Димовий пожежний сповіщувач

Димовий пожежний сповіщувач, що містить інфрачервоний випромінювач, оптично зв'язаний через камеру із світлопоглинальними стінками із фотодіодом, анод і катод якого підключені до входу підсилювача, формувач сигналу реєстрації диму, перший вивід електроживлення якого з'єднаний з виходом елемента однобічної провідності і входом струмообмежувального елемента, вихід якого підключений до першого виводу накопичувального конденсатора, до першого виводу електроживлення струмового ключа і до входу першого інтегратора, до виходу якого підключений перший вивід електроживлення підсилювача, другий вивід електроживлення якого з'єднаний із загальною шиною, другим виводом електроживлення струмового ключа, з другим виводом накопичувального конденсатора та з другим виводом електроживлення формувача сигналу реєстрації диму, вихід якого підключений до індикатора, а вхід - до пер C2 2 (19) 1 3 75528 4 входи якої зв'язані відповідно з виходами фотоною пристрою, а до виходу підсилювача приймача і схеми скидання, а вихід - з R-входом підключені обидва входи другого тригера Шміта. другого бінарного лічильника схеми порівняння і Недоліком відомого сповіщувача є низька запам'ятовування, вихід другого бінарного стабільність чутливості, що виявляється при лічильника схеми порівняння і запам'ятовування серійному виробництві таких пожежних зв'язаний з С-входами обох лічильників і з входом сповіщувачів. Оскільки у відомому сповіщувачі формувача сигналу реєстрації диму. електроживлення логічних елементів, у тому числі Недоліком відомого пристрою є низька і тригерів Шміта, здійснюється безпосередньо від стабільність чутливості від пристрою до пристрою накопичувального конденсатора, а у процесі робопри їхньому серійному виробництві (див. п.5.3.4. ти напруга на цьому конденсаторі скачкоподібно НПБ 65-97 Извещатели пожарные оптикозмінюється саме тоді, коли відбувається переклюэлектронные. Общие технические требования. чення цих тригерів Шміта, то у зв'язку з прямою Методы испытаний.) через значний розкид фаз залежністю порогових напруг тригера Шміта від сигналів, що надходять на синхронний детектор з напруги його електроживлення має місце фотоприймача і з тактового генератора, що спринестабільність моментів часу цих переключень, а чинено застосуванням у пристрої елементів з везначить і порога чутливості сповіщувача. Крім того, ликим розбігом вхідної ємності. через нестабільність фазової затримки сигнала на Найбільш близьким по технічній суті до винавиході другого тригера Шміта, спричинену ходу, що патентується, є обраний за прототип динестабільністю вхідної ємності цього другого тримовий пожежний сповіщувач [Извещатель пожаргера Шміта, поріг чутливості сповіщувача суттєво ный дымовой оптико-электронный ИП212-41М, ТУ міняється від виробу до виробу. Об'єднання входів 4371-005-12215496-00, 4371-005-12215496-01ПС], другого тригера Шміта збільшує не тільки величищо містить інфрачервоний випромінювач, оптично ну такої паразитної ємності, а й нестабільність зв'язаний через камеру із світлопоглинаючими сумарного значення цієї ємності. стінками із фотодіодом, анод і катод якого В основу винаходу поставлена задача підключені до входу підсилювача, формувач сигпідвищення стабільності чутливості шляхом ствоналу реєстрації диму, перший вивід електроживрення умов для зникнення імпульсів скидання на лення якого з'єднаний з виходом елемента одному й тому ж порозі чутливості. однобічної провідності і входом струмообмежуПоставлена задача вирішується тим, що дивального елемента, вихід якого підключений до мовий пожежний сповіщувач, який містить інфрапершого виводу накопичувального конденсатора, червоний випромінювач, оптично зв'язаний через до першого виводу електроживлення струмового камеру із світлопоглинаючими стінками із фотодіключа і до входу першого інтегратора, до виходу одом, анод і катод якого підключені до входу підякого підключений перший вивід електроживлення силювача, формувач сигналу реєстрації диму, підсилювача, другий вивід електроживлення якого перший вивід електроживлення якого з'єднаний з з'єднаний із загальною шиною, другим виводом виходом елемента однобічної провідності і входом електроживлення струмового ключа, з другим виструмообмежувального елемента, вихід якого підводом накопичувального конденсатора та з другим ключений до першого виводу накопичувального виводом електроживлення формувача сигналу конденсатора, до першого виводу електроживленреєстрації диму, вихід якого підключений до ня струмового ключа і до входу першого інтеграіндикатора, а вхід - до першого входу і виходу тора, до виходу якого підключений перший вивід бінарного лічильника та до входу тактового генеелектроживлення підсилювача, другий вивід елекратора, до виходу якого підключений перший вивід троживлення якого з'єднаний із загальною шиною, конденсатора диференціюючого RC-ланцюга, вхід другим виводом електроживлення струмового струмового ключа і другий вхід бінарного ключа, з другим виводом накопичувального конлічильника, третій вхід якого підключений до виходенсатора та з другим виводом електроживлення ду першого тригера Шміта, перший вхід якого формувача сигналу реєстрації диму, вихід якого з'єднаний з виходом схеми скидання по напрузі підключений до індикатора, а вхід - до першого живлення, а другий вхід - із другим виводом конвходу і виходу бінарного лічильника та до входу денсатора диференціюючого RC-ланцюга, і через тактового генератора, до виходу якого підключерезистор диференціюючого RC-ланцюга - із шиний перший вивід конденсатора диференціюючого ною електроживлення, до виходу струмового клюRC-ланцюга, вхід струмового ключа і другий вхід ча підключений інфрачервоний випромінювач, бінарного лічильника, третій вхід якого підключевихід другого тригера Шміта через діод з'єднаний ний до виходу першого тригера Шміта, перший із другим входом першого тригера Шміта, при вхід якого з'єднаний з виходом схеми скидання по цьому вхід елемента однобічної провідності напрузі живлення, а другий вхід - із другим вивопід'єднаний до першої клеми шлейфа пожежної дом конденсатора диференціюючого RC-ланцюга, сигналізації, а другий вивід електроживлення і через резистор диференціюючого RC-ланцюга підсилювача з'єднаний з другою клемою шлейфа із шиною електроживлення, до виходу струмового пожежної сигналізації. Крім того, шина живлення ключа підключений інфрачервоний випромінювач, з'єднана з першим виводом накопичувального вихід другого тригера Шміта через діод з'єднаний конденсатора. Виводи електроживлення тактового із другим входом першого тригера Шміта, при генератора, бінарного лічильника, схеми скидання, цьому вхід елемента однобічної провідності під'єпершого і другого тригерів Шміта з'єднані днаний до першої клеми шлейфа пожежної сигнавідповідно із шиною живлення і з загальною шилізації, а другий вивід електроживлення підсилювача з'єднаний з другою клемою шлейфа 5 75528 6 пожежної сигналізації, згідно винаходу, додатково випромінювач 19, оптично зв'язаний через камеру містить другий інтегратор і резистор, через який 20 із світлопоглинаючими стінками з фотодіодом перший вхід другого тригера Шміта з'єднаний з 21. Виводи фотодіода 21 підключені до входу шиною живлення, при цьому вихід першого інтегпідсилювача 10, а вихід другого тригера 22 Шміта ратора з'єднаний з шиною живлення, а другий вхід через діод 23 з'єднаний із другим входом першого другого тригера Шміта через другий інтегратор тригера 15 Шміта. Вхід другого інтегратора 24 з'єднаний з виходом підсилювача. з'єднаний з виходом підсилювача 10. Через резиВведення додаткових елементів і зв'язків у застор 25 перший вхід другого тригера 22 Шміта пропонованому сповіщувачі одночасно забезпечує з'єднаний із шиною живлення 18 і виходом першостабілізацію граничних напруг першого і другого го інтегратора 9. Другий вхід другого тригера 22 тригерів Шміта та стабілізацію різниці фаз між Шміта підключений до виходу другого інтегратора імпульсами на виході диференціюючого RC24. Виводи електроживлення тактового генератоланцюга і імпульсами на виході другого тригера ра 13, бінарного лічильника 12, схеми 16 скидання Шміта, що з'являються при підвищенні питомої по напрузі живлення, першого і другого тригерів оптичної щільності середовища вище встановлеШміта 15 і 22 з'єднані відповідно із шиною живленного значення. Це створює умови, при яких ня і з загальною шиною пристрою (на фіг. 1 ці імпульси скидання перестають формуватися на з'єднання не показані). одному й тому ж порозі чутливості, тобто при одДимовий пожежний сповіщувач працює наному й тому ж значенні оптичної щільності повітря, ступним чином. що дозволяє підвищити стабільність чутливості При подачі напруги живлення на вхідні клеми 2 димового сповіщувача. Досягнення стабільності в і 3 через елемент 4 однобічні провідності і струмоумовах серійного виробництва важливо і тому, що обмежувальний елемент 6 здійснюється заряд вимоги НПБ 65-97 до цього параметра більш накопичувального конденсатора 7. Елемент 4 жорсткі, ніж вимоги європейського стандарту ENоднобічної провідності здійснює захист інших 54-7-2003. елементів димового пожежного сповіщувача при Суть винаходу пояснюється кресленнями. помилковому підключенні полярності напруги живНа фіг. 1 представлена блок-схема димового лення. Поки напруга на виводах накопичувального пожежного сповіщувача. конденсатора 7 недостатня для нормальної робоНа фіг. 2 і на фіг. 3 представлені часові ти димового пожежного сповіщувача на виході діаграми роботи димового пожежного схеми 16 скидання по напрузі електроживлення сповіщувача. формується низький потенційний рівень, що через Димовий пожежний сповіщувач (фіг. 1) містить перший тригер 15 Шміта встановлює на третьому індикатор 1, а також клеми 2 і 3 для підключення вході бінарного лічильника 12 високий потенційний до шлейфа пожежної сигналізації. До першої клерівень. У цьому випадку бінарний лічильник 12 ми 2 підключений вхід елемента 4 однобічної буде знаходитися в нульовому стані незалежно від провідності, вихід якого з'єднаний з першим вивосигналів на його першому і другому входах. Фордом електроживлення формувача 5 сигналу мувач 5 сигналу реєстрації диму буде закритий і реєстрації диму і входом струмообмежувального індикатор 1 буде виключений. У той же час низьелемента 6. Вихід струмообмежувального елекий потенційний рівень, що надходить з виходу мента 6 підключений: до першого виводу накопилічильника 12 на вхід тактового генератора 13 чувального конденсатора 7, до першого виводу дозволяє роботу цього генератора 13. На виході електроживлення струмового ключа 8 і входу тактового генератора 13 формуються короткі, першого інтегратора 9. До виходу першого тривалістю кілька десятків мікросекунд, імпульси з інтегратора 9 підключений перший вивід електроперіодом проходження біля однієї секунди (див. живлення підсилювача 10, другий вивід електроU13 фіг. 2). живлення якого з'єднаний із загальною шиною 11, Ці імпульси надходять на вхід струмового другим виводом електроживлення струмового ключа 8, другий вхід бінарного лічильника 12 і чеключа 8, з другим виводом накопичувального конрез конденсатор 14 диференціюючого RCденсатора 7, другою клемою 3 і з другим виводом ланцюга, на другий вхід першого тригера 15 електроживлення формувача 5 сигналу реєстрації Шміта. Струмовий ключ 8 забезпечує розряд накодиму. Вихід формувача 5 сигналу реєстрації диму пичувального конденсатора 7 заданою величиною підключений до індикатора 1, а вхід - до виходу струму через свій вихід на випромінюючий бінарного лічильника 12, до першого входу цього ж інфрачервоний діод 19. Величина, на яку бінарного лічильника і до входу тактового генерарозряджається накопичувальний конденсатор 7, тора 13. До виходу тактового генератора 13 залежить від тривалості і періоду імпульсів, що підключений перший вивід конденсатора 14 з'являються на виході тактового генератора 13, а диференціюючого RC-ланцюга, вхід струмового також відношення струму заряду накопичувальноключа 8 і другий вхід бінарного лічильника 12, го конденсатора 7 через струмообмежувальний третій вхід якого підключений до виходу першого елемент 6 до струму розряду цього конденсатора тригера 15 Шміта. Перший вхід першого тригера 7 через струмовий ключ 8 і випромінюючий 15 Шміта з'єднаний з виходом схеми 16 скидання інфрачервоний діод 19. Розсіяне оптичною камепо напрузі живлення, а другий вхід - із другим вирою 20 інфрачервоне випромінювання діода 19 водом конденсатора 14 диференціюючого RCнадходить на фотодіод 21. Підсилені ланцюга, і через резистор 17 цього RC-ланцюга - із підсилювачем 10 імпульси по своїй амплітуді і фазі шиною електроживлення 18. До виходу струмовоістотно залежать від оптичної щільності повітря в го ключа 8 підключений інфрачервоний оптичній камері 20. Так, при абсолютній прозорості 7 75528 8 повітря на виході підсилювача 10 будуть присутні живлення через резистор 25 з тією же метою трикутні імпульси малої амплітуди, тому що буде зменшити вплив вхідної ємності мікросхеми на мати місце деяке відображення від стінок оптичної стабільність фазової затримки сигналу на першокамери 20 (див. U10 фіг. 2). Імпульс трикутної му вході другого тригера 22 Шміта. Застосування в форми на виході підсилювача 10 досягає свого інтеграторі стабільної ємності (конденсатора типу максимуму в момент закінчення імпульсу на виході NPO), величина якої буде в 5-10 разів більше сутактового генератора 13. На виході другого марного значення паразитної ємності монтажу і інтегратора 24 імпульси будуть менше по вхідної ємності мікросхеми, дозволяє зафіксувати амплітуді і зміщені по фазі так, що максимум величину фазової затримки поза залежністю від амплітуди цих імпульсів буде спостерігатися через розкиду параметрів використовуваних деталей. кілька мікросекунд після закінчення імпульсу на Величина опору інтегратора 24 вибирається тавиході тактового генератора 13. Якщо амплітуда кою, щоб максимум амплітуди сигналу на виході цих імпульсів не досягає граничного значення інтегратора 24 у момент досягнення значення U U0гp другого тригера 22 Шміта, то на його виході 0гр був затриманий щодо негативного перепаду присутній низький потенційний рівень і діод 23 імпульсу на виході тактового генератора 13 на час, закритий. На першому вході першого тригера 15 рівний половині тривалості імпульсу скидання, Шміта присутні імпульси, що продиференційовані надходить на третій вхід бінарного лічильника 12 у RC-ланцюгом, виконаним на конденсаторі 14 і черговому режимі роботи. резисторі 17. По кожному негативному перепаду У черговому режимі роботи, коли питома опнапруги на виході тактового генератора 13 на тична щільність повітря нижче встановленого виході першого тригера 15 Шміта формується рівня, по кожнім імпульсі на виході тактового генеімпульс тривалістю близько 20мкс. Таким чином, ратора 13 буде відбуватися скидання бінарного по кожному позитивному перепаду сигналу на лічильника 12. При досягненні задимленості встасвоєму другому вході бінарний лічильник 12 новленого рівня, тобто при підвищенні питомої переключається, роблячи підрахунок тільки одного оптичної щільності повітря, збільшується імпульсу і відразу скидаючись від імпульсів, що інтенсивність розсіяного випромінювання. У цьому приходять на його третій вхід. На виході старшого випадку по кожнім імпульсі на виході тактового розряду бінарного лічильника 12, до якого генератора 13 стан бінарного лічильника 12 буде підключений вхід формувача 5 сигналу реєстрації збільшуватися на одиницю, поки не відбудеться диму залишається низький потенційний рівень, переключення старшого розряду бінарного індикатор 1 не світиться. Сповіщувач залишається лічильника 12, по якому забороняється подальший в черговому режимі роботи, споживаючи від рахунок імпульсів. При наявності високого шлейфа пожежної сигналізації, що підключений до потенційного рівня на старшому розряді бінарного клем 2 і 3 струм, величина якого обмежена струлічильника 12 відкривається формувач 5 сигналу мообмежувальним елементом 6. реєстрації диму, що забезпечує задане споживанВ міру збільшення питомої оптичної щільності ня струму від шлейфа пожежної сигналізації, до середовища збільшується амплітуда імпульсів на якого підключений димовий пожежний сповіщувач виході підсилювача 10 (див. фіг. 3). Моменти пересвоїми вхідними клемами 2 і 3. Крім того, цим сигключення другого тригера 22 Шміта залежать не налом забороняється робота тактового генератора тільки від амплітуди імпульсу на виході 13. Вивести димовий пожежний сповіщувач з цього інтегратора 24 і фазової затримки сигналу, стану можливо тільки відключенням напруги живвикликаної інтегратором 24, але і від стабільності лення на час, достатній для розряду накопичуграничних напруг U 1гр і U 0гр цього тригера 22 вального конденсатора 7 до величини, при якій на Шміта. виході схеми 16 скидання по напрузі порівняння Фазова затримка імпульсу залежить від установиться низький потенційний рівень. параметрів другого інтегратора 24, а також Підключення шини електроживлення до накопаразитної ємності монтажу і вхідної ємності пичувального конденсатора 7 через перший виводів другого тригера 22 Шміта. В умовах інтегратор 9 дозволяє не тільки зменшити серійного виробництва, при використанні друковапульсації напруги від якої живляться логічні елених плат паразитна ємність монтажу складає 1менти сповіщувача і підсилювач, але і 2пф і це значення істотно залежить від стабілізувати саму величину напруги на виході стабільності технологічного процесу виготовлення першого інтегратора 9 завдяки високому опору друкованих плат. Вхідна ємність мікросхем КМОП першого інтегратора 9. Таким чином, шляхом залогіки складає 5-15пф на вивід і міняється від безпечення живлення першого і другого тригерів мікросхеми до мікросхеми (див. Шило В.Л. Шміта 15 і 22 від накопичувального конденсатора Популярні цифрові мікросхеми. Довідник. 7 через перший інтегратор 9 досягаються стабільні Челябінськ. Металургія. 1989р., с. 195). Якщо значення граничних напруг переключення зазнаємність ланцюга другого інтегратора буде визначених тригерів Шміта. чатися тільки паразитною ємністю монтажу і Врезультаті у запропонованому сповіщувачі вхідною ємністю мікросхеми, то величина фазової створюються умови, при яких імпульси скидання затримки при опорі інтегратора 300кОм може перестають формуватися на одному порозі складати від 1 до 5мкс і змінюватися від чутливості, що сприяє підвищенню стабільності сповіщувача до сповіщувача. Другий вивід другого чутливості таких сповіщувачів в цілому. тригера 22 Шміта підключений до шини електро 9 Комп’ютерна верстка М. Клюкін 75528 Підписне 10 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601