RU128754U1

RU128754U1 - FIRE DETECTOR

Info

Publication number: RU128754U1
Application number: RU2012132543/08U
Authority: RU
Inventors: Алексей Юрьевич Фадеев; Юрий Иванович Агафонцев
Original assignee: Закрытое Акционерное Общество "Кб "Света-Лед"
Priority date: 2012-07-27
Filing date: 2012-07-27
Publication date: 2013-05-27

Abstract

Пожарный извещатель, содержащий дымовую камеру, имеющую замкнутое боковое ограждение, а также установленные внутри нее источник оптического излучения, фотоприемник и экран, обеспечивающий блокировку части излучения источника для исключения прямой засветки фотоприемника, при этом дымовая камера содержит поглощающие оптическое излучение ячейки, образованные внутренней поверхностью бокового ограждения, выполненной в виде примыкающих друг к другу треугольных углублений, разделенных радиальными перегородками, имеющими в плоскости горизонтального сечения форму ориентированных внутрь камеры ромбовидных наконечников, отличающийся тем, что поглощающие оптическое излучение ячейки расположены в окружном направлении по периметру бокового ограждения, а экран выполнен в виде установленной между источником оптического излучения и фотоприемником вблизи точки пересечения их оптических осей непрозрачной пластинчатой перегородки.A fire detector comprising a smoke chamber having a closed side fence and an optical radiation source installed inside it, a photodetector and a screen that blocks part of the radiation source to prevent direct exposure of the photodetector, while the smoke chamber contains cells absorbing optical radiation formed by the inner surface of the side fencing made in the form of adjoining triangular recesses separated by radial partitions having in the plane of the mountains zontally sectional shape oriented inward camera rhomboid tip, characterized in that the optical radiation absorbing cells disposed circumferentially around the perimeter of the side fences and the screen is in the form established between the source of optical radiation and a photodetector near the point of intersection of the optical axes of opaque partition plate.

Description

Полезная модель относится к средствам обнаружения пожара, а именно, к пожарным извещателям, работа которых основана на определении оптической плотности среды.The utility model relates to fire detection means, namely, to fire detectors whose operation is based on determining the optical density of the medium.

Основным элементом конструкции рассматриваемых пожарных извещателей является дымовая камера, содержащая источник оптического излучения и фотоприемник, расположенные таким образом, что прямым путем от источника излучения к фотоприемнику испускаемые лучи попасть не могут. При наличии дыма внутри дымовой камеры рассеянное частицами дыма излучение попадает в фотоприемник, при этом вырабатывается электрический сигнал, уровень которого определяет оптическую плотность среды.The main structural element of the considered fire detectors is a smoke chamber containing an optical radiation source and a photodetector, arranged in such a way that the emitted rays cannot get directly from the radiation source to the photodetector. If there is smoke inside the smoke chamber, the radiation scattered by the smoke particles enters the photodetector, and an electrical signal is generated, the level of which determines the optical density of the medium.

Одной из основных задач при разработке оптической системы дымовой камеры является получение низкого и стабильного уровня фоновой засветки - паразитного сигнала, регистрируемого фотоприемником в незадымленной среде, формируемого отраженным излучением от деталей дымовой камеры или поступающим извне. Для уменьшения фоновой засветки в дымовых камерах устанавливают детали, на поверхности которых происходит отражение и поглощение паразитного излучения.One of the main tasks in the development of the optical system of a smoke chamber is to obtain a low and stable level of background illumination - a spurious signal recorded by a photodetector in an undisturbed environment, formed by reflected radiation from parts of the smoke chamber or coming from outside. To reduce the background illumination in smoke chambers, parts are installed on the surface of which reflection and absorption of spurious radiation occurs.

Известен пожарный извещатель [RU 2189639], который содержит дымовую камеру, имеющую замкнутое боковое ограждение, внутренняя поверхность которого ограничивает ее рабочий объем. На периферии рабочего объема дымовой камеры на участке, расположенном между источником излучения и фотоприемником, установлены примыкающие к боковому ограждению отражающие излучение перегородки - бленды, образованные двумя расположенными под углом друг к другу гранями. Обращенные внутрь концевые участки бленд имеют заостренную кромку. Угловое положение бленд относительно бокового ограждения выбрано таким, чтобы угол падения на них лучей, испускаемых источником, оставался постоянным.Known fire detector [RU 2189639], which contains a smoke chamber having a closed side fence, the inner surface of which limits its working volume. On the periphery of the working volume of the smoke chamber, in the area located between the radiation source and the photodetector, reflecting radiation of the partition - hoods, adjacent to the side fence, formed by two faces located at an angle to each other, are installed. The inward end portions of the blends have a pointed edge. The angular position of the hoods relative to the side railing is chosen so that the angle of incidence on them of the rays emitted by the source remains constant.

Наличие периферийных бленд обуславливает снижение уровня фоновой засветки в рассматриваемом устройстве. Однако, из-за того, что бленды установлены с образованием относительно широких каналов между ними, существует возможность выхода не поглощенного отраженного излучения из пространства между блендами в рабочий объем, что может привести к возрастанию сигнала фоновой засветки.The presence of peripheral blends causes a decrease in the level of background illumination in the device in question. However, due to the fact that the hoods are installed with the formation of relatively wide channels between them, there is the possibility of non-absorbed reflected radiation coming from the space between the hoods into the working volume, which can lead to an increase in the background illumination signal.

Известен пожарный извещатель [RU 2379760], который выбран в качестве ближайшего аналога.Known fire detector [RU 2379760], which is selected as the closest analogue.

Рассматриваемый пожарный извещатель содержит дымовую камеру, имеющую замкнутое боковое ограждение, ограничивающее ее рабочий объем. Внутри дымовой камеры установлены источник оптического излучения и фотоприемник, расположенные под углом друг к другу таким образом, что источник света находится вне поля зрения фотоприемника.Consider a fire detector contains a smoke chamber having a closed side fence, limiting its working volume. An optical radiation source and a photodetector located at an angle to each other so that the light source is outside the field of view of the photodetector are installed inside the smoke chamber.

Часть внутренней поверхности бокового ограждения, находящаяся между зонами расположения источника излучения и фотоприемника, образует клиновидный выступ. Указанный выступ выполняет роль экрана, блокирующего часть излучения источника для предотвращения прямой засветки фотоприемника излучением источника. Другая часть внутренней поверхности бокового ограждения, расположенная между источником излучения и фотоприемником, выполнена в виде примыкающих друг к другу треугольных углублений, разделенных радиальными перегородками, имеющими в плоскости горизонтального сечения форму ориентированных внутрь камеры ромбовидных наконечников. Указанные углубления и перегородки образуют поглощающие оптическое излучение ячейки, на поверхности которых происходит многократное переотражение лучей фоновой засветки.A part of the inner surface of the side fence, located between the zones of the radiation source and the photodetector, forms a wedge-shaped protrusion. The specified protrusion acts as a screen blocking part of the source radiation to prevent direct illumination of the photodetector by the source radiation. Another part of the inner surface of the side fence, located between the radiation source and the photodetector, is made in the form of adjoining triangular recesses, separated by radial partitions, having in the horizontal plane section the shape of diamond-shaped tips oriented inward to the camera. These recesses and partitions form absorbing optical radiation cells, on the surface of which multiple re-reflection of the background light rays occurs.

Однако из за того, что поглощающие свет ячейки расположены только на части периферии рабочего объема дымовой камеры, в рассматриваемом устройстве не удается достигнуть высокой степени снижения фоновой засветки. Кроме того, из-за наличия клиновидного выступа и несимметричного расположения указанных ячеек конструкция рассматриваемого извещателя не обеспечивает независимость его чувствительности от направленности дыма.However, due to the fact that the light absorbing cells are located only on a part of the periphery of the working volume of the smoke chamber, it is not possible to achieve a high degree of background illumination reduction in this device. In addition, due to the presence of a wedge-shaped protrusion and the asymmetric arrangement of these cells, the design of the detector in question does not ensure independence of its sensitivity from the direction of the smoke.

Задачей полезной модели является снижение сигнала фоновой засветки и минимизация зависимости чувствительности извещателя от направленности дыма.The objective of the utility model is to reduce the background illumination signal and minimize the dependence of the detector sensitivity on the direction of the smoke.

Сущность полезной модели заключается в том, что в пожарном извещателе, содержащем дымовую камеру, имеющую замкнутое боковое ограждение, а также установленные внутри нее источник оптического излучения, фотоприемник и средство, обеспечивающее блокировку части излучения источника для исключения прямой засветки фотоприемника, при этом дымовая камера содержит поглощающие оптическое излучение ячейки, образованные внутренней поверхностью бокового ограждения, выполненной в виде примыкающих друг к другу треугольных углублений, разделенных радиальными перегородками, имеющими в плоскости горизонтального сечения форму ориентированных внутрь камеры ромбовидных наконечников, согласно полезной модели поглощающие оптическое излучение ячейки расположены в окружном направлении по периметру бокового ограждения, а экран выполнен в виде установленной между источником оптического излучения и фотоприемником вблизи точки пересечения их оптических осей непрозрачной пластинчатой перегородки.The essence of the utility model lies in the fact that in a fire detector containing a smoke chamber having a closed side fence, as well as an optical radiation source installed inside it, a photodetector and means that block part of the source radiation to prevent direct exposure of the photodetector, while the smoke chamber contains absorbing optical radiation cells formed by the inner surface of the side fence, made in the form of adjacent to each other triangular recesses, separated According to a useful model, the absorbing optical radiation cells are located in the circumferential direction along the perimeter of the side fence, and the screen is made in the form of an opaque mounted between the optical radiation source and the photodetector near the intersection point of their optical axes, according to a useful model plate septum.

За счет выбранной формы ячеек они способны «поглощать» оптическое излучение, поскольку ячейки представляют собой «черные ящики», попадающее внутрь которых излучение вследствие многократного переотражения (и соответственно, поглощения материалом ячеек) гасится практически полностью в их полостях, не распространяясь далее. Взаимное угловое положение и размеры элементов ячеек выбираются, в частности, в ходе моделирования с помощью ЭВМ процесса отражения и переотражения лучей гранями внутренней поверхности ячеек.Due to the selected shape of the cells, they are able to “absorb” optical radiation, since the cells are “black boxes”, the radiation that enters inside of them due to repeated re-reflection (and, accordingly, absorption by the material of the cells) is almost completely extinguished, not propagating further. The mutual angular position and sizes of the cell elements are selected, in particular, during computer simulation of the process of reflection and re-reflection of rays by the faces of the inner surface of the cells.

Таким образом, за счет наличия указанных ячеек обеспечивается эффективное подавление фоновой засветки в дымовой камере. При этом, поскольку ячейки расположены по периметру бокового ограждения, поглощение сигнала фоновой засветки осуществляется практически на всей его боковой поверхности за исключением зон, занятых источником излучения и фотоприемником.Thus, due to the presence of these cells, effective suppression of background illumination in the smoke chamber is ensured. Moreover, since the cells are located along the perimeter of the side fence, the background light signal is absorbed practically on its entire side surface, with the exception of the zones occupied by the radiation source and photodetector.

Важным в заявляемом пожарном извещателе является выполнение экрана в виде установленной между источником оптического излучения и фотоприемником непрозрачной пластинчатой перегородки. Местоположение и размеры экрана выбраны такими, что он блокирует малую часть излучения источника, расположенную вблизи фотоприемника, и сохраняет основную долю излучения, участвующую в рассеянии излучения частицами дыма, сохраняя максимальный полезный сигнал. Таким образом, в заявляемом извещателе оказывается возможным добиться высокого уровня полезного сигнала при чрезвычайно низком уровне засветки, достигаемом за счет наличия описанных выше ячеек.Important in the inventive fire detector is the implementation of the screen in the form installed between the optical radiation source and the photodetector of an opaque plate partition. The location and dimensions of the screen are chosen such that it blocks a small part of the radiation from the source located near the photodetector and retains the bulk of the radiation involved in the scattering of radiation by smoke particles, while maintaining the maximum useful signal. Thus, in the inventive detector it is possible to achieve a high level of the useful signal with an extremely low level of illumination, achieved due to the presence of the cells described above.

Кроме того, за счет расположения ячеек по периметру бокового ограждения и наличия экрана, выполненного в виде пластинчатой перегородки, дымовая камера приобретает относительно симметричную конфигурацию, что способствует снижению разброса чувствительности извещателя относительно направленности дыма.In addition, due to the location of the cells along the perimeter of the side fence and the presence of a screen made in the form of a plate partition, the smoke chamber acquires a relatively symmetrical configuration, which helps to reduce the variation in the sensitivity of the detector relative to the direction of the smoke.

Таким образом, техническим результатом, достигаемым при использовании заявляемой полезной модели, является снижение сигнала фоновой засветки и минимизация зависимости чувствительности извещателя от направленности дыма. При этом сохраняется максимальная величина полезного сигнала.Thus, the technical result achieved by using the claimed utility model is to reduce the background illumination signal and minimize the dependence of the detector sensitivity on the direction of the smoke. At the same time, the maximum value of the useful signal is preserved.

На фигуре представлен чертеж общего вида пожарного извещателя (вид сверху).The figure shows a drawing of a General view of a fire detector (top view).

Устройство содержит дымовую камеру 1, имеющую замкнутое боковое ограждение 2, ограничивающее ее рабочий объем. Внутри дымовой камеры расположены источник 3 оптического излучения и фотоприемник 4, расположенные под углом друг к другу таким образом, что источник 3 находится вне поля зрения фотоприемника 4..The device contains a smoke chamber 1 having a closed side fence 2, limiting its working volume. An optical radiation source 3 and a photodetector 4 located at an angle to each other so that the source 3 is outside the field of view of the photodetector 4 are located inside the smoke chamber.

В камере 1 между источником 3 и фотоприемником 4 установлен экран 5, выполненный в идее непрозрачной пластинчатой перегородки. Перегородка 5 установлена в рабочем объеме камеры 1 между источником 3 и фотоприемником 4 вблизи точки пересечения их оптических осей таким образом, что она блокирует часть излучения источника 3 для предотвращения прямой засветки фотоприемника излучением указанного источника, при этом сохраняется максимальная величина полезного сигнала. На периферии камеры 1 по периметру ее бокового ограждения 2 сформированы поглощающие оптическое излучение ячейки 6 (на чертеже позицией обозначена одна ячейка). Ячейки 6 образованы треугольными углублениями 7 (на чертеже позицией обозначено одно углубление), выполненными в боковом ограждении 2, и разделяющими их радиальными перегородками 8 (на чертеже позицией обозначена одна перегородка). Перегородки 8 имеют в плоскости горизонтального сечения форму ориентированных внутрь камеры 1 ромбовидных наконечников, примыкающих к вершинам выступов (на чертеже не обозначены), образованных гранями двух соседних углублений 6..In the chamber 1, between the source 3 and the photodetector 4, a screen 5 is installed, made in the idea of an opaque plate partition. The partition 5 is installed in the working volume of the camera 1 between the source 3 and the photodetector 4 near the point of intersection of their optical axes in such a way that it blocks part of the radiation of the source 3 to prevent direct exposure of the photodetector by the radiation of the specified source, while maintaining the maximum value of the useful signal. On the periphery of the chamber 1 along the perimeter of its side fence 2, cells 6 absorbing optical radiation are formed (in the drawing, one cell is indicated by the reference). Cells 6 are formed by triangular recesses 7 (in the figure, one recess is indicated), made in the side fence 2, and radial partitions 8 separating them (in the figure, one partition is indicated). Partitions 8 have in the plane of horizontal section the shape of diamond-shaped tips oriented inwardly to the chamber 1, adjacent to the tops of the protrusions (not indicated in the drawing) formed by the faces of two adjacent recesses 6 ..

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

В отсутствии дыма источник 3 излучает лучи, которые не попадают прямым путем в фотоприемник 2, и последний вырабатывает минимальный сигнал фоновой засветки, полученный в результате попаданий на фотоприемник 2 небольшой доли излучения, отраженного от деталей дымовой камеры. Этот минимальный уровень сигнала фоновой засветки свидетельствует об отсутствии дыма в рабочем объеме камеры 1. При этом основная доля излучения, падающих на внутреннюю поверхность ячеек 6, многократно переотражается (и соответственно, поглощается) в полостях указанных ячеек. В результате излучение от источника 3 практически полностью гасится, не распространяясь далее, чем достигается минимизации сигнала фоновой засветки.In the absence of smoke, the source 3 emits rays that do not directly enter the photodetector 2, and the latter produces the minimum background illumination signal obtained as a result of hitting a small fraction of the radiation reflected from the details of the smoke chamber on the photodetector 2. This minimum level of the background illumination signal indicates the absence of smoke in the working volume of the chamber 1. In this case, the bulk of the radiation incident on the inner surface of the cells 6 is repeatedly reflected (and, accordingly, absorbed) in the cavities of these cells. As a result, the radiation from source 3 is almost completely extinguished, not propagating further, which minimizes the background illumination signal.

При попадании внутрь камеры 1 дыма, излучение, рассеянное от частичек дыма, засвечивает внутренний рабочий объем измерительной камерыWhen smoke 1 enters the chamber 1, radiation scattered from smoke particles illuminates the internal working volume of the measuring chamber

Фотоприемник 2 регистрирует излучение, рассеянное от частичек дыма, и вырабатывает соответствующий сигнал.Photodetector 2 detects radiation scattered from smoke particles and generates a corresponding signal.

Claims

A fire detector comprising a smoke chamber having a closed side fence and an optical radiation source installed inside it, a photodetector and a screen that blocks part of the radiation source to prevent direct exposure of the photodetector, while the smoke chamber contains cells absorbing optical radiation formed by the inner surface of the side fencing made in the form of adjoining triangular recesses separated by radial partitions having in the plane of the mountains zontally sectional shape oriented inward camera rhomboid tip, characterized in that the optical radiation absorbing cells disposed circumferentially around the perimeter of the side fences and the screen is in the form established between the source of optical radiation and a photodetector near the point of intersection of the optical axes of opaque partition plate.