Димовий пожежний сповіщувач

Димовий пожежний сповіщувач, що містить елемент однобічної провідності, вхід якого підключений до першої клеми для приєднання до шлейфа пожежної сигналізації, а вихід з'єднаний з першим виводом електроживлення формувача сигналу реєстрацГГ диму і входом струмообмежувального елемента, вихід якого підключений до входу інтегратора і до першого виводу конденсатора, другий вивід якого з'єднаний із другою клемою для підключення до шлейфа пожежної сигналізації та з другим виводом електроживлення формувача сигналу реєстрації диму, вихід якого підключений до індикатора, а вхід - до виходу двійкового лічильника, до С-входу цього лічильника і до входу тактового генератора, перший вихід якого підключений до V-входу двійкового лічиль ника, другий вихід - до першого входу схеми порівняння, а третій вихід - до входу струмового ключа, виводи живлення якого з'єднані з відповідними виводами конденсатора, вихід схеми порівняння з'єднаний з R-входом двійкового лічильника, другий вхід схеми порівняння підключений через пороговий елемент до виходу підсилювача імпульсів постійного струму, перший вивід живлення якого з'єднаний з виходом інтегратора, а другий вивід живлення - із другим виводом конденсатора, третій вхід схеми порівняння підключений до виходу схеми скидання по напрузі живлення, а до виходів струмового ключа підключений випромінюючий інфрачервоний діод, який оптично зв'язаний через камеру із світлопоглинаючими стінками з фотодіодом, який відрізняється тим, що сповіщувач додатково містить резистор і фільтр високих частот, вихід якого підключений до входу підсилювача імпульсів постійного струму, а до входів фільтра високих частот підключені паралельно з'єднані виводи фотодюда і резистора. п Корисна модель відноситься до області пожежної сигналізації і може бути використана в системах пожежної сигналізації для виявлення збільшення оптичної щільності повітря по інтенсивності розсіювання інфрачервоного випромінювання. Відомі пожежні сповіщувачі, оптичні датчики диму і пристрої' реєстрації диму, які працюють за принципом періодичного випромінювання імпульсів інфрачервоного випромінювання і наступного їхнього прийому, посилення й обробки отриманого сигналу різними способами, що формують сигнал про наявність або відсутність диму [див. журнал "Системы безопасности связи и телекоммуникации", 2000, 33, с.65]. Відомий пристрій реєстрації диму [патент Російської Федерації" RU 2221278, 7 G08B17/10, опубл. 2004.01.10], що містить тактовий генератор, випромінювач, зв'язаний через оптичну камеру із світлопоглинаючими стінками з фотоприймачем, схему скидання, формувач сигналу реєстрації диму. Крім того, пристрій містить схему синхронного детектування, схему порівняння і запам'ятовування, що виконана у вигляді першого і другого двійковий лічильників, причому V-вхід і R-вхід першого двійкового лічильника схеми порівняння і запам'ятовування з'єднані з відповідними виходами тактового генератора, вихід першого двійкового лічильника паралельно зв'язаний із входом випромінювача, V-входом другого двійкового лічильника схеми порівняння і запам'ятовування і першим входом схеми синхронного детектування, другий і третій входи якої зв'язані відповідно з виходами фотоприймача і схеми скидання, а вихід - з R-входом другого двійкового лічильника схеми порівняння і запам'ятовування, вихід другого двійкового лічильника схеми порівняння і запам'ятовування зв'язаний із С-входами обох лічильників і з входом формувача сигналу реєстрації диму. Недоліком відомого пристрою є низька вірогідність його роботи при великих рівнях фонової освітленості природними або штучними джерелами освітлення, а також - при підвищеному значенні СО О) 0) 9923 верхньої межі робочої температури сповіщувача, наприклад, до 75°С, коли фотоприймач не забезпечує поділ імпульсних сигналів від інфрачервоного випромінювача та від видимого світла, що проникає в камеру із світлопоглинаючими стінками через щілини для проходження диму, а також від струму витоку фотоприймача, викликаного підвищеною температурою. Найбільш близьким до запропонованого рішення є обраний за прототип димовий пожежний сповіщувач [Извещатель пожарный дымовой оптико-электронный ИП212-41М ТУ 4371-00512215496-00; Паспорт 4371-005-12215496-00 ПС], що містить елемент однобічної провідності, вхід якого підключений до першої клеми для приєднання до шлейфу пожежної сигналізації, а вихід з'єднаний з першим виводом електроживлення формувача сигналу реєстрації диму і входом струмообмежувального елемента,вихід якого підключений до входу інтегратора і до першого виводу конденсатора, другий вивід якого з'єднаний із другою клемою для підключення до шлейфу пожежної сигналізації І з другим виводом електроживлення формувача сигналу реєстрації диму, вихід якого підключений до індикатора, а вхід - до виходу двійкового лічильника, до С-входу цього лічильника і до входу тактового генератора, перший вихід якого підключений до V-входу двійкового лічильника, другий вихід тактового генератора - до першого входу схеми порівняння, а третій вихід тактового генератора - до входу струмового ключа, виводи живлення якого з'єднані з відповідними виводами конденсатора, вихід схеми порівняння з'єднаний з R-входом двійкового лічильника, другий вхід схеми порівняння підключений через пороговий елемент до виходу підсилювача імпульсів постійного струму, перший вивід живлення якого з'єднаний з виходом інтегратора, а другий вивід живлення - Із другим виводом конденсатора, третій вхід схеми порівняння підключений до виходу схеми скидання по напрузі живлення, а до виходів струмового ключа підключений випромінюючий інфрачервоний діод, що оптично зв'язаний через камеру із світлопоглинаючими стінками з фотодіодом, анод якого з'єднаний із другим виводом першого конденсатора, а катод підключений до входу підсилювача імпульсів постійного струму. Недоліком цього сповіщувача також є низька вірогідність його роботи при великих рівнях фонової освітленості природними або штучними джерелами освітлення, а також при підвищеному значенні верхньої межі робочої температури сповіщувача, наприклад, до 75°С, коли на вхід підсилювача імпульсів постійного струму з фотодіода надходить сумарний струмовий імпульс від інфрачервоного випромінювача та від видимого світла, що проникає в камеру із світло поглинаючими стінками через щілини для проходження диму, а також від струму витоку фотодіода, викликаного підвищеною температурою. В основу запропонованого рішення поставлена задача підвищення вірогідності контролю в широкому діапазоні робочих температур сповіщувача, а також в умовах підвищеного фонової засвітки від зовнішніх природних або штучних джерел освітлення за рахунок одночасного виділення імпуль сного корисного сигналу перед його посиленням та зменшення рівня електромагнітних наведень на вхідному ланцюгу фотодіода. Поставлена задача вирішується тим, що димовий пожежний сповіщувач, який містить елемент однобічної провідності, вхід якого підключений до першої' клеми для під'єднання до шлейфу пожежної сигналізації, а вихід з'єднаний з першим виводом електроживлення формувача сигналу реєстрації диму і входом струмообмежувального елемента, вихід якого підключений до входу інтегратора і до першого виводу конденсатора, другий вивід якого з'єднаний із другою клемою для підключення до шлейфу пожежної сигналізації і з другим виводом електроживлення формувача сигналу реєстрації диму, вихід якого підключений до індикатора, а вхід - до виходу двійкового лічильника, до С-входу цього лічильника і до входу тактового генератора, перший вихід якого підключений до Vвходу двійкового лічильника, другий вихід тактового генератора - до першого входу схеми порівняння, а третій вихід тактового генератора - до входу струмового ключа, виводи живлення якого з'єднані з відповідними виводами конденсатора, вихід схеми порівняння з'єднаний з R-входом двійкового лічильника, другий вхід схеми порівняння підключений через пороговий елемент до виходу підсилювача імпульсів постійного струму, перший вивід живлення якого з'єднаний з виходом інтегратора, а другий вивід живлення - із другим виводом конденсатора, третій вхід схеми порівняння підключений до виходу схеми скидання по напрузі живлення, а до виходів струмового ключа підключений випромінюючий інфрачервоний діод, що оптично зв'язаний через камеру із світлопоглинаючими стінками з фотодіодом, згідно запропонованого рішення, додатково містить резистор і фільтр верхніх частот, вихід якого підключений до входу підсилювача імпульсів постійного струму, а до входів фільтра високих частот підключені паралельно з'єднані виводи фотодіода і резистора. Завдяки застосуванню фільтра високих частот плавні зміни різниці потенціалів на виводах резистора не змінюють сигналу на виході підсилювача імпульсів постійного струму І відповідно, збільшення верхньої межі робочої температури сповіщувача до верхньої межі робочої температури фотодіода не приводить до помилкового спрацьовування сповіщувача. Фонова засвітка від природних або штучних джерел освітлення, яка проникає в камеру із світлопоглинаючими стінками через щілини для проходження диму збільшує сумарне значення фото-ерс, що виділяється на резисторі, але практично не змінює імпульсну складову за рахунок інфрачервоного випромінювання діода. Таким чином, при питомій щільності повітря нижче порогового значення сповіщувач буде залишатися в черговому режимі роботи в умовах високої фонової освітленості. Сповіщувач буде залишатися в черговому режимі роботи навіть в умовах значних перепадів фонової освітленості, тому що імовірність помилкового спрацювання сповіщувача буде досить малою завдяки тимчасовій селекції, здійснюваній схемою порівняння. Крім того, використання фотодіода як джерела фото-ерс дозволяє значно скоротити розміри електричного ланцюга 9923 навантаження фотодюда, і тим самим скоротити рівень електро магніти их наводок у цьому ланцюгу. На Фіг. представлена блок-схема димового пожежного сповіщувача. Димовий пожежний сповіщувач містить індикатор 1, а також клеми 2 і 3 для підключення до шлейфу пожежної сигналізації. До першої клеми 2 підключений вхід елемента 4 однобічної провідності, вихід якого з'єднаний з першим виводом електроживлення формувача 5 сигналу реєстрації диму і входом струмообмежувального елемента 6. Вихід струмообмежувального елемента 6 підключений до першого виводу першого конденсатора 7, виводу живлення струмового ключа 8 і входу інтегратора 9. Вихід інтегратора 9 підключений до першого виводу живлення підсилювача 10 імпульсів постійного струму, другий вивід живлення якого з'єднаний із другою клемою 3, другими виводами живлення струмового ключа 8 і формувача 5 сигналу реєстрації диму. До виходів струмового ключа 8 підключений випромінюючий інфрачервоний діод 11, що оптично зв'язаний через камеру 12 із світлопоглинаючими стінками з фотодюдом 13. Вихід формувача 5 сигналу реєстрації диму підключений до індикатора 1, а вхід - до виходу двійкового лічильника 14, до С-входу цього лічильника 14 і до входу тактового генератора 15, перший вихід якого підключений до V-входу двійкового лічильника 14. Другий вихід тактового генератора 15 з'єднаний з першим входом схеми 16 порівняння, а третій вихід - із входом струмового ключа 8. Другий вхід схеми 16 порівняння підключений до виходу схеми 17 скидання по напрузі живлення, а третій вхід - через пороговий елемент 18 до виходу підсилювача 10 імпульсів постійного струму. До входу підсилювача 10 імпульсів постійного струму підключений вихід фільтра 19 високих частот, до входів якого підключені паралельно з'єднані виводи фотодіода 13 і резистора 20. На Фіг. виводи живлення схеми 17 скидання по напрузі живлення, тактового генератора 15, схеми 16 порівняння, порогового елемента 18 і двійкового лічильника 14 умовно не показані. Димовий пожежний сповіщувач працює слідуючим чином. При подачі напруги живлення на вхідні клеми 2 І 3 через елемент 4 однобічно'! провідності і струмообмежувальний елемент 6 здійснюється заряд накопичувального конденсатора 7. Елемент 4 однобічної провідності здійснює захист інших елементів димового пожежного сповіщувача при помилковому підключенні полярності напруги живлення шлейфу пожежної сигналізації'. Поки напруга на виводах накопичувального конденсатора 7 недостатня для нормальної роботи димового пожежного сповіщувача, на виході схеми 17 скидання по напрузі електроживлення формується низький потенційний рівень, який через схему 16 порівняння встановлює на R-вході двійкового лічильника 14 високий потенційний рівень. У цьому випадку двоїчний лічильник 14 знаходиться в нульовому стані незалежно від сигналів на інших його входах. Формувач 5 сигналу реєстрації диму закритий, і індикатор 1 виключений, У той же час низький потенційний рівень, що надходить з виходу двійкового лічильника 14 на перший вхід тактового генератора 15 і на С-вхід цього ж лічильника 14, дозволяє роботу тактового генератора 15 і двійкового лічильника 14. Оскільки споживання струму тактовим генератором 15 Істотно залежить від напруги живлення, то для його малого (десятки мікроамперів) значення необхідно, щоб перемикання схеми 17 скидання по напрузі живлення здійснювалося при робочій напрузі, близькій до його мінімального значення, але перевищуючій його. У момент зміни стану на виході схеми 17 скидання по напрузі живлення запускається тактовий генератор 15, а на R-вході двійкового лічильника 14 встановлюється потенційний рівень, що дозволяє зміну станів двійкового лічильника 14 при перепадах напруги на його Vвході. На виходах тактового генератора 15 формуються імпульси з періодом проходження біля однієї секунди. По кожному негативному перепаді сигналу на першому виході тактового генератора 15 двоїчний лічильник 14 буде змінювати свій стан. Але при низькому рівні питомої оптичної щільності середовища, коли на виході порогового елемента 18 буде спостерігатися постійний потенційний рівень, імпульсами, що приходять із другого виходу тактового генератора 15 через схему 16 порівняння на R-вхід двійкового лічильника 14, останній буде скидатися відразу ж після завершення перепаду на його V-вході. З третього виходу тактового генератора 15 імпульси надходять на вхід струмового ключа 8. Струмовий ключ 8 забезпечує розряд накопичувального конденсатора 7 заданою величиною струму через свій вихід на випромінюючий інфрачервоний діод 11. Величина, на яку розряджається накопичувальний конденсатор 7, буде залежати від тривалості і періоду імпульсів, що з'являються на третьому виході тактового генератора 15, а також від відношення струму заряду накопичувального конденсатора 7 через струмообмежувальний елемент 6 до струму розряду цього конденсатора 7 через струмовий ключ 8. Таким чином, падіння напруги, що встановилося на накопичувальному конденсаторі 7, буде перевищувати падіння напруги на виводах живлення підсилювача 10 імпульсів постійного струму на величину падіння напруги на інтеграторі 9. За рахунок цієї різниці потенціалів забезпечується стійка робота підсилювача 10 імпульсів постійного струму, тому що короткочасні провали напруги на виводах накопичувального конденсатора 7 у моменти його розряду струмовим ключем 8 за рахунок інтегратора 9 не змінять режимів роботи підсилювача 10 імпульсів постійного струму. Розсіяне оптичною камерою 12 із світлопоглинаючими стінками інфрачервоне випромінювання діода 11 надходить на фотодіод 13. Імпульси фото-ерс, виділені на резисторі 20 через фільтр 19 високих частот, надходять на вхід підсилювача 10 імпульсів постійного струму. Посилені підсилювачем 10 імпульсів постійного струму імпульси по своїй амплітуді і фазі будуть істотно залежати від оптичної щільності повітря в оптичній камері 12. Так, при абсолютній прозорості повітря на виході підсилювача 10 будуть присутні трикутні імпульси малої амплітуди, тому що буде мати місце деяке відображення від стінок оптичної камери 12. Імпульс трикутної форми на виході підсилювача 10 імпульсів постійного струму досягає свого максимуму в момент закінчення імпульсу на третьому виході тактового генератора 15. При малій амплітуді цих імпульсів на виході схеми 16 порівняння з'являються імпульси скидання двійкового лічильника 14. Таким чином, по кожному позитивному перепаді сигналу на своєму V-вході двоїчний лічильник 14 буде переключатися, роблячи підрахунок тільки одного імпульсу, і відразу буде скидатися від імпульсів, що приходять на його R-вхід. У черговому режимі роботи, коли питома оптична щільність повітря нижче встановленого рівня, по кожному імпульсі на другому виході тактового генератора 15 відбувається скидання двійкового лічильника 14. На виході старшого розряду двійкового лічильника 14, до якого підключений вхід формувача 5 сигналу реєстрації диму, залишається низький потенційний рівень, індикатор 1 не світиться, а формувач 5 сигналу реєстрації диму виключений. Сповіщувач залишається в черговому режимі роботи, споживаючи від шлейфу пожежної сигналізації, що підключений до клем 2 і 3, струм, величина якого обмежена струмообмежувальним елементом 6. 9923 8 сповіщувача - "Пожежа". При наявності високого потенційного рівня на старшому розряді двійкового лічильника 14 відкривається формувач 5 сигналу реєстрації диму, починає світитися індикатор 1, і забезпечується задане споживання струму від шлейфу пожежної сигналізації, до якого підключений димовий пожежний сповіщувач своїми вхідними клемами 2 і 3. Крім того, цим сигналом забороняється робота тактового генератора 15. У цьому стані значно зменшується споживання струму тактовим генератором 15, підсилювачем 10 і іншими елементами схеми, у той же час завдяки струму, що протікає через формувач 5 сигналу реєстрації диму, різко зменшується різниця потенціалів між клемами 2 І 3. Якщо це падіння напруги не приведе до зміни стану сигналу на виході схеми 17 скидання по напрузі живлення, то сповіщувач буде знаходитися в стані "Пожежа" нескінченно довго. Вивести сповіщувач з цього стану можливо тільки відключенням напруги живлення шлейфа пожежної' сигналізації на час, достатній для розряду накопичувального конденсатора 7 до величини, при якій на виході схеми 17 скидання по напрузі живлення встановиться низький потенційний рівень. По мірі збільшення питомої оптичної щільності середовища збільшується амплітуда імпульсів на виході підсилювача 10 імпульсів постійного струму, поки не досягне порогового значення переключення порогового елемента 18, при якому на Rвході двійкового лічильника 14 встановиться низький потенційний рівень, що дозволяє рахунок імпульсів, які надходять на V-вхід цього лічильника 14. У цьому випадку по кожному імпульсі на першому виході тактового генератора 15 стан двійкового лічильника 14 збільшується на одиницю, поки не відбудеться переключення старшого розряду двійкового лічильника 14, по якому забороняється подальший рахунок імпульсів, що відповідає стану Запропонований сповіщувач може бути виготовлений із застосуванням відомих і широковикористовуємих комплектуючих виробів: резисторів, конденсаторів, транзисторів, діодів, логічних мікросхем. Наприклад, двоїчний лічильник може бути виконаний на мікросхемі К561ИЕ10 або CD4520, а тактовий генератор і схема порівняння - на елементах мікросхеми К561ТЛ1 або CD4093. Елемент однобічної провідності може буде виконаний на діоді КД521В або аналогічному йому. Струмообмежувальний елемент може бути виконаний на уніполярному транзисторі, формувач сигналу реєстрації - на транзисторі з великим коефіцієнтом підсилення або на уніполярному транзисторі. 10 9923 14 CT f> n 21 t> 10 Фіг. Комп'ютерна верстка В. Мацело Підписне 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