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР № 223620, кл. Я 08 В 17/06
1 4. 1 1.68.
2. Авторское свидетельство СССР
2o № 119700, кл. 5 01 К 11/26, 20.10.58 (прототип).
ВНИИПИ Заказ 8359/58 Тираж 682 Подписное.
Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
