[go: up one dir, main page]

RU2258260C2 - Smoke alarm - Google Patents

Smoke alarm Download PDF

Info

Publication number
RU2258260C2
RU2258260C2 RU2003119845/09A RU2003119845A RU2258260C2 RU 2258260 C2 RU2258260 C2 RU 2258260C2 RU 2003119845/09 A RU2003119845/09 A RU 2003119845/09A RU 2003119845 A RU2003119845 A RU 2003119845A RU 2258260 C2 RU2258260 C2 RU 2258260C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
controller
photodetector
smoke
counter
smoke detector
Prior art date
Application number
RU2003119845/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003119845A (en
Inventor
В.В. Краев (RU)
В.В. Краев
И.А. Корниенко (RU)
И.А. Корниенко
В.А. Скачков (RU)
В.А. Скачков
В.Д. Фоминых (RU)
В.Д. Фоминых
В.И. Рожко (RU)
В.И. Рожко
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Телесофт-Сервис"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество "Телесофт-Сервис" filed Critical Закрытое акционерное общество "Телесофт-Сервис"
Priority to RU2003119845/09A priority Critical patent/RU2258260C2/en
Publication of RU2003119845A publication Critical patent/RU2003119845A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2258260C2 publication Critical patent/RU2258260C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Fire-Detection Mechanisms (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

FIELD: fire alarm systems.
SUBSTANCE: device has photo-detector with RC circuit with length of charge/discharge cycle dependent on light flow of light pulse source, and controller for determining smoke level or dust level on basis of length of photo-detector discharge. Current device can be used to find suspended particles of dust, fog, etc. in surrounding environment.
EFFECT: broader functional capabilities, higher efficiency.
5 dwg

Description

Предлагаемое техническое решение относится к устройствам пожарной сигнализации для обнаружения дыма на ранней стадии возгорания и может быть использовано для обнаружения наличия взвешенных частиц (пыли, тумана и т.д.) в окружающей среде.The proposed solution relates to fire alarm devices for detecting smoke at an early stage of ignition and can be used to detect the presence of suspended particles (dust, fog, etc.) in the environment.

Известен детектор дыма (патент 660244, Швецария, G 08 В 17/10, 29/00 от 31.03.87), содержащий оптическую камеру, генератор, управляющий источником излучения, усилитель, схему обработки сигналов. Оптический сигнал, отраженный от частиц дыма попадает на фотоприемник, усиливается и подводится к схеме обработки сигналов. При запыленности оптического канала обнаружение дыма на ранней стадии возгорания затруднено, а порой и невозможно. Отсутствие контроля запыленности снижает надежность данного устройства и является его недостатком.A known smoke detector (patent 660244, Switzerland, G 08 B 17/10, 29/00 from 03/31/87), containing an optical camera, a generator that controls the radiation source, amplifier, signal processing circuit. The optical signal reflected from the smoke particles enters the photodetector, amplified and fed to the signal processing circuit. When the optical channel is dusty, smoke detection at an early stage of ignition is difficult, and sometimes impossible. The lack of dust control reduces the reliability of this device and is its disadvantage.

Известен детектор дыма (патент РФ 2125739, G 08 В 17/10 от 27.01.99), выбранный в качестве прототипа, содержащий генератор, соединенный с источником оптического излучения, фотодетектор, соединенный с усилителем фототока, который через фильтр верхних частот соединен с усилителем-формирователем, выход которого соединен с входом RS-триггера. Выход триггера соединен с первым входом элемента И и с С входом счетчика, а второй формирователь - с управляющим входом усилителя-формирователя. Оптический сигнал, отраженный от частиц дыма, попадает на фотоприемник, усиливается усилителем фототока, синхронно фильтруется и подводится к схеме обработки сигналов.A known smoke detector (RF patent 2125739, G 08 B 17/10 from 01/27/99), selected as a prototype, containing a generator connected to an optical radiation source, a photo detector connected to a photocurrent amplifier, which is connected to an amplifier through a high-pass filter a shaper whose output is connected to the input of the RS-trigger. The trigger output is connected to the first input of the And element and to the C input of the counter, and the second driver is connected to the control input of the amplifier-former. The optical signal reflected from the smoke particles enters the photodetector, is amplified by a photocurrent amplifier, is synchronously filtered and fed to the signal processing circuit.

Известные датчики дыма работают по принципу периодического излучения световых импульсов и последующего приема фотодатчиком оптического сигнала, отраженного от частиц дыма, дальнейшего его усиления с помощью различных аналоговых усилительных устройств (транзисторных каскадов, операционных усилителей и т.д.), сравнения с опорным напряжением и выдаче сигнала о наличии или отсутствии дыма.Known smoke detectors work on the principle of periodically emitting light pulses and then receiving an optical signal reflected from the smoke particles by the photosensor, further amplifying it using various analog amplifying devices (transistor stages, operational amplifiers, etc.), comparing with the reference voltage and outputting signal about the presence or absence of smoke.

К недостаткам прототипа следует отнестиThe disadvantages of the prototype should include

- применение аналоговых устройств;- the use of analog devices;

- отсутствие контроля работоспособности оптического канала в процессе работы; при работе прототипа отказ оптического канала (излучателя, фотоприемника, усилителей) адекватен выдаче сигнала "отсутствии тревоги" при наличии дыма либо выдаче ложной тревоги "пожар";- lack of control of the operability of the optical channel during operation; when the prototype is in operation, the failure of the optical channel (emitter, photodetector, amplifiers) is adequate to give a “no alarm” signal in the presence of smoke or to give a false alarm “fire”;

- отсутствие контроля запыленности оптического канала.- lack of control of dustiness of the optical channel.

Задачей технического решения является создание надежного дымового извещателя, позволяющего, в частности, контролировать работоспособность и запыленность оптического канала, исключить аналоговые устройства и осуществить полный переход на цифровую схемотехнику.The objective of the technical solution is to create a reliable smoke detector, which allows, in particular, to control the operability and dustiness of the optical channel, eliminate analog devices and make a complete transition to digital circuitry.

Поставленная задача в дымовом извещателе, содержащем схему управления, соединенную с сигнализатором, источник световых импульсов, соединенный с другим выходом схемы управления и оптически связанный с фотоприемником, достигается тем, что фотоприемник непосредственно подключен к двунаправленному логическому порту, который соединен со схемой управления.The task in a smoke detector containing a control circuit connected to the detector, a light pulse source connected to another output of the control circuit and optically coupled to the photodetector is achieved by the fact that the photodetector is directly connected to a bi-directional logical port that is connected to the control circuit.

На фиг.1 изображена блок-схема дымового извещателя. На фиг.2 изображена блок-схема дымового извещателя, в которой двунаправленный логический порт и схема управления выполнены в виде контроллера. На фиг.3 приведена эквивалентная модель фотоприемника. На фиг.4 приведены временные диаграммы разряда фотоприемника. На фиг.5 приведена принципиальная схема дымового извещателя по фиг.2.Figure 1 shows a block diagram of a smoke detector. Figure 2 shows a block diagram of a smoke detector, in which a bi-directional logic port and control circuit are made in the form of a controller. Figure 3 shows the equivalent model of a photodetector. Figure 4 shows the timing diagram of the discharge of the photodetector. Figure 5 shows a schematic diagram of the smoke detector of figure 2.

Дымовой извещатель (фиг.1) содержит источник световых импульсов 1, оптически связанный с фотоприемником 2, который соединен с двунаправленным логическим портом 3, сигнализатор 4, вход которого соединен с выходом схемы управления 5, другой выход которого соединен со входом источника световых импульсов 1, двунаправленный логический порт 3, соединен со схемой управления 5.The smoke detector (Fig. 1) contains a light pulse source 1, optically coupled to a photodetector 2, which is connected to a bi-directional logic port 3, an alarm 4, the input of which is connected to the output of the control circuit 5, the other output of which is connected to the input of the light pulse 1, bidirectional logical port 3, connected to control circuit 5.

Дымовой извещатель (фиг.2) содержит источник световых импульсов 1, оптически связанный с фотоприемником 2, который подключен к логическому порту контроллера 6, выполняющего роль двунаправленного логического порта 3 и схемы управления 5, сигнализатора 4, вход которого соединен с выходом контроллера 6, вход источника световых импульсов 1 соединен с выходом контроллера 6.The smoke detector (figure 2) contains a light pulse source 1, optically coupled to a photodetector 2, which is connected to the logical port of the controller 6, which acts as a bi-directional logical port 3 and control circuit 5, the signaling device 4, the input of which is connected to the output of the controller 6, input the source of light pulses 1 is connected to the output of the controller 6.

Дымовой извещатель (фиг.5) по принципиальной схеме содержит контроллер 6 - AT90S1200 (DD1), источник световых импульсов 1 - инфракрасный диод типа АЛ164В1 (VD1) с токоограничительным резистором R1=120 Ом, фотоприемник 2 типа КДФ115, сигнализатор 4 по принципиальной схеме выполнен в виде звукового элемента ЗП1 типа ППА1 и светодиода VD3 типа АЛ307 с токоограничительным сопротивлением R2=500 Ом, С - накопительная емкость типа К-50-35 - 100 мкФ. Дымовой извещатель подключается к источнику питания +U напряжением 4,5-6 В.The smoke detector (Fig. 5) contains, in principle, a controller 6 - AT90S1200 (DD1), a light source 1 - an infrared diode of the AL164B1 (VD1) type with a current-limiting resistor R1 = 120 Ohm, a photodetector 2 of the KDF115 type, and the signaling device 4 according to the principle circuit in the form of a sound element ЗП1 of type ППА1 and LED VD3 of type АЛ307 with current limiting resistance R2 = 500 Ohm, С - storage capacitance of type K-50-35 - 100 μF. The smoke detector is connected to a + U power supply with a voltage of 4.5-6 V.

Рассмотрим принцип работы предлагаемого дымового извещателя. Пусть фотоприемник 2 является элементом RC-цепи (фиг.3), у которого один или оба элемента одновременно чувствительны к световому потоку Ф. (R=f(Ф) или С=f(Ф.)). Таким образом, длительность цикла заряда (разряда) также будет зависеть от световою потока τ=RC=F(Ф) (фиг.4). Оптический сигнал, излучаемый источником световых импульсов 1, отражается от частиц дыма, попадает на фотоприемник 2 и изменяет длительность цикла заряда (разряда).Consider the principle of operation of the proposed smoke detector. Let photodetector 2 be an element of the RC circuit (Fig. 3), in which one or both elements are simultaneously sensitive to the light flux F. (R = f (Ф) or С = f (Ф.)). Thus, the duration of the charge (discharge) cycle will also depend on the light flux τ = RC = F (Ф) (Fig. 4). The optical signal emitted by the source of light pulses 1 is reflected from the smoke particles, enters the photodetector 2 and changes the duration of the charge (discharge) cycle.

В дымовом извещателе имеется оптическая связь между источником световых импульсов 1 и фотоприемником 2 даже без наличии дыма. Эту оптическую связь можно использовать для определения запыленности и исправности оптического канала.In the smoke detector there is an optical connection between the source of light pulses 1 and the photodetector 2 even without smoke. This optical coupling can be used to determine the dustiness and serviceability of the optical channel.

Алгоритм функционирования дымового извещателя состоит из следующих шагов. Измеряют длительность цикла t1 (фиг.4) заряда (разряда) фотоприемника 2, до некоторого порогового уровня UП, при отсутствие светового потока от источника световых импульсов 1, затем включают источник световых импульсов 1 и повторно измеряют длительности цикла заряда (разряда) t2 фотоприемника 2, 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 заряда (разряда), вызванное воздействием оптического излучателя. Затем сравнивают Δt с пороговыми установками Δt1, Δt2...Δtn. 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.The smoke detector operation algorithm consists of the following steps. Measure the duration of the cycle t 1 (Fig. 4) of the charge (discharge) of the photodetector 2, to a certain threshold level U P , in the absence of light flux from the source of light pulses 1, then turn on the source of light pulses 1 and re-measure the duration of the cycle of charge (discharge) t 2 photodetectors 2, then find Δt = | t 1 -t 2 |. In this case, the influence of destabilizing factors (such as background illumination, temperature, etc.) is subtracted and only the change in the charge Δt time (discharge) caused by the action of the optical emitter remains. Then Δt is compared with the threshold settings Δt 1 , Δt 2 ... Δt n . For example, if Δt 2 <Δt <Δt 3 , then this may correspond to the absence of smoke and the integrity of the optical channel, if Δt 1 <Δt <Δt 2 - the optical channel is dusty, if Δt <Δt 1 - the optical channel is faulty, if Δt> Δt 4 - the presence of smoke.

В практической реализации удобно применять для измерения t1 и t2 преобразование время - число импульсов (аналогично принципу работы аналого-цифрового преобразователя с время-импульсным преобразованием) N1=t1fг, N2=t2fг, где fг - тактовая частота генератора импульсов. В этом случае разность Δt=|t1-t2| - пропорциональна разности числа импульсов k=|N1-N2|=fг|t1-t2|.In a practical implementation, it is convenient to use the time - number of pulses transformation for measuring t 1 and t 2 (similarly to the principle of operation of an analog-to-digital converter with a time-pulse conversion) N1 = t 1 f g , N2 = t 2 f g , where f g is the clock pulse generator frequency. In this case, the difference Δt = | t 1 -t 2 | - is proportional to the difference in the number of pulses k = | N1-N2 | = f g | t 1 -t 2 |.

Достижение порогового уровня UП контролируется пороговым устройством, которое может быть выполнено на логических элементах. В этом случае фотоприемник 2 непосредственно подключается к логическому порту. У логических элементов с высоким входным сопротивлением (КМОП - серия) порог переключения от логической единицы к логическому нулю, как правило, равно половине напряжения питания микросхем. В этом случае измеряют количество импульсов, за которое напряжение на фотоприемнике 2 от логической единицы достигнет логического нуля.Reaching the threshold level U P is controlled by a threshold device, which can be performed on logic elements. In this case, the photodetector 2 is directly connected to the logical port. For logic elements with high input impedance (CMOS - series), the switching threshold from a logical unit to a logical zero, as a rule, is equal to half the supply voltage of the microcircuits. In this case, the number of pulses is measured, during which the voltage at the photodetector 2 from a logical unit reaches a logical zero.

Применение контроллера 6, с предложенным время-импульсным преобразованием, позволяет уменьшить количество элементов, дает возможность проведения многократных измерений с усреднением их результатов, исключения систематических погрешностей, проведения автоматического контроля правильности работы прибора, коррекцию ошибки, вызванной запыленностью оптической камеры.The use of controller 6, with the proposed time-pulse conversion, reduces the number of elements, makes it possible to carry out multiple measurements with averaging their results, eliminate systematic errors, automatically control the correct operation of the device, and correct errors caused by the dustiness of the optical camera.

Дымовой извещатель по фиг.2 работает следующим образом. В память контроллера 6 записываются предварительно установленные пороговые значения k1, k2, k3. Устанавливается порт контроллера 6, к которому подключен фотоприемник 2, в высокое состояние (заряжается емкость фотоприемника), затем этот порт контроллера 6 переключается как входной с высоким сопротивлением, при этом включается внутренний счетчик (таймер) контроллера 6, счет которого прекращается, когда вход контроллера 6, к которому подключен фотоприемник 2, разрядится до уровня соответствующего логическому нулю, при этом логический порт контроллера 6 играет роль порогового устройства. Это состояние счетчика (N1) запоминается контроллером 6. Затем, снова устанавливается порт контроллера 6, к которому подключен фотоприемник 2, в высокое состояние (заряжается емкость фотоприемника 2), далее контроллер 6 включает источник световых импульсов 1, устанавливает порт контроллера 6, к которому подключен фотоприемник 2, как входной с высоким сопротивлением, одновременно включается внутренний счетчик (таймер) контроллера 6, счет которого прекращается, когда вход контроллера 6, к которому подключен фотоприемник 2, разрядится до уровня, соответствующего логическому нулю, это состояние счетчика (N2) запоминается контроллером 6. Контроллер 6 выключает источник световых импульсов 1. Находится разность k=N2-N1, которая сравнивается с пороговыми значениями k1, k2, k3 контроллером 6. Если k2<k<k3, то дымовой извещатель работоспособен, оптический канал незапылен, дым отсутствует. Если k1<k<k2, то контроллер 6 включает сигнализатор 4, который выдает сигнал, характеризующий запыленность оптического канала. Если k<k1, то контроллер 6 включает сигнализатор 4, который выдает сигнал, показывающий неисправность оптического канала. Если k>k3, то контроллер 6 включает сигнализатор 4, который выдает сигнал тревоги, показывающий наличие дыма. Сигналы по каждому из видов тревоги отличаются друг от друга.The smoke detector of figure 2 works as follows. In the memory of the controller 6, predefined threshold values k1, k2, k3 are recorded. The port of the controller 6, to which the photodetector 2 is connected, is set to a high state (the photodetector capacitance is charging), then this port of the controller 6 is switched as the input with a high resistance, and the internal counter (timer) of the controller 6 is turned on, the count of which stops when the controller input 6, to which photodetector 2 is connected, is discharged to the level corresponding to logical zero, while the logical port of controller 6 plays the role of a threshold device. This state of the counter (N1) is remembered by the controller 6. Then, the controller port 6, to which the photodetector 2 is connected, is again set to a high state (the capacity of the photodetector 2 is charged), then the controller 6 turns on the light source 1, sets the controller port 6 to which photodetector 2 is connected as an input with high resistance; at the same time, the internal counter (timer) of controller 6 is turned on, the count of which is stopped when the input of controller 6, to which photodetector 2 is connected, is discharged to corresponding to logical zero, this counter state (N2) is stored by controller 6. Controller 6 turns off the light pulse source 1. There is a difference k = N2-N1, which is compared with threshold values k1, k2, k3 by controller 6. If k2 <k <k3, then the smoke detector is operational, the optical channel is dust free, and there is no smoke. If k1 <k <k2, then the controller 6 includes a signaling device 4, which gives a signal characterizing the dustiness of the optical channel. If k <k1, then the controller 6 includes a signaling device 4, which generates a signal indicating a malfunction of the optical channel. If k> k3, then controller 6 turns on alarm 4, which gives an alarm indicating the presence of smoke. The signals for each type of alarm are different from each other.

Пороговые значения k1, k2, k3 можно определить следующим образом.The threshold values k1, k2, k3 can be determined as follows.

Измерить дымовым извещателем k=k0, при отсутствии дыма, незапыленном оптическом канале (собственное состояние оптического канала дымового извещателя), и определить k2=0.7k0. Поместить дымовой извещатель в дымовую камеру со светлым дымом, оптическая плотность которого составляет, например, 0,1 дБ/м, измерить k=k3. Затем определить k1=0.1k0.Measure the smoke detector k = k0, in the absence of smoke, the dustless optical channel (intrinsic state of the optical channel of the smoke detector), and determine k2 = 0.7k0. Place the smoke detector in a smoke chamber with bright smoke, the optical density of which is, for example, 0.1 dB / m, measure k = k3. Then determine k1 = 0.1k0.

Рассмотрим влияние дестабилизирующих факторов. Предположим, что RC-цепь (фиг.4) заряжена до напряжения U0. Разряд такой цепи производится по известному закону U=U0exp(-t/τ), где τ=RC. Время разряда будем измерять до некоторого порогового уровня Uп. Предполагается, что постоянная времени достаточно мала и измерение временных интервалов t1 и t2 производится непосредственно один за другим, поэтому изменение порогового уровня Uп, фоновой засветки Ф и температуры за цикл измерения можно пренебречь. При изменении питающих напряжений и температуры изменяется и U0, а также линейно связанное с ним Uп(Uп/U0-const). Рассмотрим, как влияет это на работу устройств. Временные интервалы t1 и t2 определяются из выраженийConsider the influence of destabilizing factors. Suppose that the RC circuit (figure 4) is charged to a voltage of U 0 . The discharge of such a circuit is carried out according to the well-known law U = U 0 exp (-t / τ), where τ = RC. The discharge time will be measured to a certain threshold level Uп. It is assumed that the time constant is sufficiently small and the measurement of time intervals t1 and t2 is carried out directly one after another, therefore, the change in the threshold level Uп, background illumination Φ and temperature per measurement cycle can be neglected. With a change in the supply voltage and temperature, U 0 also changes, as well as Uп (Uп / U 0 -const) linearly associated with it. Consider how this affects the operation of devices. The time intervals t1 and t2 are determined from the expressions

Uп=U0exp(-t1/τ1),Uп = U 0 exp (-t1 / τ1),

Uп=U0exp(-t2/τ2),Uп = U 0 exp (-t2 / τ2),

где τ1=R1•Cl и τ2=R2•C2 - постоянные времени цепи при отсутствие и наличии импульса светового потока. Путем логарифмирования и несложного преобразования определим временные интервалы t1, t2:where τ1 = R1 • Cl and τ2 = R2 • C2 are the time constants of the circuit in the absence and presence of a light flux pulse. By logarithm and simple transformation, we determine the time intervals t1, t2:

t1=τ1 ln(Uп/U0),t1 = τ1 ln (Uп / U 0 ),

t2=τ2 ln(Uп/U0).t2 = τ2 ln (Uп / U 0 ).

Найдем ΔtFind Δt

Δt=|t1-t2|=|τ1 ln(Uп/U0)-τ2 ln(Uп/U0)|=|τ1-2| ln(Uп/U0).Δt = | t 1 -t 2 | = | τ1 ln (Uп / U 0 ) -τ2 ln (Uп / U 0 ) | = | τ1-2 | ln (Uп / U 0 ).

Следовательно, Δt=|t1-t2| не зависит от напряжения U0.Therefore, Δt = | t 1 -t 2 | independent of voltage U 0 .

Рассмотрим влияние фоновой засветки и температуры. Пусть чувствительным к световому потоку будет сопротивление R=f(Ф) фотодатчика. Это сопротивление можно представить в виде R=R0+ΔR(Ф0)+ΔR(Фи)+ΔR(T), где R0 - сопротивление фотоприемника при отсутствии света, ΔR(Ф0) - изменение сопротивления, вызванное влиянием фоновой засветки, ΔR(Фи) - изменение сопротивления при попадании на фотоприемник светового потока от источника световых импульсов, ΔR(T) - изменение сопротивления фотоприемника под воздействием температуры. Используя ранее приведенные выкладки, найдем Δt:Consider the effect of background illumination and temperature. Let the resistance R = f (Ф) of the photosensor be sensitive to the light flux. This resistance can be represented as R = R0 + ΔR (Ф 0 ) + ΔR (Фи) + ΔR (T), where R 0 is the resistance of the photodetector in the absence of light, ΔR (Ф 0 ) is the change in resistance caused by the influence of background illumination, ΔR (Phi) is the change in resistance when the light flux hits the photodetector from a source of light pulses, ΔR (T) is the change in resistance of the photodetector under the influence of temperature. Using the above calculations, we find Δt:

Δt=ln(Uп/U0)|τ1-τ2|=ln(Uп/U0)|R1•C-R2•C|=ln(Uп/U0)|[R0+ΔR(Ф0)+ΔR(T)]•C-[R0+ΔR(Ф0)+ΔR(Т)+ΔR(Фи)]PС|=ln(Uп/U0)ΔR(Фи)•СΔt = ln (Up / U 0 ) | τ1-τ2 | = ln (Up / U 0 ) | R1 • C-R2 • C | = ln (Up / U 0 ) | [R0 + ΔR (Ф 0 ) + ΔR (T)] • C- [R0 + ΔR (Ф 0 ) + ΔR (Т) + ΔR (Фи)] PС | = ln (Uп / U 0 ) ΔR (Фи) • С

Таким образом, Δt=|t1-t2| не зависит от фоновой засветки и температуры и, следовательно, не снижает чувствительность дымового извещателя.Thus, Δt = | t 1 -t 2 | It does not depend on the background illumination and temperature and, therefore, does not reduce the sensitivity of the smoke detector.

Дымовой извещатель легко реализуется на современной элементной базе (фиг.5). В данном случае в качестве контроллера 6 был использован микроконтроллер производства Atmel - AT90S1200 (DD1), на основе полевых транзисторов, со встроенным тактовым генератором, не требующим внешних элементов и имеющим частоту fг, восьмиразрядный таймер-счетчик, двунаправленные логические порты PD и РВ, которые могут работать как входные или как выходные порты. Входное сопротивление более 100 МОм. Источник световых импульсов 1 - инфракрасный диод типа АЛ164В1 (VD1) с токоограничительным резистором R1=120 Ом, фотоприемник 2 типа КДФ115, сигнализатор 4 - звукового элемента ЗП1 типа ППА1 и светодиода VD3 типа АЛ307 с токоограничительным сопротивлением R2=500 Ом, С - накопительная емкость типа К-50-35 -100 мкФ. Дымовой извещатель подключается к источнику питания +U напряжением 4,5-6 В.The smoke detector is easily implemented on a modern element base (figure 5). In this case, the Atmel-based microcontroller AT90S1200 (DD1) was used as controller 6, based on field-effect transistors, with a built-in clock generator that does not require external elements and has a frequency f g , an eight-digit timer-counter, bidirectional logic ports PD and РВ, which can work as input or output ports. Input impedance over 100 megohms. The source of light pulses 1 is an infrared diode of the AL164V1 (VD1) type with a current-limiting resistor R1 = 120 Ohm, a photodetector 2 of the KDF115 type, a signaling device 4 - of an audio element ZP1 of the PPA1 type and a VD3 LED of the AL307 type with a current-limiting resistance R2 = 500 Ohm, C - storage capacity type K-50-35 -100 uF. The smoke detector is connected to a + U power supply with a voltage of 4.5-6 V.

Алгоритм работы дымового извещателя (фиг.5) заключается в следующем. В память контроллера 6 записываются предварительно установленные пороговые значения k1, k2, k3. Устанавливаются порты контроллера 6 PD0, PD5, РВ4, РВ1 как выходные в высокое состояние, остальные порты отключаются. При установке порта PD5 в высокое состояние заряжается емкость фотоприемника 2. Затем порт PD5 контроллера 6 инициализируется как входной с высоким сопротивлением, одновременно включается внутренний счетчик импульсов внутреннего тактового генератора контроллера 6, который останавливается, когда напряжение на фотоприемнике 2 подключенного к порту PD5 контроллера 6 будет иметь уровень, равный логическому нулю. Это состояние счетчика запоминается (N1). Затем порт PD5 контроллера 6 снова устанавливается в высокое состояние и заряжается емкость фотоприемника 2 VD2. Порт PD5 контроллера 6 инициализируется как входной с высоким сопротивлением, включается порт PDO как выходной в низкое состояние, при этом через диод VD1, являющийся источником световых импульсов 1, протекает ток, одновременно включается внутренний счетчик импульсов внутреннего тактового генератора контроллера 6, который останавливается, когда напряжение на фотоприемнике 2 подключенного к порту PD5 контроллера 6 будет иметь уровень, равный логическому нулю. Это состояние счетчика снова запоминается (N2) контроллером 6, и выключается источник световых импульсов 1 - VD1. Находится разность k=N2-N1, которая сравнивается с пороговыми значениями k1, k2, k3 контроллером 6. Если k2<k<k3, то дымовой извещатель работает нормально, дыма нет, камера незапылена. Кратковременно включается светодиод VD3 через порт РВ4, показывающий, что пожарный извещатель работает нормально. Далее цикл работы контроллера 6 повторяется с начала. Если k1<k<k2 и это состояние многократно повторяется в течение длительного времени, (например, в течении десяти минут), то контроллер 6 через порт РВ1 выдает кратковременные импульсы в звуковом диапазоне для управления сигнализатором 4 ЗП1, характеризующие запыленность оптического канала. Если k<k1, и не было состояния k1<k<k2, то контроллер 6 через порт РВ1 выдает кратковременные импульсы в звуковом диапазоне, показывающие неисправность оптического канала. Эти звуковые импульсы отличаются от тех, которые показывают запыленность оптического канала. Если k>k3, то через порт РВ1 выдается непрерывный сигнал тревоги частотой f2 на сигнализатор 4 ЗП1, показывающий наличие дыма.The algorithm of the smoke detector (figure 5) is as follows. In the memory of the controller 6, predefined threshold values k1, k2, k3 are recorded. The ports of controller 6 PD0, PD5, PB4, PB1 are set as output to high state, the other ports are disabled. When the PD5 port is set to a high state, the capacitance of photodetector 2 is charged. Then the PD5 port of controller 6 is initialized as an input with a high resistance, while the internal pulse counter of the internal clock of controller 6 is turned on, which stops when the voltage at the photodetector 2 of controller 6 connected to PD5 port is have a level equal to logical zero. This counter state is memorized (N1). Then, the PD5 port of controller 6 is again set to high and the capacitance of photodetector 2 VD2 is charged. The PD5 port of controller 6 is initialized as an input with a high resistance, the PDO port is turned on as an output in a low state, while a current flows through the diode VD1, which is a source of light pulses 1, while the internal pulse counter of the internal clock of controller 6 is turned on, which stops when the voltage at the photodetector 2 of the controller 6 connected to the PD5 port will have a level equal to logical zero. This counter state is again remembered (N2) by the controller 6, and the light pulse source 1 - VD1 is turned off. The difference k = N2-N1 is found, which is compared with the threshold values k1, k2, k3 by controller 6. If k2 <k <k3, then the smoke detector works normally, there is no smoke, the camera is dustless. The VD3 LED turns on briefly through the PB4 port, indicating that the fire detector is operating normally. Next, the cycle of operation of the controller 6 is repeated from the beginning. If k1 <k <k2 and this state is repeated many times over a long period of time (for example, within ten minutes), then the controller 6 sends short-term pulses through the port РВ1 in the sound range to control the signaling device 4 ЗП1, which characterize the dustiness of the optical channel. If k <k1, and there was no state k1 <k <k2, then the controller 6 through the port РВ1 gives short-term pulses in the audio range, indicating a malfunction of the optical channel. These sound pulses are different from those that show the dustiness of the optical channel. If k> k3, then through the port РВ1 a continuous alarm signal of frequency f2 is issued to the signaling device 4 ЗП1, indicating the presence of smoke.

Таким образом, по сравнению с прототипом предлагаемый дымовой извещатель выполнен полностью на цифровой схемотехнике, обеспечивает контроль работоспособности и запыленности оптического канала в процессе работы, что повышает надежность его функционирования.Thus, in comparison with the prototype, the proposed smoke detector is made entirely on digital circuitry, provides control over the operability and dustiness of the optical channel during operation, which increases the reliability of its operation.

Claims (1)

Дымовой извещатель, содержащий сигнализатор и источник световых импульсов, оптически связанный с фотоприемником, отличающийся тем, что в него введен контроллер, а фотоприемник имеет RC-цепь с длительностью цикла заряда (разряда), зависящий от светового потока источника световых импульсов, отражающихся от частиц дыма, контроллер имеет память для записи пороговых значений и счетчик, счет которого включается при подключении фотоприемника к контроллеру, а прекращается при разряде фотоприемника с состоянием счетчика N1, которое запоминается, контроллер предназначен для включения источника световых импульсов, включения счетчика при подключении фотоприемника и прекращения счета счетчиком с состоянием N2 при разряде фотоприемника, также для нахождения разности k=N2-N1 и сравнения с указанными пороговыми значениями, контроллер предназначен для включения сигнализатора, сигналы которого по каждому из видов тревоги отличаются друг от друга.A smoke detector containing a signaling device and a light pulse source optically coupled to a photodetector, characterized in that a controller is inserted into it, and the photodetector has an RC circuit with a charge (discharge) cycle depending on the light flux of the light pulse source reflected from the smoke particles , the controller has a memory for recording threshold values and a counter, the count of which is turned on when the photodetector is connected to the controller, and stops when the photodetector is discharged with the counter state N1, which is stored, the controller is designed to turn on the source of light pulses, turn on the counter when the photodetector is connected, and stop the counter with the state N2 when the photodetector is discharged, also to find the difference k = N2-N1 and compare with the indicated threshold values, the controller is designed to turn on the signaling device, the signals of which are of the types of anxiety are different from each other.
RU2003119845/09A 2003-06-30 2003-06-30 Smoke alarm RU2258260C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003119845/09A RU2258260C2 (en) 2003-06-30 2003-06-30 Smoke alarm

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003119845/09A RU2258260C2 (en) 2003-06-30 2003-06-30 Smoke alarm

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003119845A RU2003119845A (en) 2004-12-27
RU2258260C2 true RU2258260C2 (en) 2005-08-10

Family

ID=35845279

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003119845/09A RU2258260C2 (en) 2003-06-30 2003-06-30 Smoke alarm

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2258260C2 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2321071C1 (en) * 2006-10-30 2008-03-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "НПП "Контакт" Smoke alarm
RU2356094C1 (en) * 2007-03-12 2009-05-20 Частное Предприятие "Артон" Smoke fire alarm
RU2356095C1 (en) * 2007-03-05 2009-05-20 Частное Предприятие "Артон" Smoke fire alarm
RU2503952C1 (en) * 2012-04-23 2014-01-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС") Device to detect dust deposit on printed circuit boards of radio electronics equipment
RU2517309C2 (en) * 2009-11-10 2014-05-27 Тяньцзинь Пухай Нью Текнолоджи Ко., Лтд. Fire and flammable gas alarm method and system
EA019717B1 (en) * 2011-06-28 2014-05-30 Александр Васильевич Гвоздырев Multi-functional device for environmental monitoring
RU2665868C1 (en) * 2017-09-27 2018-09-04 Общество с ограниченной ответственностью "Группа компаний "РУБЕЖ" (ООО "Группа компаний "РУБЕЖ") Method of smoke detection and device for implementation thereof

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
UA80313C2 (en) * 2005-08-09 2007-09-10 Private Entpr Arton Smoke fire detector

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1417790A (en) * 1972-12-14 1975-12-17 Hochiki Co Photoelectric smoke detector
GB1583935A (en) * 1977-05-23 1981-02-04 Hochiki Co Smoke detector
WO1981001765A1 (en) * 1979-12-10 1981-06-25 Honeywell Inc Self-checking photoelectric smoke detector
US5420440A (en) * 1994-02-28 1995-05-30 Rel-Tek Corporation Optical obscruation smoke monitor having a shunt flow path located between two access ports
RU2168767C1 (en) * 1999-11-05 2001-06-10 Алексеев Александр Федорович Smoke signaling device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1417790A (en) * 1972-12-14 1975-12-17 Hochiki Co Photoelectric smoke detector
GB1583935A (en) * 1977-05-23 1981-02-04 Hochiki Co Smoke detector
WO1981001765A1 (en) * 1979-12-10 1981-06-25 Honeywell Inc Self-checking photoelectric smoke detector
US5420440A (en) * 1994-02-28 1995-05-30 Rel-Tek Corporation Optical obscruation smoke monitor having a shunt flow path located between two access ports
RU2168767C1 (en) * 1999-11-05 2001-06-10 Алексеев Александр Федорович Smoke signaling device

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2321071C1 (en) * 2006-10-30 2008-03-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "НПП "Контакт" Smoke alarm
RU2356095C1 (en) * 2007-03-05 2009-05-20 Частное Предприятие "Артон" Smoke fire alarm
RU2356094C1 (en) * 2007-03-12 2009-05-20 Частное Предприятие "Артон" Smoke fire alarm
RU2517309C2 (en) * 2009-11-10 2014-05-27 Тяньцзинь Пухай Нью Текнолоджи Ко., Лтд. Fire and flammable gas alarm method and system
EA019717B1 (en) * 2011-06-28 2014-05-30 Александр Васильевич Гвоздырев Multi-functional device for environmental monitoring
RU2503952C1 (en) * 2012-04-23 2014-01-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС") Device to detect dust deposit on printed circuit boards of radio electronics equipment
RU2665868C1 (en) * 2017-09-27 2018-09-04 Общество с ограниченной ответственностью "Группа компаний "РУБЕЖ" (ООО "Группа компаний "РУБЕЖ") Method of smoke detection and device for implementation thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI576593B (en) Current sensing with internal adc capacitor
US10925498B2 (en) Ambient light filter and associated photo sensor having a first detection mode in at least one optical pulse gap
CN102209981B (en) Adapting a scanning point of a sample and hold circuit of an optical smoke detector
RU2258260C2 (en) Smoke alarm
WO2001043099A2 (en) Smoke detector using scatter emitter and obscuration emitter and a single receiver
RU2256230C2 (en) Smoke detection method
JP3243115B2 (en) Photoelectric detector and fire detection system
RU37250U1 (en) SMOKE DETECTOR
RU2426982C2 (en) Method of dust detection on electronic hardware pcbs
IE20110103A1 (en) Improvements relating to smoke alarm devices
UA73596C2 (en) Smoke detector
CN1054436C (en) Human body detector
JPS6026173B2 (en) Smoke detectors
JPH08122252A (en) Dust sensor
UA80313C2 (en) Smoke fire detector
JPS62235547A (en) Dimming smoke detector
RU2321071C1 (en) Smoke alarm
JP3407092B2 (en) Fire alarm
JPS61284689A (en) Body detecting method
JPH0753311Y2 (en) Photoelectric switch
JP3849079B2 (en) Fire detector
RU2275688C2 (en) Combined fire alarm
RU2306614C1 (en) Smoke-sensitive alarm
JP2003109136A (en) Fire alarm facility and fire sensor
JPS6228849B2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20060701

HK4A Changes in a published invention
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20070701