Устройство для пожарной сигнализации

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Сфвз Соеетскик Социалистических Республик(61) Дополнительное к авт, свид-ву(22) Заявлено 271181(2) 3359564/18-24 51) М.КЛ.З с присоединением заявки Мо(23) Приоритет 6 08 В 17/10 Государствеиимй комитет СССР по делам изобретений и открмтий(088. 8) Дата опубликования описания 150383 В.А,Кузнецов и Ф.И.ШароварВыадая инженерная пожарно-техническая школа(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЖАРНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ Изобретение относится к устройствам для пожарной сигнализации, выдающим сигнал тревоги при появлении дыма в охраняемом помещении.,Известно устройство для пожарной сигнализации, содержащее излучатель, оптическй связанный с фотоприемником, который через последовательно включенные усилитель, выпрямитель, интегратор и пороговый эле мент подключен к исполнительному узлу 1).Недостатками устройства являются низкое быстродействие и невысокая надежность.Наиболее близким техническим ре шением является устройство для пожарной сигнализации, содержащее излучатель, оптически связанный с Фотоприемником, подключенным через последовательно соединенные пер-. вый усилитель с управляевим коэффициентом усиления, узел установки дальности, второй усйлитель, первый детектор,и формирователь сигнала.трево= ги к входу блока выдачи команд, второй детектор, вход которого соединен с выходом первого усилителя, а выход подключен через интегратор, к . первому входу компаратора, ключ, вход/ которого соединен с выходом компара= тора, а выход подключен через запоминающий узел к управляющему входу первого усилителя,узел опорных напряжений, выход которого соевинен с вторым входом компаратора (,2,Однако известное устройство характеризуется низким быстродействием и недостаточной надежностью Функционирования при обнаружении развивающегося пожара, так как чувствительность устройства не зависит от динамики развития пожара и от соответст;вующих скоростных характеристик изменения оптической плотности задымяенноЯ среды между излучателем и фотоприемником, В то же врамя,; чем быстрее развивается пожар, тем на более ранней стадии его необходимо обнаружить для уменьшения матери, ального ущерба .и затрат на тушение. Цель изобретения - повышение быстродействия и надежности устройства для пожарной сигнализации,Поставленная цель достигается тем, что в устройство для пожарной сигнализации, содержащее излучатель,.оптически связанный с Фотоприемником, подключенным последовательно соединенные первый усили 1005122тель, узел установки дальности, второй усилитель, первый детектор и формирователь сигнала тревоги к входу блока выдачи команд, второй детектор, вход которого соединен с выходом первого усилителя, а выход подключен через интегратор к первому входу компаратора, второй вход которого соединен с выходом узла опорного напряжения, выход компаратора через последовательно сое диненные ключ и узел памяти подключен к первому управляющему входу первого усилителя, введены логарифмирующий и дифференцирующий узлы, распределитель сигнала по полярнос ти, два накопителя и узел запрета, первый вход которого соединен с выходом интегратора, второй вход - с выходом компаратора, а выхсд подключен через последовательно соединенные логарифмирующий и дифференцирующий узлы. к входу распределитет.я сигнала по полярности, первый выход которого подключен через первый накопитель к втсрому управляющему входу пер 25 його усилителя, а второй выход распределителя сигнала по полярности соединен через второй накопитель с управляющим входом второго усилителя.На чертеже пока.-ана функциональ" ная схема устройства для пожарной ,сигнализации.Устройство для пожарной сигнализации содержит излучатель 1, фотоприемник 2, два усилителя 3 и 4 (с управляемыми коэффициентами усиления),два детектора 5 и б, формирователь 7 сигнала тревоги, блок 8 выдачи команд, интегратор 9, компаратор 10, ключ 11, узел 12 памяти, узел 13 опорного напряжения, узел 14 запрета, логарифми 40 рующий узел 15, дифференцирующий узел 16, распределитель 17 сигнала по полярности, два накопителя 18 и 19, узел 20 установки дальности.Усзройство работает следующим об разом.В дежурном режиме излучатель 1 соз дает модулированный поток инфракрасного излучения, который достигает Фотоприемника 2, образуя тем самым инфракрасный луч в пространстве, Фо- топриемник 2 преобразует оптический сигнал в переменный электрический сигнал, который поступает на первый усилитель 3 с управляемым коэффициентом усиления). Усиленный сигнал с выхода усилителя 3, через детектор 6 и интегратор 9 подается на первый вход компаратора 10, на второй вход которого поступает опорное напряжение с узла 13 опорного напряжения. 60 Если входной сигнал на первом входе компаратора 10 превышает опорное напряжение на втором входе, то на выходе компаратора 10 формируется напряжение, которое воздействует через 65 ключ 11 на узел 12 памяти, вырабатывающий сигнал, уменьшающий коэффициент усиления усилителя 3. При этомуровень сигнала на выходе усилителя3 и выходе интегратора 9 поддержива-.;ется на заданном уровне независимоот погрешности юстировки, расстояниямежду излучателем 1 и фотоприемником 2 и других дестабилизирующихфакторов как при установке устройства на объекте, так и при его эксплуатации.При появлении дыма в поле зренияустройства сигнал на первом входекомпаратора 10 уменьшается ключ 11разрывает цепь. Управления коэффициентом усиления усилителя 3, а коэффициент,усиления усилителя 3 остается прежним благодаря использованиюузла 12 памяти. Таким образом осуществляется стабилизация чувствительности устройства и обеспечивается линейный режим работы первого уси"лителя 3, второго детектора б и инте)гратора 9.С усилителя 3 сигнал поступает также на узел 20 установкидальности и далее через усилитель 4и детектор 5 на вход формирователя7 сигнала Тревоги, При уменьшениисигнала на выходе детектора 5 нижеопределенного уровня Формирователь 7сигнала тревоги вырабатывает напря:жение, вызывающее срабатывание блока8 выдачи команд. При стабилизацииуровня сигнала на выходе усилителя 3чувствительность устройства определяется коэффициентом передачи цепи,состоящей из последовательно соединенных узла 20 установки дальностии второго усилителя 4; Коэффициентпередачи указанной цепи может варьироваться при помощи изменения коэффициента передачи узла 20 установкидальности (при этом устанавливается необходимая статическая чувстви.тельность устройства при данной даль.ности действия) и путем изменения,коэффициента усиления усилителя 4сигналом, зависящим от скоростныххарактеристик дымонакопления (приэтом в зависимости от динамики развития пожара меняется чувствительность устройства). Сигнал управления коэффициентом усиления второгоусилителя 4 вырабатывается электрической цепью, включающей узел 14запрета, логарифмирующий узел 15,дифференцирующий узел 16, распределитель 17 сигнала по полярности инакопитель 19,При нарастании оптической плотности среды между излучателем 1и фотоприемником 2 происходит уменьшение сигнала на выходе интегратора 9, причем скорость изменениялогарифма сигнала на выходе интегратора 9 пропорциональна скоростиизменения оптической плотности и, следовательно, скорости изменения средней концентрации дыма между излучателем 1 и Фотоприемником 2, Сигнал с выхода интегратора 9 подается через узел 14 запрета на логарифмирующий узел 15, на выходе ко,торого формируется напряжение, скорость изменения которого пропорциональна скорости изменения концентрации дыма. 0С выхода логарифмирующего узла 15 сигнал поступает на дифференцирующий узел 16, выходной сигнал которого пропорционален скорости изменения оптической плотности. С вы хода дифференцирующего узла 1 б сигнал подается на распределитель 17 сигнала по полярности, причем, если происходит нарастание оптической плотности контролируемой среды, то на втором выходе распределителя 17 появляется напряжение, которое через второй накопитель 19 уменьшает коэффициент усиления второго усилителя 4, Тем самым обеспечивается уменьшение порога срабатывания устройства по оптической плотности при быстром увеличении концентрации дыма. Это, в свою очередь повышает бйстродействие и надежность обнару- жения :развивающегося пожара.Возможен случай, когда с возрастанием энергии пожара имеет место уменьшение оптической плотности среды, Например, вначале возникает тлеющее горение,в результате которого 35 дым накапливается, затем в какой-то момент времени, когда оптическая плотность задымленной среды еще не достигла порогового уровня срабатывания устройства, происходит воспламе нение, При этом оптическая плотность среды уменьшается вследствие увеличения скорости тепловых потоков под очагом горения и уменьшения дымообразующей способности горючего мате риала, Затем по мере развития пожара оптическая плотность вновь начинает нарастать. Таким образом, переход из тлеющего горения в пламен ное может задержать срабатывание устройства, С целью повышения быстродействия и надежности функциони" рования в случае перехода тлеющего горения в пламенное введена цепь обратной связи, включающая накопитель 18, управляющий коэффициентом усиле ния первого усилителя 3. Распреде" литель 17 сигнала по полярностиобеспечивает прохождение сигнала с выхода дифференцирующего узла 16 на вход накопителя 16 только в том слу" 60 чае, если оптическая плотность среды уменьшается. При этом сигнал, снимаемый с выхода накопителя 18,уменьшает коэффициент усиления усилителя 3 так, чтобы скорость изменения амплитуды у сигнала на выходе усилителя 3 былаблизкой к нулевой, В результате несмотря на уменьшение оптической плотности среды при воспламенении горючего материала сигнал на.выходе усилителя 3 практически не изменяется.При дальнейшем развитии пламенногогорения скорость падения вптическойплотности начинает уменьшаться; ипройдя через нуль, меняет знакПриэтом цепь управления коэффициентомусиления усилителя 3 по второмууправляющему входу разрывается распределителем 17 сигнала по полярности,а коэффициент усиления усилителя 3некоторое время остается прежнимблагодаря накопителю 18. При возрастании оптической плотности падениесигнала на выходе усилителя 3 начинается с меньшего уровня, чем приотсутствии цепи управления коэффициентом усиления по второму управляющему входу усилителя 3,Вследствие этого повышаетсябыстродействие устройства и надежность его функционирования при обнаружении быстроразвивающегося пожара,характеризуемого переходом тлеющегогорения в пламенное,Для исключения влиянияна чувствительность устройства скачков сигнала, вызванных переходными процессами при включении устройства и еговыходом на режим, междуинтеграто-ром 9 и логарифмирующим узлом 15включен узел 14 запрета, управляемый сигналом с выхода компаратора10. Узел 14 запрета обеспечивает пе-редачу сигнала с выхода интегратора,9 на вход логарифмирующего узла15, только если выходное напряжение интегратора 9 не превышает величину опорного напряжения на второмвходе компаратора 10, т.е. толькотогда, когда устройство находитсяв рабочем режиме.Экономический эффект от использования изобретения обусловлен его техническими особенностями, приведенными выше. Формула изобретенияУстройство для пожарной сигнализации, содержащее излучатель, оптически . связанный с Фотоприемнивом, подключенным через последовательно соединенные первый усилитель, узел установки дальности, второй усилитель, первый детектор и формирователь сигнала тревоги к входу блока выдачи команд, второй детектор, вход которого соединен с выходом первого усилителя, а выход подключен через интегратор к первому входу компаратора, второй вход которого соединен с выходом.узла опорного1005122 Составитель Е, Бударина Техред А.Ач Коррект едактор К. Воло илав Подписнго комитета СССРй и открытийушская наб., д, 4/ илнал ППП "Патеит", г. Ужгород, ул, Проектн напряжения,. выход компаратора черезпоследовательно соединенные ключ иузел памяти подключен к первомууправляющему входу первого усилителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения быстродействия и надежности устройства, внего введены логарифмирующий и дифференцирующий узлы, распределитель.сигнала по полярности, два накопителя и узел запрета, первый вход которого соединен с выходом интегратора, второй вход - с выходом компаратора, а выход подключен через последовательно соединенные логарифмирующий и дифференцирующий узлы к аказ 1906/68 Тираж 61 ВНИИПИ Государственн по делам изобретен 113035, Москва, Ж, Рвходу распределителя сигнала по полярности, первый выход которого подключен через первый накопитель квторому управляющему входу первогоусилителя, а второй выход распределителя сигнала по полярности соединен через второй .накопитель суправляющим входом второго усилителя. Источники информации,10 принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 408349, кл. 6 08 В 13/18, 1971,2. Авторское свидетельство СССРпо заявке В 3222017/18-24,кл. 6 08 В 17/0, 1980 (прототип),