RU124420U1

RU124420U1 - FIRE DETECTOR CONTROL DEVICE

Info

Publication number: RU124420U1
Application number: RU2012141201/08U
Authority: RU
Inventors: Александр Васильевич Гвоздырев; Геннадий Викторович Дегин
Original assignee: Александр Васильевич Гвоздырев
Priority date: 2012-09-26
Filing date: 2012-09-26
Publication date: 2013-01-20

Abstract

Устройство контроля пожарного извещателя, содержащее приемный рабочий фотодиод, операционный усилитель, аналого-цифровой преобразователь, микроконтроллер, радиоканал, индикатор, блок питания и детектор рентгеновского излучения со следующими соединениями: выходы фотодиода и детектора рентгеновского излучения соединены с первым и вторым входами операционного усилителя, включенного в режиме суммирования, выход которого через аналого-цифровой преобразователь соединен с сигнальным входом микроконтроллера, последний соединен управляющим выходом с входом запуска аналого-цифрового преобразователя, первым сигнальным выходом - с индикатором, вторым сигнальным выходом - с блоком радиоканала и через него соединен с пультом дежурного, выход которого соединен с управляющим входом блока питания, высоковольтная шина которого является шиной питания детектора, а низковольтная шина - шиной питания ИМС устройства.A fire detector control device comprising a receiving working photodiode, an operational amplifier, an analog-to-digital converter, a microcontroller, a radio channel, an indicator, a power supply and an X-ray detector with the following connections: the outputs of the photodiode and X-ray detector are connected to the first and second inputs of the operational amplifier included in the summing mode, the output of which is connected via an analog-to-digital converter to the signal input of the microcontroller, the latter is connected it has an output with a start input of an analog-to-digital converter, the first signal output with an indicator, the second signal output with a radio channel unit and through it is connected to the standby console, the output of which is connected to the control input of the power supply, the high-voltage bus of which is the detector power bus, and low-voltage bus - the power bus of the device’s IC.

Description

Полезная модель относится к системам пожарной и охранной сигнализации, а именно: к обнаружению огня и дыма, пламени, запыленности, нарушения периметра и т.д. и может быть использована для контроля работоспособности извещателей без дополнительных внешних устройств тестирования.The utility model relates to fire and burglar alarm systems, namely: to detect fire and smoke, flame, dust, perimeter disturbance, etc. and can be used to monitor the health of detectors without additional external testing devices.

Общей проблемой применения различных извещателей является контроль их работоспособности, т.е. готовность выполнять заданные функции в данный момент времени.A common problem with the use of various detectors is the monitoring of their operability, i.e. willingness to perform specified functions at a given time.

Общеизвестны устройства контроля (тестирования) извещателей. Например, простейшие: это зажечь спичку (зажигалку) или закурить сигарету, также направленный какой-либо источник света в виде карманного фонарика и пр., т.е. это внешнее устройство тестирования.Well-known control devices (testing) of detectors. For example, the simplest ones: to light a match (lighter) or to light a cigarette, also a directional source of light in the form of a flashlight, etc., i.e. This is an external testing device.

Очевидны и недостатки: при их видимой простоте сложно тестировать большое количество извещателей, также сложно определить количество тестирований в единицу времени (раз в сутки, в декаду, в месяц) для получения вероятности работоспособности, хотя бы = 0,9.The disadvantages are obvious: with their apparent simplicity, it is difficult to test a large number of detectors, it is also difficult to determine the number of tests per unit of time (once a day, in a decade, per month) to obtain a working probability, at least = 0.9.

Также эти устройства неудобны, т.к требуют больших человеческих и временных трудозатрат.Also, these devices are inconvenient, because they require a lot of human and time labor.

Еще одной проблемой тестирования является наличие внешних имитаторов источников возгорания огня и дыма, пламени, запыленности и пр., выполненных в электронном варианте, что очень удорожает эксплуатацию извещателей.Another testing problem is the presence of external simulators of sources of ignition of fire and smoke, flame, dust, etc., made in the electronic version, which greatly increases the cost of operation of detectors.

Известно одно из подобных устройств контроля извещателя, см. патент РФ №2328773 - ПРОТОТИП, в котором запуск процесса контроля извещателя включает воздействие источника излучения на приемник излучения, причем роль приемника излучения выполняет чувствительный элемент, расположенный на извещателе, который облучают узконаправленным оптическим сигналом, а в качестве чувствительного элемента используется штатный светодиодный индикатор, предназначенный для индикации режимов работы извещателя, при этом использован принцип обратимости работы светодиода. Спектр оптического излучения выбирают в видимом диапазоне для удобства наведения узкого луча на цель, который является светодиодный индикаторов извещателя. Устройство включает источник и приемник излучения. В качестве источника излучения использован лазерный диод видимого спектра излучения с дополнительными оптическими компонентами для коллимирования излучения и создания более узкого луча, а также генератор импульсов и элемент питания, а в качестве приемника излучения - штатный светодиодный индикатор излучателя извещателя.One of such detector control devices is known, see RF patent No. 23228773 - PROTOTYPE, in which the start of the detector monitoring process includes the action of a radiation source on the radiation receiver, the radiation element being the detector located on the detector, which is irradiated with a narrow optical signal, and a standard LED indicator is used as a sensitive element, designed to indicate the detector operating modes, while the principle of reversibility of work is used LED. The spectrum of optical radiation is selected in the visible range for the convenience of aiming a narrow beam at the target, which is the LED indicators of the detector. The device includes a radiation source and receiver. A laser diode of the visible radiation spectrum with additional optical components for collimating radiation and creating a narrower beam, as well as a pulse generator and a battery, and a regular LED indicator of the detector emitter were used as a radiation source.

Недостатки очевидны: требуется внешнее устройство контроля, что значительно удорожает его процесс, также время на контроль каждого извещателя, а если их очень много, например, на атомной станции, вероятность качества контроля снижается.The disadvantages are obvious: an external monitoring device is required, which significantly increases the cost of its process, as well as the time to monitor each detector, and if there are a lot of them, for example, at a nuclear power plant, the probability of quality control decreases.

Технической задачей полезной модели является значительное снижение труда и время затрат на проведение контроля, а главное повышение вероятности безошибочного итога контроля вплоть до 0,99 и выше, т.к. контроль проводится непрерывно.The technical task of the utility model is a significant reduction in labor and time spent on control, and most importantly, an increase in the probability of an error-free control result up to 0.99 and higher, because control is carried out continuously.

Для решения поставленной задачи предлагается устройство контроля пожарного извещателя, содержащее приемный рабочий фотодиод, операционный усилитель, аналого-цифровой преобразователь, микроконтроллер, радиоканал, индикатор, блок питания и детектор рентгеновского излучения со следующими соединениями: выходы фотодиода и детектора рентгеновского излучения соединены с первым и вторым входами операционного усилителя, включенным в режиме суммирования, выход которого через аналого-цифровой преобразователь соединены с сигнальным входом микроконтроллера, последний соединен управляющим выходом с входом запуска аналого-цифрового преобразователя, первым сигнальным выходом - с индикатором, вторым сигнальным выходом - с блоком радиоканала и через него соединен с пультом дежурного, выход которого соединен с управляющим входом блока питания, высоковольтная шина которого является шиной питания детектора, а низковольтная шина - шиной питания ИМС устройства.To solve this problem, a fire detector control device is proposed, comprising a receiving working photodiode, an operational amplifier, an analog-to-digital converter, a microcontroller, a radio channel, an indicator, a power supply unit and an X-ray detector with the following connections: the outputs of the photodiode and X-ray detector are connected to the first and second the inputs of the operational amplifier, included in the summation mode, the output of which is connected via an analog-to-digital converter to the signal input m a microcontroller, the latter is connected by a control output to the start input of an analog-to-digital converter, the first signal output is with an indicator, the second signal output is with a radio channel unit and through it is connected to the standby console, the output of which is connected to the control input of the power supply, the high-voltage bus of which is a bus detector power, and the low-voltage bus - power bus IC device.

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства, на которой изображено: 1 - направление источника контроля, 2 - рентгеновское излучение земли и космоса, ФД - приемный фотодиод, 3 - детектор рентгеновского излучения, 4 - операционный усилитель в режиме сумматора, 5 - аналого-цифровой преобразователь, 6 - микроконтроллер, 7 - передатчик радиоканала, 8 - индикатор, 9 - блок питания, 10 - пульт дежурного.The drawing shows a structural electrical diagram of the device, which shows: 1 - the direction of the control source, 2 - X-ray radiation of the earth and space, PD - receiving photodiode, 3 - X-ray detector, 4 - operational amplifier in adder mode, 5 - analog-digital converter, 6 - microcontroller, 7 - radio channel transmitter, 8 - indicator, 9 - power supply, 10 - standby console.

Устройство имеет следующие соединения: выходы фотодиода ФД и детектора 3 рентгеновского излучения через первый и второй входы соединены с операционным усилителем 4, включенным в режиме суммирования, выход которого через аналого-цифровой преобразователь 5 соединены с сигнальным входом микроконтроллера 6, последний соединен управляющим выходом с входом запуска аналого-цифрового преобразователя 5, первым сигнальным выходом - с индикатором 8, вторым управляющим выходом - с блоком радиоканала 7, выход которого соединен с пультом дежурного 10, а его выход - с управляющим входом блока питания; высоковольтный выход которого соединен с шиной питания детектора 3 рентгеновского излучения, а низковольтный выход - с шиной питания ИМС устройства.The device has the following connections: the outputs of the photodiode PD and the detector 3 of x-ray radiation through the first and second inputs are connected to the operational amplifier 4, switched on in the summation mode, the output of which is connected via an analog-to-digital converter 5 to the signal input of the microcontroller 6, the latter is connected by a control output to the input start analog-to-digital Converter 5, the first signal output with indicator 8, the second control output with the block of the radio channel 7, the output of which is connected to the standby 10, and its output is with the control input of the power supply; the high-voltage output of which is connected to the power bus of the X-ray detector 3, and the low-voltage output is connected to the power bus of the IC device.

Электрические узлы устройства могут быть выполнены на следующих ЭРЭ и ИМС.The electrical components of the device can be performed on the following ERE and IC.

Фотодиод, например, L-53F3, см. справочник «Оптоэлектронные приборы», т.3, М, Радиософт, 2000 г., операционный усилитель 4 на ИМС 140УД6, см. справочник «Интегральные микросхемы», т.1, М, РадиоСофт, 2001 г., стр.410, детектор 3 - ультрафиолетовая газоразрядная лампа, МС6, например, на популярной серии PIC Zilok, АЦП5 на ИМС серии 572ПА1,, см. справочник «Интегральные микросхемы», т.1, М, РадиоСофт, 2001 г., стр.120, блок питания 9, например, по патенту РФ по заявке №2009140502/07, по которой выдано положительное Решение, индикатор 8 на любом ЖКИ, РК 7 и блок питания 9 собственного изготовления.Photodiode, for example, L-53F3, see the reference book “Optoelectronic devices”, t.3, M, Radiosoft, 2000, operational amplifier 4 on the IC 140UD6, see the reference book “Integrated circuits”, t.1, M, RadioSoft , 2001, p. 410, detector 3 - ultraviolet discharge lamp, MC6, for example, on the popular PIC Zilok series, ADC5 on the 572PA1 series IC, see the Integrated Circuits Reference, vol. 1, M, RadioSoft, 2001 g., p. 120, power supply 9, for example, according to the patent of the Russian Federation according to application No. 2009140502/07, according to which a positive decision was issued, indicator 8 on any LCD, RK 7 and power supply 9 of own manufacture laziness.

Устройство по предлагаемому способу работает следующим образом.The device according to the proposed method works as follows.

В режиме тестирования (нет возгорания, запыленности, и т.д, т.е. сигналы с ФД отсутствуют) устройство принимает сигналы рентгеновского излучения земли (фоновые сигналы) и космоса в корпускульного импульсного вида, эти сигналы детектируются на детекторе 3 и поступают на второй вход ОУ4, где усиливаются и через АЦП 5 оцифровываются и поступают на сигнальный вход МС 6, который управляющим выходом соединен с входом запуска АЦП 5. Первый после включения устройства в работу оцифрованный сигнал АЦП 5 в виде параллельного кода поступает на сигнальный вход МС 6, где сравнивается по амплитуде с заданным порогом и в случае его превышения МС 6 начинает отсчет времени до поступления второго оцифрованного сигнала, при поступлении которого прекращается отсчет времени и полученное время сравнивается с заданным и если это время меньше двух часов, то тестирование прошло успешно, а если же за это время (два часа) не пришел второй импульс, то МС 6 выдает сигнал тревоги по радиоканалу 7 на пульт дежурного и начинает мигать красный светодиод 8 тревожной сигнализации, что означает неисправность устройства. Если же при включении устройства в заданное время не проходит ни один импульс, то МС 6 также выдает сигнал тревоги (допущение: МС 6 априори исправен). Выбор контрольного времени между импульсами, равном двум часам обусловлен тем, что на практике это время (между импульсами) значительно меньше и не превышает одного часа, но время два часа взято с запасом.In testing mode (there is no ignition, dust, etc., i.e., there are no signals from the PD), the device receives X-ray signals of the earth (background signals) and space in a corpuscular pulse form, these signals are detected on detector 3 and fed to the second the OU4 input, where they are amplified and digitized through the ADC 5 and fed to the signal input of the MS 6, which is connected with the control input to the ADC start input 5. The first, after the device is turned on, the digitized ADC 5 signal is sent to the signal MS 6 course, where it is compared in amplitude with a predetermined threshold and, if it is exceeded, MS 6 starts counting the time until the second digitized signal arrives, upon receipt of which the time counts off and the received time is compared with the given one and if this time is less than two hours, then the test passed successfully, but if during this time (two hours) the second impulse did not come, then the MS 6 issues an alarm via radio channel 7 to the standby console and the red alarm LED 8 flashes, which means a device malfunction a. If, when you turn on the device at a given time, not a single pulse passes, then MS 6 also gives an alarm (assumption: MS 6 is a priori operational). The choice of the control time between pulses equal to two hours is due to the fact that in practice this time (between pulses) is much shorter and does not exceed one hour, but the time is taken for two hours with a margin.

При возгорании, запыленности и т.д. фотодиод ФД выдает последовательность импульсов с большой частотой до нескольких кГц, которые по первому входу ОУ4 проходят электронный тракт устройства и МС 6 (по анализу частоты) выдает сигнал тревоги.In case of fire, dust, etc. the photodiode PD generates a sequence of pulses with a high frequency of up to several kHz, which pass through the first input of the OA4 electronic path of the device and MS 6 (frequency analysis) gives an alarm.

Далее, если пришел на пульт дежурного 10 сигнал о неисправности устройства, то с него вручную или автоматически выдается сигнал на блок питания 9 на увеличение высоковольтного напряжения на определенное время (определяется эмпирически). Это увеличение напряжения резко повышает чувствительность детектора 3, который поэтому улавливает более слабые сигналы рентгеновского излучения. Сигналы могут быть ослаблены из-за особенностей контролируемого помещения, например, из-за экранировки металлическими конструкциями. Если же и при увеличенном питании детектора 3 не пройдут контролируемые импульсы, то устройство пожарного извещателя уже точно в отказе. Следует заметить, что увеличение напряжения питания детектора 3 происходит до величины максимально допустимого в кратковременном режиме, оговоренного в ТУ.Further, if a signal about a device malfunction came to the standby console 10, then a signal is sent from it manually or automatically to the power supply unit 9 to increase the high voltage voltage for a certain time (determined empirically). This increase in voltage sharply increases the sensitivity of detector 3, which therefore picks up weaker x-ray signals. Signals can be attenuated due to the characteristics of the controlled room, for example, due to shielding with metal structures. If, with an increased power supply to the detector 3, controlled pulses do not pass, then the device of the fire detector is already precisely in failure. It should be noted that the increase in the supply voltage of the detector 3 occurs to the maximum allowable in the short-term mode specified in the technical specifications.

Claims

A fire detector control device comprising a receiving working photodiode, an operational amplifier, an analog-to-digital converter, a microcontroller, a radio channel, an indicator, a power supply and an X-ray detector with the following connections: the outputs of the photodiode and X-ray detector are connected to the first and second inputs of the operational amplifier included in the summing mode, the output of which is connected via an analog-to-digital converter to the signal input of the microcontroller, the latter is connected it has an output with a start input of an analog-to-digital converter, the first signal output with an indicator, the second signal output with a radio channel unit and through it is connected to the standby console, the output of which is connected to the control input of the power supply, the high-voltage bus of which is the detector power bus, and low-voltage bus - the power bus of the device’s IC.