Датчик дыма

(51) С 08 В ЕТЕН ЕЛЬСТВУ од точнн ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКР 3 ОПИСАНИЕ АВТОРСКОМУ СВИД(56) 1. Авторское свидетельство СССУ 593227, кл. 6 08 В 17/10, 1976.2. Авторское свидетельство СССРУ 1001131, кл. С 08 В 17/10, 1981(54)(57) ДАТЧИК ДЫМА, содержащий иск излучения и фотоприемник,оптически связанные через контролир емую среду внутри измерительной каме-, ры, в которой размещен элемент фокусировки излучения, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью увеличения чувствительности датчика, в него введен световодный коллектор сннм выходным и двумя входными торцами, выходной торец и один из входных торцов размещены внутри измерительной камеры и расположены на одной оптической оси, а элемент Фокусировки излучения установлен у выходноГо торца световодного коллектора, другой входной торец которого оптически связан с источником излучения1 1138Изобретение относится к автоматической пожарной сигнализации и может найти применение в качестве .цатчика дыма на объектах, связанных с изготовлением, переработкой, хранением или транспортировкой пожароопасных вещестьи материалов.Известен датчик дыма, содержащий источник излучения, оптически связанный с фотоприемником, который вос принимает поток излучения, рассеиваемый дымом в случае возникновения пожара 1 .Однако в данном датчике частицами дыма рассеивается лишь незначитель ная часть потока излучения, основная часть которого гасится в результате многократного переотражения от защитного ограждения и элементов конструкции измерительной камеры 20 дымового датчика, что определяет его невысокую чувствительность.Наиболее близким техническим решением к изобретению является датчик дыма, содержащий корпус с защитной 25 сеткой, внутри которого расположены держатель и оптичЕски связанные источник излучения и фотоприемник, держатель выполнен в виде трехгранной равнобедренной призмы с каналами, входящими в боковые грани призмы, в каналах закреплены источник излучения и Ьотоприемник,оптические поверхности которых направлены к боковым граням призмы, оси каналов расположены в35 одной плоскости и пересекаются вне держателя, вне поля зрения фотоприем-. ника размещен элемент фокусировки излучения, выполненный в виде сферического вогнутого зеркального отражателя, оптический центр которого совмещен с источником излучения 2 .В известном датчике частицы дыма рассеивают дополнительный световой поток, отраженный от сферического вогнутого зеркального отражателя, что увеличивает чувствительность дымового датчика. Однако в нем эффективность использования светового потока источника 50 излучения недостаточно высока, поскольку основная часть светового потока концентрируется сферическим вогнутым отражателем в его оптическом центре и гасится внутри канала 55 держателя, являющегося глушителем излучения, что снижает чувствитель ность дымового датчика. 818 2Цель изобретения - увеличение чув ствительности датчика дыма за счет более полного использования светового потока источника излучения,Поставленная цель достигается тем, что в датчик дйма, содержащий источник излучения и фотоприемник, оптически связанные через контролируемую среду внутри измерительной камеры, в которой размещен элемент фокусировки излучения, введен свето- водный коллектор с одним выходным и двумя входными торцами, выходной торец и один из входных торцов размещены внутри измерительной камеры и расположены на одной оптической оси, а элемент фокусировки излучения установлен у выходного торца свето- водного коллектора, другой входной торец которого оптически связан с источником излучения.На чертеже приведена структурная схема предлагаемого датчика дыма.Датчик дыма содержит источник 1 излучения,фотоприемник 2, измерительную камеру 3, световодный коллектор 4 с одним выходным торцом 5 и двумя входными торцами 6 и 7, Выходной торец 5 световодного коллектора 4 через элемент 8 фокусировки излучения, проходящего через чувствительную к дыму область 9, расположенную между элементом 8 и входным торцом 6 световодного коллектора 4, оптически связан с фотоприемником 2 ивходным торцом 6.Чувствительная к дыму область 9 расположена внутри измерительной камеры 3 и образована пересечением телесных углов поля зрения элемента 8 фокусировки излучения и неосвещенного непосредственно нм фотоприемника 2,Выходкой торец 5 с элементом 8 фокусировки излучения и в:одной торец 6 световодного коллектора 4 оптически связаны друг с другом и расположены на одной оси, а другой входной торец 7 световодного коллектора 4 оптически связан с источником 1 излучения.Световодный коллектор 4 предназначен для подвода излучения от входных торцов 6 и 7 к чувствительной к дыму области 9,При отсутствии дыма в контролируемом пространстве световой поток источника 1 излучения через входной торец 7 передается на выходной торец 5 световодного коллектора 4 и через11388 55В предлагаемом датчике при многократном прохождении через дым доля рассеиваемого дымом светового пото 3элемент 8 фокусировки попадает навходной торец 6, передается на выходной торец 5 световодного коллектора 4 и через элемент 8 фокусировкиизлучения вновь попадает на входнойторец 6 и т,д,Таким образом, в чувствительнойк дыму области 9 обеспечивается многократное прохождение светового потока источника 1, которы.не попадает 10на фотоприемник 2, благодаря концентрации потока излучения на входном торце 6, расположенном вне полязрения фотоприемника 2,При появлении дыма в контролируемом пространстве он проникает в измерительную камеру 3 и попадает вчувствительную к дыму область 9,При этом часть светового потока источника 1 излучения рассеивается час тицами дыма и попадает на фотоприемник 2, а остальной световой источник 1 попадает на входной торец 6,передается на выходной торец 5 светового коллектора 4 и через элемент 258 фокусировки излучения вновь проходит через чувствительную к дымуобласть 9, где вновь рассеиваетсядымом и попадает на фотоприемник 2,а остальной световой поток попадаетна входной торец 6 и вновь попадаетчерез выходной торец 5 и элемент 8фокусировки излучения в чувствительную к дыму область 9.Таким образом, многократное про 35хождение светового потока черезчувствительную к дыму область 9 увеличивает чувствительность датчикадыма, т.е. увеличивает рассеиваемыйдымом световой поток, регистрируемый 40фотоприемником 2, электрический сигнал которого, проходя через устройство обработки, вызывает сигнал тревоги.Так, например, если при одно 45кратном прохождении света через дымв датчике 1 от заданной концентра-.ции дыма рассеивается на фотоприемникчасть о полного светового потокаизлучателя, то при двухкратном про 50хождении света через дым в известном устройстве при той же концентрации дыма рассеивается на фотоприемник 2 о .от полного светового потокаизлучателя. 18 4ка, регистрируемого фотоприемником 2,определяется формулой суммы бесконечно убывающей геометрической прогрессии 3бю = -и-фонгде 3 - часть светового потока источника 1, рассеянная дымомна фотоприемник 2 при однократном прохождении светачерез дым;1 - коэффициент ослабления света при его однократном прохождении через чувствительную к дыму область 9.Так, например, при о = 0,95 долярассеиваемого дымом светового потока, регистрируемая фотоприемником 2,у предлагаемого датчика равнаВ-- -р -- = 20 о, т,е, в 10 разЭбольше, чем у известного,Таким образом, при ц = 0,95 чувствительность к дыму предлагаемогодатчика на порядок выше, чем у известного с двухкратным прохождениемсвета через дым.фотоприемник 2 имеет широкуюдиаграмму поля зрения, поэтому из чувствительной к дымуфобласти 9 на фо-.топриемник 2 попадает излучение, рассеиваемое частицами дыма как подострым, так и под тупым углом к направлению распространения излучения,что обеспечивает приблизительно одинаковую чувствительность к белому ик черному дыму.Как известно, основным потребителем энергии в датчике дыма являетсявстроенный в него источник 1 излучения,Предлагаемый датчик при одинаковойчувствительности с известным ртчикомпозволяет использовать маломощныйисточник 1 излучения, например излучающий диод, за счет многократногоиспользования излучения что обесо фпечивает малое эйергопотребление,т,е. экономию электроэнергии.Предлагаемый датчик дыма можетбыть выполнен без встроенного излучателя, при этом в качестве источника1 излучения может быть использованпосторонний источник освещения защищаемого объекта, например светильник, к которому подводится входнойторец 1 световодного коллектора 4,причем один светильник может обеспечить работу нескольких таких дат1138818 Составитель О. БогомоловаРедактор А. Шандор Техред А.Бабинец Корректор Г. Огар Заказ 10692/38Тираж 611 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д, 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 чиков одновременно с освещением защищаемого объекта.В качестве источника 1 излучения датчика дыма может быть использован солнечный или дневной свет, 5 падающий на входной торец 7 световодного коллектора 4, в этом случае для увеличения угла захвата солнечного или дневного света световодный коллектор 4 выполнен с шаровым сферичес б ким входным торцом 7. При совместном использовании естественного и искусственного освещения можно обеспечить непрерывную круглосуточную работу датчика дымапри малом энергопотреблении.Предлагаемый датчик обладает следующими преимуществами по сравнениюс известным: увеличение чувствительности к дыму; возможность использования встроенных маломощныхизлучателей при заданной чувствительности к дыму; воэможность использования любого светильника на защищаемом объекте; возможность исполь.зования в качестве источника излучения солнечного или дневного света,что повышает эффективность противопожарной защиты объекта,