Спосіб раннього виявлення та визначення напрямку загорянь

Реферат: Спосіб раннього виявлення та визначення напрямку загорянь включає оцінювання ослаблення інфрачервоного випромінювання на трасі при виникненні загорянь, при цьому випромінювання генерується, розповсюджується та відбивається наприкінці лінійної траси. Відбиття випромінювання здійснюють дифракційно відбивною поверхнею та приймальні пристрої розташовують на напрямках максимумів просторово-неоднорідного розподілу інтенсивності відбитого випромінювання. UA 112169 U (54) СПОСІБ РАННЬОГО ВИЯВЛЕННЯ ТА ВИЗНАЧЕННЯ НАПРЯМКУ ЗАГОРЯНЬ UA 112169 U UA 112169 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі систем пожежної сигналізації і може бути використана для раннього виявлення та визначення напрямку загорянь. Відомий спосіб виявлення загорянь, заснований на ефекті впливу димових часток на значення іонізаційного струму у вимірювальній камері, яка розташовується між двома металевими пластинами, на які подається напруга [1]. Між пластинами встановлюється джерело  -випромінювання, що іонізує повітря в камері. В результаті цього в ній протікає іонний струм. До димових часток, що потрапляють в камеру, приєднуються іони, в результаті чого швидкість руху останніх зменшується та таким чином знижується іонний струм. При його падінні нижче певної межі видається сигнал про виявлення загорянь. Недоліком відомого способу є неможливість раннього виявлення та визначення напрямку загорянь при малій концентрації димових часток [1]. Відомий спосіб виявлення загорянь, заснований на виявленні димових часток в оптичній камері, в якій встановлено оптично ізольовані джерело і приймач інфрачервоного випромінювання [2]. При потраплянні в контрольовану зону оптичної камери димових часток, що відбивають інфрачервоне випромінювання, утворюється зв'язок між джерелом і передавачем інфрачервоного випромінювання та формується сигнал про виявлення загорянь. Недоліком відомого способу є неможливість раннього виявлення та визначення напрямку загорянь [2]. Найближчим аналогом до запропонованого способу є лінійний спосіб виявлення загорянь, заснований на оцінюванні ослаблення інфрачервоного випромінювання на трасі при виникненні загорянь [3]. В ньому інфрачервоне випромінювання генерується та розповсюджується по лінійній трасі. Наприкінці траси воно відбивається від дзеркальної поверхні та спрямовується на приймальний пристрій для аналізу прийнятого сигналу. При виникненні загорянь випромінювання ослаблюється внаслідок процесів поглинання та розсіювання, що призводить до зниження інтенсивності інфрачервоного випромінювання. При зниженні інтенсивності випромінювання до визначеного рівня видається сигнал про виявлення загорянь. Недоліком найближчого аналога є неможливість визначення напрямку загорянь. В основу корисної моделі поставлена задача створити спосіб раннього виявлення та визначення напрямку загорянь, який дозволить одночасно вирішувати задачі як раннього виявлення загорянь, так і визначення відповідних напрямків загорянь, що суттєво спрощує прогнозування обстановки при виникненні надзвичайних ситуацій. Поставлена задача вирішується за рахунок перетворення дзеркального відбиття інфрачервоного випромінювання на дифракційне за рахунок використання дифракційно відбивної поверхні (дифракційної відбивної решітки) замість дзеркальної поверхні наприкінці траси, що призводить до відбиття випромінювання по визначених напрямках, положення і кількість яких визначаються параметрами дифракційно відбивної поверхні. На даних напрямках розташовуються приймальні пристрої для аналізу прийнятого сигналу. Таким чином у способі раннього виявлення та визначення напрямку загорянь, що включає оцінювання ослаблення інфрачервоного випромінювання на трасі при виникненні загорянь, при цьому випромінювання генерується, розповсюджується та відбивається наприкінці лінійної траси, згідно з корисною моделлю, відбиття випромінювання здійснюють дифракційно відбивною поверхнею, та приймальні пристрої розташовують на напрямках максимумів просторово-неоднорідного розподілу інтенсивності відбитого випромінювання. Технічний результат, який може бути отриманий при здійсненні корисної моделі, полягає у забезпеченні раннього виявлення та визначення напрямку загорянь за рахунок відбиття інфрачервоного випромінювання за визначеними напрямками, положення і кількість яких визначаються параметрами дифракційно відбивної поверхні. На фіг. 1 наведений вигляд дифракційно відбивної поверхні (дифракційної відбивної решітки). На фіг. 2 наведений експериментально отриманий розподіл інтенсивності інфрачервоного випромінювання, відбитого від плівкової дифракційно відбивної поверхні при нормальному падінні випромінювання на поверхню у відносних одиницях. На фіг. 3 наведений варіант застосування запропонованого способу раннього виявлення та визначення напрямку загорянь, де зображено: 1 - лазерний випромінювач; 2 - приймальний пристрій (фотоприймач); 3 - аналізуючий пристрій; 4 - джерело загоряння; 5 - дифракційно відбивна поверхня; 6 - напрямки відбиття інфрачервоного випромінювання. Суть запропонованого способу раннього виявлення та визначення напрямку загорянь полягає у наступному. 1 UA 112169 U 5 10 Наприкінці лінійної траси розташовується дифракційно відбивна поверхня (фіг. 1), що забезпечує просторово-нерівномірний розподіл інтенсивності відбитого інфрачервоного випромінювання (фіг. 2). Інфрачервоне випромінювання генерується лазерним випромінювачем 1 (фіг. 3) та розповсюджується по заданій трасі, наприкінці траси відбивається від дифракційно відбивної поверхні 5. За рахунок даного відбиття воно набуває просторово-нерівномірний розподіл інтенсивності, характерний для відбиття від дифракційної решітки. Розподіл інтенсивності відбитого від дифракційно відбивної поверхні випромінювання визначається співвідношенням: I  I0 / N2  sin2 u / u2  sin 2 N  v  / sin 2 v , (1) де I0 - інтенсивність зондувального інфрачервоного випромінювання; N - число штрихів геометрично неоднорідної структури поверхні (дифракційної відбивної решітки). 15 20 Другий множник формули (1) - sin2 u / u2 визначає дифракцію від кожного відбивного елемента дифракційно відбивної поверхні. Тут u    a  sin   sin  /  , (2) де a - ширина робочої грані штриха геометрично неоднорідної структури поверхні;  - довжина хвилі інфрачервоного випромінювання;  - кут дифракції;  - кут падіння випромінювання оптичного діапазону довжин хвиль. Третій множник формули (1) - sin 2 N  v  / sin 2 v визначає основні характеристики спектра і положення головних дифракційних максимумів діаграми розсіювання геометрично неоднорідної поверхні (дифракційної відбивної решітки). Тут v    d  sin   sin  /  , (3) 25 30 35 40 45 50 55 де d - постійна геометрично неоднорідної структури поверхні (дифракційної відбивної решітки). На практиці число періодів N значне, тому інфрачервоне випромінювання, відбите від дифракційно відбивної поверхні, поширюється лише в напрямках, що задовольняють умову: 2 j , sin  j  sin   j  0,  1  2 , (4) , kd де k - хвильове число. Кутів, що відповідають умові (4), може бути лише кінцеве число, обумовлене періодом дифракційно відбивної поверхні d . Вибираючи відповідним чином період поверхні, можливо управляти розщепленням падаючого випромінювання на визначену кількість частин (напрямків відбиття). Кількість напрямків залежить також від кута падіння і довжини хвилі лазерного випромінювання. Для нормального кута падіння це число становить 2d /    1 . Таким чином, значна частина енергії відбитого від дифракційно відбивної поверхні інфрачервоного випромінювання зосереджується у вузьких кутових секторах (максимумах просторово-неоднорідного розподілу інтенсивності відбитого випромінювання), а в кутових секторах, відмінних від напрямів даних максимумів розподілу, спостерігатиметься значне зниження інтенсивності відбитого випромінювання (фіг. 2). За визначеними напрямками відбиття інфрачервоного випромінювання 6 (максимумами просторово-неоднорідного розподілу) розташовуються приймальні пристрої 2 для аналізу прийнятого сигналу за допомогою аналізуючого пристрою 3 (фіг. 3). За відсутності загорянь значного ослаблення відбитого інфрачервоного випромінювання не спостерігається. При цьому ступінь ослаблення відбитого випромінювання за всіма напрямками приблизно однаковий та рівень прийнятих сигналів у всіх приймальних пристроях 2 не буде відрізнятися. При виникненні загорянь 4 на одному з напрямків розповсюдження відбитого інфрачервоного випромінювання приймальний пристрій на даному напрямку реєструє значне ослаблення випромінювання, при цьому рівень прийнятого сигналу буде відрізнятися від рівнів сигналів на інших напрямках (фіг. 3). Таким чином, оцінювання рівня прийнятих сигналів на кожному з напрямків відбиття інфрачервоного випромінювання, положення і кількість яких визначаються параметрами дифракційно відбивної поверхні, дозволяє здійснювати не тільки виявлення загорянь на ранніх етапах виникнення, але і визначення напрямку загорянь. 2 UA 112169 U 5 Джерела інформації: 1. Патент на корисну модель, № 593227, СРСР, G08B 17/10. Дымовой датчик / Ф.И. Шаровар, В.А. Толикин, В.А. Шакиров. - заяв. 27.07.76; опубл. 15.02.78; Бюл. № 6. - 2 с. 2. Аспирационный дымовой пожарный извещатель LASD. Техническое описание ООО "Систем Сенсор Фаир Детекторе". -[Електронний ресурс]. Режим доступу до опису: http://www.vashdom.ru/articles/systemsensor_4.htm. 3. Шаровар Ф.И. Методы раннего обнаружения загораний. - М.: Стройиздат, 1988. - С. 78-83. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 Спосіб раннього виявлення та визначення напрямку загорянь, що включає оцінювання ослаблення інфрачервоного випромінювання на трасі при виникненні загорянь, при цьому випромінювання генерується, розповсюджується та відбивається наприкінці лінійної траси, який відрізняється тим, що відбиття випромінювання здійснюють дифракційно відбивною поверхнею, та приймальні пристрої розташовують на напрямках максимумів просторовонеоднорідного розподілу інтенсивності відбитого випромінювання. 3 UA 112169 U Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4