Устройство для тревожной сигнализациир, -н

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ389536 тельстваависимое от авт. свиаявлено 16,Ч 11,1971 1672016 18 М. Кл. 6 08 Ь 17/1 с присоединением заявки-Приоритет -Опубликовано 05.Ч 11,1973, Еюллетень29 Государстеенный комитетСонета Министрое СССРпо делам изсоретенийн открытий 54.924.5 (088.8 ния 24.Х.19 Дата опубликования опи Авторизобретен В. Н. Меерсо десский филиал Специального проектно-конструкторского бюро противопожарной автоматикиЗаявител УСТРОЙС ЛЯ ТРЕВОЖ ГНАЛ ИЗАЦ фиг. 2) мпуль Изобретение относится к области пожарной сигнализации,Известно устройство для тревожной сигнализации, содержащее приемный пункт с источником питания, соединенным с электронным ключом, вход которого подключен к одному выходу триггера, другой выход которого соединен с элементом времени, а входы триггера соединены с выходами элемента задержки и селектора, выходной и программный блоки и датчик, установленный на охраняемом объекте и подключенный через линию связи с включенным в нее измерительным элементом, к приемному пункту,Предложенное устройство для тревожной сигнализации отличается от известного тем, что в него введен дифференциальный анализатор, вход которого подключен ко входу элемента задержки и выходу триггера, шина сброса соединена с выходом программного блока, а выход дифференциального анализатора подключен ко входу выходного блока.Это позволяет повысить надежность работы устройства,На фиг. 1 показана схема устройства для тревожной сигнализации; на фиг. 2 - вариант схемы дифференциального анализатора.Устройство содержит п датчиков дыма 1, приемную станцию 2 и двухпроводную линию связи 3,Датчик дыма состоит из фазосдвигающейцепочки (ионизационной камеры 4 с радиоактивным изотопом и конденсатора б), вход которой подключен к линии 3, а выход - 5 к управляющей сетке тиратрона б тлеющегоразряда,Приемная станция 2 содержит источникпитания 7, электронный ключ 8, измеритель,ный элемент-резистор 9, селектор импульсов 10 10, триггер 11, элемент задержки 12, дифференциальный анализатор 13, выходной блок 14 и программное устройство 15.Дифференциальный анализатор (состоит из триггера 1 б, генераторасов 17 и реверсивного счетчика 18.На приемной станции 2 формируются импульсы опроса (1., котсрые посылаются по линии связи 3 на один или несколько датчиков 1. Ответный импульс датчика при отсутствии пожара сдвигается по времени относительно переднего фронта импульса опроса с помощью фазосдвигающей цепочки 4, б, При попадании дыма в камеру 4 этот временной сдвиг увеличивается пропорционально увеличению сопротивления камеры. На приемной станции 2 временные интервалы между передними фронтами импульсов опроса и ответных импульсов датчика направляются в дифференциальный анализатор, в котором переводятся в цифровой отсчет, измеряются и про 389536изводятся сравнения последующих результатов сравнения, Через заданное время производится сброс результатов сравнения. Если результат сравнения не превышает допустимой величины, сигнал пожара отсутствует,Формирование импульсов опроса Уна приемной станции осуществляется периодически источником витания 7, электронным ключом 8 и триггером 11.При появлении сигнала на выходе триггера 11, связанном со входом электронного ключа 8, последний включается и подает импульс /через линию связи 3 на вход фазосдвигающей цепочки. При этом конденсатор 5 начинает заряжаться через камеру 4. Когда напряжение на конденсаторе 5 достигает величины напряжения зажигания тиратрона б по управляющей сетке, конденсатор 5 разряжается, тиратроц б включается и скачком увеличивает ток в линии 3. Скачок тока в виде падения напряжения на резисторе 9 фиксируется селектором 10 на приемной станции как поступление ответного импульса датчика. Селектор 10 опрокидывает триггер 11, на его выходе, связанном со входом ключа 8, сигнал исчезает, ключ выключается, прекращается посылка напряжения, тиратрон б гаснет и наступает пауза. Одновременно появляется сигнал на выходе триггера 11, связанном со входом элемента задержки 12, который определяет длительность паузы. При появлении сигнала на выходе элемента задержки 12, связанном со входом триггера 11, последний опрокидывается, прекращается пауза, и начинается следующий импульс опроса,Интервал времени между передними фронтами импульса опроса и ответного импульса датчика за(висит от постоянной времени цепочки 4, 5. При появлении дыма сопротивление камеры 4 увеличивается, увеличивается время заряда конденсатора 5 до напряжения зажигания тиратрона б и соответственно увеличивается интервал времени между передними фронтами импульсов опроса и ответного импульса датчика.Уве.тичение этого интервала времени может произойти также при отсутствии дыма из-за увеличения емкости конденсатора 5, увеличения напряжения зажигания тиратрона б, уменьшения тока камеры 4 при низкой температуре или высокой влажности окружающей среды и т. д.В связи с тем, что величина указанного интервала времени пропорциональна величине параметра детектора дыма Й, (сопротивление ионизационной камеры) для определения скорости изменения Й, достаточно определить скорость интервала времени между передними фронтами импульса опроса и ответного импульса датчика.Для этого вход дифференциального анализатора 13 соединяется с выходом триггера 11 илц с выходом селектора импульсов, а шина сброс анализатора соединяется с выходом программного устройства 15. В дифференциальном анализаторе 13 интервалывремени преобразуются в цифровой отсчет,измеряются и вычисляются приращения последующих результатов измерения над пре 5 дыдущими.В дифференциальном анализаторе генератор 17 подает импульсы на вход реверсивного счетчика 18. Переключение режимов работы счетчика 18 сложение или вычитание10 осуществляется триггером 1 б. Программноеустройство 15 производит сброс показанийсчетчика 18 через промежутки времени, которые зависят от требуемой чувствительностидатчиков к дыму и уровня помех.На фиг. 3 показаны графики напряженийв функции от времени, где обозначено;У, - напряжение импульсов опроса;ЛУ, - ответные пмпульсыс датчиков цаизмерительном элементе 9;ь, - амплитудное значение ответногоимпульса датчика, выбираемоевыше уровня помех в линии;1, - заданный интервал времени, цакоторый сдвигается ответный импульс датчика относительно импульса опроса в отсутствие дыма.На фиг, 2 а, б показаны графики импульсов опроса К, и соответствующие им ответные импульсы датчиков, В течение первыхдвух импульсов опроса на датчик не воздействовали дым и помехи, так как его ответныеимпульсы сдвинуты на заданный интервалвремени 1 г Ответный импульс датчика натретий импульс опроса поступил позже заданного интервала времени через 1+1 начетвертый импульс опроса - через интервал11 ++ 12Приращения 1, и Л 1 определяются диф 40ференциальным анализатором. Если величинакаждого приращения или их сумма превыситуровень Йили соответствующее ему чис.ло на счетчике (см, фиг. 4 в 4 б, в) за промежуток времени лТ = Т, - Т, = Т - Т, == Т, - Т., то появится сигнал тревоги, Есливременной сдвиг ответного импульса датчиканепрерывно увеличивается, например, из-заувеличения напряжения зажигания тиратрона 14, но вызванные этим приращения за интервалы времени Л 1 не превышали уровняР (средней скорости или производной изменения Й,), то ложный сигнал пожара непоявляется, несмотря на то, что временнойсдвиг 12)1, (см. фиг, Зв, г). При появлениидыма и быстром увеличении временного сдвига 1, на величину Мз появляется сигнал пожара, т. е, система в этом случае функционирует нормальноЕсли временной сдвиг отсветного импульсадатчика уменьшается, как показано нафиг, 4, аЙдэ =( бэ, )1,то чувствительность системы, реагирующейтолько на скорость изменения Й не изменяется.Целью изобретения является уменьшение65 влияний медленных изменений параметров35 датчиков па точность работы устройства. Параметр дыма (чувствительного элемента датчика), например сопротивление ионизационной камеры, является функцией концентрации дыма Ядп = Р(бп), где 6 п - концентрация дыма при возникновении пожара. В свою очередь, 6 является также величиной переменной и зависит от интенсивности пожара, например 6 п =ю. Таким образом, параметр детектора дыма является функцией двух пер еменных Рдп = Р 1 (6,). В режиме ожидания (при отсутствии дыма) старенрие деталей датчика и воздействие условий окружающей среды также вызывают изменения параметра Лд детектора дыма, При положительном изменении (увеличении Л д) чувствительность датчика увеличивается, прои отрицательном - уменьшается.В рЕЖИМЕ Ожндаяня Я,7 э =(6 э), ГдЕ 6 э - эквивалентная концентрация дыма, т, е. условия окружающей среды и старение деталей эквивалентные по своему воздействию значению концентрации дыма. 6, медленно меняется с течением времени 6, =ВЯ.Таким образом, в режиме ожидания Рд также является функцией двух перемененных Я дэ =7(6 э,На фиг. 4, а показаны графи 1 ки зависимостей параметра детектора дыма от времени при появлении дыма Рдп=Р,(6 э, ) в режиме ожидания при положительных, изменениях параметра детектора Рдэ =7(6 э, ) и отрицательных измененияхВ исходном состоянии (при отсутствии дыма и повреждений ) значение Лд устанавливают равным % Сигнал пожара подается при достижении Рд значения Р д 777. Чувствительность датчика (минимальное значение Лд 777) ограничивается степенью воздействия на датчик изменяющихся условий окружающей среды и старением деталей датчика. Например, для ионизационных датчиков дыма параметриРдтческий запас и==2. При и (2 датРчик работает неустойчиво и часто дает ложные сигналы пожара.В режиме ожида 1 ния (фиг, 4,а) при медленном увеличении по кривой Ядэ =,(6 э) возможно ложное срабатывание датчика в момент времени =-6, при котором Лдэ достигает значения Рд 7,.При появлении дыма Р, изменяется по кривой Рдп =Р,16 п, ) и через время 1 достигает значения Р.7777.Если функция Р(6,) и 1(6 э ) мочотонно изменяющиеся кривые, то в любой из точек, лежащих на этих кривых, можно найти производные или скорости их изменения Если перейти от непрерывных измерений5 ;к дискретным чер ез интервалы времени1, то средние скорости соответственно равны Мэп МдпЙ дпср1 ОМдэМэ Предположим, что воздействие 6 Э за вре мя 17 =ю вызвало изменения Лд от Рд до)д , а воздействие 6 вызвало такое же;изменение за время дп - дюТогда средние скорости изменения Рдп завремя 1 п - ю и Рдэ за время 1, - 1 ю запишутсясоответственно 25 Р - Р да,Рдэср -и ютак как т= р, В, =ЬК, то Мп = 6 зоСрабатывание датчика при появлении дымасоставляет (17 - Я(10 сек, а ложное срабатывание возникает не чаще, чем через несколько суток, поэтому:(. - ю)( - ю). Тогда Р ,р Р, дэср илиМд Рдэ Ь Ь 14 О Если в режиме ожидания и при появлениидыма измерения Яд производить через одни и те же промежутки времени 41, то за этот инТЕРВа 7 1 РлэР эпВ этом случае параметрический запас дат чика или системы Ь 7п 1=1.Р.7 ЭТаким образом, устройство, реагирующеена производную изменения параметра детектора, зависимого от концентрации дыма, обладает значительно большей устойчивостью, чем устройство с датчиками максимального действия.Для вычисления производной измененияпараметра детектора дыма необходимо периодически через определенные промежутки времени измерять этот параметр и результаты каждого последующего измерения сравнивать 50 с предыдущим. Каждый результат сравненияможно переводить в запоминающее устройство, анализировать, затем сбрасывать.На фиг. 4,б показан график изменения Рдв режясме ожидания; на фиг. 4,в - график 55 сРелней скоРости изменениЯ пРоизвоДной Ьд,определяемой следующим образом, Произво389536 жение рос г.Г дится измерение Л в точке 1 (фиг, 4,б), затем через промежуток времени ЛТ= Т, - Т, производится измерение в точке 11, результаты измерений вводятся в дифференциальный анализатор, который определяет приращение результата второго измерения по сравнению с первым. Если этот результат сравнения Й, не превышает заданный уровень Й то сигнал по- кара отсутствует. После анализа Л, производится сброс этого результата сравнения и проводятся аналогичные операции в точках 11, 111 и т. д. Как видно из графиков 4, б, в, несмотря на то, что произошли значительные изменения Якоторые могли бы в датчике максимального действия дать ложный сигнал пожара в момент времени 1, в устройстве, реагирующем на скорость (производную) изменения Яэти изменения периодически сбрасываются и ложный сигнал пожара отсутствует.На фиг. 5 а, б показаны графики изменения Р, и Р, при появлении дыма. Результат сравнения между точками 17 и 1 через интервал времени ЬТ = Т, - То превысил заданный уровень Япри достижении которого должен появиться сигнал пожара в момент времени 1,=Т, (фиг. 5, б).В случае медленного нарастания концентрации дыма результат сравнения последующего результата изменения с предыдущим не успеет превысить заданный уровень Я, за малый интервал времени между этими измерениями и сигнал пожара не появляется. Поэтому минимальный интервал ограничивается заданной минимальной скоростью нарастания концентрации дыма, которая долина быть обнаружена. Однако при большой скорости нарастания концентрации дыма и соответственно большой величине производной Л сигнал пожара можно получить значительно раньше, если измерения и сравнения результатов .измерения производить через интервалы Л 1 СЬТ, где 1=1 - То=6 - 11 =з - 1 и т. д. (фиг. 5 а, в). В этом случае сигнал пожара можно получить в момент времени 1,(1,.Для возможности одновременного обнаружения медленных скоростей изменения концентрации дыма, результаты сравнений через интервалы Л 1 (фиг. 5, в) суммируются в запоминающем устройстве и сбрасываются через интервал времени ьТ=Т, - Тд=Т, - Т, и т. д.Возможны ошибки измереяия (при воздействии помех), которые также суммируются в запоминающем устройстве при каждом сравнении, Поэтому интервал времени ЬТ, через который производится сброс, не должен превышать тот интервал времени, за который уровень помех сможет превысить допустимый уро. вень Я, и вызвать ложный сигнал пожара. 20 Предмет изобретения Устройство для тревожной сигнализации,содержащее приемный пункт с источником питания, соединенным с электронным ключом, 2 Б вход которого подключен к одному выходутриггера, другой выход которого соединен с элементом задержки, а входы триггера соединены с выходами элемента задержки и селектора, выходной и программный блоки и датЗ 0 чик, установленный на охраняемом объекте иподключенный через линию связи с включенным в нее измерительным элементом, к приемному пункту, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства в З 5 него введен дифференциальный анализатор,вход которого подключен ко входу элемента задержки и выходу тригтера, шина сороса соединена с выходом программного блока, а выход дифференциального анализатора подклю чен ко входу выходного блока.389536 Тг 2 пгЗ т 1 2с"иг. б Составитель Л. Шаровактор Л, Утехина Техред Л, Грачева Корректор С. Сатагуло аказ 610/2016 ПодписноеР Изд.865сударственногопо делам изМосква, Ж,Тип Харьк Тираж 602комитета Совета Министров Сбретений и открытийРаушская наб., д. 4/5фил, пред. Патент