RU163278U1 - Тепловой пожарный извещатель - Google Patents

Abstract

Тепловой пожарный извещатель, содержащий первый светодиод, катод которого соединен с первым выводом первого конденсатора, а анод через первый резистор соединен с коллектором первого транзистора и анодом первого диода, катод которого подключен через второй резистор к первому выходу третьего резистора и к базе второго транзистора, коллектор которого соединен с базой первого транзистора и первым выводом второго конденсатора, второй вывод которого подключен к первому выводу четвертого резистора и к катоду второго диода, анод которого подключен к первой входной клемме, а вторая входная клемма подключена к первому выводу первого конденсатора, второго вывода третьего резистора и через пятый резистор - к эмиттеру второго транзистора, который выполняет функцию теплового сенсора, анод первого светодиода соединен с коллектором третьего транзистора и базой четвертого транзистора, катод второго светодиода подключен к первому выводу шестого резистора, к коллектору четвертого транзистора и к базе третьего транзистора, эмиттер которого через седьмой резистор соединен с анодом второго светодиода и с катодом второго диода, вторая входная клемма соединена со вторым выводом шестого резистора и через восьмой резистор - с эмиттером четвертого транзистора, коллектор которого соединен с эмиттером первого транзистора, база которого подключена к катоду третьего диода, анод которого последовательно соединен через четвертый диод с другим выводом четвертого резистора, отличающийся тем, что второй вывод первого конденсатора подключен через девятый резистор к катоду первого диода.

Description

Полезная модель относится к области пожарной сигнализации и может быть использована в системах пожарной сигнализации для выявления увеличения температуры окружающей среды выше установленного порогового значения.

Известный тепловой пожарный извещатель (Извещатель пожарный тепловой максимальный "ИП 101-1А", ТУ 4371-035-11858298-06, Руководство по эксплуатации САПО. 425212.003 РЭ, www.arsenal-sib.ru) имеющий светодиодный индикатор, две входные клеммы, два конденсатора, четыре транзистора, шесть резисторов и четыре диода. Кроме этого, данный извещатель содержит еще стабилитрон, а тепловым сенсором служит контактный тепловой элемент.

Недостатком известного извещателя является то, что температура срабатывания такого извещателя зависит только от температуры срабатывания контактного теплового элемента. Такая зависимость не позволяет в условиях серийного производства оперативно изменять класс теплового пожарного извещателя в соответствии с требованиями рынка. Кроме того, такой извещатель требует дополнительных элементов для работы в шлейфах пожарной сигнализации со знакопеременным напряжением.

Наиболее близким к изобретению является выбранный в качестве прототипа тепловой пожарный извещатель [патент Украины на полезную модель №92202, опубликованный в бюллетене №15 от 11.08.2014 г.], который содержит первый светодиод, анод которого через первый резистор соединен с коллектором первого транзистора и анодом первого диода, катод которого подключен через второй резистор к первому выводу третьего резистора и к базе второго транзистора, коллектор которого соединен с базой первого транзистора и первым выводом второго конденсатора, второй вывод которого подключен к первому выводу четвертого резистора и к катоду второго диода, анод которого подключен к первой входной клемме, а вторая входная клемма подключена к первому выводу первого конденсатора, второму выводу третьего резистора и через пятый резистор - к эмиттеру второго транзистора, который выполняет функцию теплового сенсора, анод первого светодиода соединен с коллектором третьего транзистора и базой четвертого транзистора, катод второго светодиода подключен к первому выводу шестого резистора, к коллектору четвертого транзистора и к базе третьего транзистора, эмиттер которого через седьмой резистор соединен с анодом второго светодиода и с катодом второго диода, вторая входная клемма соединена со вторым выводом шестого резистора и через восьмой резистор - с эмиттером четвертого транзистора, коллектор которого соединен с эмиттером первого транзистора, база которого подключена к катоду третьего диода, анод которого последовательно соединен через четвертый диод со вторым выводом четвертого резистора. А катод первого диода подключен ко второму выводу первого конденсатора.

Недостатком такого извещателя является то, что переход извещателя в состояние пожарной тревоги при квазистатическом росте температуры происходит медленно, так как значительная часть тока коллектора первого транзистора расходуется на заряд первого конденсатора за время медленного роста напряжения на этом конденсаторе.

В основу полезной модели поставлена задача - ускорение процесса переключения извещателя в состояние пожарной тревоги при квазистатическом росте температуры окружающего воздуха.

Поставленная задача решается тем, что тепловой пожарный извещатель, содержит первый светодиод, катод которого соединен с первым выводом первого конденсатора, а анод - через первый резистор с коллектором первого транзистора и анодом первого диода, катод которого подключен через второй резистор к первому выводу третьего резистора и к базе второго транзистора, коллектор которого соединен с базой первого транзистора и первым выводом второго конденсатора, второй вывод которого подключен к первому выводу четвертого резистора и к катоду второго диода, анод которого подключен к первой входной клемме, а вторая входная клемма подключена к первому выводу первого конденсатора, второго вывода третьего резистора и через пятый резистор - к эмиттеру второго транзистора, который выполняет функцию теплового сенсора, анод первого светодиода соединен с коллектором третьего транзистора и базой четвертого транзистора, катод второго светодиода подключен к первому выводу шестого резистора, к коллектору четвертого транзистора и к базе третьего транзистора, эмиттер которого через седьмой резистор соединен с анодом второго светодиода и с катодом второго диода, вторая входная клемма соединена с другим выводом шестого резистора и через восьмой резистор - с эмиттером четвертого транзистора, коллектор которого соединен с эмиттером первого транзистора, база которого подключена к катоду третьего диода, анод которого последовательно соединен через четвертый диод с другим выводом четвертого резистора отличающийся тем, что второй вывод первого конденсатора подключен через девятый резистор к катоду первого диода.

В предлагаемом тепловом пожарном извещателе за счет ограничения тока заряда первого конденсатора достигается ускорение процесса переключения извещателя в состояние пожарной тревоги даже при квазистатическом росте температуры окружающего воздуха.

На фигуре представлена блок - схема теплового пожарного извещателя.

Тепловой пожарный извещатель (см. фигуру) содержит первый светодиод 1, анод которого через первый резистор 2 соединен с коллектором первого транзистора 3 и анодом первого диода 4. Катод первого светодиода 1 подключен к первому выводу первого конденсатора 5, а катод первого диода 4 подключен через второй резистор 6 к первому выводу третьего резистора 7 и к базе второго транзистора 8. Коллектор второго транзистора 8 соединен с базой первого транзистора 3 и первым выводом второго конденсатора 9, второй вывод которого подключен к первому выводу четвертого резистора 10 и к катоду второго диода 11. Анод второго диода 11 подключен к первой входной клемме 12. Вторая входная клемма 13 подключена ко вторым выводам первого конденсатора 5, третьего резистора 7, катода первого светодиода 1 и через пятый резистор 14 - к эмиттеру первого транзистора 8. Катод второго светодиода 15 соединен с базой третьего транзистора 16 и через шестой резистор 17 - с катодом первого светодиода 1. Эмиттер третьего транзистора 16 через седьмой резистор 18 соединен с анодом второго светодиода 15 и катодом второго диода 11. Анод светодиода 1 соединен с коллектором третьего транзистора 16 и базой четвертого транзистора 19, коллектор которого подключен к базе третьего транзистора 16. Эмиттер четвертого транзистора 19 через восьмой резистор 20 соединен с катодом светодиода 1. Коллектор четвертого транзистора 19 соединен с эмиттером первого транзистора 3, база которого подключена к катоду третьего диода 21, анод которого последовательно соединен через четвертый диод 22 со вторым выводом четвертого резистора 10. Второй вывод первого конденсатора 5 подключен через девятый резистор 23 к катоду первого диода 4.

Тепловой пожарный извещатель работает следующим образом. При нормальной температуре окружающего воздуха после подачи напряжения питания на входные клеммы 12 и 13 через второй диод 11 потечет ток, величина которого будет стабильной во всем диапазоне напряжения питания (от 10 до 30 В) и практически независимой от температуры окружающего воздуха до максимальной температуры использования. Второй диод 11 осуществляет защиту других элементов извещателя при ложном подключении полярности напряжения питания. Величина тока в цепи первого резистора 2, первого диода 4, второго и третьего резисторов 6 и 7, а также заряда первого конденсатора 5 будет значительно меньше тока через первый светодиод 1. Значение тока через светодиод 1 в дежурном режиме работы не будет превышать 50 мкА, поэтому он будет выполнять роль ограничителя напряжения на уровне 1,8 В, практически не излучая свет. То есть этот светодиод 1 выполняет функцию генератора опорного напряжения. Если температура окружающего воздуха будет ниже предельной температуры срабатывания извещателя, то первый транзистор 3 будет закрыт, так как падения напряжения на втором конденсаторе 9 будет меньше предельного значения напряжения, при котором открывается первый транзистор 3. Это состояние обеспечивается выбранным соотношением сопротивлений второго и третьего резисторов 6 и 7. В то же время падение напряжения на первом конденсаторе 5 будет стабильным во всем диапазоне напряжения питания. Это падение напряжения будет также термостабильным, потому что температурный коэффициент напряжения первого светодиода 1 и температурный коэффициент напряжения на первом диоде 4 практически равны друг другу.

Таким образом, на базу второго транзистора 8 подается стабильное напряжение, которое почти не зависит от напряжения питания, подаваемого на входные клеммы 12 и 13, а также от температуры окружающего воздуха. Второй транзистор 8 находится снаружи корпуса извещателя, что обеспечивает контакт такого теплового сенсора с окружающим воздухом. Другие элементы извещателя расположены в корпусе извещателя, поэтому их температура будет существенно зависеть от скорости изменения температуры окружающего воздуха. При квазистатическом изменении температуры окружающего воздуха все элементы имеют температуру воздуха. При значительной скорости роста температуры за счет малой массы второй транзистор 8 быстро набирает температуру окружающего воздуха, в то же время другие элементы - более инерционные, так как температура в корпусе извещателя будет увеличиваться со значительной задержкой. Третий и четвертый диоды 21 и 22 обеспечивают температурную стабильность тока базы первого транзистора 3, при котором он открывается. Тем самым обеспечивается стабилизация температуры срабатывания извещателя при различных скоростях роста температуры окружающего воздуха.

При увеличении температуры окружающего воздуха будет увеличиваться температура второго транзистора 8, поэтому будет уменьшатся напряжение на его переходе база-эмиттер на 2,3 мВ на каждый градус Цельсия. Такое изменение потенциала на эмиттере второго транзистора 8 относительно второй входной клеммы 13 приведет к росту коллекторного тока этого транзистора 8. Когда падение напряжения на втором конденсаторе 9 достигнет предельного значения напряжения переключения первого транзистора 3, тогда ток в цепи коллектор - эмиттер первого транзистора 3 приведет к увеличению падения напряжения на первом резисторе 2. Увеличение потенциала на катоде первого диода 4 относительно второй входной клеммы 13 будет проходить без задержки, так как ток заряда первого конденсатора 5 будет ограничен девятым резистором 23. Вследствие чего, второй транзистор 8 еще больше откроется. Этот процесс будет самоускоряющимся и извещатель окажется в состоянии "ПОЖАР". Ток в цепи коллектор-эмиттер транзистора 3 достигнет значения, которое будет ограничиваться сопротивлением первого резистора 2. Первый и второй светодиоды 1 и 15 будут светиться. Значение сопротивления первого резистора 2 выбирается достаточным для нормальной работы светодиодов 1 и 15, которые в состоянии "ПОЖАР" должны обеспечивать надлежащий уровень яркости. Кроме того, значением сопротивления первого резистора 2 обеспечивается формирование состояния "ПОЖАР" в шлейфе пожарной сигнализации, который подключается к входным клеммам 12 и 13. Даже после окончания действия на извещатель воздуха высокой температуры и возвращение потенциала база-эмиттер второго транзистора 8 в исходное состояние, извещатель будет оставаться в состоянии "ПОЖАР". Даже в случае, когда электропитание извещателя осуществляется от шлейфа пожарной сигнализации с знакопеременным напряжением, когда скважность импульсов обратного напряжения превышает значение (4-5), а продолжительность этих импульсов не превышает 0,1 с, извещатель будет оставаться в состоянии "ПОЖАР", потому что накопленный на первом конденсатор 5 заряд позволит удерживать второй транзистор 8 в открытом состоянии при каждом восстановлении напряжения питания. Благодаря применению девятого резистора, подключенного последовательно с первым конденсатором 5, достигается возможность уменьшения емкости этого конденсатора 5 при сохранении времени этого разряда. Но отсутствие напряжения питания необходимой полярности на протяжении нескольких секунд и при восстановлении потенциала база-эмиттер второго транзистора 8 возвращает тепловой пожарный извещатель в исходное состояние дежурного режима работы.

Стабилизация тока через первый светодиод 1 в дежурном режиме работы достигается за счет двухкаскадного стабилизатора тока на двух транзисторах 16 и 19. Ток через шестой резистор 17 значительно меньше тока коллектора третьего транзистора 19. Падение напряжения на восьмом резисторе 20, которое задает ток коллектора третьего транзистора 19, стабильное и термокомпенсированное. Поэтому через второй светодиод 15 проходит ток, значение которого не зависит ни от напряжения питания извещателя, ни от температуры окружающего воздуха.

За счет применения второго транзистора 8 в качестве теплового сенсора обеспечивается стабильность температуры срабатывания извещателя в условиях повышенного уровня вибрации, как в постоянно токовом, так и у знакопеременном шлейфах пожарной сигнализации. Класс извещателя легко можно изменять соотношением сопротивлений резисторов. Диоды 21 и 22 обеспечивают температурную стабильность тока базы первого транзистора 3, при котором он открывается. Благодаря применению девятого резистора 23, достигается возможность уменьшение емкости первого конденсатора 5 при сохранении времени его разряда и ускорить переключение извещателя в состояние пожарной тревоги.

Claims (1)

1. Тепловой пожарный извещатель, содержащий первый светодиод, катод которого соединен с первым выводом первого конденсатора, а анод через первый резистор соединен с коллектором первого транзистора и анодом первого диода, катод которого подключен через второй резистор к первому выходу третьего резистора и к базе второго транзистора, коллектор которого соединен с базой первого транзистора и первым выводом второго конденсатора, второй вывод которого подключен к первому выводу четвертого резистора и к катоду второго диода, анод которого подключен к первой входной клемме, а вторая входная клемма подключена к первому выводу первого конденсатора, второго вывода третьего резистора и через пятый резистор - к эмиттеру второго транзистора, который выполняет функцию теплового сенсора, анод первого светодиода соединен с коллектором третьего транзистора и базой четвертого транзистора, катод второго светодиода подключен к первому выводу шестого резистора, к коллектору четвертого транзистора и к базе третьего транзистора, эмиттер которого через седьмой резистор соединен с анодом второго светодиода и с катодом второго диода, вторая входная клемма соединена со вторым выводом шестого резистора и через восьмой резистор - с эмиттером четвертого транзистора, коллектор которого соединен с эмиттером первого транзистора, база которого подключена к катоду третьего диода, анод которого последовательно соединен через четвертый диод с другим выводом четвертого резистора, отличающийся тем, что второй вывод первого конденсатора подключен через девятый резистор к катоду первого диода.

   

Images