ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Номер

02-030-06

Наименование проекта

Способ регистрации дыма и устройство для его осуществления

Назначение

Для регистрации дыма, обнаружения возгораний, сопровождающихся появлением дыма в закрытых помещениях.

Рекомендуемая область применения

Пожарная сигнализация.

Описание

            Результат выполнения конструкторской разработки.

Изобретение относится к области пожарной сигнализации, а именно к способам регистрации дыма, предназначенным для обнаружения возгораний, сопровождающихся появлением дыма в закрытых помещениях, и устройствам для осуществления таких способов.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства регистрации дыма. На фиг. 2 показан пример выполнения устройства.

Устройство регистрации дыма (фиг.1) содержит тактовый генератор 1 параллельно соединенный со схемой сброса 2 и схемой управления и запоминания 3, вход установки которой и вход установки схемы определения помех 8 параллельно соединены с выходом схемы сброса 2, управляющий выход схемы управления и запоминания 3 подключен к излучателю 4, последовательно соединенному с оптической камерой 5, фотоприемником 6, схемой сравнения 7, выход которой параллельно подключен к входам данных схемы определения помех 8 и схемы управления и запоминания 3, на вход разрешения счета которой подключен выход схемы определения помех 8. Выход разрешения счета схемы управления и запоминания 3 соединен с входом умножения схемы определения помех 8, а регистрирующий выход подключен к выходной ключевой схеме 9.

Способ регистрации дыма осуществляется следующим образом. С помощью схемы сброса 2 устанавливают схему управления и запоминания 3 и схему определения помех 8 в режим приема сигналов, тактовый генератор 1 вырабатывает импульсы, поступающие на схему управления и запоминания 3. Со схемы управления и запоминания 3 пачки импульсов поступают на излучатель 4, который преобразует электрические импульсы в световые. При наличии дыма в чувствительной области оптической камеры 5 световые импульсы, отражаясь от частиц дыма, попадают на фотоприемник 6, выходной сигнал которого превышает заданный схемой сравнения 7 порог и со схемы сравнения 7 логический сигнал определенного, например, низкого уровня поступает на вход данных схемы определения помех 8 и схемы управления и запоминания 3. При отсутствии помехи схема определения помех 8 разрешает счет импульсов схеме управления и запоминания 3, которая после счета в нашем случае четырех импульсов выдает регистрирующий сигнал на выходную ключевую схему 9. При присутствии помехи, поступающей на вход данных схемы определения помех 8 в промежуток времени между излучениями световых импульсов, схема определения помех 8 обнуляет счетчик в схеме управления и запоминания 3, тем самым запрещая счет сигнала помехи, приходящей на вход данных схемы управления и запоминания 3 со схемы сравнения 7.

Устройство регистрации дыма может быть выполнено, например, как это показано на фиг. 2, из покупных комплектующих, имеющихся в продаже.

Тактовый генератор 1 выполнен на транзисторах vt1, vt2, резисторе r1, r2, конденсаторе c1, схема сброса 2 на логическом элементе И d1.1, резисторе r3, конденсаторе c2, схема управления и запоминания 3 на двоичном счетчике d4, триггере d5.1, логическом элементе И d1.4, логическом элементе И-НЕ d2.2, d2.4, резисторе r14, конденсаторе c6, излучатель 4 на светодиоде vd4, фотоприемник 6 на операционном усилителе d3, фотодиоде vd1, схема сравнения 7 на транзисторе vt4, выходная ключевая схема 9 на транзисторах vt7, vt8, светодиоде hl1. Дополнительная схема определения помех 8 на триггере d5.2, логическом элементе И d1.3, логическом элементе И-НЕ d2.3.

Устройство работает следующим образом. В начальный момент включения напряжения питания, при возрастании напряжения на резисторе r1, тактовый генератор заторможен и на обоих входах элемента d1.1 присутствует уровень логической единицы, что вызывает уровень логической единицы на входах 8 и 9 триггеров d5.1 и d5.2, уровень логической единицы на входе 8 и уровень логического нуля на входе 9 элемента d2.3, что приводит к обнулению счетчика d4.2.

В дальнейшем тактовый генератор вырабатывает импульсы большой скважности с периодом t_ген, на интегрирующей цепи r3, c2 образуется сигнал логического нуля, что снимает уровень логической единицы с входов 8 и 9 триггеров d5.1, d5.2 и устройство переходит в дежурный режим.

Период импульсов устанавливается резистором r1, длительность импульсов определяется резистором r2 и конденсатором c1.

С выхода тактового генератора сигнал поступает на вход 1 элемента d4.1. На входе 2 элемента d4.1 присутствует сигнал логической единицы, следовательно, обеспечивается счет импульсов по переднему фронту. Дифференцирующая цепь c6, r14 имеет постоянную времени Т < t_ген. С выхода 5 счетчика d4.1 через дифференцирующую цепь c6, r14 периодический сигнал с периодом Т > t_ген подается на вход 13 элемента d1.4, где перемножается с сигналом тактового генератора. В результате на входе излучателя присутствует периодический сигнал с периодом Т и длительностью импульса заданной тактовым генератором.

Периодический сигнал с дифференцирующей цепи c6, r14 умножается с сигналом тактового генератора и инвертируется на элементе d2.2, с выхода которого поступает на синхронизирующий вход 3 триггера d5.1, чем обеспечивается синхронизация сигнала, поступающего на вход излучателя, и сигнала, поступающего с ключевого элемента vt4.

При возникновении двоичных чисел 0110 и 1110 на выходе счетчика d4.1, с выходов 4 и 5 счетчика d4.1 импульсы поступают на элемент d1.3, с выхода 10 элемента d1.3 - на синхронизирующий вход 11 триггера d5.2. Формируемый элементом d1.3 передний фронт импульса совпадает с моментом времени, когда светодиод vd4 выключен. Таким образом, регистрируется сигнал фотоприемника после принятия сигнала с излучателя.

При наличии дыма в оптической области извещателя излучение светодиода vd4, отражаясь от частиц дыма, поступает на фотодиод vd1, импульсный сигнал с которого усиливается с помощью vt3 и поступает через операционный усилитель d3, разделительный конденсатор c5, токоограничивающий резистор r16 на ключевой элемент vt4. При увеличении сигнала до порогового значения транзистор vt4 открывается и импульсы нулевого логического уровня, синхронные с импульсами излучения светодиода, поступают на вход 5 триггера d5.1. Импульсы, поступающие на вход 9 триггера d5.2, не фиксируются данным элементом в момент излучения светодиодом.

Поэтому на входе 8 и 9 элемента d2.3 присутствует сигнал логической единицы и разрешается счет импульсов элементу d4.2 с вывода 5 элемента d4.1. При поступлении последовательности, состоящей из четырех последовательных импульсов, на выходе 13 счетчика d4.2 выдается сигнал логической единицы, который инвертируется элементом d2.4 и поступает на вход 2 счетчика d4.1, В результате запрещается счет импульсов элементом d4.1. На выходе 11 элемента d2.4 устанавливается сигнал логического нуля, отключаются схема включения светодиода, схема входного усилителя и схема сравнения.

С выхода 13 счетчика d4.2 сигнал логической единицы поступает на схему выходного ключа, что вызывает открытие транзисторов vt7, vt8 и протекание тока через индикаторный элемент hl1. Внутреннее сопротивление устройства дискретно уменьшается. Устройство регистрирует режим "пожар" и запоминает это состояние.

При наличии световой засветки или электромагнитной помехи, превышающей допустимые значения, с ключевого элемента vt4 сигнал нулевого логического уровня поступает на входы 5 и 9 триггеров d5.1 и d5.2, что вызывает во время излучения светодиода присутствие логической единицы на входе 8 элемента d2.3. Триггер d5.2 также регистрирует сигнал помехи до и после излучения светодиода vd4 и на выходе 13 триггера d5.2 устанавливается сигнал логического нуля. На выходе элемента d2.3 формируется сигнал логической единицы, что запрещает счет элементу d4.2 и не вызывает срабатывание извещателя и перехода его в режим "пожар".

При отсутствии дыма и помехи, на коллекторе vt4, устанавливается высокий логический уровень, на выходе 2 триггера d5.1 присутствует низкий логический уровень, что запрещает работу счетчика d4.2 и препятствует формированию сигнала "пожар" устройством для регистрации дыма.

Экспериментальные исследования заявляемого устройства и способа показали, что по сравнению с прототипом и реализованным в нем способом повышается помехозащищенность способа и снижается вероятность ложного срабатывания, так как сигнал помехи (световая засветка, электромагнитная помеха) не учитывается при счете излученных импульсов. Таким образом, заявляемый способ и устройство соответствуют критерию "промышленная применимость".

Преимущества перед известными аналогами

Повышается помехозащищенность способа и снижается вероятность ложного срабатывания, так как сигнал помехи (световая засветка, электромагнитная помеха) не учитывается при счете излученных импульсов.

Стадия освоения

Внедрено в производство

Результаты испытаний

Соответствует технической характеристике изделия (устройства)

Технико-экономический эффект

Снижение трудоемкости и повышение производительности труда в 1.5 раза.

Возможность передачи за рубеж

Возможна передача за рубеж

Дата поступления материала

28.11.2006