Извещатель дыма

Изобретение относится к пожарно-охранным системам, а именно к оптико-электронным дымовым датчикам, используемым для обнаружения возгорания на ранних стадиях пожара в закрытых помещениях. Технический результат заключается в стабилизации чувствительности дымового извещателя, увеличении срока работы без обслуживания и получении постоянной информации о его работоспособности. Извещатель содержит микропроцессор, соединенный через усилитель с источником световых импульсов, фотоприемник, а также усилитель с импульсным питанием для усиления, задержки и преобразования принятого прямоугольного импульса в «пилообразный» сигнал, компаратор на кремниевом транзисторе, согласующий «пилообразный» сигнал на выходе усилителя с цифровым входом микропроцессора, и узел приема сигнала устройства дистанционного лазерного тестирования, выход которого связан с микропроцессором. 3 ил.

 

Изобретение относится к пожарной сигнализации, а именно к оптико-электронным дымовым датчикам, используемым для обнаружения возгорания на ранних стадиях пожара в закрытых помещениях.

Известен дымовой извещатель по патенту России №2258260, G08B 17/103, от 30.06.2003 г., наиболее близкий к предлагаемому техническому решению, содержащий фотоприемник с RC-цепью с длительностью цикла заряда (разряда), зависящей от светового потока источника световых импульсов, и контроллер для определения по длительности разряда фотоприемника задымленности или запыленности. Принцип работы такого дымового извещателя притом, что фотоприемник является элементом RC-цепи, у которого один или оба элемента одновременно чувствительны к световому потоку Ф (R=f(Ф) или С=f(Ф), и длительность цикла заряда (разряда) также зависит от светового потока τ=RC=F(Ф) состоит в том, что оптический сигнал, излучаемый источником световых импульсов, отражается от частиц дыма, попадает на фотоприемник и изменяет длительность цикла заряда (разряда). В дымовом извещателе имеется оптическая связь между источником световых импульсов и фотоприемником даже без наличия дыма. Эту оптическую связь можно использовать для определения запыленности и исправности оптического канала.

Алгоритм функционирования дымового извещателя по прототипу состоит из следующих шагов. Измеряют длительность цикла t₁ заряда (разряда) фотоприемника до некоторого порогового уровня U_п при отсутствии светового потока от источника световых импульсов и повторно измеряют длительность цикла заряда (разряда) t₂ фотоприемника, далее находят Δt=[t₁-t₂]. При этом влияние дестабилизирующих факторов (таких как фоновая засветка, температура и т.д.) вычитается и остается только изменение времени Δt с пороговыми установками Δt₁, Δt₂...Δt_п. Например, если Δt₂<Δt<Δt₃, то это может соответствовать отсутствию дыма и целостности оптического канала, если Δt₁<Δt<Δt₂ - оптический канал запылен, если Δt<Δt₁ - оптический канал неисправен, если Δt>Δt₄ - наличие дыма.

Недостатком технического решения по прототипу является малая величина изменения длительности цикла заряда (разряда) в зависимости от светового потока у недорогих широко применяемых фотоприемников и, как следствие, сложность и экономическая нецелесообразность применения данного технического решения. Извещатель требует ручной настройки порога срабатывания.

Задачей настоящего технического решения является стабилизация чувствительности дымового извещателя, увеличение срока работы без обслуживания, получение постоянной информации о его работоспособности.

Поставленная задача в предлагаемом извещателе дыма, содержащем источник световых импульсов, соединенный через усилитель с микропроцессором, фотоприемник, решается путем введения в него усилителя с импульсным питанием для усиления, задержки и преобразования принятого прямоугольного импульса в «пилообразный» сигнал, а также компаратора на кремниевом транзисторе, согласующего «пилообразный» сигнал на выходе усилителя с цифровым входом микропроцессора, и узла приема сигнала устройства дистанционного лазерного тестирования.

На фиг.1 изображена блок-схема извещателя дыма.

На фиг.2 изображена принципиальная схема извещателя дыма.

На фиг.3 изображены временные диаграммы работы извещателя дыма.

Устройство работает следующим образом. Микропроцессор 1 управляет длительностью импульса тока (t, i) через излучающий ИК-диод 2, принятый ИК-диодом 3 отраженный импульс усиливается усилителем 4, питание на усилитель подается непосредственно с выхода микропроцессора 1, опережая импульс тока на время, достаточное для входа усилителя в рабочий режим, после анализа принятого сигнала питание с усилителя 4 снимается с целью снижения токопотребления. В приемно-усилительном тракте происходит усиление, задержка и преобразование прямоугольного импульса в «пилообразный» сигнал, в результате в зависимости от оптической плотности среды меняется временной интервал от начала импульса тока до момента срабатывания компаратора 5, причем из-за задержки импульса срабатывание компаратора 5 происходит после окончания подачи импульса тока, что удобно при микропроцессорной обработке сигнала. Для проверки работоспособности извещателя и пожарно-охранной системы, в которую он включен, введен узел приема сигнала устройства дистанционного лазерного тестирования 6.

Алгоритм работы предложенного устройство состоит в том, что при изменении длительности свечения излучающего ИК-диода изменяется длительность интервала Δt от окончания импульса тока до момента срабатывания компаратора. При калибровке t, i постепенно увеличивается, длительность t, i, при которой Δt принимает определенное значение, запоминается и в дальнейшем принимается за опорное. Уменьшение интервала Δt свидетельствует о повышении оптической плотности среды или увеличению чувствительности извещателя, например в результате запыленности дымовой камеры (в зависимости от динамики процесса). Увеличение интервала Δt свидетельствует о снижении чувствительности извещателя (например, при повышении температуры окружающей среды). В зависимости от динамики изменения интервала Δt микропроцессор стабилизирует чувствительность путем изменения длительности t, i, либо принимает решение о переходе в режим «пожар» с выдачей соответствующего извещения в шлейф сигнализации и на встроенный и внешний световые извещатели. При невозможности дальнейшей компенсации чувствительности выдаются извещения «запыленность» или «неисправность». При освещении индикаторного светодиода VD5 кодированным лазерным излучением в светодиоде появляется фототок, регистрируемый микропроцессором с помощью встроенного компаратора. При успешном декодировании кодовой посылки формируется сигнал «пожар», с выдачей соответствующих извещений для тестирования извещателя. Диод VD3 препятствует шунтированию VD5 при подключении к извещателю внешнего устройства светового оповещения

Технический результат предлагаемого извещателя дыма состоит в том, что в результате использования компаратора на кремниевом транзисторе отпадает необходимость применения стабильного источника опорного напряжения, а плавная динамическая корректировка длительности свечения излучающего ИК-диода позволяет точно настраивать чувствительность и снижает требования к стабильности питающего напряжения, что позволяет исключить применение стабилизатора питания. Формирование импульса тока и приема отклика разнесены по времени, что позволяет получить высокую скорость обработки сигнала на относительно дешевых микропроцессорах.

Извещатель дыма, содержащий микропроцессор, выход которого соединен через усилитель с источником световых импульсов, фотоприемник, отличающийся тем, что в него введены усилитель с импульсным питанием для усиления, задержки и преобразования принятого прямоугольного импульса в «пилообразный» сигнал, а также компаратор на кремниевом транзисторе, согласующий «пилообразный» сигнал на выходе усилителя с цифровым входом микропроцессора, стабилизирующего чувствительность извещателя в зависимости от динамики изменения интервала от начала принятого импульса тока до момента срабатывания компаратора или принимающего решение о переходе в режим «пожар» с выдачей извещения в шлейф сигнализации и на встроенный и внешний световые извещатели, а также узел приема сигнала устройства дистанционного лазерного тестирования, выход которого связан с микропроцессором.