Пристрій виявлення вогнища пожежі, що виникає

Относится к техническим средствам автоматики пожарной безопасности и осуществляет непрерывное обнаружение возникновения огневого и температурного излучения очага пожара на заданных участках территории, его регистрацию для подачи сигнала тревоги и предназначено для работы в особо трудных температурных и технологических условиях эксплуатации в любой точке земной планеты и может найти применение в системах, где нужна повышенная точность, надежность работы, а также высокое качество измерения и преобразования контролируемых параметров при возникновении помех как технологического, так и природного характера. Наиболее близким к предлагаемому устройству по технической сущности является устройство для пожарной сигнализации по авторскому свидетельству СССР №174961, кл. G08B17/06, 1963г. (ДИП-1), представляющее собой автоматическое фотоэлектронное устройство для электрической и оптической сигнализации при появлении дыма в месте его установки. Электрическая сигнализация происходит при срабатывании извещателя путем уменьшения внутреннего сопротивления, оптическая -включением оптического индикатора срабатывания. Извещатель состоит из розет км, устанавливаемой на стенке или потолке, и блока извещатель который посредством четырехконтактного разъема соединяется с розеткой. Разъемное соединение блока извещателях розеткой обеспечивается удобством установки, монтажа и обслуживания извещателя. Розетка предназначена для крепления блока извещателя к несущей поверхности и подключения к нему электрических соединительных линий. Она выполнена из ударопрочного полистирола и может иметь четыре контакта, к трем из которых подключены электрические соединительные линии. Блок извещателя представляет собой единую конструкцию, состоящую из корпуса и крышки, соединенных винтами. На лицевой поверхности блока извещателя расположена кнопка проверки работоспособности извещателя и оптический индикатор срабатывания. Корпус блока извещателя, в который вмонтировано устройство проверки работоспособности извещателя, представляет собой чашку с отверстиями для проникновения дыма к оптическому узлу. При нажатии кнопки проверки работоспособности в чувствительную область оптического узла вводится стержень, имитирующий появление дыма, и извещатель обязан сработать. На крышке блока извещателя имеются четыре контакта, три из которых соединены с печатной платой, расположенной с другой стороны крышки. В корпусе блока извещателя установлена печатная плата с оптическим узлом и элементами электрической схемы. Оптический узел конструктивно объединяет фотоприемник (фотодиод) и излучатель (светодиод) таким образом, чтобы их оптические оси пересекались под углом 120°, область, образуемая пересечением телесных углов поля зрения фотоприемника и излучателя, является областью, чувствительной к дыму. Основными узлами и элементами схемы являются модулятор, состоящий из двух транзисторов и двух конденсаторов, излучатель-светодиод, фотоприемник-фотодиод, усилитель-транзистор, микросхема, накопитель импульсов, также состоящий из микросхемы, конденсатора и двух резисторов, триггер-микросхема, управляемый делитель на микросхеме, ключ-транзисторы, индикатор-светодиод, стабилизатор тока - на двух транзисторах, сглаживающий диод с конденсатором. Модулятор формирует импульсы тока питания излучателя, который преобразует импульсы тока в светодиод импульсные сигналы инфракрасного излучения. Отражаясь от частиц дыма, это излучение попадает на фотоприемник. Вырабатываемые фотоприемником импульсы напряжения после усиления поступают на вход накопителя импульсов. При поступлении на вход накопителя четырех следующих друг за другом импульсов напряжение на его выхода становится достаточным для срабатывания триггера, он переходит во второе устойчивое состояние, в котором остается до снятия напряжения питания, Выходной сигнал триггера открывает ключ, включающий оптический индикатор срабатывания. Необходимое сопротивление извещателя в сработанном состоянии обеспечивается цепью, состоящей из электромеханических контактов, диодов, транзисторов и светодиода. Модулятор выполнен по схеме несимметричного мультивибратора на двух транзисторах разной проводимости с накопительным конденсатором. Мультивибратор формирует токовые импульсы положительной полярности, имеющие амплитуду до 1,5А. Длительность импульсов (30мкс) определяется цепью, состоящей из конденсатора и резистора, период (0,5с) другим конденсатором. Модулятор питается от стабилизатора тока, собранного на двух транзисторах, обеспечивающего его работу в диапазоне колебания напряжения питания. Усилитель импульсов имеет непосредственные связи между каскадами и охвачен цепями общей отрицательной обратной связи по переменному и постоянному току. Для согласования с высоким выходным сопротивлением фотодиода первый каскад усилителя выполнен на полевом транзисторе. Питание усилителя осуществляется через сглаживающий фильтр (диод, конденсатор). Работа накопителя импульсов синхронизирована с работой модулятора. Во время пауз между импульсами модулятора вход накопителя зашунтирован цепью, состоящей из диода и резистора. Во время формирования импульсов модулятором диод закрыт напряжением на резисторе и накопитель готов к приему импульсов. Управляемый делитель уменьшает чувствительность триггера в дежурном режиме, повышая его помехоустойчивость. Изъятие извещателя из розетки сопровождается обрывом цепи питания. Основными недостатками известного извещателя являются: сравнительно большая элементная база, обусловленная сложностью преобразования дымовой концентрации в электрический сигнал, содержит отдельный силовой источник электропитания, каждый датчик имеет индивидуальный электронный преобразователь, затруднительна операция нажатия на кнопки проверки работоспособности в эксплуатационном режиме извещателя и никто не может иметь гарантии в текущий момент времени, исправен луч или нет, наличие четырехпроводной линии связи, возможность срабатывания извещателя от пыли при отсутствии дыма. В основу изобретения поставлена задача увеличения массива контролируемой территории с повышением функциональной зависимости. Поставленная задача решается тем, что устройство, принципиальная схема которого изображена на чертеже (фиг.), содержит преобразовательный блок 1 и транзисторнорелейный каскад 2, Такое соединение радиокомпонентов 8 схеме значительно снижает габариты, вес и потребление электроэнергии, обеспечивает автономность обзора окружающей местности и повышенную точность выработки напряжения сигнала, позволяет работать с различными типами датчиков, как низко-, так и высокоомного происхождения, количество которых не ограничивается в нуль-органах сравнения, и при необходимости они могут быть размещены в контролируемом пространстве на требуемое расстояние, Преобразовательный блок 1 включает в себя первую, вторую входные клеммы 3, 4, токовый ограничитель 5, силовой трансформатор 6 с первичной обмоткой 7, вторую - восьмую понижающие обмотки 8 - 14, первый - четвертый диоды 15 - 18 первого выпрямительного моста, пятый - восьмой диоды 19 - 22 второго выпрямительного моста, девятый - двенадцатый диоды 23 - 26 третьего выпрямительного моста, тринадцатый - шестнадцатый диоды 27 - 30 четвертого выпрямительного моста, первый конденсатор 31 емкостного фильтра, второй четвертый конденсаторы 32 - 34 второго емкостного фильтра, пятый седьмой конденсаторы 35 - 37 третьего емкостного фильтра, восьмой - десятый конденсаторы 38 - 40 четвертого емкостного фильтра, первый токозадающий резистор 41 компенсационного стабилизатора напряжения, второй-седьмой токозадающие резисторы 42 - 47 первого шестого параметрических стабилизаторов, первый стабилитрон 48 компенсационного стабилизатора, второй - седьмой стабилитроны 49 - 54 первого шестого параметрических стабилизаторов, первый ключевой транзистор 55, одиннадцатый конденсатор 56 пятого емкостного фильтра компенсационного стабилизатора напряжения, первый - третий чувствительные элементы параметрических датчиков 57 - 59 огневого излучения, четвертый - шестой чувствительные элементы параметрических датчиков 60 - 62 температурного излучения, первый - третий настроечные резисторы 63 - 65 грубой, четвертый - шестой настроечные резисторы точной уставок первого - третьего реверсивных нуль-органов. В транзисторно-релейный каскад 2 входят восьмой десятый токозадающие резисторы 69 - 71, двенадцатый - четырнадцатый конденсаторы 72 74 линейных фильтров, второй - шестой ключевые транзисторы 75 79, одиннадцатый восемнадцатый токозадающие резисторы 80 - 87, пятнадцатый запоминающий конденсатор 88, семнадцатый разделительный диод 89, восемнадцатый защитный диод 90, восьмой стабилитрон 91, первый, второй светодиоды 92 93, электромагнитное реле 94 с первым - девятым релейными контактами 95 - 103. Устройство работает следующим образом. Напряжение питания 220В 50Гц подается на клеммы 3, 4, соединенные через токовый ограничитель с сетевой обмоткой 7 силового трансформатора 6, имеющего магнитную цепь с обмотками 8 - 14, при помощи которых напряжение питания понижается до требуемой величины, затем выпрямляется диодными мостами 15 - 18, 19 - 22, 23 - 26, 27 - 30, фильтруется конденсаторами 31 - 40 и подается на компенсационный стабилизатор, собранный на транзисторе 55 для питания релейного усилителя 69 - 103, а также на параметрические стабилизаторы 42 - 54 для образования опорных и управляющих напряжений в реверсивных нуль-органах 57 68. Несимметричный триггер, содержащий элементы 69 - 103, имеет входную логическую схему "И", собранную на транзисторах 75 - 77, и представляет собой электрическую схему совпадения, имеющую три входа и один выход. Сигнал на выходе ячейки совпадения присутствует лишь в том случае, если имеются отрицательные потенциалы на затворах всех транзисторов одновременно. При выпадании отрицательного уровня на одном из входов схемы исчезает напряжение на всех стоках транзисторов. При отсутствии воздействия огневого излучения в зоне контроля заданных территорий на чувствительные элементы 57 - 62 на затворах транзисторов 75 - 77 дежурит отрицательное напряжение смещения, заданное настроечными резисторами 63 - 68, в результате чего транзисторы 75 - 77 закрыты. Положительный уровень напряжения их стоков прикладывается к конденсатору 88 и к базе транзистора 78, он открыт и находится в области насыщения. Низкий потенциал его коллектора удерживает транзистор 79 в закрытом состоянии, электромагнитное реле 94 обесточено. Светодиод 92 указывает на отсутствие очага пожара. При возникновении возгорания на территории, например, где расположены чувствительные элементы 58, 61, их омическое сопротивление начинает падать, что воспринимается реверсивным нуль-органом сравнения 58, 61, 64, 67. Отрицательное напряжение на затворе транзистора 76 убывает. Происходит переполюсовка напряжения управления, возникшее положительное напряжение, увеличиваясь по амплитуде, заходит в зону термостабильной точки переключения релейного усилителя, транзистор 76 начинает открываться, понижая напряжение на стоке, что уменьшает уровень напряжения на запоминающем конденсаторе 88. Транзистор 78 выходит из состояния насыщения, уровень напряжения на его коллекторе увеличивается и в несимметричном триггере развивается лавинообразный процесс переключения. Отрицательный перепад напряжения, возникший на стоке транзистора 76, понижает уровень напряжения на запоминающем конденсаторе 88 и закрывает транзистор 78. Положительный скачок напряжения на его коллекторе через стабилитрон 91 и резистор 85 поступает на базу транзистора 79, вызывая максимальный ток в коллекторной цепи. В этот момент зажигается светодиод 93 "тревога, пожар", светодиод 93 гаснет и одновременно включается электромагнитное реле 94 и выводами контактной группы 95 - 103 включает цепь пожарной сигнализации. При ликвидации источника возгорания интенсивность энергии излучения непрерывно уменьшается. Сопротивление чувствительных элементов 58, 61 увеличивается, что приводит к уменьшению положительного напряжения сигнала управления на затворе транзистора 76, которое при достижении области термостабильной точки переключения выводит его из состояния насыщения, увеличивая амплитуду напряжения на стоке, которое поступает на запоминающий конденсатор 88. Уровень напряжения на нем возрастает и выводит из состояния отсечки транзистор 78, амплитуда напряжения на его коллекторе уменьшается и в пороговом усилителе развивается регенеративный процесс переключения. Возникший положительный скачок напряжения на стоке транзистора 76 передается на базу транзистора 78, вызывая максимальный ток в его коллекторной цепи, зажигается светодиод 92. Отрицательный перепад напряжения на его коллекторе закрывает транзистор 79. Светодиод 93 гаснет, электромагнитное реле 94 обесточивается и размыкает цепи сигнализации 95 - 103. Аналогично работают и релейные каскады, образованные транзисторами 75, 78, 79, а также 77, 78, 79. Отстройка от воздействия помех светового фона осуществляется переменными резисторами 57 - 68. Фильтрующие емкости 72 - 74 и времязадающая емкость 88 гасят высокочастотные и низкочастотные помехи, возникающие в линиях связи, идущих от датчиков к прибору, а времязадающие резистор 82 и емкость 88 представляют собой цепочку, обеспечивающую выдержку времени на переключение электромагнитного реле 94 при возникновении случайных кратковременных технологических помех. При настройке на заданный уровень порога срабатывания средние выводы настроечных резисторов точной уставки 66, 67, 68 устанавливаются в среднее положение, емкость 88 исключается из схемы, затем настроечными резисторами 63 - 65 грубой настройки устанавливается заданная область значения переключения, затем более точно - настроечными резисторами 66 - 68. После окончания настройки в схему включается емкость 88. Устройство может работать в системах местного, дистанционного и централизованного контроля пожарной сигнализации в широком диапазоне настройки уставок, причем линии, связывающие прибор с датчиками, не нуждаются в экранировке проводов, а их длина не ограничивается по расстоянию, а продиктована лишь координатами местонахождения пожарных средств автоматики. Практическое отсутствие токовой нагрузки в измерительных цепях повышает точность стабильности фиксации минимальных значений излучения возникающего возгорания, Двухдиапазонный обзор окружающего пространства при помощи чувствительных элементов, реагирующих на тепловое и огневое излучение, и независимость сложения по каждому объекту дает возможность наиболее быстро обнаруживать возникающий очаг пожара. Малая элементная база, габаритные размеры и незначительное потребление электроэнергии позволяют значительно экономить технические средства.