Датчик дыма

 

Изобретение относится к фотоэлектрическим сигнальным устройствам и может быть использовано,, например, в системах автоматической пожарной сигнализации. Цель изобретения - увеличение чувствительности датчика. Для достижения этой цели экран 3, установленный на одной оси с источником 1 излучения и фотоприемником 2, вьтолнен в виде конуса из оптически прозрачного материала с углом при вершине 90° и основанием обращен к источнику 1 излучения. Пространство между источником 1 излучения и основанием конуса экрана 3 является чувствительной к дыму областью, из которой рассеянное дымом излучение попадает на фотоприемник 2, вызывая срабатывание системы тревожной сигнализации . 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1

O9} (11} (g}}< С 08 В 7

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н-АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ (21) 3809689/24-24 (22) 06.11.84 (46) 23.10.86. Бюл. 1}* 39 (72) А.И.Берман, Л.А.Ливанов и В.Н.Штелинг (53) 654.9 (088.8) .(56) Шаровар Ф.И. Устройства и системы пожарной сигнализации. И.: Строй-. издат, 1979, с.28-34.

Там же, с.22-28. (54) ДАТЧИК ДЫМА (57) Изобретение относится к фотоэлектрическим сигнальным устройствам и может быть использовано,. например, в системах автоматической пожарной сигнализации. Цель изобретения — уве личение чувствительности датчика.

Для достижения этой цели экран 3, установленный на одной оси с источником 1 излучения и фотоприемником

2, выполнен в виде конуса иэ оптически прозрачного материала с углом при о вершине 90 и основанием обращен к источнику 1 излучения. Пространство между источником 1 излучения и основанием конуса экрана 3 является чувствительной к дыму областью, Hs которой рассеянное дымом излучение попадает на фотоприемник 2, вызывая срабатывание системы тревожной сигна- а лизацин. 1 ил.

1 12658

Изобретение относится к фотоэлектрическим сигнальным устройствам и может найти применение в системах автоматической пожарной сигнализации, предназначенных для объектов, связанных с изготовлением, переработкой, хранением или транспортировкой пожароопасных материалов.

Целью изобретения является увеличение чувствительности датчика. 10

На чертеже приведена оптическая схема предлагаемого датчика дыма.

Датчик дыма содержит источник 1 излучения, фотоприемник 2, экран 3 15 и измерительную камеру 4 .

Источник 1 излучения предназначен . для создания потока излучения, направленного параллельно оптической оси источника 1 и фотоприемника 2. 20

Фотоприемник 2 преобразует падающее на него отраженное частицами дыма йэлучение в электрический сигнал. Экран 3 препятствует попаданию излучения от источника 1 на фотоприемник

2 при отсутствии дыма в измерительной камере 4. Измерительная камера

4 препятствует попаданию постороннего излучения на фотоприемник 2. Экран 3 выполнен в виде прямого конуса . 30 ,из оптически прозрачного материала, например, кварцевого стекла. Конус имеет в основании окружность и его ,высота проходит через центр окружности осонования. Угол между образующими при вершине конуса составляет

9П . Конус 3 установлен в измерительной камере 4 таким образом, что его основание к источнику 1 излучения, а вершина конуса и центр окружности 40 его основания совмещены с осью источника 1 излучения и фотоприемника 2.

Предлагаемое устройство работает слудующим образом.

При отсутствии дыма в измерительной камере 4 поток излучения источника 1, войдя через основание в конус

3, испытывает полное внутреннее отражение от боковой поверхности конуса 3 на границе двух сред с разными показателями преломления. Угол падения лучей на боковую поверхность о внутри конуса 3 равен g.=45 . Чтобы происходило полное внутреннее отражение, необходимо выполнение условия. где n — показатель преломления возt духа(n, 1);

n — показатель преломления оптиг ческого материала конуса 3, 1 следовательно sin45 - — —, т.е. неп обходимо, чтобы и > 42, что обеспечивается, например, выполнением конуса из плавленого кварцевого стекла (пав=1,45) . Таким образом, все лучи источника 1, вошедшие в конус 3, полностью отражаются назад в направлении к источнику 1 излучения и ни один луч не выходиг через боковую поверхность конуса 3 на фотоприемник 2, выходной электрический сигнал которого отсутствует.

Таким образом, в пространстве между источником 1 излучения и основанием конуса 3 создаются два встречно направленных потока излучения, которые при отсутствии дыма не попадают на фоторпиемник 2 благодаря полному внутреннему отражению от боковой поверхности внутри конуса 3, выполняющего функцию экрана.

При появлении дыма в пространстве между источником 1 излучения и основанием конуса 3 излучение источника рассеивается частицами дыма в разных направлениях (индикатриса рассеяния частицы дыма показана на чертеже), при этом рассеянные дымом лучи, войдя в конус 3, падают на его боковую поверхность под углом, меньшим критического угла полного внутреннего отражения на границе двух .сред с разными показателями преломления, что приводит к нарушению условий полного внутреннего отражения, поэтому рассеянные дымом лучи прелом0 ляются, выходят через боковую поверхность,,конуса 3 и попадают на фс топриемник ?, которыи вырабатывает выходной электрический сигнал.

Таким образом, пространство между источником 1 излучения и основанием конуса 3 является чувствительной к дыму областью, из которой рассеянное дымом излучение попадает на фотоприемник 2, вызывая срабатывание системы тревожной сигнализации. Белый дым рассеивает излучение в основном, вперед — под острым углом к направлению распространения излучения, поэтому поток излучения источника 1 в чувстсительной к дыму области рассеивается ,вперед — на фотоприемник 2. Черный

1265

Формула изобретения

Составитель О,Богомолова

Редактор А.Ворович Техред В.Кадар Корректор Е.Бутяга

Заказ 5668/49 Тираж 515 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5,Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 дым рассеивает излучение, в основном, назад — под тупым углом к распространению потока излучения, поэтому отра- женный поток излучения, выходящий из основания конуса 3, в чувствительной к дыму области рассеивается назад и попадает на фотоприемник 2.

Таким образом, при появлении белого дыма фотоприемник 2 регистрирует, в основном, рассеянный поток излуче- 10 ния от источника 1, а при появлении черного дыма фотоприемник 2 регистрирует, в основном, рассеянный поток излучения, выходящего иэ основания конуса 3, что обеспечивает высокую 5 чувствительность, как к черному, так и к белому дыму.

Для находящегося в воздушной среде конуса 3, выполненного из плавленного кварцевого стекла с показателем преломления п =1,45, критический угол полного внутреннего отражения опре1 деляется как arcsin 4 5 и равен 43,5 25

Э

Э

1 а угол падения лучей источника 1 на боковую поверхность внутри конуса 3 о равен 45, поэтому все лучи, рассео янные дымом под углом менее =1,5 к зо направлению основного, излучения испытывают полное внутреннее отражение и не выходят через боковую поверхность конуса 3 на фотоприемник 2, а все лучи, рассеиваемые дымом под yrо 35 лом больше 1,5, выходят через боковую поверхность конуса 3 на фотопри.емник 2.

822 4

Таким образом, фотоприемник 2 регистрирует излучение, рассеянное дыЮ мом под углом > f,5 к направлению основного потока излучения, что повышает чувствительность устройства, так как интенсивность рассеяния света уас ицами дыма под малыми углами к направлению основного излучения более чем на порядок выше, чем рассеянное под прямым (или близким к нему) углом.

Для уменьшения потерь на отражение рассеянного дымом излучения на поверхность основания конуса 3 может быть нанесено просветляющее покрытие, т.е. тонкая пленка с коэффициентом преломления, меньшим чем у материала конуса 3.

Использвание лазера в качестве источника 1 излучения позволяет достигнуть высокой чувствительности датчика дыма при малых геометрических размерах конуса 3 и фотоприемника 2.

Датчик дыма, содержащий установленные на одной оси источник излучения, фотоприемник и расположенный между ними экран, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью увеличения чувствительности экран выполнен в виде конуса из оптически прозрачного материала с углом при вершио не 90, причем основание конуса обращено к источнику излучения, а вершина конуса и центр окружности его основания совмещены с осью источника излучения и фотоприемника,