Димовий пожежний сповіщувач

Винахід відноситься до галузі пожежної сигналізації і може бути використаний у системах пожежної сигналізації для виявлення збільшення оптичної щільності повітря по інтенсивності розсіювання світлового інфрачервоного випромінювання. Відомий димовий пожежний сповіщувач [Извещатель пожарный дымовой оптико-электронный ИП21244 "ДИП-44" ИВС-СИГНАЛСПЕЦАВТОМАТИКА КАТАЛОГ изделий для систем пожарной автоматики, выпускаемых предприятиями г.Обнинска г.Обнинск 2002], що має клеми для підключення до шлейфа пожежної сигналізації, світлодіодний індикатор, струмовий ключ, елемент однобічної провідності, струмообмежувальний елемент, накопичувальний конденсатор, генератор імпульсів, випромінюючий інфрачервоний діод, фотодіод, підсилювач, схему порівняння й лічильник. В черговому режимі роботи світлодіодний індикатор відключений струмовим ключем, тому_не є можливим відрізнити черговий режим роботи від неробочого стану сповіщувача, що спричиняє низьку вірогідність контролю працездатності сповіщувача. Крім того, струм у ланцюгу випромінюючого інфрачервоного діода суттєво залежить від прямого падіння напруги на цьому діоді, що спричиняє значний розкид граничної чутливості таких сповіщувічів. Найбільш близьким до винаходу, є вибраний в якості прототипу димовий пожежний сповіщувач [Извещатель пожарный дымовой оптико-электронный ИП212-45 Паспорт 4371-006-12215496-00 ПС], що містить світлодіодний індикатор і клеми для підключення до шлейфа пожежної сигналізації, до першої з яких підключений вхід елемента однобічної провідності, вихід якого з'єднаний із входом струмообмежувального елемента, вихід якого підключений до першого виводу накопичувального конденсатора і першого виходу першого струмового ключа, другий вивід накопичувального конденсатора з'єднаний із другою клемою і першими виводами живлення генератора імпульсів, підсилювача, схеми порівняння і лічильника, вихід якого з'єднаний із входами другого струмового ключа і генератора імпульсів, вихід якого з'єднаний з першим входом схеми порівняння, другий вхід якої з'єднаний з виходом підсилювача, а перший вихід схеми порівняння підключений до рахункового входу лічильника, вхід скидання якого підключений до другого виходу схеми порівняння, другий вивід живлення якої з'єднаний із другими виводами живлення лічильника, генератора імпульсів і підсилювача, до входів якого підключені виводи фотодіода, оптично зв'язаного з випромінюючим інфрачервоним діодом, а перший вихід другого струмового ключа з'єднаний з виходом елемента однобічної провідності. В прототипі вихід струмообмежувального елемента через випромінюючий інфрачервоний діод підключений до першого виходу першого струмового ключа, другий вихід якого з'єднаний з другою клемою для підключення шлейфа пожежної сигналізації. До виходу елемента однобічної провідності через світлодіодний індикатор підключений перший вихід другого стр умового ключа, другий вихід якого також з'єднаний з другою клемою для підключення шлейфа пожежної сигналізації. Недоліком прототипу є низька вірогідність контролю через неможливість візуальної індикації працездатності сповіщувача у черговому режимі роботи, а також через значний розкид граничної чутливості сповіщувачів, викликаної різними величинами амплітуд імпульсів стр уму, що проходить через випромінюючий інфрачервоний діод. Відсутність візуальної індикації працездатності пристрою призводить до необхідності надмірно частого контролю працездатності системи пожежної сигналізації іншими більш трудомісткими методами. В основу винаходу поставлено задачу забезпечити візуальну індикацію працездатності сповіщувача у черговому режимі роботи без збільшення струму споживання шляхом створення умов для імпульсного режиму роботи світлодіодного індикатора, що дозволяє підвищити вірогідність контролю працездатності пристрою. Поставлена задача вирішується тим, що димовий пожежний сповіщувач, який містить світлодіодний індикатор і клеми для підключення до шлейфа пожежної сигналізації, до першої з яких підключений вхід елемента однобічної провідності, вихід якого з'єднаний із входом струмообмежувального елемента, вихід якого підключений до першого виводу накопичувального конденсатора і першого виходу першого струмового ключа, другий вивід накопичувального конденсатора з'єднаний із другою клемою і першими виводами живлення генератора імпульсів, підсилювача, схеми порівняння і лічильника, вихід якого з'єднаний із входами другого стр умового ключа і генератора імпульсів, вихід якого з'єднаний з першим входом схеми порівняння, другий вхід якої з'єднаний з виходом підсилювача, а перший вихід схеми порівняння підключений до рахункового входу лічильника, вхід скидання якого підключений до другого виходу схеми порівняння, другий вивід живлення якої з'єднаний із другими виводами живлення лічильника, генератора імпульсів і підсилювача, до входів якого підключені виводи фотодіода, оптично зв'язаного з випромінюючим інфрачервоним діодом, а перший вихід другого струмового ключа з'єднаний з виходом елемента однобічної провідності, додатково містить другий струмообмежувальний елемент і інвертор, перший і другий виводи живлення якого з'єднані відповідно з першим і другим виводами живлення генератора імпульсів, вихід якого з'єднаний із входом інвертора, а вихід інвертора - із входом першого струмового ключа, вхід другого стр умообмежувального елемента підключений до виходу першого струмообмежувального елемента, а вихід - до др угого виводу живлення лічильника, анод випромінюючого інфрачервоного діода з'єднаний із другим виходом першого струмового ключа, а катод - із другою клемою і катодом світлодіодного індикатора, анод якого підключений до другого виходу другого струмового ключа і третього виходу першого стр умового ключа. В свою чергу перший струмовий ключ містить два транзистори, розділювальний конденсатор і три резистори, перші виводи яких об'єднані й підключені до першого виходу першого струмового ключа, колектор першого транзистора підключений до другого ви ходу першого струмового ключа, емітер цього транзистора з'єднаний із другим виводом першого резистора, а база - із другим виводом другого резистора й емітером другого транзистора, колектор якого з'єднаний із третім виходом першого струмового ключа, а база - із другим виводом третього резистора і першим виводом розділювального конденсатора, другий вивід якого підключений до входу першого струмового ключа. В запропонованому пристрої за рахунок застосування інвертора, другого струмообмежувального елемента з їх зв'язками з іншими елементами схеми забезпечується формування у черговому режимі роботи світлодіодним індикатором коротких світлови х імпульсів з тривалими проміжками між цими спалахами. По даному оптичному сигналу можна судити про працездатність даного димового пожежного сповіщувача і наявність напруги живлення на шлейфі пожежної сигналізації, до якого підключений даний димовий пожежний сповіщувач. При цьому струм споживання практично не збільшується, оскільки в запропонованій схемі забезпечено розподіл струму в ланцюгу розряду накопичувального конденсатора. Таким чином, використання запропонованої конструкції дозволяє підвищити вірогідність контролю працездатності сповіщувача без збільшення струму споживання, що підвищує надійність пристрою в цілому. Крім того у сталому черговому режимі роботи перший токовий ключ забезпечує стабільну амплітуду імпульсів струму, що протікає через випромінюючий інфрачервоний діод, як при зміні величини напруги живлення шлейфа пожежної сигналізації, так і при зміні величини падіння напруги на цьому діоді. На Фіг.1 представлена блок-схема димового пожежного сповіщувача. Димовий пожежний сповіщувач (Фіг.1) містить світлодіодний індикатор 1 і клеми 2 і 3 для підключення до шлейфа пожежної сигналізації, до першої клеми 2 підключений вхід елемента 4 однобічної провідності, вихід якого з'єднаний із входом струмообмежувального елемента 5, вихід якого підключений до першого виводу накопичувального конденсатора 6 і до першого виходу першого стр умового ключа 7, другий вивід, накопичувального конденсатора 6 з'єднаний із другою клемою 3 і першими виводами живлення генератора імпульсів 8, підсилювача 9, схеми порівняння 10 і лічильника 11, вихід якого з'єднаний із входами другого струмового ключа 12 і генератора імпульсів 8, вихід якого з'єднаний з першим входом схеми порівняння 10, другий вхід якої з'єднаний з виходом підсилювача 9, а перший вихід схеми порівняння 10 підключений до рахункового входу лічильника 11, вхід скидання якого підключений до другого виходу схеми порівняння 10, другий вивід живлення якої з'єднаний із другими виводами живлення лічильника 11, генератора імпульсів 8 і підсилювача 9, до входів якого підключені виводи фотодіода 13, оптично зв'язаного з випромінюючим інфрачервоним діодом 14, а перший вихід другого струмового ключа 12 з'єднаний з виходом елемента 4 однобічної провідності, вхід другого стр умообмежувального елемента 15 підключений до виходу першого струмообмежувального елемента 5, а вихід - до другого виводу живлення лічильника 11, вхід інвертора 16 з'єднаний з виходом генератора імпульсів 8, а ви хід - із входом першого струмового ключа 7, перший і другий виводи живлення інвертора 16 з'єднані відповідно з першим і другим виводами живлення генератора 8 імпульсів, анод випромінюючого інфрачервоного діода 14 з'єднаний із другим виходом першого струмового ключа 7, а катод - із другою клемою 3 і катодом світлодіодного індикатора 1, анод якого підключений до другого виходу другого стр умового ключа 12 і до третього виходу першого струмового ключа 7. Перший струмовий ключ 7 містить два транзистори 17 і 18, розділювальний конденсатор 19 і три резистори 20, 21 і 22, перші виводи яких об'єднані й підключені до першого виходу першого стр умового ключа 7, колектор першого транзистора 17 підключений до другого виходу першого стр умового ключа 7, емітер цього транзистора 17 з'єднаний із другим виводом першого резистора 20, а база - із другим виводом другого резистора 21 і емітером другого транзистора 18, колектор якого з'єднаний із третім виходом першого струмового ключа 7, а база - із другим виводом третього резистора 22 і першим виводом розділювального конденсатора 19, другий вивід якого підключений до входу першого стр умового ключа 7. Димовий пожежний сповішувач працює таким чином. При подачі напруги живлення на вхідні клеми 2 і 3 через елемент 4 однобічної провідності і струмообмежувальний елемент 5 здійснюється заряд накопичувального конденсатора 6. Елемент 4 однобічної провідності здійснює захист інших елементів димового пожежного сповіщувача при хибному підключенні полярності напруги живлення. Поки напруга на виводах накопичувального конденсатора 6 недостатня для нормальної роботи димового пожежного сповіщувача на др угому ви ході схеми 10 порівняння формується високий потенційний рівень, що поступає на вхід скидання лічильника 11, і по якому на його виході встановиться низький логічний рівень. Другий струмовий ключ 12 буде закритий і світлодіодний індикатор 1 буде виключений. У той же час низький потенційний рівень, що поступає з виходу лічильника 11 на вхід генератора ~8 імпульсів дозволяє роботу цього генератора 8. На виході генератора 8 імпульсів формуються короткі, тривалістю кілька десятків мікросекунд, імпульси з періодом проходження біля однієї секунди. Ці імпульси надходять на перший вхід схеми 10 порівняння і через інвертор 16 - на вхід першого струмового ключа 7. Перший струмовий ключ 7 забезпечує розряд накопичувального конденсатора 6 через другий свій вихід на випромінюючий інфрачервоний діод 14, а через третій вихід - на світлодіодний індикатор 1. Розсіяне інфрачервоне випромінювання випромінюючого інфрачервоного діода 14 надходить на фото діод 13 і після посилення підсилювачем 9 - на другий вхід схеми 10 порівняння. Якщо ці імпульси будуть нижче встановленого рівня, то на першому виході схеми 10 порівняння будуть відсутні імпульси, що поступають на рахунковий вхід лічильника 11, а на другому виході схеми 10 порівняння навпаки будуть присутні імпульси скидання лічильника 11. Після досягнення заданого рівня спадання напруги на накопичувальному конденсаторі 6 на виході др угого струмообмежувального елемента 15 встановиться потенціал, що забезпечує нормальну роботу інших елементів сповіщувача при мінімальному стр умі споживання. Величина, на котру буде розряджатися накопичувальний конденсатор 6, буде залежати від тривалості й періоду імпульсів, що з'являються на виході генератора 8 імпульсів, а також відношення струму заряду накопичувального конденсатора 6 через струмообмежувальний елемент 5 до струму розряду цього конденсатора 6 через перший струмовий ключ 7 і випромінюючий інфрачервоний діод 14. Розряд накопичувального конденсатора 6 через третій вихід першого струмового ключа 7 на світлодіодний індикатор 1 відбувається значно меншим струмом, ніж через випромінюючий інфрачервоний діод 14. Таким чином, у черговому режимі роботи світлодіодний індикатор 1 формує короткі світлові імпульси з тривалими проміжками між цими спалахами. По даному оптичному сигналу можна судити про працездатність димового пожежного сповіщувача і про наявність живильного напруги на шлейфі пожежної сигналізації, до якого підключений даний димовий пожежний сповіщувач. У черговому режимі роботи, коли оптична щільність повітря нижче встановленого рівня, по кожному імпульсу на виході генератора 8 імпульсів відбувається скидання лічильника 11. Придосягненні задимленості встановленого рівня, тобто при підвищенні оптичної щільності повітря, збільшується інтенсивність розсіяного випромінювання. У цьому випадку по кожному імпульсу на виході генератора 8 імпульсів стан лічильника 11 буде збільшуватися на одиницю, поки не відбудеться переключення старшого розряду лічильника 11, по якому забороняється подальший рахунок імпульсів лічильником 11. При наявності високого потенційного рівня на старшому розряді лічильника 11 відкривається другий струмовий ключ 12, що забезпечує задане споживання струму від шлей фа пожежної сигналізації, до якого підключений димовий пожежний сповіщувач своїми вхідними клемами 2 і 3. Крім того, цим сигналом забороняється робота генератора 8 імпульсів . Вивести димовий пожежний сповіщувач із цього стану можливо тільки відключенням напруги живлення на час, достатній для розряду накопичувального конденсатора 6 до величини, при якій на другому виході схеми 10 порівняння установиться високий потенціальний рівень. Внаслідок того, що перший транзистор 17 першого струмового ключа 7 виконує роль стабілізатора струму через цей діод 14, в запропонованій конструкції у сталому черговому режимі роботи перший струмовий ключ 7 забезпечує стабільну амплітуду імпульсів струму, що протікає через випромінюючий інфрачервоний діод 14, як при зміні величини напруги живлення шлейфа пожежної сигналізації, так і при зміні величини падіння напруги на цьому діоді 14. Імпульсне падіння напруги на другому резисторі 21 суттєво залежить від падіння напруги на другому струмообмежувальному елементі 15, яке в сталому черговому режимі роботи стабільне. Сповіщувачі запропонованої конструкції характеризуються простотою і високою надійністю, оскільки вірогідність контролю працездатності запропонованих сповіщувачів суттєво віще, ніж відомих аналогічних сповіщувачів.