RU112470U1 - Система обнаружения и определения места нахождения нежелательных веществ в контролируемых зонах и узел выхода воздушного коллектора такой системы - Google Patents

Abstract

1. Система обнаружения и определения места нахождения нежелательных веществ в контролируемых зонах, включающая: ! воздушный коллектор; множество воздуховодов, каждый из которых соединен одним концом с воздушным коллектором, а другим концом соединен с пространством внутри контролируемой зоны соответственно; ! вытяжное устройство, установленное на выходе воздушного коллектора; ! анализатор состава воздуха для отбора проб воздуха на выходе воздушного коллектора; множество заслонок, которыми оборудован каждый из воздуховодов; средства открытия/закрытия заслонок; средство управления, соединенное с анализатором состава воздуха и средствами открытия/закрытия заслонок так, чтобы управлять открытием/закрытием заслонок для их одновременного, последовательного или поочередного закрытия или открытия и определения контролируемой зоны, в которой находится нежелательное вещество, в ответ на сигналы анализатора состава воздуха; отличающаяся тем, что дополнительно включает средство концентрации для увеличения концентрации паров нежелательных веществ в части канала выхода воздушного коллектора, при этом анализатор состава воздуха включает устройство отбора проб, которое установлено так, чтобы отбирать пробы воздуха в части канала выхода воздушного коллектора с увеличенной концентрацией паров нежелательных веществ. ! 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что анализатор состава воздуха выполнен в виде дрейф-спектрометра для обнаружения в составе пробы воздуха паров нежелательных веществ в виде взрывчатых, отравляющих и/или наркотических веществ. ! 3. Система по п.1, отличающаяся тем, что средство концентрации вып�

Description

Полезная модель относится к системам для обеспечения безопасности людей, реагирующим на нежелательные факторы террористического или другого чрезвычайного характера, а именно к системе обнаружения и определения места нахождения нежелательных веществ, в частности взрывчатых, отравляющих и наркотических веществ, в контролируемых зонах, находящихся в общественных и промышленных зданиях и сооружениях, общественном транспорте, в местах скопления и отдыха людей и т.п., и к конструкции узла выхода такой системы.

Известен способ и устройство обнаружения пожара в контролируемых зонах, при помощи которых может быть выявлено место источника пожара [WO 00/68909, опубл. 16.11.2000]. Здесь, в системе обнаружения пожара используется устройство обнаружения в каждой контролируемой зоне, содержащее два пересекающихся трубопровода, в которых один или более вентиляторов непрерывно отсасывают воздух из контролируемых зон через всасывающие воздухозаборные отверстия, расположенные в трубопроводах, и доставляют его к датчикам для детектирования параметра пожара. Таким образом, выявление места возникновения пожара следует из исследования реагирования двух датчиков, расположенных в пересекающихся трубопроводах, которые упорядочены подобно строкам и столбцам матрицы, где в каждом столбце или строке матрицы расположен один общий датчик, что позволяет контролировать множество зон. Недостатком известной системы являются ее относительная сложность и, как следствие, существенные расходы на ее монтаж и обслуживание.

Известна система для обнаружения и определения места источников пожара в контролируемых зонах [заявка WO 2005/048207, опубл. 26.05.2005], включающая систему всасывающих трубопроводов, соединяющих множество контролируемых зон, которые соединены с каждой контролируемой зоной при помощи воздухозаборных отверстий, всасывающее устройство для отбора проб воздуха, отображающих состояние воздушной среды контролируемых зон, датчик для детектирования параметра пожара в пробах воздуха (например, наличие или превышение содержания в воздухе определенного порогового значения какого-либо вещества), и продувающее устройство для продувки системы всасывающих трубопроводов, когда датчик детектирует параметр пожара в отобранных пробах воздуха. Определение места пожара осуществляется при помощи измерения времени пребывания проб воздуха, повторно отобранных с параметром пожара после продувки системы всасывающих трубопроводов. К недостатку этой системы можно отнести то, что она обеспечивает относительно низкую точность определения контролируемой зоны с источником пожара, особенно при близком расположении контролируемых зон, т.к. место нахождение контролируемой зоны определяется по времени прохождения повторно отбираемой пробы воздуха до датчика после продувки, а параметры, влияющие на время прохождения, в частности скорость потока воздушной среды внутри системы всасывающих трубопроводов, зависят от множества переменных факторов.

Известно устройство детектирования загрязнения воздуха для системы всасывающих трубопроводов, имеющих большое число мест взятия проб воздуха из контролируемых помещений [WO 93/23736, опубл. 25.11.1993]. Это устройство детектирования загрязнения воздуха имеет множество впускных отверстий, подключенных к сети подобной всасывающей системы и индивидуально контролируемых. При нормальной обстановке все эти впускные отверстия остаются открытыми до тех пор, пока детектирующее устройство не обнаружит загрязнение/дым. Избирательно закрывая впускные отверстия, впоследствии появляется возможность выявить конкретную зону пожара.

Известна селективная система детектирования газа/дыма, которая выбрана в качестве прототипа [DE 3237021 A1, опубл. 05.05.1983]. Эта система в общем случае включает воздушный коллектор; множество всасывающих линий, каждая из которых соединена одним концом с воздушным коллектором, а другим концом соединена с пространством внутри контролируемой зоны, соответственно; вытяжное устройство, установленное на выходе воздушного коллектора; датчик газа или дыма для отбора и анализа проб воздуха на выходе воздушного коллектора; множество клапанов, которыми оборудована каждая из всасывающих линий; средства открытия/закрытия клапанов; и блок управления, соединенный с датчиком и средствами открытия/закрытия клапанов так, чтобы управлять открытием/закрытием клапанов для их одновременного, последовательного или поочередного закрытия или открытия для определения контролируемой зоны, в которой имеется нежелательный газ или дым, в ответ на сигналы датчика. В частности, выявление пожара осуществляется так, что при отсутствии детектируемого сигнала, блок управления устанавливает положение клапанов так, что все всасывающие линии вместе подключены к датчику через воздушный коллектор, а в случае появления детектируемого сигнала, блок управления устанавливает клапана в режим измерения, в котором всасывающие линии непосредственно или группами соединены с датчиком.

Все вышеописанные известные системы не приспособлены для детектирования параметров пожара в виде содержания в пробах воздуха малых количеств веществ (на уровне ppm и менее), т.е. они имеют относительно большую величину пороговой чувствительности и реагируют уже на возникшую чрезвычайную ситуацию, например пожар, и не приспособлены для цели предотвращения таких ситуаций.

Технической задачей, для решения которой предлагается полезная модель, является уменьшение величины пороговой чувствительности системы обнаружения и определения места нахождения нежелательных веществ в контролируемых зонах так, чтобы определить наличие в воздухе контролируемых зон ультра малых количеств нежелательных веществ, т.е. следовых количеств веществ, ассоциирующихся с возможностью возникновения чрезвычайной ситуации.

Для решения поставленной технической задачи предлагается система обнаружения и определения места нахождения нежелательных веществ в контролируемых зонах, включающая: воздушный коллектор; множество воздуховодов, каждый из которых соединен одним концом с воздушным коллектором, а другим концом соединен с пространством внутри контролируемой зоны, соответственно; вытяжное устройство, установленное на выходе воздушного коллектора; анализатор состава воздуха для отбора проб воздуха на выходе воздушного коллектора; множество заслонок, которыми оборудован каждый из воздуховодов; средства открытия/закрытия заслонок; средство управления, соединенное с анализатором состава воздуха и средствами открытия/закрытия заслонок так, чтобы управлять открытием/закрытием заслонок для их одновременного, последовательного или поочередного закрытия или открытия и определения контролируемой зоны, в которой находится нежелательное вещество, в ответ на сигналы анализатора состава воздуха. Новым является то, что система дополнительно включает средство концентрации для увеличения концентрации паров нежелательных веществ в части канала выхода воздушного коллектора, при этом анализатор состава воздуха включает устройство отбора проб, которое установлено так, чтобы отбирать пробы воздуха в части канала выхода воздушного коллектора с увеличенной концентрацией паров нежелательных веществ.

Заявляемая система особенно актуальна, когда имеется большое количество контролируемых зон и, соответственно, воздуховодов, соединяющих их с воздушным коллектором, т.е. когда концентрация паров нежелательного вещества в воздухе контролируемой зоны значительно снижается при смешивании в воздушном коллекторе с чистым воздухом из других контролируемых зон. Здесь, физический принцип действия средства концентрации паров нежелательных веществ в определенной части канала может быть основан на том, что молекулы большинства нежелательных веществ, например, взрывчатых, отравляющих и/или наркотических веществ имеют гораздо больший молекулярный вес и размеры молекул, чем молекулы газов воздуха (кислород, азот, углекислый газ и т.п.). В связи с этим, средство концентрации паров нежелательных веществ может быть выполнено на принципе использования большей инерционности молекул нежелательных веществ, как это будет описано для некоторых вариантов осуществления ниже, или на принципе использования большего размера молекул нежелательных веществ, например, в виде избирательно проницаемой мембраны, пропускающей только такие молекулы, которые меньше по размерам, чем молекулы нежелательных веществ. Таким образом, предлагаемая система позволяет снизить величину пороговой чувствительности по отношению к содержанию паров нежелательных веществ в пробе воздуха до 1∙10^-9 г/см³ и менее.

Анализатор состава воздуха может быть выполнен в виде дрейф-спектрометра для обнаружения в составе пробы воздуха паров нежелательных веществ в виде взрывчатых, отравляющих и/или наркотических веществ.

Здесь под дрейф-спектрометром, также называемым спектрометром ионной подвижности, понимается газоаналитический прибор для обнаружения в отобранных пробах воздуха паров взрывчатых, отравляющих и/или наркотических веществ, принцип действия которого основан на ионизации непрерывного потока газа, разделении образовавшихся ионов микропримесей по их подвижности в электрическом поле и регистрации разделенных ионов с обнаружением наличия паров вышеуказанных веществ без идентификации их типа. Обычно, пороговая чувствительность существующих дрейф-спектрометров составляет от 1∙10^-9 г/см³ и менее при нормальных условиях, что позволяет определять наличие в отобранных пробах нежелательных веществ на уровне ppb и менее [Петренко Е.С. К оценке возможности обнаружения взрывчатых веществ и устройств, содержащих их / Специальная техника, 2001, №4, с.16-20].

Средство концентрации паров нежелательных веществ может быть выполнено в виде канала поворота потока воздуха, при этом устройство отбора проб устанавливают так, чтобы отбирать пробы воздуха сразу за каналом поворота потока воздуха в части канала у его стенки, которая наиболее удалена от центра поворота потока воздуха, т.е. к которой под действием центробежной силы отбрасываются более тяжелые молекулы большинства нежелательных веществ, что, соответственно, повышает концентрацию нежелательных веществ в этой части канала, повышая степень вероятности их обнаружения.

Средство концентрации паров нежелательных веществ может быть выполнено в виде завихрителя потока воздуха, в этом случае устройство отбора проб анализатора состава воздуха устанавливают за завихрителем потока воздуха по ходу потока воздуха так, чтобы отбирать пробы воздуха в периферийной области завихренного потока воздуха. Более тяжелые молекулы большинства нежелательных веществ под действием центробежной силы инерции завихренного потока воздуха отбрасываются к периферийной области воздушного канала на выходе воздушного коллектора и, соответственно, концентрация нежелательных веществ в этой периферийной области возрастает, что повышает степень вероятности их обнаружения.

Завихритель потока воздуха может быть выполнен в виде завихрителя циклонного типа или осевого лопаточного завихрителя.

В качестве завихрителя циклонного типа может использоваться циклонный пылеуловитель, т.е. аппарат для очистки пылевоздушной смеси от взвешенных в ней твердых частиц топлива под действием центробежной силы, в котором пылевоздушная смесь подается в цилиндрический корпус по касательной к окружности или спирали. Т.о., например в случае использования системы в промышленном здании, такая система также будет выполнять функцию очистки от пыли воздуха контролируемых зон в виде производственных помещений.

Система может оснащаться двумя или более анализаторами состава воздуха. Такая конструкция, например, может повысить надежность работы системы при выходе из строя одного из анализаторов, или может применяться в случае использования анализаторов с ограниченным временем непрерывной работы. В последнем случае используемые в системе анализаторы состава воздуха могут работать попеременно с определенными интервалами времени, обусловленными предельным временем непрерывной работы конкретной модели используемого анализатора.

При одновременной работе двух или более анализаторов состава воздуха, они могут быть отрегулированы так, чтобы отбирать пробы воздуха в периферийной области завихренного потока воздуха со сдвигом по времени относительно друг друга. Такое демультиплексирование по времени позволяет увеличить быстродействие системы, т.к. обычно время обнаружения нежелательного вещества, в частности дрейф-спектрометром, составляет несколько секунд.

Система может дополнительно включать подходящее средство сигнализации, соединенное со средством управления с возможностью отображения места нахождения контролируемой зоны, в которой находится нежелательное вещество.

Также, система может быть относительно просто встроена в существую систему вытяжной вентиляции здания, содержащую, по крайней мере, воздушный коллектор, множество воздуховодов и вытяжное устройство.

Анализатор состава воздуха системы может дополнительно включать датчик для детектирования в пробах воздуха вещества или веществ, ассоциирующихся с пожаром, что расширяет функциональные возможности системы и позволяет дополнительно использовать ее в качестве системы обнаружения пожара.

Также для решения поставленной технической задачи предлагается узел выхода воздушного коллектора системы обнаружения нежелательных веществ в контролируемых зонах, включающий вытяжное устройство, выполненное с возможностью вытягивать воздух из пространства контролируемых зон через множество воздуховодов, соединенных с воздушным коллектором, и воздушный коллектор в направлении к выходу воздушного коллектора, и устройство отбора проб анализатора состава воздуха. Новым является то, что такой узел дополнительно включает средство концентрации для увеличения концентрации паров нежелательных веществ в части канала выхода воздушного коллектора, при этом устройство отбора проб установлено так, чтобы отбирать пробы воздуха в части канала выхода воздушного коллектора с увеличенной концентрацией паров нежелательных веществ.

Средство концентрации паров нежелательных веществ может быть выполнено в виде канала поворота потока воздуха, при этом устройство отбора проб устанавливают так, чтобы отбирать пробы воздуха сразу за каналом поворота потока воздуха в части канала у его стенки, которая наиболее удалена от центра поворота потока воздуха.

Средство концентрации паров нежелательных веществ может быть выполнено в виде завихрителя потока воздуха, в этом случае устройство отбора проб анализатора состава воздуха устанавливают за завихрителем потока воздуха по ходу потока воздуха так, чтобы отбирать пробы воздуха в периферийной области завихренного потока воздуха.

Завихритель потока воздуха может быть выполнен в виде осевого лопаточного завихрителя или завихрителя циклонного типа, например, в виде циклонного пылеуловителя.

Далее предлагаемая полезная модель поясняется на примерах, носящих иллюстративный характер и сопровождающихся чертежами, на которых представлено:

фиг.1 - общий вид здания, в котором установлена система обнаружения и определения места нахождения нежелательных веществ по варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.2 - вид сверху с частичным разрезом циклонной камеры узла выхода воздушного коллектора системы, показанной на фиг.1;

фиг.3 - вид в продольном разрезе узла выхода воздушного коллектора по другому варианту осуществления, а именно с использованием в качестве средств концентрации канала поворота воздуха и избирательно проницаемой мембраны; и

фиг.4 - вид в продольном разрезе узла выхода воздушного коллектора по еще одному варианту осуществления, а именно с использованием в качестве средства концентрации осевого лопаточного завихрителя.

Стрелками на фиг.2-4 показано направление движения потока воздуха.

Как показано на фиг.1, система обнаружения и определения места нахождения нежелательных веществ в контролируемых зонах помещений здания 1 содержит: воздушный коллектор 2; множество воздуховодов, включающих магистральные воздуховоды 3, соединяющие воздушный коллектор 2 с воздуховодами забора воздуха 4 через магистральные электромагнитные заслонки 5; входные отверстия 6 воздуховодов забора воздуха 4, оборудованные электромагнитными заслонками; и узел выхода воздушного коллектора 2, включающий вытяжной вентилятор 7 подходящей производительности, два дрейф-спектрометра 8, патрубок отбора проб воздуха 9, циклонную камеру 10 и выходной патрубок 11.

Также, система включает контроллер (не показан), соединенный с обоими дрейф-спектрометрами 8 и электромагнитами магистральных электромагнитных заслонок 5 и заслонок входных отверстий 6, а также соединенный с подходящими средствами сигнализации, имеющими возможность отображать место нахождения контролируемой зоны здания 1, в случае обнаружения в ее воздухе паров нежелательного вещества.

Дополнительно, узел выхода воздушного коллектора 2 может включать датчик для детектирования в пробах воздуха вещества или веществ, ассоциирующихся с пожаром.

Поскольку подобные системы, использующие различные средства сигнализации и вышеупомянутый датчик, и принцип их работы известны из предшествующего уровня техники (см., например, приведенные выше патентные документы WO 00/68909, WO 2005/048207, DE 3237021 A1), то дальнейшее описание вариантов осуществления предлагаемой системы с их использованием будет опущено.

Кроме того, система, показанная на фиг.1, может быть создана на базе уже имеющейся системы вытяжной вентиляции здания 1, содержащей, по крайней мере, воздушный коллектор 2, множество воздуховодов 3 и 4 с входными отверстиями 6 и вытяжной вентилятор 7 путем ее дооборудования недостающими элементами, описанными выше.

В качестве привода открытия и закрытия заслонок 5 и 6 могут использоваться не только электромагнитный привод, как это указано выше, но и любые другие известные электромеханические приводы, обычно используемые в системах воздуховодов, например, вытяжной вентиляции.

Как показано на фиг.1, воздуховод забора воздуха 4 может быть оборудован двумя или более входными отверстиями 6 для отдельных помещений здания 1, таким образом пространство внутри одного помещения может быть разделено на две или более контролируемых зоны по числу входных отверстий 6 в этом помещении.

В качестве дрейф-спектрометра 8 может использоваться любой из известных или выпускаемых дрейф-спектрометров [см., например, патент RU 2293977C2, опубл. 20.02.2007], способный обнаружить в составе пробы воздуха пары взрывчатых, отравляющих и/или наркотических веществ при их концентрации 1∙10^-9 г/см³ и менее.

В качестве неограниченных примеров, в системе могут быть использованы следующие модели имеющихся на рынке дрейф-спектрометров или их аналоги: «Пилот-М» (Россия; пороговая чувствительность 1∙10^-13 г/см³; время анализа 1,5 с); «След» (Россия; пороговая чувствительность 1∙10^-9 г/см³; время анализа 8 с); «Сапсан-1» (Россия; пороговая чувствительность 1∙10^-13 г/см³; время анализа 5 с); «Sabre 2000» (Smiths Detection, Великобритания; пороговая чувствительность 1∙10^-13 г/см³; время анализа 15 с); «Vapor Tracer 2» (GE Security, США; пороговая чувствительность 1∙10^-13 г/см³; время анализа 5 с); «Quantum Sniffer QS-150» (Implant Sciences Corp., США; пороговая чувствительность 1∙10^-13 г/см³; время анализа 15 с); «Ionscan-100» (Smiths Detection, Великобритания; пороговая чувствительность 1∙10^-10 г/см³; время анализа 5 с) и т.д. Такие дрейф-спектрометры способны реагировать на взрывчатые вещества, такие как тринитротолуол, нитроглицерин, этиленгликольдинтрат, гексоген, октоген, пентаэритротетранитрат и составы на их основе, черный порох и т.д., на отравляющие вещества, такие как фосфорорганические, хлорорганические соединения, альдегиды, спирты, кетоны, фенолы, амины, меркаптаны, аммиак и т.д., на наркотические вещества, такие как амфетамин, метамфетамин, кокаин, каннабиноиды (гашиш, марихуана), героин и т.д.

В случае, когда дрейф-спектрометр обеспечивает время анализа в несколько секунд или более, предпочтительно использовать два (или более) дрейф-спектрометра 8, как проиллюстрировано на фиг.1. При одновременной работе двух дрейф-спектрометров 8, они могут быть отрегулированы так, чтобы отбирать пробы воздуха со сдвигом по времени относительно друг друга. Например, в случае использования в системе двух вышеупомянутых дрейф-спектрометров модели «Сапсан-1», лучше обеспечить сдвиг по времени 2,5 с. Такое демультиплексирование по времени позволит увеличить быстродействие системы в целом с 5 с до 2,5 с, при этом также повышается надежность работы системы.

Альтернативно, вместо дрейф-спектрометров в системе могут использоваться и другие типы анализаторов воздуха, например, газовые хроматографы [Петренко Е.С. К оценке возможности обнаружения взрывчатых веществ и устройств, содержащих их / Специальная техника, 2001, №4, с.16-20].

Как показано на фиг.2, циклонная камера 10 соединена с каналом воздушного коллектора 2 и патрубком отбора проб воздуха 9 тангенциально, а ее центральная часть сверху соединена с выходным патрубком 11.

Как показано на фиг.1, патрубок отбора проб воздуха 9 расположен по уровню несколько ниже места входа в циклонную камеру 10 воздушного коллектора 2. Такая конструкция обусловлена тем, что молекулы взрывчатых, отравляющих и наркотических веществ, имеющие больший вес, чем молекулы газов воздуха, будут присутствовать в нижней части циклонной камеры 10 в большей концентрации.

Как показано на фиг.2, входной конец патрубка отбора проб воздуха 9 немного выступает внутрь циклонной камеры 10, т.е. несколько отдален от ее цилиндрической внутренней поверхности, чтобы уменьшить попадание в него твердых частиц, содержащихся в воздухе и двигающихся по кругу непосредственно вдоль цилиндрической внутренней поверхности циклонной камеры 10 за счет центробежной при работе циклонной камеры 10.

В качестве циклонной камеры 10 также может использоваться обычный циклонный пылеуловитель [см., например, Ушаков С.Г., Зверев Н.И. Инерционная сепарация пыли. М.: Энергия, 1974]. Т.о., например, если здание 1 имеет промышленное назначение, такая система также будет выполнять функцию очистки от пыли воздуха контролируемых зон.

Вышеописанная система обнаружения и определения места нахождения нежелательных веществ в контролируемых зонах помещений здания 1 работает следующим образом.

В дежурном режиме работы системы контроллер управляет заслонками 4 и 5 так, чтобы они были открытыми. С помощью вытяжного вентилятора 7, воздух из всех контролируемых зон помещений здания 1 отбирается через входные отверстия 6, далее потоки отобранного воздуха через воздуховоды забора воздуха 4 и магистральные воздуховоды 3 объединяются в один поток в воздушном коллекторе 2, который поступает в узел выхода воздушного коллектора 2, где проходит через циклонную камеру 10, откуда его большая часть выходит наружу здания 1 через выходной патрубок 11, а небольшая часть, в виде проб воздуха, подается через патрубок отбора проб воздуха 9 к дрейф-спектрометрам 8 для анализа на наличие в пробах воздуха паров нежелательных веществ.

В случае, если хотя бы один из дрейф-спектрометров 8 обнаруживает в пробах воздуха пары нежелательного вещества, контроллер по сигналу от этого дрейф-спектрометра 8 переводит систему в режим поиска для определения места нахождения контролируемой зоны здания 1, в воздухе которой содержатся обнаруженные пары нежелательного вещества. Режим поиска может осуществляться различными способами за счет одновременного, поочередного и/или последовательного закрытия заслонок 4 и 5.

Согласно первому способу, контроллер сначала осуществляет поочередное закрытие магистральных электромагнитных заслонок 5, при этом каждая из заслонок закрывается на время, которое не менее времени, требуемого для прохождения воздуха от самого дальнего из входных отверстий 6 до дрейф-спектрометров 8 и проведения анализа. Контроллер определяет воздуховод забора воздуха 4, через входные отверстия 6 которого в систему попадает нежелательное вещество, когда ни один из дрейф-спектрометров 8 перестает обнаруживать наличие в пробах воздуха паров нежелательного вещества, т.е. по месту нахождения закрытой в это время заслонки 5. Затем, контроллер открывает эту заслонку 5 и в то же время закрывает все остальные магистральные электромагнитные заслонки 5, после чего производит поочередное закрытие электромагнитных заслонок входных отверстий 6, определяя место положение входного отверстия 6, через которое в систему попадает нежелательное вещество, таким же образом, как было описано для определения воздуховода забора воздуха 4.

Далее контроллер задействует средство сигнализации и т.п.

Согласно второму способу, контроллер сначала осуществляет закрытие всех магистральных электромагнитных заслонок 5 и сразу после этого начинает поочередно открывать каждую из этих заслонок 5 на время, которое не менее времени, требуемого для прохождения воздуха от самого дальнего из входных отверстий 6 воздуховода забора воздуха 4, соответствующего открытой заслонке 5, до дрейф-спектрометров 8 и проведения анализа. Контроллер определяет воздуховод забора воздуха 4, через входные отверстия 6 которого в систему попадает нежелательное вещество, когда хотя бы один из дрейф-спектрометров 8 обнаруживает наличие в пробах воздуха паров нежелательного вещества, т.е. по месту нахождения открытой в это время заслонки 5. После этого, подобным образом, контроллер поочередно открывает каждую из электромагнитных заслонок входных отверстий 6 определенного воздуховода забора воздуха 4, определяя место положение входного отверстия 6, через которое в систему попадает нежелательное вещество.

В вышеописанной системе циклонная камера 10 выполняет функцию средства концентрации паров нежелательных веществ, работая следующим образом (см. фиг.2). Воздух подается в циклонную камеру 10 из воздушного коллектора 2 тангенциально, большая часть поступившего воздуха отводится из центральной части циклонной камеры 10 через выходной патрубок 11, а небольшая часть поступившего воздуха отводится тангенциально из периферийной части циклонной камеры 10 к дрейф-спектрометрам 8 через патрубок отбора проб воздуха 9 в качестве проб воздуха для последующего анализа. При этом, под действием центробежной силы за счет тангенциальной подачи, воздух движется внутри циклонной камеры 10 по восходящей спирали. Благодаря этому, под действием центробежной силы более тяжелые молекулы большинства нежелательных веществ отбрасываются в область вблизи внутренней поверхности цилиндрической стенки циклонной камеры 10, что, соответственно, увеличивает концентрацию нежелательных веществ в пристеночной области по сравнению с центральной областью, повышая степень вероятности их обнаружения, т.к. входной конец патрубка отбора проб воздуха 9 расположен именно в этой области

Однако, настоящая полезная модель не ограничивается таким вариантом осуществления средства концентрации паров нежелательных веществ, и в ней могут использоваться и другие средства, некоторые примеры которых приведены ниже.

На фиг.3 показан другой вариант осуществления узла выхода воздушного коллектора 2, где в качестве основного средства концентрации паров нежелательных веществ используется канала поворота потока воздуха 12. Входной конец патрубка отбора проб воздуха 9 размещен сразу за каналом поворота потока воздуха 12 в части канала выходного патрубка 11 у его стенки, которая наиболее удалена от центра поворота потока воздуха каналом поворота потока воздуха 12, т.е. к которой под действием центробежной силы отбрасываются более тяжелые молекулы большинства нежелательных веществ, что, соответственно, увеличивает концентрацию нежелательных веществ в этой части канала выходного патрубка 11, повышая степень вероятности их обнаружения. Здесь также использовано дополнительное средство концентрации паров нежелательных веществ в виде мембраны 13, способной избирательно пропускать только такие молекулы, которые меньше по размерам, чем молекулы нежелательных веществ, включая молекулы обычных газов, входящих в состав воздуха. Мембрана 13 смонтирована внутри канала выходного патрубка 11 сразу за входным концом патрубка отбора проб воздуха 9 по ходу потока воздуха так, что перегораживает канал выходного патрубка 11 только частично, а именно у его стенки, которая наиболее удалена от центра поворота потока воздуха каналом поворота потока воздуха 12. Таким образом, мембрана 13 дополнительно увеличивает концентрацию нежелательных веществ в отбираемых пробах воздуха.

На фиг.4 показан еще один вариант осуществления узла выхода воздушного коллектора 2, где в качестве средства концентрации паров нежелательных веществ используется осевой лопаточный завихритель 14, установленный в этом примере в канале воздушного коллектора перед местом его соединения с выходным патрубком 11, при этом входной конец патрубка отбор проб воздуха 9 размещен в канале перед выходным патрубком 11 за местом его соединения с воздушным коллектором 2 в периферийной области этого канала. Более тяжелые молекулы большинства нежелательных веществ под действием центробежной силы инерции потока воздуха, завихренного осевым лопаточным завихрителем 14, отбрасываются к периферийной области канала выходным патрубком 11 и, соответственно, концентрация нежелательных веществ в этой периферийной области увеличивается по сравнению с центральной областью этого канала, что повышает степень вероятности обнаружения паров нежелательных веществ.

Приведенные выше примеры были использованы только для целей иллюстрации возможности осуществления заявленной полезной модели. Эти примеры не предназначены для ограничения объема правовой охраны, представленного в формуле, при этом специалист в данной области относительно просто способен осуществить и другие варианты осуществления полезной модели как по любому из раскрытых в описании вариантов осуществления, так и в любом сочетании этих вариантов в рамках объема правовой охраны.

Claims (18)

1. Система обнаружения и определения места нахождения нежелательных веществ в контролируемых зонах, включающая:

воздушный коллектор; множество воздуховодов, каждый из которых соединен одним концом с воздушным коллектором, а другим концом соединен с пространством внутри контролируемой зоны соответственно;

вытяжное устройство, установленное на выходе воздушного коллектора;

анализатор состава воздуха для отбора проб воздуха на выходе воздушного коллектора; множество заслонок, которыми оборудован каждый из воздуховодов; средства открытия/закрытия заслонок; средство управления, соединенное с анализатором состава воздуха и средствами открытия/закрытия заслонок так, чтобы управлять открытием/закрытием заслонок для их одновременного, последовательного или поочередного закрытия или открытия и определения контролируемой зоны, в которой находится нежелательное вещество, в ответ на сигналы анализатора состава воздуха; отличающаяся тем, что дополнительно включает средство концентрации для увеличения концентрации паров нежелательных веществ в части канала выхода воздушного коллектора, при этом анализатор состава воздуха включает устройство отбора проб, которое установлено так, чтобы отбирать пробы воздуха в части канала выхода воздушного коллектора с увеличенной концентрацией паров нежелательных веществ.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что анализатор состава воздуха выполнен в виде дрейф-спектрометра для обнаружения в составе пробы воздуха паров нежелательных веществ в виде взрывчатых, отравляющих и/или наркотических веществ.

3. Система по п.1, отличающаяся тем, что средство концентрации выполнено в виде канала поворота потока воздуха, при этом устройство отбора проб установлено так, чтобы отбирать пробы воздуха сразу за каналом поворота потока воздуха в части канала у его стенки, которая наиболее удалена от центра поворота потока воздуха.

4. Система по п.1, отличающаяся тем, что средство концентрации выполнено в виде завихрителя потока воздуха, установленного на выходе воздушного коллектора, при этом устройство отбора проб анализатора состава воздуха установлено за завихрителем потока воздуха по ходу потока воздуха так, чтобы отбирать пробы воздуха в периферийной области завихренного потока воздуха.

5. Система по п.4, отличающаяся тем, что завихритель потока воздуха выполнен в виде завихрителя циклонного типа.

6. Система по п.5, отличающаяся тем, что завихритель циклонного типа выполнен в виде циклонного пылеуловителя.

7. Система по п.4, отличающаяся тем, что завихритель потока воздуха выполнен в виде осевого лопаточного завихрителя.

8. Система по п.1, отличающаяся тем, что включает два или более анализатора состава воздуха.

9. Система по п.8, отличающаяся тем, что анализаторы состава воздуха отрегулированы так, чтобы отбирать пробы воздуха со сдвигом по времени относительно друг друга.

10. Система по любому из пп.1-9, отличающаяся тем, что дополнительно включает средство сигнализации, соединенное со средством управления с возможностью отображения места нахождения контролируемой зоны, в которой обнаружено нежелательное вещество.

11. Система по любому из пп.1-9, отличающаяся тем, что встроена в существующую систему вытяжной вентиляции здания, содержащую, по крайней мере, воздушный коллектор, множество воздуховодов и вытяжное устройство.

12. Система по любому из пп.1-9, отличающаяся тем, что дополнительно включает датчик для детектирования в пробах воздуха вещества или веществ, ассоциирующихся с пожаром, установленный на выходе воздушного коллектора.

13. Узел выхода воздушного коллектора системы обнаружения нежелательных веществ в контролируемых зонах, включающий:

вытяжное устройство, выполненное с возможностью вытягивать воздух из пространства контролируемых зон через множество воздуховодов, соединенных с воздушным коллектором, и воздушный коллектор в направлении к выходу воздушного коллектора, и анализатор состава воздуха с устройством отбора проб, отличающийся тем, что дополнительно включает средство концентрации для увеличения концентрации паров нежелательных веществ в части канала выхода воздушного коллектора, при этом устройство отбора проб установлено так, чтобы отбирать пробы воздуха в части канала выхода воздушного коллектора с увеличенной концентрацией паров нежелательных веществ.

14. Узел по п.13, отличающийся тем, что средство концентрации выполнено в виде канала поворота потока воздуха, при этом устройство отбора проб установлено так, чтобы отбирать пробы воздуха сразу за каналом поворота потока воздуха в части канала у его стенки, которая наиболее удалена от центра поворота потока воздуха.

15. Узел по п.13, отличающийся тем, что средство концентрации выполнено в виде завихрителя потока воздуха, при этом устройство отбора проб установлено за завихрителем потока воздуха по ходу потока воздуха так, чтобы отбирать пробы воздуха в периферийной области завихренного потока воздуха.

16. Узел по п.15, отличающийся тем, что завихритель потока воздуха выполнен в виде завихрителя циклонного типа.

17. Узел по п.16, отличающийся тем, что завихритель циклонного типа выполнен в виде циклонного пылеуловителя.

18. Узел по п.15, отличающийся тем, что завихритель потока воздуха выполнен в виде осевого лопаточного завихрителя.