Система пожежної сигналізації

1. Система пожежної сигналізації, що включає n датчиків диму, кожний з яких містить в собі робочий випромінювач, розташований під кутом до фотоприймача і підключений до задавального генератора прямокутних імпульсів, опорний випромінювач, розташований на одній оптичній осі з фотоприймачем, підсилювач, приєднаний до ви 38271 низькі чутливість і надійність, а також недостатньо високі експлуатаційні характеристики. Низька чутливість пояснюється тим, що вона визначається тільки співвідношенням відстаней розміщення робочого та опорного випромінювачів відносно фотоприймача. Низька надійність і обмежені експлуатаційні характеристики пояснюються відсутністю самоконтролю справності роботи складових частин системи. В основу винаходу поставлена задача створення системи пожежної сигналізації, в якій шляхом збільшення сумарного коефіцієнта передачі робочого та опорного випромінювачів, а також забезпеченням можливості здійснення самоконтролю справності роботи складових частин, підвищені чутливість та надійність роботи, а також покращені експлуатаційні характеристики. Поставлена задача вирішується тим, що в системі пожежної сигналізації, що включає n датчиків диму, кожний з яких містить в собі робочий випромінювач, розташований під кутом до фотоприймача і підключений до задавального генератора прямокутних імпульсів, опорний випромінювач, розташований на одній оптичній осі з фотоприймачем, підсилювач, приєднаний до виходу фотоприймача, а також послідовно з'єднані випрямляч та нуль-орган, вихід якого сполучений з виконавчим органом та одним з n входів схеми збігу, ви ходом зв'язаної з формувачем узагальненого сигналу, на оптичній платформі перед опорним випромінювачем встановлена діафрагма, а поміж робочим випромінювачем та фотоприймачем - екран, крім цього вихід підсилювача зв'язаний зі входом випрямляча через смуговий фільтр, а в коло опорного випромінювача введені інвертор та керований регулятор, керуючий вхід якого з'єднаний з виходом органу самоконтролю. При появі диму в приміщенні, яке контролюється, підвищується інтенсивність випромінювання робочого випромінювача, що потрапляє на фотоприймач, одночасно суттєво знижується інтенсивність випромінювання опорного випромінювача, яка потрапляє на фотоприймач. В результаті значно підвищується сумарний коефіцієнт передачі робочого та опорного випромінювачів, підвищується чутливість роботи системи. При необхідності проведення самоконтролю справності роботи складових частин системи за допомогою органу самоконтролю подасться сигнал па керуючий вхід керованого регулятора, який закривається, і виникає штучний розбаланс роботи випромінювачів, імітуючий появлення диму в приміщенні, що контролюється. На фіг. 1 показана структурна схема запропонованої системи пожежної сигналізації, на фіг. 2 діаграми напруг та струмів, пояснюючі її роботу. Запропонована система пожежної сигналізації містить в собі n датчиків диму, кожний з яких складається з робочого 1 та опорного 2 випромінювачів, фотоприймача 3, діафрагми 4 і екрану 5, розміщених на оптичній платформі 6, а також задавальний генератор 7 прямокутних імпульсів, інвертор 8, керований регулятор 9, орган самоконтролю 10, підсилювач 11, смуговий фільтр 12, випрямляч 13, нуль-орган 14, виконавчий орган 15, схему збігу 16 та формувач 17 узагальненого сигналу. Робочий випромінювач 1 розташований під кутом до фотоприймача 3, а опорний випромінювач 2 - на одній оптичній осі з фотоприймачем 3. Вихід задавального генератора 7 прямокутних імпульсів до робочого випромінювача 1 підключений безпосередньо, а до опорного випромінювача 2 - через послідовно з'єднані інвертор 8 і керований регулятор 9, керуючий вхід якого зв'язаний з виходом органу самоконтролю 10. Вихід фо топриймача З через послідовно з'єднані підсилювач 11, смуговий фільтр 12, випрямляч 13 та нуль-орган 14 зв'язаний з виконавчим органом 15 та з одним із n входів схеми збігу 16, вихід якої приєднаний до формувача 17 узагальненого сигналу. Діафрагма 4 встановлена на виході опорного випромінювача 2, а екран 5 - поміж робочим випромінювачем 1 та фотоприймачем 3. Датчики диму розміщені в корпусі, який має необхідні отвори для проходження диму і може бути виконаний у вигляді частини півсфери. Внаслідок наявності екрану 5 потік випромінювання робочого випромінювача 1 на фотоприймач 3 потрапляє не безпосередньо, а за рахунок відбиття від стінок корпусу датчика. Діафрагма 4 забезпечує необхідний достатньо вузький потік випромінювання опорного випромінювача 2. Запропонована система пожежної сигналізації працює таким чином. Вихідна напруга (меандр) задавального генератора 7 U7=U0sign·sin·wt (U7, фіг. 2) надходить до входу робочого випромінювача 1. на вхід опорного випромінювача 2 надходить інвертована за допомогою інвертора 8 напруга U7=-AU0sign·sin·wt, де: U0 напруга живлення задавального генератора 7; А - коефіцієнт передачі інвертора 8 та керованого регулятора 9. В результаті на виходах робочого 1 та опорного 2 випромінювачів утворюються протилежні по фазі світлові потоки Ic1, Іc2 (фіг. 2). При цьому на виході фотоприймача 3 формується напруга, пропорційна сумарному випромінюванню робочого 1 та опорного 2 випромінювачів (U3, фіг. 2). Величина напруги U3 визначається виразом: Uз=n1SUosign·sin·wt +n2sign·sin·wt-ASU0·(1-n3N)sign·sin·wt, де S - коефіцієнт перетворення фотоприймача 3; n1 - коефіцієнт відбиття стінки корпусу датчика диму; n2 - коефіцієнт відбиття частинок диму; nЗ коефіцієнт поглинання частинок диму; N - кількість частинок диму. В нормальних умовах при відсутності диму вихідна напруга фотоприймача 3 (U 3, фіг. 2, суц. лін.) за допомогою регулятора 9 встановлюється такою, щоб виконувалася умова балансу: n1SU0sign·sin·wt=ASU0sign·sin·wt. У випадку появи диму вихідна напруга фотоприймача 3 U3 пропорційна концентрації С частинок диму: U3=(n2+n3)NSU0sign·sin·wt=CSU0sign·sin·wt, де С=(n2+n3)N - концентрація частинок диму. Напруга U3 підсилюється за допомогою підсилювача 11, фільтр ується смуговим фільтром 12 і далі через послідовно з'єднані випрямляч 13 та нуль-орган 14 надходить до виконавчого органу 15 і до одного з n входів схеми збігу 16. Вихідна напруга випрямляча 13 характеризується виразом: U13=KCAU0 , де К - коефіцієнт перетворення сигналу. 2 38271 На нуль-органі 14 відбувається порівняння вихідної напруги випрямляча 13 з опорною напругою Uon . Умова U13Uon. В результаті спрацьовує нуль-орган 14, включається виконавчий орган 15 і формується сигнал на одному з n входів схеми збігу 16, сигналізуючи про наявність диму у відповідному приміщенні та вмикаючи необхідний пристрій для усунення причини, що викликала появу диму. Самоконтроль нормальної роботи системи здійснюється шляхом подачі сигналу з виходу органа самоконтролю 10 на керуючий вхід керованого регулятора 9. Регулятор 9 при цьому закривається, подача напруги на опорний випромінювач 2 припиняється. В результаті фотоприймач 3 реєструє випромінювання тільки робочого випромінювача 1, що призводить до розбалансу системи і появлення на його виході електричного сигналу, імітуючого наявність частинок диму в приміщенні, що контролюється. Вмикання виконавчого органу 15 та формувача 17 узагальненого сигналу свідчить про справність роботи всіх складових частин системи пожежної сигналізації. Таким чином, одержана система пожежної сигналізації, яка володіє підвищеною чутливістю завдяки високому коефіцієнту передачі робочого 1 та опорного 2 випромінювачів (коефіцієнт відбиття частинок диму n2 сумується з коефіцієнтом поглинання частинок диму n3) і якісній роботі смугового фільтру 12, який працює на частоті задавального генератора 7 прямокутних імпульсів і виключає вплив електромагнітних паводок, перешкод та шумів на роботу системи, а також підвищеною надійністю і покращеними експлуатаційними характеристиками, оскільки в будь-який час може бути проведена перевірка справності роботи всіх її складових частин. Додатковими перевагами запропонованої системи пожежної сигналізації, які забезпечують простоту її виконання, є підвищення ефективності роботи функціональних вузлів та елементів шляхом збільшення ними кількості виконуючих функцій. Так робочий 1 та опорний 2 випромінювачі підвищують коефіцієнт передачі при наявності диму й одночасно забезпечують надійну та стійку роботу в умовах зміни навколишньої температури в широкому діапазоні, а також при осіданні пилу та вологи, оскільки вони працюють в протифазі і відбувається практично однакова зміна світлових потоків випромінювання, що не призводить до помітної зміни змінної складової вихідної напруги фотоприймача 3. Корпус датчика диму забезпечує захист робочого 1, опорного 2 випромінювачів та фотоприймача 3 від механічних пошкоджень і служить для відбиття потоку випромінювання робочого 1 випромінювача. Необхідний кут відбиття потоку випромінювання визначається формою виконання корпусу. Смуговий фільтр 12 формує необхідну вихідн у змінну напругу син усоїдальної форми (U12, фіг. 2) і забезпечує захист системи від зовнішніх електромагнітних наводок. Керований регулятор 9 служить для установки балансу роботи робочого 1 та опорного 2 випромінювачів в нормальних умовах при відсутності диму, а в режимі самоконтролю є основним виконавчим елементом. Експериментальні дослідження підтвердили працездатність запропонованої системи пожежної сигналізації. Порівняно з прототипом значно (в 2-3 рази) підвищена чутливість роботи системи, одержана надійна її робота в режимі самоконтролю. Згідно з запропонованим технічним рішенням виготовлена дослідна партія системи пожежної сигналізації, яка успішно пройшла всі попередні випробування. 3 38271 Фіг. 1 Фіг. 2 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 4