Способ обнаружения пожара или перегрева и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области пожарной безопасности, а именно к способам и устройствам обнаружения пожара или перегрева. Способ обнаружения пожара или перегрева, который заключается в том, что измеряют температуру и скорость ее изменения по сопротивлению одного или нескольких чувствительных элементов линейного терморезистивного датчика. Контролируют исправность этих чувствительных элементов, формируют и передают информацию о пожаре, перегреве или об обнаруженных неисправностях. Кроме того, дополнительно контролируют целостность оболочки линейного терморезистивного датчика по сопротивлению изоляции чувствительных элементов. Устройство обнаружения пожара или перегрева содержит блок обнаружения пожара, на вход которого подключены линейные терморезистивные датчики. В блоке обнаружения пожара осуществляется измерение сопротивления чувствительных элементов линейных терморезистивных датчиков, вычисление по этому сопротивлению температуры и скорости ее изменения, контроль исправности чувствительных элементов и целостность оболочки линейных терморезистивных датчиков по сопротивлению изоляции чувствительных элементов. Кроме того, в блоке обнаружения пожара осуществляется формирование и передача в систему пожарной защиты объекта контроля информации о пожаре, перегреве или неисправностях. Каждый линейный терморезистивный датчик представляет собой длинную тонкостенную металлическую оболочку, в которой размещены один или несколько чувствительных элементов, выполненных из металла с положительным температурным коэффициентом сопротивления и изолированных друг от друга и от оболочки теплопроводным материалом. Внутри оболочки также размещены один или несколько изолированных проводников, относительно которых измеряется сопротивление изоляции чувствительных элементов. Признаком нарушения целостности оболочки линейного терморезистивного датчика, по которому в блоке обнаружения пожара формируется соответствующий сигнал об отказе, является достижение минимального допустимого значения сопротивления изоляции. Технический результат заключается в повышении надежности устройства обнаружения пожара или перегрева. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к области пожарной безопасности, а именно к способам и устройствам обнаружения пожара или перегрева, возникающих на различных технических объектах, где существует риск возникновения пожара или перегрева, и предназначено для автоматической сигнализации о пожаре или перегреве, например, в отсеках воздушно-транспортных средств, морских судов, промышленных установок, на железнодорожном транспорте и других объектах.

Известна шестиканальная система сигнализации о пожаре, включающая исполнительный блок и соединенные с ним шесть групп датчиков - по три последовательно соединенных датчика в группе, выдающих сигналы на исполнительные устройства. Принцип работы такой системы основан на измерении температуры и скорости ее изменения с помощью точечных датчиков с термоэлектрическим чувствительным элементом [Вертолет Ми-171. Руководство по технической эксплуатации. Книга III. Часть 1. Вертолетные системы. Раздел 026, 1995 г.].

Недостатком такой системы сигнализации о пожаре является низкая помехоустойчивость и ограниченная зона контроля датчика.

Известен датчик пожарной сигнализации, содержащий пневмореле, соединенное с сенсорной трубкой и выполненное в виде камеры, перекрытой диафрагмой и с электродом, расположенным напротив нее, при этом гибкая диафрагма способна под действием изменения давления в трубке контактировать с электродом и прерывать контакт. Для контроля механической целостности в таком датчике используется пневмореле с двумя камерами, диафрагмами и электродами [Патент РФ №2438184, опубликовано 27.12.2011].

Недостатком указанного датчика пожарной сигнализации является большая тепловая инерционность, наличие подвижных частей в датчике и низкая контролепригодность, обусловленная невозможностью контролировать срабатывание пневмореле в процессе эксплуатации.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является система обнаружения пожара или перегрева, принятая за прототип, включающая датчик с двумя чувствительными элементами (терморезистивным и термисторным), первый из которых выполнен из материала с положительным температурным коэффициентом сопротивления, а второй - из материала с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления, и устройство, подключенное к датчику. Способ, реализованный в данной системе, принятый за прототип, позволяет выявить такие неисправности датчика, как обрыв, короткое замыкание, а также определить по сопротивлениям двух чувствительных элементов среднюю температуру в контролируемой зоне и размер зоны датчика, подвергшейся локальному воздействию повышенной температуры, и оценить динамические изменения измеряемых параметров [Патент США №7098797, опубликовано 29.08.2006].

Недостатком этих способа и системы обнаружения пожара является использование датчика, который имеет значительную тепловую инерционность, обусловленную использованием термисторного чувствительного элемента и сложной конструкцией. Кроме того, в прототипе отсутствует контроль целостности внешней оболочки датчика.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение надежности устройства обнаружения пожара или перегрева.

Поставленная задача решается способом обнаружения пожара или перегрева, заключающимся в том, что измеряют температуру и скорость ее изменения по сопротивлению одного или нескольких чувствительных элементов линейного терморезистивного датчика, контролируют исправность этих чувствительных элементов, формируют и передают информацию о пожаре или перегреве, а также об обнаруженных неисправностях.

Новым в заявляемом изобретении является то, что дополнительно контролируют целостность оболочки линейного терморезистивного датчика по сопротивлению изоляции чувствительных элементов.

Поставленная задача решается устройством обнаружения пожара или перегрева, содержащим блок обнаружения пожара, в котором осуществляется измерение сопротивления чувствительных элементов линейных терморезистивных датчиков, которые подключены на вход этого блока, вычисление по измеренному сопротивлению температуры и скорости ее изменения, контроль исправности чувствительных элементов, формирование и передача в систему пожарной защиты объекта контроля информации о пожаре или перегреве, а также об обнаруженных неисправностях, причем каждый из линейных терморезистивных датчиков представляет собой длинную тонкостенную металлическую оболочку, в которой размещены один или несколько чувствительных элементов, выполненных из металла с положительным температурным коэффициентом сопротивления и изолированных друг от друга и от оболочки теплопроводным материалом. Но, в отличие от известного датчика в предлагаемом внутри оболочки дополнительно размещены один или несколько изолированных проводников, относительно которых измеряется сопротивление изоляции.

Достигаемый технический результат - повышение надежности устройства обнаружения пожара или перегрева. Этот результат обеспечивается за счет увеличения полноты контроля линейного терморезистивного датчика, т.к. благодаря контролю сопротивления изоляции в дополнение к контролю исправности чувствительных элементов выявляется такой опасный дефект, как разгерметизация оболочки линейного терморезистивного датчика. При нарушении целостности оболочки изоляционный материал начинает впитывать влагу, что приводит к снижению сопротивления, в том числе между чувствительным элементом и проводником, которые размещены внутри оболочки линейного терморезистивного датчика.

Т.к. повышенная температура тоже оказывает влияние на сопротивление изоляции чувствительных элементов, то для предотвращения формирования ложных сигналов в соответствии с п. 3 формулы изобретения измерение сопротивления изоляции чувствительных элементов осуществляется при условии отсутствия сформированных сигналов о пожаре или перегреве.

В том случае, если линейный терморезистивный датчик содержит не менее двух изолированных чувствительных элементов, то в соответствии с п. 4 формулы изобретения целесообразно измерять сопротивление изоляции между двумя любыми чувствительными элементами, без использования дополнительного проводника, причем достаточно производить такие измерения однократно, сразу после включения устройства в работу, если длительность рабочего цикла объекта контроля меньше, чем длительность процесса насыщения изоляционного материала влагой.

Если в соответствии с п. 5 формулы изобретения устройство обнаружения пожара или перегрева является полностью резервированным, то при непрерывном измерении сопротивления изоляции в каждом из каналов, сигнал об отказе по снижению сопротивления изоляции передается в систему пожарной защиты в том случае, когда он сформирован только в одном из каналов блока обнаружения пожара. Это объясняется тем, что, с одной стороны, одновременный отказ двух каналов является маловероятным, а, с другой стороны, одновременное снижение сопротивления изоляции может быть вызвано повышенной температурой в зоне контроля.

Совокупность существенных признаков, сформулированная в п. 6 формулы изобретения, характеризует линейный терморезистивный датчик, в котором чувствительный элемент выполнен трехжильным, что предоставляет дополнительные возможности для повышения надежности чувствительного элемента.

Совокупность существенных признаков, сформулированная в п. 7 формулы изобретения, характеризует линейный терморезистивный датчик, в котором сопротивление изоляции чувствительного элемента измеряется относительно оболочки линейного терморезистивного датчика, что упрощает его конструкцию.

На фиг. 1 представлена схема устройства обнаружения пожара или перегрева. На фиг. 2 представлен пример выполнения линейного терморезистивного датчика с двумя чувствительными элементами. На фиг. 3 представлен пример выполнения линейного терморезистивного датчика с трехжильным чувствительным элементом.

Предлагаемый способ обнаружения пожара или перегрева осуществляется с помощью устройства, пример реализации которого приведен на фиг. 1. Устройство обнаружения пожара или перегрева состоит из блока обнаружения пожара 1 и подключенного на его вход линейного терморезистивного датчика 2. Блок обнаружения пожара, в зависимости от назначения объекта контроля, может быть одноканальным или многоканальным, с резервированием и без резервирования. Он, как правило, представляет собой электронное устройство, содержащее аналого-цифровые преобразователи, источники опорного тока и напряжения, микроконтроллеры с внутренними и внешними цифровыми интерфейсами, реле и другие электронные компоненты. Линейный терморезистивный датчик представляет собой тонкостенную металлическую оболочку 3, например, из материала ХН78Т, длина которой может быть от 1 м до 12 м и более, диаметр 1,2 мм, а толщина стенки 0,2 мм. Внутри оболочки размещен чувствительный элемент 4 и проводник 5, выполненные, как правило, из одного и того же металла с положительным температурным коэффициентом сопротивления, например никеля. Чувствительный элемент и проводник изготовлены из жил диаметром 0,2 мм, которые изолированы друг от друга и от оболочки теплопроводным материалом, заполняющим все свободное пространство внутри оболочки. В качестве материала, обладающего хорошими изолирующими свойствами и хорошей теплопроводностью, чаще всего используется окись магния. Сопротивление чувствительного элемента, изготовленного из двух жил длиной 4 м, соединенных с помощью лазерной сварки 7, изменяется примерно от 40 Ом до 200 Ом в рабочем диапазоне температур.

На фиг. 2 и фиг. 3 приведены варианты реализации линейных терморезистивных датчиков. Характеристики конструктивных элементов этих вариантов линейных терморезистивных датчиков аналогичны варианту, представленному на фиг. 1.

Устройство обнаружения пожара или перегрева работает следующим образом. Из блока обнаружения пожара осуществляется питание линейного терморезистивного датчика. Для измерения сопротивления чувствительного элемента 4 его питание осуществляется от источника опорного тока, а для измерения сопротивления изоляции на проводник 5 подается опорное напряжение. С помощью аналого-цифровых преобразователей выходные сигналы линейного терморезистивного датчика преобразовываются в цифровые коды, по которым в микроконтроллере осуществляется вычисление средней температуры в зоне контроля, скорости изменения этой температуры и сопротивления изоляции. Все вычисленные параметры сравниваются с соответствующими пороговыми значениями, а по результатам сравнения формируется информация, которая по внешнему интерфейсу передается в систему пожарной защиты, которая включает в себя устройства индикации и регистрации, речевые оповещатели, устройства управления огнетушителями и др. Так, если измеренная температура выходит за рабочий диапазон или сопротивление изоляции достигает минимального порогового значения, то происходит формирование сигнала об отказе линейного терморезистивного датчика. Если измеренная температура находится в пределах рабочего диапазона и достигает порогового значения, соответствующего перегреву или пожару, то осуществляется формирование сигнала о перегреве или пожаре.

В том случае, если линейный терморезистивный датчик содержит два чувствительных элемента (фиг. 2), то для уменьшения вероятности ложных срабатываний в блоке обнаружения пожара осуществляется сравнение всех параметров, вычисленных по показаниям обоих чувствительных элементов. Кроме того, второй чувствительный элемент в данном случае выполняет одновременно роль проводника, относительно которого измеряется сопротивление изоляции. Если чувствительный элемент состоит из трех жил (фиг. 3), то третья жила используется в качестве резервной при обрыве или коротком замыкании двух других жил чувствительного элемента.

Источники информации

1. Вертолет Ми-171. Руководство по технической эксплуатации. Книга III. Часть 1. Вертолетные системы. Раздел 026, 1995 г.

2. Патент РФ на изобретение №2438184.

3. Патент США №7098797.

1. Способ обнаружения пожара или перегрева, заключающийся в том, что измеряют температуру и скорость ее изменения по сопротивлению одного или нескольких чувствительных элементов линейного терморезистивного датчика, контролируют исправность этих чувствительных элементов, формируют и передают информацию о пожаре или перегреве, а также об обнаруженных неисправностях, отличающийся тем, что дополнительно контролируют целостность оболочки линейного терморезистивного датчика по сопротивлению изоляции чувствительных элементов.

2. Устройство обнаружения пожара или перегрева, содержащее блок обнаружения пожара, в котором осуществляется измерение сопротивления чувствительных элементов линейных терморезистивных датчиков, которые подключены на вход этого блока, вычисления по измеренному сопротивлению температуры и скорости ее изменения, контроль исправности чувствительных элементов, формирование и передача в систему пожарной защиты объекта контроля информации о пожаре или перегреве, а также об обнаруженных неисправностях, причем каждый из линейных терморезистивных датчиков представляет собой длинную тонкостенную металлическую оболочку, в которой размещены один или несколько чувствительных элементов, выполненных из металла с положительным температурным коэффициентом сопротивления и изолированных друг от друга и от оболочки теплопроводным материалом, отличающееся тем, что внутри оболочки дополнительно размещены один или несколько изолированных проводников, относительно которых измеряется сопротивление изоляции чувствительных элементов, и если измеренное сопротивление изоляции достигает минимального уровня, то в блоке обнаружения пожара формируется сигнал об отказе линейного терморезистивного датчика.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что измерение сопротивления изоляции чувствительных элементов осуществляется при отсутствии сформированных сигналов о пожаре или перегреве.

4. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что при наличии в линейном терморезистивном датчике двух и более изолированных чувствительных элементов, измерение сопротивления изоляции осуществляется между любыми двумя чувствительными элементами, причем измерение производится однократно, сразу после включения устройства в работу.

5. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что если оно содержит резервированные линейные терморезистивные датчики, когда каждый датчик подключен только к своему каналу двухканального блока обнаружения пожара, то сигнал об отказе по снижению сопротивления изоляции передается в систему пожарной защиты в том случае, если он сформирован только в одном из каналов блока обнаружения пожара.

6. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что внутри оболочки линейного терморезистивного датчика размещены четыре токопроводящие жилы, из которых одна является проводником, относительно которого измеряется сопротивление изоляции, а три другие, изолированные друг от друга, соединенные вместе с одного конца оболочки и выходящие наружу с другого конца оболочки, образуют чувствительный элемент.

7. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что сопротивление изоляции чувствительного элемента измеряется относительно оболочки линейного терморезистивного датчика.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области пожарной безопасности. Способ раннего обнаружения пожара, основанный на том, что измеряют текущее значение концентраций в воздухе газовых компонентов, выбранных из группы, состоящей из водорода, окиси углерода, двуокиси углерода и ароматических углеводородов, выделяющихся при тлении горючих материалов.

Изобретение относится к области предупреждения пожаров при возгораниях на больших площадях и может быть использовано для раннего обнаружения и определения типа лесного пожара (низовой, верховой).

Система содержит поездную линию связи, блок машиниста, блоки вагонов, пожарные извещатели, концевые выключатели дверей вагона и громкоговорителя. Причем каждый из блоков машиниста и вагона выполнен в герметичном корпусе, в блок машиниста включен узел электропитания, оперативно запоминающее устройство и процессор, обеспечивающий обмен по линии связи и формирующий информационные сообщения, а блок вагона представляет собой электронное микропроцессорное устройство, установленное в каждом вагоне электропоезда и осуществляющее питание линии связи пожарных извещателей, измерение тока в линии связи и формирование по запросу блока машиниста кодовой посылки, содержащей информацию о своей работоспособности и состоянии подключенных цепей, при этом опрос каждого блока вагона блоком машиниста производится по выделенной линии связи.

Изобретение относится к сигнализационной технике, в частности к кабелям-датчикам, применяемым для контроля параметров окружающей среды в аварийных системах оповещения промышленных предприятий, и представляет собой кабель-датчик, содержащий металлические коаксиальные оболочки, разделенные оксидными наполнителями, при этом внешняя и внутренние оболочки перфорированы, а наполнители выполнены из сенсорных материалов, изменяющих электросопротивление от влажности.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для взврывозащиты технологического оборудования. Технический результат - повышение эффективности защиты технологического оборудования от взрывов путем увеличения быстродействия и надежности срабатывания разрывных элементов.

Изобретение относится к системам обнаружения пожарной опасности и пожара и может быть использовано в судостроении, в частности в системах обнаружения пожарной опасности и пожара на подводных лодках, а также для мониторинга пожароопасной обстановки в отсеках подводной лодки.

Изобретение относится к области противопожарной техники и предназначено для обнаружения пожароопасной ситуации на самых ранних стадиях развития. Электроиндукционный пожарный извещатель содержит измерительный усилитель, блок обработки информации, блок питания, высоковольтный импульсный генератор и измерительную линию.

Настоящее изобретение относится к области пожарной безопасности и электроэнергетики, а именно к способам обнаружения предпожарных ситуаций, возникающих в результате локальных перегревов электрооборудования, и предназначено для предупреждения пожаров, возникающих из-за неисправностей электропроводки, в частности неисправностей в электроустановочных устройствах.

Настоящее изобретение относится к средствам контроля за предпожарными ситуациями, возникающими в результате локальных перегревов электрооборудования, и предназначено для предупреждения пожаров, возникающих из-за неисправностей электропроводки, в частности неисправностей в электроустановочных устройствах.

Изобретение относится к области дистанционного зондирования Земли из космоса. Технический результат заключается в повышении устойчивости и достоверности результатов контроля.

Извещатель пожарный аспирационный используют для контроля среды защищаемого объекта на предмет пожарной опасности. Извещатель пожарный аспирационный выполнен в виде корпуса, имеющего входной воздухозаборный и выхлопной патрубки, установленные внутри корпуса вентилятор и датчики контроля пожароопасных параметров с процессором управления. Согласно изобретению входной патрубок соединен с отсеком разрежения, на выходе из которого установлен центробежный вентилятор, выходное отверстие которого соединено с отсеком нагнетания воздуха, который одновременно соединен в области максимальных угловых скоростей нагнетаемого потока воздуха с выхлопным патрубком, а в области минимальных скоростей нагнетаемого воздуха соединен через отверстие в перегородке с отсеком измерений, в котором установлены датчики контроля пожароопасных параметров объекта и процессор управления, дополнительно отсек измерений посредством эжектора соединен с областью максимальных угловых скоростей воздуха отсека нагнетания. Данная конструкция обеспечивает сокращение продолжительности технического обслуживания и более продолжительный срок службы извещателя. 6 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к противопожарной технике, а именно к сигнализаторам повышения температуры, и может быть использовано для обнаружения возгораний, в том числе и в двигательных отсеках летательных аппаратов. Предложено устройство волоконно-оптического сигнализатора для систем оповещения о возгорании, причем устройство включает в себя чувствительный элемент из кварцевого оптоволокна, заключенного в капилляр из нержавеющей стали, являющийся одновременно и источником ИК-излучения, многомодовое соединительное оптоволокно, оптические разветвители, оптические разъемы, источник излучения, двухспектральный фотодетектор или детектор спектрального отношения, исполнительный блок, формирующий необходимые сигналы для системы пожаротушения. В случае использования многоточечного способа контроля, двухспектральный детектор может быть выполнен как в виде матрицы со многими элементами, так и в виде матрицы из двух элементов. Устройство обеспечивает снижение инерционности, а также увеличение помехозащищенности. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к способам обеспечения пожарной безопасности в помещениях пожароопасных объектов, содержащих тепловыделяющее оборудование и может быть использовано в судостроении в судовых системах пожарной и температурно-тревожной сигнализации для обнаружения пожаров на начальных этапах их развития. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей систем пожарной и температурно-тревожной сигнализации в плане обнаружения начальных этапов образования и развития пожаров путем реализации функций обучения и самонастройки с автоматической адаптацией систем к особенностям объектов защиты и изменениям условий эксплуатации. Множество контролируемых на объекте физических параметров объединяют в группы, каждому контролируемому параметру в группе присваивают порядковый номер, на каждом цикле контроля из полученных значений параметров в соответствии с их порядковыми номерами формируют численные ряды, которые запоминают и на последующих циклах контроля сравнивают с вновь сформированным численным рядом, который в случае несовпадения также запоминают для последующего сравнения, при этом запоминание новых численных рядов в соответствии с рядом правил производят в период обучения и самонастройки, после окончания которого, при появлении численного ряда отличного от запомненных, сигнализируют о возникновении начальной стадии пожара в помещении. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для взрывозащиты технологического оборудования. Взрывозащитный клапан с системой оповещения аварийной ситуации содержит корпус клапана, теплоизолирующий и разрывной элементы, футерованный грузовой затвор, подвижно соединенный с корпусом клапана. Узел крепления разрывного элемента крепится своей верхней частью на рычаге, а нижней - к верхней цилиндрической части корпуса клапана. Узел крепления разрывного элемента состоит из проволоки, стопорного болта, вилки, рычага крышки клапана, гайки, двух барабанов, расположенных соответственно в вилке рычага крышки клапана и в вилке верхней цилиндрической части корпуса клапана. Подвижное соединение футерованного грузового затвора с основанием корпуса клапана выполнено в виде трех вертикально установленных стержней в отверстиях, выполненных в периферийной части корпуса футерованного грузового затвора. Внутри упругих элементов, коаксиально им, расположены дополнительные упругие элементы, например, выполненные в виде цилиндрических винтовых пружин. Их верхний торец соединен с основанием демпфирующего устройства, а нижний находится в свободном (неподжатом) состоянии и выступает за нижнюю плоскость упругих элементов на расстояние, определяемое усилием, развиваемым ударной взрывной волной. В демпфирующем устройстве, коаксиально охватывая упругие пружинные элементы и не выступая за их нижнюю поверхность, к основанию демпфирующего устройства, выполненного из жесткого вибродемпфирующего материала типа «Агат», прикреплена втулка, выполненная из быстроразрушающегося материала, например стекла, типа «триплекс». К внешней поверхности этой втулки прикреплен индикатор безопасности, реагирующий на возникновение аварийной ситуации, выполненный, например, в виде датчика, реагирующего на деформацию, типа тензорезистора, выход которого соединен с усилителем сигнала, например тензоусилителем. Выход тензоусилителя соединен со входом устройства системы оповещения об аварийной ситуации. Узел крепления разрывного элемента дополнительно снабжен дублирующим индикатором безопасности, закрепленным на проволоке и реагирующим на возникновение аварийной ситуации, выполненным в виде датчика, реагирующего на деформацию, типа тензорезистора, выход которого соединен с усилителем сигнала, тензоусилителем, а выход тензоусилителя соединен со входом устройства общей системы оповещения об аварийной ситуации. Изобретение позволяет повысить эффективность защиты технологического оборудования в случае чрезвычайной ситуации (ЧС). 3 ил.
Наверх