Пожарный извещатель

Союз Советск йЫ 7СоцмалкстическикРеспублик АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ(23) Приоритет по делам нзооретеннй н открытийОпубликовано 15.12.80. Бюллетень,% 46 Дата опубликования описания 18.12.80(72) Авторы изобретения Г, А. Метелкин и Д. В. Невзоров Всесоюзный научно-исследовательский институтпротивопожарной обороны МВД СССР(54) ПОЖАРНЫЙ ИЗВЕЩАТЕЛЬ ций е 1Изобретение относится к области ав томатической пожарной сигнализации и предназначено для регистрации конвективных тепловых потоков, вызванных пожаром в контролируемом помещении.Известны тепловые пожарные извеща 5 тели и измерители температуры, основанные на различных принципах.Известно устройство, содержащее чувствительный элемент и схему обра 1 О бсиии сисиала (1.Наиболее близким техническим решением к изобретению является пожарный извещатель, содеращий датчик-типорезонатор, включенный в цепь обратной связи, усилитель, соединенный с формирователем сигналов тревоги 12Однако устройство имеет значитепьную инерционность срабатывания вследствие низкой теплопроводности газа, заполняющего резонатор и значительного его объема. Чувствительность известного устройства невысока, так как она зависит (в подобных устройствах) от величины резонансной частоты акустического :,резонатора, а резонансная частота газового резонатора находится в диапазоне звуковых частотчто 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 фсигналов через регулируемый фазоврашатель,На чертеже представлена функциональная схема пожарного иэвешателя.Устройство содержит потолок 1 контролируемого помещения, волноводную ультразвуковую линию 2, вход 3 линии, выхоц 4 линии, усилитель 5, регулируемый фазо-. 30 2где Й - необходимое число точечныхтепловых датчиков (извешателей) с суммарной вероятностью5раннего обнаружения, эквивалентной вероятности обнаруже-,ни 6 одного линейного термоиэвешателя;- цлина чувствительного элемента линейного термоизвещателя;Я, - площадь источника конвективного теплового потока илиплошаць очага пожара в нв 15чвльной его ствции;) - плошадь, контролируемая оцним линейным термоизвешателем, который имеет длину20чувствительного элементаравнуюплошадь контролируемогопомещения;9 О - вероятность раннего обнару 25жения пожара одним линейнымтепловым иэвешателем попервому тепловому импульсу;р - вероятность раннего обнаруТжения пожара одним точечным тепловым иэвешателем.Однако существующие линейные тепло. вые извешвтели (термокабели) термодатчики, основанные на изменении их сопротивления или сопротивления изоляции35 проводов от температуры имеют ряц нецостатков: низкую чувствительность по температуре, значительную инерционность срабатывания, а также сложность разделения сигнала неисправности (нвпример,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 извешений о пожаре.Целью изобретения является повышение нацежцости обнаружения очагов пожара.Поставленная цель достигается тем, что в цепь обратной связи устройства ввецен регулируемый фвзоврашатель, резонатор выполнен в вице волновоцной ультразвуковой линии, выход резонатора55 подключен ко входу усилителя, а вход резонатора соединен с выходом усилителя, который соединен со входом формирователя врашатель 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 виде ленты (или проволочного проводника) иэ материала с большим температурным коэффициентом скорости распространения ультразвука, является линейным термочувствительным элементом теплового иэвешателя и устанавливается поц потолком 1 контролируемого помещения.Линия включается вцепь обратной связи усилителя 5 последовательно с регулируемым фазоврашателем 6, необходи-мым цля установки порога срабатывания ( по температуре) извешвтеля.формирователь 7 сигналов предназначен цля выдачи в двухпроводную линию 8 и 9 сигналов о пожаре и сигналов нормального функционирования пожарного извешателя, установленного нв объекте.Вход формирователя 7 сигналов подключен к выходу усилителя 5, в его выход подключен к двухпроводной линии 8 и 9 пожарной сигнализации, формирователь сигналов может быть выполнен, например, в вице набора частотных детекторов 10 и 11 и нескольких формирователей тока 12 и 13. Устройство работает следующим образом.Усилитель 5 с волновоцной ультразвуковой линией 2 и фазоврвшвтелем 6 в цепи положительной обратной связи представляет собой автогенератор, частота которого зависит от фазных сдвигов, вносимых линией и фазоврашателем. При появлении очага пожара в контролируемом помещении происхоцит конвективный перенос тепла от очага к потолку 1, гце установлен термочувствительный элемент пожарного извешателя, выполненный в вице ультразвуковой волноводной линии. Нагревание любого участка линии приводит к изменению скорости распространения ультразвукового сигнала на этом участке, Изменение скорости распространения ультразвукового сигнала приводит788135 6вые линии могут быть выполнены в виаетонкой металлической ленты или проволоки, а- поэтому их теплопроводность намного выше, чем например, у объема газа. Крометого, ультразвуковые волноводные линиидопускают применение в качестве сигналов акустические поверхностные волны,которые не проникают внутрь материала,а распространяются по поверхности, чтопозволяет еще более повысить быстродействие устройства, так как теплоемкость пограничного слоя (материалалинии и окружающей среды), по которому распространяются поверхностные акус 15тические волны, имеет меньшую величинуЭчем теплоемкость всего объема материала линии. Время реакции теплового иэвещателя, использующего в качестве термочувствительного элемента ультразву 20ковую волновоаную линию, определяетсясоотношением(3) 5к появлению дополнительного фазового сдвига в цепи обратной связи артогенера тора и изменению частоты его автоколеб ний. Величина приращения частоты Ьзависит от величины приращения темпера туры 4 Т 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 происходит изменение частоты артогенератора от начальной величиныао 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 проводимости формирователя 13 тока через двухпроводную линию 8 и 9 регистрируется пультом пожарной сигнализации или приемно- контрольным устройством как сигнал Пожар", Если температура внутри контролируемого помещения находится в пределах нормы и устройство исправно (т.е.существуют колебания, а в устройствах с кольцом обратной связи это свидетельствует. об исправности всех узлов, включенных в кольцо), то на выходе частотного детектора 11 имеется сигнал, за дающий определенную проводимость формирователю 12 тока, величина которой соответствует режиму "Норма", Таким образом может осуществляться непрерывный дистанционный 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 виде однородной линии, по которой распространяются высокочастотные ультразвуковые волны. Так как частота собст венных резонансных колебаний таких линий может на несколько порядков превышать частоты звукового диапазона, то чувствительность предлагаемого устройства по температуре оказывается гораздо выше, чем у термоизмерителя с газовым резонатором,Снижение постоянной времени срабатывания предлагаемого устройства обуслов лено тем, что волновоаные ультразвуко 25где Ср - время реакции устройствана изменение температурыотдельного участка линии;- алина линейного термочувствительного элемента(линии);С - скорость распространенияупругих волн в волноводной линии.Высокая помехоустойчивость предлагаемого устройства обусловлена отсутствием влияния на распространение упругихволн высокой частоты по волновоанойлинии таких факторов,как низкочастотные вибрации, промышленные помехи, 4 чпеременные магнитные поля, повышеннаярадиация, агрессивность среды, повышенная загазованность и запыленность.Таким образом, применение в качестветермочувствительного элемента пожарного извещателя ультразвуковой волноводной линии, выполненной из материала с ввысоким температурным коэффициентомскорости распространения ультразвукавместе с регулируемым фазовращателемпозволяет повысить такие параметры надежности обнаружения очага пожара, каквероятность раннего обнаружения благодаря рассосредоточению линейного чувствительного элемента по контролируемойплощади, чувствительность и быстродействие за счет параметров ультразвуковойволноводной линии, коэффициент готовности извещателя за счет непрерывного дистанционного контроля его работоспособ7 78 ности (диагностики) по одной двухпроводной линии пожарной сигнализации, что достигается широКополосностью 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- г та позволяет получить экономический эффект за счет раннего обнаружения очага пожара и высокой достоверности сигнала о пожаре благодаря высокому коэффициенту готовности устройства,Формула изобретенияПожарный извещатель, содержащий усилитель, в цепь обратной связи кото 81358рого включен резонатор, формировательсигналов, связанный с выходом усилителя, о т л н ч а ю щ и й с я тем, чтос 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, вы 0 ход резонатора подключен ко входу усилителя, выход которого через регулируемый фазовращатель соединен со входомформирователя сигналов.Источники информации,1 принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР223620, кл. 6 08 В 17/0614.11.68,2. Авторское свидетельство СССР2 о119700, кл. 6 01 К 11/26,20,10,58 (прототип).