[go: up one dir, main page]

RU2173887C1 - Smoke detector - Google Patents

Smoke detector

Info

Publication number
RU2173887C1
RU2173887C1 RU2000111200/09A RU2000111200A RU2173887C1 RU 2173887 C1 RU2173887 C1 RU 2173887C1 RU 2000111200/09 A RU2000111200/09 A RU 2000111200/09A RU 2000111200 A RU2000111200 A RU 2000111200A RU 2173887 C1 RU2173887 C1 RU 2173887C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
photodetector
output
detector
optocoupler
radiation
Prior art date
Application number
RU2000111200/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
М.А. Васильев
С.Б. Коврижных
С.А. Левчук
А.В. Мещеряков
Л.Т. Танклевский
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "АРГУС-СПЕКТР"
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество "АРГУС-СПЕКТР" filed Critical Закрытое акционерное общество "АРГУС-СПЕКТР"
Application granted granted Critical
Publication of RU2173887C1 publication Critical patent/RU2173887C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: automatic fire alarm, in particular, smoke detectors. SUBSTANCE: detector preserves the positive qualities of smoke detectors operating both on the principle of detection of scattered radiation and on the principle of monitoring of transmitted light. The detector has a pulse generator with antiphase outputs connected to the radiation sources of two optopairs, the outputs of the photodetectors of the optopairs are connected to the inputs of the measuring transducer representing an arithmetic unit, its third input is connected to the output of the pulse switch, and the output of the arithmetic unit is connected to the output stage. EFFECT: minimized influence of variation of the radiation intensity of the sources and sensitivity of the photodetectors on detector operation. 2 dwg

Description

Изобретение относится к области автоматической пожарной сигнализации, а более конкретно к пожарным извещателям, регистрирующим появление дыма в зоне их установки. The invention relates to the field of automatic fire alarms, and more particularly to fire detectors that detect the appearance of smoke in the area of their installation.

Широко известны дымовые извещатели, работающие на принципе регистрации рассеянного излучения. Например, Извещатель дыма по а.с. СССР N 575672, G 08 В 17/10; Дымовой извещатель по а.с. СССР N 1265821, G 08 В 17/10; Схема для обнаружения снижения чувствительности фотоэлектрического датчика задымления, заявка Японии N 4-60276, N 4-60277, G08B17/107. Smoke detectors operating on the principle of recording scattered radiation are widely known. For example, A. smoke detector USSR N 575672, G 08 B 17/10; Smoke detector USSR N 1265821, G 08 B 17/10; The scheme for detecting a decrease in the sensitivity of the photoelectric smoke detector, Japanese application N 4-60276, N 4-60277, G08B17 / 107.

В этих извещателях в чистой атмосфере излучение источника не попадает на фотоприемник. При появлении в зоне чувствительного элемента (камере) дыма, свет рассеивается на его частицах и попадает на фотоприемник. При достижении некоторого порогового уровня сигнала, извещатель срабатывает, подавая сигнал о пожаре. In these detectors in a clean atmosphere, the radiation from the source does not reach the photodetector. When smoke appears in the zone of the sensing element (chamber), light is scattered on its particles and enters the photodetector. Upon reaching a certain threshold level of the signal, the detector is triggered, giving a signal about a fire.

Известны также извещатели, действующие по принципу контроля проходящего света, т. е. регистрирующие поглощение. Например, Дымовой извещатель SECURISTAR "С проходящим светом в будущее!", СИСТЕМСЕРВИС. Специализированный информационно-технический журнал по противопожарной и охранной защите, информации и связи, декабрь 1997/февраль 1998, стр. 13. Detectors are also known that act on the principle of monitoring transmitted light, i.e., recording absorption. For example, SECURISTAR Smoke Detector “With passing light to the future!”, SYSTEMSERVICE. Specialized Information and Technical Journal for Fire and Security Protection, Information and Communications, December 1997 / February 1998, p. 13.

Недостатком обоих типов извещателей является наличие зависимости чувствительности извещателя от нестабильности излучения источника, чувствительности фотоприемника, загрязнения оптики и т.д. The disadvantage of both types of detectors is that the sensitivity of the detector depends on the instability of the radiation source, the sensitivity of the photodetector, contamination of the optics, etc.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является датчик дыма по а.с. СССР N 736149, G 08 В 17/10. Датчик дыма содержит один источник света, оптически связанный с одним фотоэлементом (фотоприемником) и другой источник света, оптически связанный с другим фотоэлементом (фотоприемником), т.е. две оптопары: источник света - фотоприемник. При этом дополнительный источник света находится на одной оси с рабочим фотоприемником, а дополнительный фотоприемник - на одной оси с рабочим источником. В дежурном режиме постоянно включен один источник излучения, а сигнал о пожаре формируется при достижении заранее заданного порогового значения разности сигналов двух фотоприемников. При формировании сигнала о пожаре для проверки его истинности, первый источник излучения выключается и включается второй. Если и в этом случае абсолютная величина разности сигналов превышает пороговый уровень, то сигнал о пожаре считается истинным. Такое устройство позволяет снизить число ложных срабатываний. Однако, на его работу оказывают влияние изменение интенсивности излучения источников и чувствительности фотоприемников. Это может быть вызвано, например, их загрязнением или физическим старением. Closest to the proposed technical essence and the achieved result is a smoke sensor according to AS USSR N 736149, G 08 B 17/10. The smoke detector contains one light source that is optically coupled to one photocell (photodetector) and another light source that is optically coupled to another photocell (photodetector), i.e. two optocouplers: a light source - a photodetector. In this case, the additional light source is on the same axis as the working photodetector, and the additional photodetector is on the same axis as the working source. In standby mode, one radiation source is constantly on, and a fire signal is generated when a predetermined threshold value of the difference between the signals of two photodetectors is reached. When a fire signal is generated to verify its truth, the first radiation source is turned off and the second one is turned on. If, in this case, the absolute value of the signal difference exceeds the threshold level, then the fire signal is considered true. Such a device can reduce the number of false positives. However, his work is affected by a change in the radiation intensity of the sources and the sensitivity of the photodetectors. This can be caused, for example, by their pollution or physical aging.

Технической задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является уменьшение влияния на работу извещателя изменения интенсивности излучения источников и чувствительности фотоприемников. The technical problem to which this invention is directed is to reduce the effect on the detector operation of a change in the radiation intensity of the sources and the sensitivity of the photodetectors.

Эта задача решена тем, что в дымовом пожарном извещателе, содержащем две оптопары, источник излучения одной из них соединен с первым, а другой из них - со вторым выходами коммутатора импульсов, выход фотоприемника одной оптопары соединен с одним входом измерительного преобразователя, а с другим его входом соединен выход фотоприемника другой оптопары, измерительный преобразователь представляет собой арифметическое устройство, реализующее вычисление величины

Figure 00000002
при этом третий из входов арифметического устройства соединен с выходом коммутатора импульсов, а выход арифметического устройства соединен с выходным каскадом,
где: U12 - напряжение в первом полупериоде фотоприемника другой оптопары;
U21 - напряжение во втором полупериоде фотоприемника первой оптопары;
U11 - напряжение в первом полупериоде фотоприемника одной оптопары;
U22 - напряжение во втором полупериоде фотоприемника другой оптопары.This problem is solved in that in a smoke fire detector containing two optocouplers, the radiation source of one of them is connected to the first and the other of them to the second outputs of the pulse switch, the output of the photodetector of one optocoupler is connected to one input of the transmitter, and to the other the input is connected to the output of the photodetector of another optocoupler, the measuring transducer is an arithmetic device that implements the calculation of the magnitude
Figure 00000002
while the third of the inputs of the arithmetic device is connected to the output of the pulse switch, and the output of the arithmetic device is connected to the output stage,
where: U 12 is the voltage in the first half-period of the photodetector of another optocoupler;
U 21 is the voltage in the second half-period of the photodetector of the first optocoupler;
U 11 is the voltage in the first half-period of the photodetector of one optocoupler;
U 22 is the voltage in the second half-period of the photodetector of another optocoupler.

Сущность изобретения пояснена чертежами, где:
фиг. 1 - блок-схема предлагаемого извещателя;
фиг. 2 - зависимость выходного сигнала U от концентрации дыма С, Uвых ~ γ - характеризует извещатель, работающий на принципе регистрации рассеянного излучения;
Uвых ~ β - характеризует извещатель, работающий на принципе регистрации поглощения света;
Uвых ~ γ/1-β - характеризует заявляемый извещатель.
The invention is illustrated by drawings, where:
FIG. 1 is a block diagram of a proposed detector;
FIG. 2 - dependence of the output signal U on the concentration of smoke C, U o ~ γ - characterizes a detector operating on the principle of registration of scattered radiation;
U o ~ β - characterizes a detector operating on the principle of recording light absorption;
U o ~ γ / 1-β - characterizes the inventive detector.

Дымовой пожарный извещатель содержит коммутатор импульсов 1, один выход которого соединен с одним источником излучения 2 одной оптопары, а другой - с другим источником излучения 3 другой оптопары, 4 - фотоприемник одной оптопары, 5 - фотоприемник другой оптопары, выходы которых соединены с одним и другим входами соответственно арифметического устройства 6, третий из входов которого соединен с третьим из выходов коммутатора импульсов 1, выход арифметического устройства 6 соединен с входом выходного каскада 7. The smoke fire detector contains a pulse switch 1, one output of which is connected to one radiation source 2 of one optocoupler, and the other to another radiation source 3 of another optocoupler, 4 - a photodetector of one optocoupler, 5 - a photodetector of another optocoupler, the outputs of which are connected to one and the other the inputs of the arithmetic device 6, respectively, the third of the inputs of which is connected to the third of the outputs of the pulse switch 1, the output of the arithmetic device 6 is connected to the input of the output stage 7.

В качестве коммутатора может быть использован любой генератор прямоугольных импульсов с двумя противофазными выходами (см., например, Основы промышленной электроники. Под редакцией проф. В.Г.Герасимова. М., Высшая школа, 1986, стр.208). Any square-wave pulse generator with two antiphase outputs can be used as a switch (see, for example, Fundamentals of Industrial Electronics. Edited by Prof. V.G. Gerasimov. M., Higher School, 1986, p. 208).

Арифметическое устройство может быть реализовано на основе аналого-цифровых преобразователей, для перевода выходных сигналов фотоприемников в цифровую форму, микропроцессора, реализующего необходимые вычисления, и цифроаналогового преобразователя, обеспечивающего обратное преобразование (см. там же, стр. 215- 223). The arithmetic device can be implemented on the basis of analog-to-digital converters, for converting the output signals of photodetectors into digital form, a microprocessor that implements the necessary calculations, and a digital-to-analog converter that provides inverse conversion (see ibid., Pp. 215–223).

Выходной каскад пожарного извещателя представляет из себя транзисторный ключ, обеспечивающий при превышении порогового уровня сигнала на входе скачкообразное снижение сопротивления извещателя от сотен кОм до десятков Ом, что приводит к изменению тока в шлейфе и регистрации приемно-контрольным прибором сигнала "Пожар". Аналогичные каскады используются во всех активных пожарных извещателях (см., например, Ф.И.Шаровар, Устройства и системы пожарной сигнализации. М., Стройиздат, 1985, стр. 47 -54). The output stage of the fire detector is a transistor switch that provides, when the threshold level of the input signal is exceeded, an abrupt decrease in the detector resistance from hundreds of ohms to tens of ohms, which leads to a change in the current in the loop and registration of the Fire signal by the control panel. Similar cascades are used in all active fire detectors (see, for example, F.I.Sharovar, Fire Alarm Devices and Systems. M., Stroyizdat, 1985, p. 47-54).

Дымовой пожарный извещатель работает следующим образом. Smoke fire detector operates as follows.

Светодиоды 2, 3 поочередно включаются выходным сигналом коммутатора импульсов 1 и их излучение регистрируется фотоприемниками 4, 5. Выходные сигналы с фотоприемников обрабатываются в соответствии с формулой

Figure 00000003
на арифметическом устройстве 6, обеспечивающем вычисление величины γ/1-β (пояснение смотри далее по тексту), затем сигнал поступает на выходной каскад, транзисторный ключ которого открывается при достижении заданного порогового значения, и извещатель переходит в состояние срабатывания.The LEDs 2, 3 are alternately turned on by the output signal of the pulse switch 1 and their radiation is detected by photodetectors 4, 5. The output signals from the photodetectors are processed in accordance with the formula
Figure 00000003
on an arithmetic device 6, which calculates the value of γ / 1-β (see the explanation below), then the signal is fed to the output stage, the transistor switch of which is opened when the specified threshold value is reached, and the detector switches to the operation state.

Излучение первого источника излучения Ф1, второго - Ф2. Полагаем, что характеристики фотоприемников линейны, это допустимо в условиях начальной стадии пожара при малых по величине изменениях оптических параметров среды. Чувствительность первого фотоприемника - α1, второго - α2.The radiation of the first radiation source f 1 , the second - f 2 . We believe that the characteristics of the photodetectors are linear, this is permissible under the conditions of the initial stage of a fire with small changes in the optical parameters of the medium. The sensitivity of the first photodetector is α 1 , the second is α 2 .

В отсутствие дыма в первый полупериод (включен первый светодиод) выходной сигнал фотоприемника одной оптопары: U11 = α1 Ф1, выходной сигнал фотоприемника другой оптопары: U12 = 0.In the absence of smoke in the first half-period (the first LED is on), the output signal of the photodetector of one optocoupler: U 11 = α 1 Ф 1 , the output signal of the photodetector of another optocoupler: U 12 = 0.

Во втором полупериоде - U21 = 0; U22 = α2 Ф2 (первая цифра в обозначении - полупериод, а другая - фотоприемник оптопары).In the second half-cycle, U 21 = 0; U 22 = α 2 Ф 2 (the first digit in the designation is the half-period, and the other is the photodetector of the optocoupler).

При возникновении пожара в зоне оптопар (оптической камере) появляется дым, характеризуемый параметрами β - коэффициент ослабления излучения и γ - коэффициент рассеяния (см. фиг. 2). Поскольку камера обладает симметрией относительно обеих оптопар, влияние дыма на выходные сигналы фотоприемников будет идентичным. When a fire occurs in the area of the optocouplers (optical camera) smoke appears, characterized by the parameters β — attenuation coefficient of radiation and γ — scattering coefficient (see Fig. 2). Since the camera is symmetrical with respect to both optocouplers, the effect of smoke on the output signals of the photodetectors will be identical.

В первом полупериоде: U11= Ф1(1-β); U12= γα2Ф1.In the first half-cycle: U 11 = Ф 1 (1-β); U 12 = γα 2 Ф 1 .

Во втором: U21= γα1Ф2; U22= α2Ф2(1-β).In the second: U 21 = γα 1 Ф 2 ; U 22 = α 2 Ф 2 (1-β).

В результате простых преобразований получим:
U12/U22= γФ12(1-β); U11/U21= Ф1(1-β)/γФ2.
As a result of simple transformations, we obtain:
U 12 / U 22 = γF 1 / F 2 (1-β); U 11 / U 21 = Ф 1 (1-β) / γФ 2 .

Откуда

Figure 00000004
- величина, не зависящая ни от интенсивности излучения источников, ни от чувствительности фотоприемников.Where from
Figure 00000004
- a value that does not depend on the intensity of the radiation sources, nor on the sensitivity of the photodetectors.

При этом в отсутствие дыма γ/1-β = 0. In the absence of smoke, γ / 1-β = 0.

При появлении дыма и с увеличением концентрации возрастает величина γ (что используется в извещателях, основанных на регистрации рассеянного излучения) и уменьшается (1- β), на чем основаны извещатели, работающие на регистрации поглощения. With the appearance of smoke and with increasing concentration, the value of γ increases (which is used in detectors based on registration of scattered radiation) and decreases (1- β), on which detectors working on registration of absorption are based.

Таким образом, зависимость γ/1-β имеет большую крутизну, чем в обоих типах извещателей. Thus, the γ / 1-β dependence has a greater slope than in both types of detectors.

Claims (1)

Дымовой пожарный извещатель, содержащий две оптопары, источник излучения одной из них соединен с первым, а другой со вторым противофазным выходами генератора прямоугольных импульсов, выход фотоприемника одной оптопары соединен с одним входом измерительного преобразователя, а с другим его входом соединен выход фотоприемника другой оптопары, отличающийся тем, что измерительный преобразователь представляет собой арифметическое устройство, реализующее вычисление величины
Figure 00000005
,
при этом третий из входов арифметического устройства соединен с выходом генератора прямоугольных импульсов, а выход арифметического устройства соединен с выходным каскадом пожарного извещателя,
где U12 - напряжение в первом полупериоде фотоприемника другой оптопары;
U21 - напряжение во втором полупериоде фотоприемника одной оптопары;
U11 - напряжение в первом полупериоде фотоприемника одной оптопары;
U22 - напряжение во втором полупериоде фотоприемника другой оптопары.
A smoke fire detector containing two optocouplers, the radiation source of one of them is connected to the first and the other to the second antiphase outputs of the rectangular pulse generator, the output of the photodetector of one optocoupler is connected to one input of the measuring transducer, and the output of the photodetector of the other optocoupler is connected to its other input, different the fact that the measuring transducer is an arithmetic device that implements the calculation of the value
Figure 00000005
,
wherein the third of the arithmetic device inputs is connected to the output of the rectangular pulse generator, and the arithmetic device output is connected to the output stage of the fire detector,
where U 12 is the voltage in the first half-period of the photodetector of another optocoupler;
U 21 is the voltage in the second half-period of the photodetector of one optocoupler;
U 11 is the voltage in the first half-period of the photodetector of one optocoupler;
U 22 is the voltage in the second half-period of the photodetector of another optocoupler.
RU2000111200/09A 2000-04-28 Smoke detector RU2173887C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2173887C1 true RU2173887C1 (en) 2001-09-20

Family

ID=

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2222803C2 (en) * 2002-04-15 2004-01-27 Мешковский Игорь Касьянович System of operative diagnostics of biological contamination of air in ventilation ducts of buildings and structures
RU2224293C1 (en) * 2002-06-20 2004-02-20 Корчунов Александр Владимирович Fire alarm with auto-testing means
WO2004034348A1 (en) * 2002-10-04 2004-04-22 Valery Vasilievich Ovchinnikov Method for forming and transmitting signals
RU2457541C1 (en) * 2011-08-31 2012-07-27 Юрий Алексеевич Држевецкий Apparatus for monitoring smokiness parameters and reliability thereof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3868663A (en) * 1972-07-27 1975-02-25 Wilkinson Sword Ltd Smoke detecting apparatus with multiple detectors connected to coincidence circuit
EP0054680A1 (en) * 1980-12-18 1982-06-30 Cerberus Ag Smoke detector according to the radiation extinction principle
DE3529344A1 (en) * 1984-08-17 1986-02-20 Hochiki K.K., Tokio/Tokyo FIRE ALARM SYSTEM
DE3640601A1 (en) * 1985-12-20 1987-06-25 Graviner Ltd FIRE AND EXPLOSION DETECTING DEVICE

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3868663A (en) * 1972-07-27 1975-02-25 Wilkinson Sword Ltd Smoke detecting apparatus with multiple detectors connected to coincidence circuit
EP0054680A1 (en) * 1980-12-18 1982-06-30 Cerberus Ag Smoke detector according to the radiation extinction principle
DE3529344A1 (en) * 1984-08-17 1986-02-20 Hochiki K.K., Tokio/Tokyo FIRE ALARM SYSTEM
DE3640601A1 (en) * 1985-12-20 1987-06-25 Graviner Ltd FIRE AND EXPLOSION DETECTING DEVICE

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2222803C2 (en) * 2002-04-15 2004-01-27 Мешковский Игорь Касьянович System of operative diagnostics of biological contamination of air in ventilation ducts of buildings and structures
RU2224293C1 (en) * 2002-06-20 2004-02-20 Корчунов Александр Владимирович Fire alarm with auto-testing means
WO2004034348A1 (en) * 2002-10-04 2004-04-22 Valery Vasilievich Ovchinnikov Method for forming and transmitting signals
CN100593179C (en) * 2002-10-04 2010-03-03 瓦列里·瓦西里耶维奇·奥夫奇尼科夫 Signal forming and transmitting method
US7522037B2 (en) 2002-10-10 2009-04-21 Valery Vasilievich Ovchinnikov Method for forming and transmitting signals
RU2457541C1 (en) * 2011-08-31 2012-07-27 Юрий Алексеевич Држевецкий Apparatus for monitoring smokiness parameters and reliability thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4523092A (en) Fiber optic sensors for simultaneously detecting different parameters in a single sensing tip
ATE212463T1 (en) PRESENCE SENSOR WITH MULTIPLE FUNCTIONS
CA2166389C (en) Active ir intrusion detector
US3400270A (en) Flash detection means
RU2173887C1 (en) Smoke detector
NO159424B (en) PHOTOELECTRIC SMOKE DETECTOR.
GB2267963A (en) Obscuration sensor
JPS598876B2 (en) Transmitted light smoke detector
Chunjiao The application and development of photoelectric sensor
EP0353259B1 (en) Motion sensor
SU1640727A1 (en) Passive infra-red intruder detection system
RU2054884C1 (en) Photoplethysmograph
SU960879A1 (en) Fire smoke detector
RU2828255C1 (en) Multi-frequency single photon detector with protection against blinding attacks
JPS61243343A (en) Ultraviolet ray absorption gas analyzer
SU991463A1 (en) Smoke indicator
RU2836381C1 (en) Single photon detector with protection against blinding attacks using analogue-to-digital converter
KR970002775A (en) Intruder alarm device using optical fiber
SU769740A1 (en) Photodetector
SU726551A1 (en) Fire alarm
SU1647441A1 (en) Radiation indicator
ITTO940750A1 (en) ELECTRONIC SYSTEM FOR SMOKE DETECTION.
RU162728U1 (en) SPOT OPTICAL ELECTRONIC SMOKE SENSOR
SU819650A1 (en) Puncture indicator
SU1497530A1 (en) Moisture meter