Способ контроля наличия дыма в контролируемой среде и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к технике пожарной сигнализации и может быть использовано в пожарной охране для обнаружения возгораний на ранней стадии еще до появления открытого пламени. Целью изобретения является повышение достоверности контроля и функциональной надежности. Суть изобретения заключается в том, что способ обнаружения дыма основан на пропускании контрольного светового потока через контролируемую среду, измеряют рассеянный контролируемой средой световой поток под одинаковым острым углом в прямом и обратном контрольному световому потоку направлениях, преобразуют прямой и обратный рассеянные световые потоки в электрические сигналы и формируют их разность, а величину разности электрических сигналов сравнивают с уровнем эталонного электрического сигнала. В устройстве для осуществления способа, содержащем два оптических излучателя, подключенных к генератору импульсов, фотоприемник, установленный под острым углом к световому потоку излучателя, выход фотоприемника подключен к компаратору, соединенному с источником эталонного сигнала, с целью защиты от ложных срабатываний устройства в него введен разделительный элемент, излучатели расположены таким образом, что их оптические оси совмещены, а излучающие поверхности обращены навстречу друг к другу и удалены на равном расстоянии от точки пересечения оптических излучателей и фотоприемника, выход которого подключен через разделительный элемент к компаратору. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (gg)g G 08 В 17/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

СЛ среде; на фиг. 2 - схема устройства для контролк дыма в контролируемой среде.

Устройство (фиг Л ) содержит источник 1 света, фотоприемники 2 и 3, вычитающее устройство (сумматор) 4, а. компаратор 5 и источник 6 эталонного электрического сигнала. На фиг.1 также изображены индикаторы 7 и 8.

Устройство (фиг.1).работает следующим образом.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

Il0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2) ) 4290924/24-24 (22) 27.07.87 (46) 15.03.90. Бюл. ¹ 10 (72)А.И. Берман, Л.А. Ливанов и В.Н. Штелинг .(53) 654,9(088.8) (56) Патент США № 4103997, кл, G 01 М 21/26, 1975.

Патент США № 4237453, кл. 6 08 В 17/10, 1980. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ НАЛИЧИЯ ДЫИА. В

КОНТРОЛИРУЕМОЙ СРЕДЕ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится- к технике пожарной сигнализации и может быть использовано в пожарной охране для обнаружения возгораний на ранней стадии еще дб появления открытого пламени. Целью изобретения является повышение достоверности контроля, .: функциональной надежности. Суть изобретения заключается в том, что спо" соб обнаружения дыма основан на пропускании контрольного светового,потока через контролируемую среду. Измеряют рассеянный контролируемый средой световой поток под одинаковым

Изобретение относится к технике пожарной сигнализации и может быть использовано в пожарной охране для обнаружения возгораний на ранней стадии до появления -открытого пламени.

Целью изобретения является повышение достоверности контроля и функциональной надежности.

На фиг. 1 приведена схема устройства для осуществления способа контроля наличия дыма в контролируемой

„.SU„„1550555 А 1

2 острым углом в прямом и обратном контрольному световому потоку направлениях, преобразуют прямой и обрат,ный рассеянные световые потоки в электрические сигналы и формируют их разность, а величину разности электрических сигналов сравнивают с уровнем эталонного электрического сигнала.

В устройстве для осуществления способа, содержащем два оптических излучателя, подключенных к генератору импульсов, фотоприемник, установленный под острым углом к световому потоку излучателя, выход фотоприемника подключен к компаратору, соединенному с источником эталонного сигнала. С целью защиты от ложных срабатываний устройства в него введен разделительный элемент, излучатели расположены так, что их оптические оси совмещены, а излучающие поверхности обращены навстречу друг к другу и удалены на равном расстоянии от точки пересечения оптических осей излучателей и фотоприемника, выход которого подключен через разделительный элемент к компаратору. 2 с.п.ф-лы, 2 ил.

1550555

При отсутствии дыма свет от источника 1 не попадает на фотоприемники

2 и 3. Выходные электрические сигналы фотоприемников 2 и 3 отсутствуют, поэтому выходной сигнал вычитающего устройства 4 также отсутствует. На выходе компаратора 5 сигнал обнаружения дыма отсутствует, так как меньше значения эталонного сигнала источни- 10 ка 6-.

При появлении дыма в чувствительной области с центром в точке О час тицы дыма наиболее интенсивно рассеивают свет в направлении контрольно:го светового потока источника 1 (на .фиг.1 показана индикатриса 8 рассея ния частиц дыма), при этом на фотоприемник 3 попадает большая доля рассеянного дымом света (вектор ОВ ин- 20 . дикатрисы 8), а на фотоприемник— меньшая доля рассеянного дымом света (вектор ОА индикатрисы 8), поэтому выходной электрический сигнал фотоприемника 3 превышает выходной сиг- 25 нал фотоприемника 2. На выходе вычитающего устройства 4 формируется сигнал, пропорциональный разности электрических сигналов фотоприемников

,2 и 3, который превышает пороговое значение эталонного сигнала. источника ! 6. При этом на выходе компаратора 5

1 формируется сигнал обнаружения дыма.

При появлении водных аэрозолей ,(туман, пар) в чувствительной обла,сти с центром в точке О пространст венное распределение рассеянного све та обладает симметрией относительно падающего ветовог0 потока от источ ника 1 (на фиг.1 показана индикатри- 40 са 7 рассеяния частиц водных аэрозолей), поэтому доля рассеянного света (вектор ОД индикатрисы 7), попадающего на фотоприемник 3, равна доле рассеянного света (вектор ОС ин- 45 дикатрисы 7), попадающего на фотоприемник 2. Выходные сигналы фотоприемников 2 и 3 одинаковы, поэтому выходной сигнал вычитающего устройства 4 отсутствует, т.е, не превышает порогового значения эталонного сигнала источника 6. На выходе компаратора

5 сигнал обнаружения дыма отсутствует.

Устройство (фиг ° 2) содержит оптические излучатели 9 и 10, фотоприем-.

55 ник 11, генератор 12 импульсов, компаратор 13, источник 14 эталонного сигнала и формирователь 1 5 разностного сигнала. Оптические излучатели

9 и 10 создают световой поток, пропускаемый через контролируемую среду, и расположены так, что их оптические оси совмещены, а излучающие поверхности обращены одна навстречу другой °

Фотоприемник 11 установлен под углом

30 к оси излучателей 9 и 10, а его

Д оптическая ось пересекается с осью излучателей 9 и 10, в точке О, которая является центром чувствительной к дыму области, образованной пересечением телесных углов поля зрения фотоприемника 11 и излучателей 9 и

10, которые удалены на равном расстоянии от точки О. На фиг.2 также изображены индикатрисы 16, 17 и 18.

Излучатели 9 и 10 подключены к выходам генератора 12 импульсов, при этом во время включения излучателя 9 отсутствует излучение излучателя 10 и наоборот.

Формирователь 15 выделяет из выходного сигнала фотоприемника 11 только переменную составляющую. Для выполнения этой функции может быть использован, например, конденсатор, трансформатор или фильтр, настроенный на частоту генератора 1 2.

Устройство (фиг.2), реализующее предлагаемый способ, работает следующим образом, При отсутствии дыма свет от поочередно включающихся излучателей 9 и 10 не попадает на фотоприемник, выходной сигнал которого отсутствует, т.е. меньше порогового значения эталонного сигнала источника 14, при этом на выходе компаратора 13 сигнал обнаружения дыма отсутствует.

При появлении дыма в чувствительной области с центром в точке О при включенном излучателе частицы дыма наиболее интенсивно рассеивают свет . в направлении светового потока излучателя 9 (фиг.2, индикатриса 17), при этом на фотоприемник 11 попадает меньшая доля рассеянного дымом света (фиг.2, вектор ОА индикатрисы 17),а при включенном излучателе 10 частицы дыма наиболее интенсивно рассеивают свет в направлении светового потока излучателя 10 (фиг.2, индикатриса 16), при этом на фотоприемник 11 попадает большая доля рассеянного дымом света (фиг.2, вектор ОВ индикатрисы 16).

На формирователе 15, подключенном к выходу фотоприемника 11, формируется

5 15505 электрический сигнал в виде импульсов с частотой следования генератора 12, которые проходят через формирователь 15 и превышант пороговое значение эталонного сигнала источника 14. На выходе компаратора 13 формируется сигнал обнаружения дыма.

Амплитуда импульсов на выходе фотоприемника 11 равна разности электрических сигналов, соответствующих прямому и обратному рассеянному световому потоку.

При появлении водных аэрозолей (туман, пар) в чувствительной обла- 15 сти с центром в точке 0 пространственное распределение рассеянного света симметрично относительно падающего светового потока (фиг.2, индикатриса 18) как при включенном излучателе 9, так и при включенном излучатеЛе 10, при этом на фотоприемник ll попадает одна и та же доля рассеянного света (фиг.2, вектор ОС индикатрисы 18), поэтому на формирователе 15, подключенном к выходу фотоприемника 11, формируется постоянный электрический сигнал, который не про ходит через формирователь 15, на выходе которого сигнал отсутствует, 30 т.е. меньше порогового значения эталонного сигнала источника 14, при этом на выходе компаратора 13 сигнал обнаружения дыма отсутствует.

Изобретение позволяет при минимальных затратах отличить дым от других аэрозолей, например от морского тумана, пара и др., что обеспечивает достоверность обнаружения дыма .и позволяет исключить ложные сраба- 40 тывания и связанный с ними материальный ущерб.

Кроме того, изобретение позволяет обнаружить дым при наличии в контролируемой среде водных аэрозолей, что повышает обнаружительнук способность дымовых извещателей и эффективность автоматической пожарной защиты.

Формула изобретения

1 . Способ контроля наличия дыма 50 в контролируемой среде, основанный

55 6 на пропускании светового потока через контролируемую среду, измерении одного рассеянного контролируемой средой светового потока под острым углом к одному направлению светового потока, преобразовании рассеянного светового потока в первый электрический сигнал, формировании информационного сигнала, уровень которого сравнивают с уровнем эталонного сигнала и при превышении уровня эталонного сигнала формирования сигнала о наличии дыма, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, измеряют второй световой поток, рассеянный контролируемой средой, измерение производят под острым углом в другом направлении по отношению к направлению светового потока, второй световой поток преобразуют соответственно во второй, электрический сигнал, информационный сигнал формируют путем определения разности первого и второго электрических сигналов.

2. Устройство для контроля дыма в контролируемой среде, содержащее два оптических излучателя, подключенные к генератору импульсов, фотоприемник, установленный под острым

:углом к оптической оси излучателя, компаратор, к одному входу которого подключен источник эталонного сигнала, выход компаратора является сигнальньи выходом устройства, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения функциональной надежности устройства, в него введен формирователь разностного сигнала, излучатели расположены так, что их оптические оси совмещены, а излучающие поверхности излучателей обращены навстречу она к другой, фотоприемник размещен так, что его оптиче- . ская ось пересекает оптическую ось оптических излучателей в точке, равноудаленной.от их излучающих поверхностей, выход фотоприемника соединен с формирователем раэностного сигнала, выход которого соединен с друним входом компаратора..1550555

Тираж 437

Подписное

ВЙИИПИ Государственного комитета по.изобретениям и .открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул, Гагарина, 101

Редактор А. Лежиина

Заказ 275

Сигаю обиаружения

Составитель О. Богомолова

Техред А.Кравчук Корректор С.Черни