Детектор дыма

Детектор дыма содержит секцию контроля с размещенными внутри нее источником света и фотоприемником, установленные под углом друг к другу таким образом, что их оптические оси лежат в плоскости горизонтального сечения секции контроля оптической плотности задымленной среды, оптическая ось источника света находится вне поля зрения фотоприемника, а точка пересечения указанных оптических осей расположена внутри рабочего объема указанной секции. При этом источник света и фотоприемник помещены в установленных под углом друг к другу полых держателях, секция контроля оптической плотности задымленной среды имеет дно и крышку, при этом рабочий объем указанной секции сформирован дном и крышкой, а также размещенными под углом друг к другу торцевыми поверхностями держателей и внутренней поверхностью бокового ограждения, образованного первой и второй протяженными стенками. Технический результат - расширение ассортимента оптоэлектронных детекторов дыма. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к средствам обнаружения пожара, а именно к оптоэлектронным детекторам дыма.

Работа оптоэлектронного детектора дыма, содержащего источник света и фотоприемник, расположенные таким образом, что прямым путем от источника к фотоприемнику световые лучи попасть не могут, основана на том, что при наличии частиц дыма в области, где осуществляется контроль плотности оптического излучения задымленной среды, рассеянное частицами дыма световое излучение попадает в фотоприемник, при этом вырабатывается соответствующий электрический сигнал. В этой связи весьма существенным является, чтобы в фотоприемник поступал свет, рассеянный именно частицами дыма, и не поступал так называемый фоновый свет, отражаемый деталями детектора дыма или поступающий в него извне, поскольку вызываемый фоновым светом электрический сигнал снижает точность работы детектора и может привести к его ложному срабатыванию.

Известен детектор дыма [RU 2189639], содержащий источник света и находящийся вне поля его зрения фотоприемник, помещенные внутри секции контроля оптической плотности задымленной среды, имеющей дно, крышку и боковое ограждение. При этом указанная секция имеет центральную бленду, а также образующие лабиринтную систему периферийные бленды, расположенные таким образом, что угол падения излученных источником света и принятых фотоприемником световых лучей на эти бленды постоянный. Центральная и периферийные бленды, а также крышка камеры имеют блестящую поверхность. За счет того, что указанные детали детектора имеют блестящую поверхность и при этом непоглощенный деталями детектора свет многократно отражается между периферийными блендами, в рассматриваемой конструкции удается в значительной степени подавить фоновый свет и тем самым повысить точность работы детектора.

Однако датами детектор дыма имеет очень сложную конструкцию.

Известен детектор дыма [RU 2141133], который выбран авторами в качестве ближайшего аналога.

Указанный детектор дыма содержит основание, корпус, снабженный отверстиями для проникновения дыма, а также размещенную внутри корпуса секцию контроля оптической плотности задымленной среды, рабочий объем которой сформирован боковым ограждением. Внутренняя поверхность бокового ограждения выполнена плоской, расположена перпендикулярно плоскости горизонтального сечения указанной секции и представляет собой боковую поверхность прямой призмы, имеющей в основании равнобедренную трапецию. Высота указанной трапеции больше длины ее меньшего основания. В теле секции контроля оптической плотности задымленной среды имеются расположенные под углом друг к другу сквозные каналы, в которых размещены соответственно источник света и фотоприемник. При этом источник света и фотоприемник установлены таким образом, что их оптические оси лежат в плоскости горизонтального сечения указанной секции, оптическая ось источника света находится вне поля зрения фотоприемника, указанные оптические оси выходят в рабочий объем секции контроля оптической плотности задымленной среды с поверхности, соответствующей грани призмы, образованной меньшим основанием трапеции, а точка пересечения указанных оптических осей расположена внутри рабочего объема указанной секции.

Световые лучи, излучаемые источником света, падают на расположенную напротив источника света боковую грань ограждения, а затем многократно переотражаются гранями имеющейся в боковом ограждении клиновидной области, сформированной данной боковой гранью и гранью, образованной большим основанием трапеции.

Рассматриваемый детектор обеспечивает подавление фонового света. Однако в данном детекторе дыма секция контроля оптической плотности задымленной среды выполнена открытой сверху и снизу, и дым проникает в ее рабочий объем через свободное пространство, имеющееся в корпусе детектора над и под указанной секцией, что ограничивает возможность минимизации размера рассматриваемого детектора по его высоте.

Задачей заявляемого изобретения является расширение ассортимента оптоэлектронных детекторов дыма.

Сущность изобретения заключается в том, что в детекторе дыма, содержащем секцию контроля оптической плотности задымленной среды с размещенными внутри нее источником света и фотоприемником, имеющую боковое ограждение, внутренняя поверхность которого участвует в формировании рабочего объема указанной секции, причем указанная поверхность выполнена плоской, расположена перпендикулярно плоскости горизонтального сечения указанной секции и содержит образованную двумя ее участками клиновидную область, обращенную вершиной наружу, при этом источник света и фотоприемник установлены под углом друг к другу таким образом, что их оптические оси лежат в плоскости горизонтального сечения секция контроля оптической плотности задымленной среды, оптическая ось источника света находится вне поля зрения фотоприемника, а точка пересечения указанных оптических осей расположена внутри рабочего объема указанной секции, согласно изобретению источник света и фотоприемник помещены в установленных под углом друг к другу полых держателях, секция контроля оптической плотности задымленной среды имеет дно и крышку, при этом рабочий объем указанной секции сформирован дном и крышкой, а также размещенными под углом друг к другу торцевыми поверхностями держателей и внутренней поверхностью бокового ограждения, образованного первой и второй протяженными стенками, размещенными по разные стороны относительно точки пересечения указанных оптических осей и расположенными друг относительно друга с возможностью переотражения падающего на их внутренние поверхности света, на первую из которых ориентирована оптическая ось источника света, а также расположенными между указанными протяженными стенками первой и второй более короткими стенками, пересекающимися с образованием клиновидной области, первая из которых размещена напротив второй протяженной стенки, причем вершина клиновидной области в плоскости горизонтального сечения секции контроля оптической плотности задымленной среды лежит на периферии внутренней поверхности бокового ограждения, взаимное угловое положение всех указанных стенок в плоскости горизонтального сечения указанной секции, а также их ширина выбраны такими, что излучение от источника света, отраженное внутренней поверхностью первой протяженной стенки и последовательно переотраженное внутренними поверхностями протяженных стенок и стенок клиновидной области, направляется внутренней поверхностью первой протяженной стенки и внутренней поверхностью первой стенки клиновидной области в сторону источника света, при этом в боковом ограждении кроме указанных стенок имеются стенки, в которых выполнены пазы, образующие отверстия для проникновения дыма внутрь секции контроля оптической плотности задымленной среды.

Возможен вариант выполнения детектора дыма, в котором боковое ограждение имеет дополнительную стенку, расположенную снаружи относительно первой короткой стенки клиновидной области и пересекающуюся с ней с образованием дополнительной клиновидной области на периферии внутренней поверхности бокового ограждения, при этом в плоскости горизонтального сечения указанная секция представляет собой фигуру, вписанную в окружность, а внутренние поверхности первой и второй протяженных стенок и дополнительной стенки образуют стороны многоугольника, которые являются отрезками хорд данной окружности.

Целесообразно, чтобы в полости держателя источника света и в полости держателя фотоприемника соответственно имелась по меньшей мере одна диафрагма.

Наличие в боковом ограждении секции контроля оптической плотности задымленной среды двух протяженных стенок и двух стенок клиновидной области обеспечивает формирование двух областей, в которых происходит многократное переотражение излучаемых источником света лучей. При этом принципиально важным является то, что взаимное угловое положение всех указанных стенок в плоскости горизонтального сечения секции контроля оптической плотности задымленной среды и их ширина выбраны такими, что излучение от источника света, отраженное внутренней поверхностью первой протяженной стенки, на которую ориентирована оптическая ось источника света, и последовательно переотраженное внутренними поверхностями обеих протяженных стенок и внутренними поверхностями стенок клиновидной области, направляется внутренней поверхностью первой протяженной стенки и внутренней поверхностью первой стенки клиновидной области в сторону источника света. За счет вышеописанных особенностей конструкции в заявляемом детекторе дыма обеспечивается эффективное подавление фонового света, что повышает точность его работы и уменьшает вероятность ложных срабатываний.

Благодаря тому, что источник света и фотоприемник помещены в расположенных под углом друг к другу держателях, а ввод светового излучения в рабочий объем указанной секции и вывод из него световых лучей осуществляется с торцевых поверхностей указанных держателей, расположенных нормально к оптическим осям соответственно источника излучения и фотоприемника, указанные световые лучи оказываются ориентированными строго вдоль их оптических осей, что также повышает точность его работы.

Наличие дна и крышки у секции контроля оптической плотности задымленной среды повышает защищенность указанной секции от проникновения в ее рабочий объем световых лучей извне. При этом в боковом ограждении указанной секции кроме вышеописанных стенок имеются стенки, в которых выполнены пазы, образующие отверстия для проникновения дыма внутрь указанной секции, что позволяет минимизировать высоту заявляемого детектора дыма, поскольку для обеспечения доступа дыма внутрь указанной секции не требуется наличия открытого свободного пространства в корпусе детектора дыма над и/или под указанной секцией.

Требуемое угловое положение всех участвующих в отражении света стенок в плоскости горизонтального сечения секции контроля оптической плотности задымленной среды, а также ширина каждой из указанных стенок подбирают экспериментальным путем, в частности путем моделирования с помощью ЭВМ процесса отражения и переотражения излучаемых источником света световых лучей.

Вариант выполнения детектора дыма, в котором в плоскости горизонтального сечения указанная секция представляет собой фигуру, вписанную в окружность, обеспечивает удобство монтажа указанной секции на основании детектора дыма, традиционно имеющем форму круга, а также рациональную компоновку деталей указанной секции с точки зрения достижения ее минимальных размеров в плоскости горизонтального сечения. Благодаря наличию в рассматриваемом варианте выполнения детектора дыма дополнительной клиновидной области на периферии внутренней поверхности бокового ограждения, сформированной дополнительной стенкой и первой стенкой клиновидной области, повышается защищенность секции контроля оптической плотности задымленной среды от проникновения в ее рабочий объем излучения от внешнего источника света. При этом за счет того, что в плоскости горизонтального сечения указанной секции внутренние поверхности первой и второй протяженных стенок и дополнительной стенки образуют стороны многоугольника, являющиеся отрезками хорд окружности, в которую вписана указанная секция, упрощается процесс подбора требуемых угловых и линейных размеров указанных стенок бокового ограждения, осуществляемый путем моделирования процесса отражения световых лучей с помощью ЭВМ.

Наличие в полости держателя источника света и в полости держателя фотоприемника одной или нескольких диафрагм способствует формированию узких соответственно излучаемых и принимаемых световых потоков, что повышает точность работы детектора дыма.

Представлен чертеж общего вида заявляемого детектора дыма в горизонтальном сечении.

Детектор дыма содержит секцию 1 контроля оптической плотности задымленной среды, внутри которой расположены источник 2 света и фотоприемник 3, помещенные в установленных под углом друг к другу полых трубчатых держателях 4 и 5.

Рабочий объем секции 1 сформирован расположенными под углом друг к другу торцевыми поверхностями держателей 4 и 5, а также боковым ограждением, образованным плоской внутренней поверхностью стенок 6, 7, 8, 9 секции 1. Источник 2 света и фотоприемник 3 установлены в держателях 4 и 5 таким образом, что их оптические оси лежат в плоскости горизонтального сечения секции 1, оптическая ось источника 2 света находится вне поля зрения фотоприемника 3, а точка пересечения О указанных оптических осей расположена внутри рабочего объема секции 1. Кроме того, секция 1 имеет дно 10 и крышку (на чертеже не показана).

Стенки 6 и 7 размещены по разные стороны относительно точки пересечения указанных оптических осей и расположены друг относительно друга с возможностью переотражения падающего на их внутренние поверхности 11 и 12 света. Стенки 8 и 9 расположены между указанными протяженными стенками 6 и 7, а внутренние поверхности 13 и 14 стенок 8 и 9 пересекаются с образованием клиновидной области, вершина которой в плоскости горизонтального сечения секции 1 обращена наружу и лежит на периферии внутренней поверхности бокового ограждения. При этом на внутреннюю поверхность 11 стенки 6 ориентирована оптическая ось источника 2 света, а внутренняя поверхность 13 стенки 8 размещена напротив внутренней поверхности 12 стенки 7.

Секция 1 также имеет дополнительную стенку 15, имеющую внутреннюю поверхность 16. Стенка 15 расположена снаружи относительно стенки 8 и пересекается с ней с образованием дополнительной клиновидной области на периферии внутренней поверхности бокового ограждения секции 1. Секция 1 также содержит стенку 17, помещенную между боковой поверхностью держателя 5 и стенкой 6, стенку 18, помещенную между стенкой 9 и стенкой 7, стенку 19, помещенную между стенкой 7 и боковой поверхностью держателя 4, в которых выполнены пазы (на чертеже не видны), образующие отверстия для проникновения дыма внутрь секции 1. Аналогичный паз (на чертеже не обозначен) имеется также на концевом участке стенки 6. Кроме того, секция 1 содержит помещенную на ее периферии между боковыми поверхностями держателей 4 и 5 стенку 20, препятствующую проникновению внутрь секции 1 через зазор между указанными держателями световых лучей извне, а также стенки 21 и 22, расположенные между стенкой 20 и соответственно боковыми поверхностями держателей 4 и 5, в которых также выполнены пазы (на чертеже не видны), образующие отверстия для проникновения дыма внутрь секции 1. Секция 1 в плоскости горизонтального сечения представляет собой фигуру, вписанную в окружность, при этом внутренние поверхности 11, 12 и 23 стенок 6, 7 и 20 являются отрезками хорд указанной окружности.

Взаимное угловое положение в плоскости горизонтального сечения секции 1 стенок 6, 7, 8, и 9, внутренние поверхности которых участвуют в отражении света, а также их ширина выбраны такими, что излучение от источника 2 света, отраженное внутренней поверхностью 11 стенки 6 и последовательно переотраженное внутренними поверхностями 11 и 12 стенок 6 и 7 и внутренними поверхностями 13 и 14 стенок 8 и 9, направляется внутренней поверхностью 11 стенки 6 и внутренней поверхностью 13 стенки 8 в сторону источника 2 света.

В полости держателя 4 источника 2 света имеется диафрагма 24, способствующая формированию узкого светового пучка. Выходное отверстие, расположенное на торце держателя 4, снабжено перегородкой 25, препятствующей попаданию светового излучения от источника 2 света в область, расположенную вблизи входного отверстия держателя 5, расположенного на его торце. В полости держателя 5 фотоприемника 3 имеются диафрагмы 26 и 27, способствующие сужению пучка световых лучей, принимаемого фотоприемником 3.

Устройство работает следующим образом

В отсутствие частиц дыма световое излучение от источника 2 света попадает на внутреннюю поверхность 11 стенки 6, частично отражается ею в область расположения источника 2 света, а частично направляется на внутреннюю поверхность 12 стенки 7, после чего переотражается указанной поверхностью на внутреннюю поверхность 11 стенки 6. Многократно переотраженное внутренними поверхностями 11 и 12 световое излучение в значительной степени ослабевает, при этом не поглощенное указанными поверхностями излучение направляется поверхностью 11 в сторону источника 2 света. Аналогичным образом отраженное поверхностью 12 и не попавшее на поверхность 11 световое излучение попадает на поверхность 13 стенки 8 клиновидной области, частично отражается ею в область расположения источника 2 света, а частично направляется указанной поверхностью на поверхность 14 стенки 9 клиновидной области. Многократно переотраженное поверхностями 13 и 14 стенок 8 и 9 клиновидной области световое излучение в значительной степени ослабевает, при этом не поглощенное указанными поверхностями излучение направляется поверхностью 13 в сторону источника 2 света. В результате в заявляемом детекторе дыма удается эффективно подавить фоновый свет, так что в отсутствие частиц дыма в фотоприемник 3 световое излучение не поступает.

При наличии частиц дыма излучаемый источником 2 свет рассеивается указанными частицами, и рассеянное излучение поступает в фотоприемник 3, при этом он вырабатывает соответствующий электрический сигнал.

1. Детектор дыма, содержащий секцию контроля оптической плотности задымленной среды с размещенными внутри нее источником света и фотоприемником, имеющую боковое ограждение, внутренняя поверхность которого участвует в формировании рабочего объема указанной секции, причем указанная поверхность выполнена плоской, расположена перпендикулярно плоскости горизонтального сечения указанной секции и содержит образованную двумя ее участками клиновидную область, обращенную вершиной наружу, при этом источник света и фотоприемник установлены под углом друг к другу таким образом, что их оптические оси лежат в плоскости горизонтального сечения секции контроля оптической плотности задымленной среды, оптическая ось источника света находится вне поля зрения фотоприемника, а точка пересечения указанных оптических осей расположена внутри рабочего объема указанной секции, отличающийся тем, что источник света и фотоприемник помещены в установленных под углом друг к другу полых держателях, секция контроля оптической плотности задымленной среды имеет дно и крышку, при этом рабочий объем указанной секции сформирован дном и крышкой, а также размещенными под углом друг к другу торцевыми поверхностями держателей и внутренней поверхностью бокового ограждения, образованного первой и второй протяженными стенками, размещенными по разные стороны относительно точки пересечения указанных оптических осей и расположенными относительно друг друга с возможностью переотражения падающего на их внутренние поверхности света, на первую из которых ориентирована оптическая ось источника света, а также расположенными между указанными протяженными стенками первой и второй более короткими стенками, пересекающимися с образованием клиновидной области, первая из которых размещена напротив второй протяженной стенки, причем вершина клиновидной области в плоскости горизонтального сечения секции контроля оптической плотности задымленной среды лежит на периферии внутренней поверхности бокового ограждения, взаимное угловое положение всех указанных стенок в плоскости горизонтального сечения указанной секции, а также их ширина выбраны такими, что излучение от источника света, отраженное внутренней поверхностью первой протяженной стенки и последовательно переотраженное внутренними поверхностями протяженных стенок и стенок клиновидной области, направляется внутренней поверхностью первой протяженной стенки и внутренней поверхностью первой стенки клиновидной области в сторону источника света, при этом в боковом ограждении кроме указанных стенок, имеются стенки, в которых выполнены пазы, образующие отверстия для проникновения дыма внутрь секции контроля оптической плотности задымленной среды.

2. Детектор дыма по п.1, отличающийся тем, что боковое ограждение имеет дополнительную стенку, расположенную снаружи относительно первой короткой стенки клиновидной области и пересекающуюся с ней с образованием дополнительной клиновидной области на периферии внутренней поверхности бокового ограждения, при этом в плоскости горизонтального сечения указанная секция представляет собой фигуру, вписанную в окружность, а внутренние поверхности первой и второй протяженных стенок и дополнительной стенки образуют стороны многоугольника, которые являются отрезками хорд данной окружности.

3. Детектор дыма по п.1 или 2, отличающийся тем, что в полости держателя источника света и в полости держателя фотоприемника соответственно имеется по меньшей мере одна диафрагма.