RU2256229C2

RU2256229C2 - Smoke detection method

Info

Publication number: RU2256229C2
Application number: RU2003122260/09A
Authority: RU
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Конструкторское бюро пожарной автоматики" (ООО "КБПА")
Priority date: 2003-07-22
Filing date: 2003-07-22
Publication date: 2005-07-10
Also published as: RU2003122260A

Abstract

FIELD: fire alarms, particularly for detecting smoke at fire development stage in closed space.

SUBSTANCE: method involves forming periodical synchronous successions of count pulses and light pulses emitting into optical chamber having light-reflecting walls; receiving reflected light signals; converting light signals into electric ones to be synchronously detected; comparing thereof with threshold value to analyze only signal part so that noise generated in other time points does not influence on smoke detection signal forming.

EFFECT: increased reliability of periodic control by synchronous detection and elimination of impulse noise recording during information signal generation.

2 dwg

Description

Изобретение относится к области пожарной сигнализации, а именно к способам регистрации дым, предназначенным для обнаружения возгорания, сопровождающегося появлением дыма в закрытых помещениях.The invention relates to the field of fire alarm, and in particular to methods for detecting smoke, designed to detect fire, accompanied by the appearance of smoke in enclosed spaces.

Общеизвестны датчики дыма, пожарные извещатели и детекторы, работающие по принципу периодического излучения световых импульсов и последующего их приема, причем излучаемые и принимаемые импульсы модулируются, сравниваются и обрабатываются различными способами, и в результате выдается сигнал о наличии или отсутствии дыма.Well-known smoke detectors, fire detectors and detectors operating on the principle of periodic emission of light pulses and their subsequent reception, and the emitted and received pulses are modulated, compared and processed in various ways, and as a result a signal is issued about the presence or absence of smoke.

Известен способ регистрации дыма, реализованный в серийно изготавливаемом пожарном оптико-электронном извещателе ИП-212-26 (см. БДВК. 425232.001 ТУ), который заключается в том, что с помощью схемы тактового генератора, схемы управления и запоминания, излучателя формируют периодические пачки световых импульсов, излучаемых в оптическую камеру со светопоглощающими стенками, принимают и преобразуют отраженные сигналы в электрические сигналы фотоприемником под углом, отличным от оптической оси излучателя, и формируют сигнал регистрации дыма при условии приема всей пачки излученных световых импульсов. Формирование сигнала регистрации дыма является результатом выполнения операций сравнения и запоминания. При отсутствии дыма в чувствительной области оптической камеры сигнал фотоприемника находится ниже порогового уровня, задаваемого схемой сравнения. Результат сравнения сигнала фотоприемника с пороговым значением в виде логического сигнала высокого уровня поступает на схему управления и запоминания и разрешает прохождение сигнала обнуления счетчика. При появлении дыма в чувствительной области оптической камеры световые импульсы, отражаясь от частиц дыма, попадают на фотоприемник, сигнал с которого теперь уже превышает пороговое значение и со схемы сравнения в виде логического нуля поступает на схему управления и запоминания. Этот сигнал блокирует прохождение сигнала обнуления счетчика, который при повторении такой ситуации четыре раза подряд, то есть при условии приема заданной всей пачки световых импульсов, регистрирует режим “пожар”, после чего контроль плотности окружающей среды прекращается. Однако указанный способ имеет низкий уровень помехозащищенности при воздействии световой или электромагнитной помехи, проходящей через фотоприемник, схему управления и запоминания в момент опроса оптического канала.A known method of detecting smoke, implemented in a commercially available fire optoelectronic detector IP-212-26 (see BDVK. 425232.001 TU), which consists in the fact that using the clock circuit, control circuit and memory, emitter form periodic bursts of light pulses emitted into the optical chamber with light-absorbing walls, receive and convert the reflected signals into electrical signals by the photodetector at an angle different from the optical axis of the emitter, and form a smoke registration signal when conditions for receiving the entire packet of emitted light pulses. The formation of a smoke detection signal is the result of comparing and storing operations. In the absence of smoke in the sensitive area of the optical camera, the photodetector signal is below the threshold level specified by the comparison circuit. The result of comparing the photodetector signal with a threshold value in the form of a high-level logic signal is fed to the control and storage circuit and allows the passage of the counter zeroing signal. When smoke appears in the sensitive area of the optical camera, light pulses reflected from the smoke particles fall on the photodetector, the signal from which now exceeds the threshold value and from the comparison circuit in the form of a logical zero is fed to the control and memory circuit. This signal blocks the passage of the counter zeroing signal, which upon repeating this situation four times in a row, that is, upon receipt of the given entire packet of light pulses, registers the “fire” mode, after which the monitoring of the environmental density ceases. However, this method has a low level of noise immunity when exposed to light or electromagnetic interference passing through the photodetector, a control and storage circuit at the time of interrogation of the optical channel.

В качестве прототипа выбран способ регистрации дыма, описанный в патенте Российской Федерации № 2134907, 6 G 08 В 17/10, опубликованный 20.08.99 г., который заключается в формировании периодических пачек световых импульсов, излучаемых в оптическую камеру со светопоглощающими стенками, последующем приеме отраженных сигналов под углом, отличным от оптической оси излучения, сравнении их с пороговым значением и запоминании с последующим формированием сигнала регистрации дыма при условии приема всей пачки световых импульсов, так и в промежутках между излучениями световых импульсов пачки, когда достоверна информация об отсутствии полезного сигнала с последующим формированием сигнала наличия помех и корректировкой сигнала регистрации дыма. Если сформированный сигнал обнаруживают по схеме сравнения в момент опроса оптической системы, то схемой управления и запоминания формируют счетный импульс, который запоминают как “первый” импульс пачки, причем сигнал регистрации дыма формируют после приема всей пачки импульсов. Сигналом, образуемым в промежуток времени между регистрациями отдельных излученных световых импульсов пачки и превышаемым порог срабатывания, формируют логический сигнал низкого уровня, который направляют на схему определения помехи, а затем - на схему управления и запоминания, обнуляя счетчик и запрещая счет импульсов, тем самым препятствуют формированию сигнала регистрации дыма.As a prototype, the smoke detection method described in the patent of the Russian Federation No. 2134907, 6 G 08 B 17/10, published on 08.20.99, which consists in the formation of periodic bursts of light pulses emitted into an optical camera with light-absorbing walls, followed by reception, was selected the reflected signals at an angle different from the optical axis of the radiation, comparing them with a threshold value and remembering with the subsequent formation of a smoke registration signal, provided that the entire packet of light pulses is received, and in between emissions of light pulses of the pack, when reliable information about the absence of a useful signal, followed by the formation of a signal for the presence of interference and correction of the smoke registration signal. If the generated signal is detected by the comparison circuit at the time of interrogation of the optical system, then a counting pulse is formed by the control and storing circuit, which is stored as the “first” burst pulse, and the smoke detection signal is generated after receiving the entire burst of pulses. The signal generated in the interval between the registration of the individual emitted light pulses of the burst and the threshold is exceeded, form a low-level logic signal, which is sent to the interference detection circuit, and then to the control and memory circuit, resetting the counter and inhibiting the pulse count, thereby preventing the formation of a smoke detection signal.

Недостатком указанного способа является низкая надежность за счет введения операции формирования сигнала помех с последующим воздействием на формирование сигнала обнаружения дыма. В тоже время при отсутствии дыма появление любой помехи, вызванной переходными процессами, обуславливающими снижение величины порогового значения, и сравнимой по длительности с длительностью пачки импульсов, возможно формирование ложного сигнала регистрации дыма.The disadvantage of this method is the low reliability due to the introduction of the operation of generating an interference signal with subsequent exposure to the formation of a smoke detection signal. At the same time, in the absence of smoke, the appearance of any interference caused by transients causing a decrease in the threshold value and comparable in duration with the duration of the pulse train can generate a false smoke detection signal.

Задачей настоящего изобретения является повышение надежности обнаружения отраженных сигналов, соответствующих режиму “пожар”, и помехозащищенности способа путем периодического контроля чувствительной области оптической камеры с применением дополнительных приемов определения и выделения помех - методом синхронного детектирования при формировании информационного сигнала, соответствующего изменению плотности окружающей среды.The objective of the present invention is to increase the reliability of detection of reflected signals corresponding to the “fire” mode, and the noise immunity of the method by periodically monitoring the sensitive area of the optical camera using additional methods for determining and isolating interference — the method of synchronous detection when generating an information signal corresponding to a change in the density of the environment.

Поставленная задача решается способом регистрации дыма, заключающимся в формировании синхронных периодических последовательностей счетных импульсов и световых импульсов, излучаемых в оптическую камеру со светопоглощающими стенками, последующем приеме отраженных сигналов, поступающих под углом, отличным от оптической оси излучения, преобразовании принятых отраженных сигналов в электрические сигналы, сравнении их с пороговым значением, причем при наличии приема отраженных сигналов соответствующие им электрические сигналы синхронно детектируют до сравнения с пороговым значением, а сигналами, превышающими пороговое значение, устанавливают начало периода для накопления и подсчета счетных импульсов, синхронных соответствующим периодическим световым импульсам, с последующим формированием сигнала регистрации дыма при накоплении заданного количества счетных импульсов или сигнала сброса при их недостатке.The problem is solved by the method of detecting smoke, which consists in the formation of synchronous periodic sequences of counting pulses and light pulses emitted into an optical camera with light-absorbing walls, the subsequent reception of reflected signals coming at an angle different from the optical axis of radiation, converting the received reflected signals into electrical signals, comparing them with a threshold value, and in the presence of receiving reflected signals, the corresponding electrical signals are synchronously they are detected before comparison with the threshold value, and signals exceeding the threshold value set the beginning of the period for the accumulation and counting of counting pulses synchronous to the corresponding periodic light pulses, followed by the formation of a smoke registration signal when a given number of counting pulses or a reset signal are accumulated when there is a shortage of them.

Новым в заявляемом способе является то, что при наличии приема отраженных сигналов соответствующие им электрические сигналы синхронно детектируют до сравнения с пороговым значением, а сигналами, превышающими пороговое значение, устанавливают начало периода для накопления и подсчета счетных импульсов, синхронных соответствующим периодическим световым импульсам, с последующим формированием сигнала регистрации дыма при накоплении заданного количества счетных импульсов или сигнала сброса при их недостатке, что делает возможным исключение одновременного прихода отраженного сигнала и импульсной помехи.New in the claimed method is that if there is a reception of reflected signals, the corresponding electrical signals are synchronously detected before comparison with the threshold value, and signals exceeding the threshold value, set the beginning of the period for the accumulation and counting of counting pulses synchronous to the corresponding periodic light pulses, followed by the formation of a smoke registration signal during the accumulation of a given number of counting pulses or a reset signal when there is a shortage of them, which makes it possible the simultaneous arrival of the reflected signal and impulse noise.

Технический результат, обусловленный совокупностью операций и приемов, характеризующих заявляемый способ, заключается в повышении надежности за счет обработки принятых отраженных сигналов методом синхронного детектирования и последующего сравнения с пороговым значением, позволяющим обеспечить достоверность формирования сигнала "пожар". Методом синхронного детектированием из сигнала, соответствующего принятому отраженному сигналу с фотоприемника, выделяют импульс в определенный момент времени, электрическое значение которого и сравнивают с пороговым значением. Анализируют только часть отраженного сигнала и помехи, возникшие в другие моменты времени, не влияют в последующем на формирование сигнала регистрации дыма, при этом начало периода для накопления и подсчета заданного количества счетных импульсов начинается с приходом первого отраженного сигнала при условии, что соответствующий ему электрический сигнал соответствует моменту излучения и выше порогового значения. Введение операции детектирования для электрических значений принятых отраженных сигналов с последующим пороговым сравнением, результат которого определяет период для накопления и подсчета счетных импульсов, синхронных световым импульсам, позволяют исключить прохождение световых и электромагнитных помех при формировании информационного сигнала, соответствующего изменению плотности окружающей среды.The technical result, due to the combination of operations and techniques characterizing the claimed method, is to increase reliability by processing the received reflected signals by synchronous detection and subsequent comparison with a threshold value, which ensures the reliability of the formation of the signal "fire". By synchronous detection from a signal corresponding to the received reflected signal from the photodetector, a pulse is extracted at a certain point in time, the electrical value of which is compared with a threshold value. Only a part of the reflected signal is analyzed and interference that occurs at other points in time does not subsequently affect the formation of a smoke detection signal, while the beginning of the period for the accumulation and counting of a given number of counting pulses begins with the arrival of the first reflected signal, provided that the corresponding electrical signal corresponds to the moment of radiation and above the threshold value. The introduction of the detection operation for the electrical values of the received reflected signals with subsequent threshold comparison, the result of which determines the period for the accumulation and counting of counting pulses synchronous to the light pulses, allows us to exclude the passage of light and electromagnetic interference during the formation of an information signal corresponding to a change in the density of the environment.

На фиг.1 представлена блок-схема заявляемого способа регистрации дыма, на фиг.2 показан пример реализации способа регистрации дыма.Figure 1 presents a block diagram of the inventive method of detecting smoke, figure 2 shows an example implementation of a method of detecting smoke.

Заявляемый способ регистрации дыма может быть реализован устройством (фиг.1), которое содержит, например, тактовый генератор 1, излучатель 2, связанный через оптическую камеру со светопоглощающими стенками (на фиг. не показано) с фотоприемником 3, схему 4 синхронного детектирования, содержащую два логических элемента И-НЕ, диод, RC-цепь, причем входы первого логического элемента И-НЕ связаны с выходом фотоприемника 3, а выход - через диод с RC-цепью, которая через конденсатор соединена с выходом первого двоичного счетчика схемы 6 сравнения и запоминания и входом второго логического элемента И-НЕ, другой вход которого связан с выходом схемы 5 сброса, а выход - с R-входом второго двоичного счетчика схемы 6 сравнения и запоминания, выполненной на двух двоичных счетчиках, причем V-вход и R-вход первого двоичного счетчика соединены с соответствующими выходами тактового генератора 1, а выход первого двоичного счетчика схемы 6 соединен параллельно связан с входом излучателя 2, V-входом второго двоичного счетчика и конденсатором RC-цепи схемы 4 синхронного детектирования, при этом выход второго двоичного счетчика схемы 6 соединен с С-входами обоих двоичных счетчиков и входом формирователя 7 сигнала регистрации дыма. Новыми признаками заявляемого способа являются наличие операции синхронного детектирования с последующим сравнением с пороговым значением, по результату которого определяют начало периода накопления и подсчета счетных импульсов, которые реализуются, например, схемой 4 синхронного детектирования, содержащей два логических элемента И-НЕ, диод, RC-цепь, причем входы первого логического элемента И-НЕ связаны с выходом фотоприемника 2, а выход - через диод с RC-цепью, которая через конденсатор соединена с выходом первого двоичного счетчика схемы 6 сравнения и запоминания, и входом второго логического элемента И-НЕ, другой вход которого связан с выходом схемы 5 сброса, а выход - с R-входом второго двоичного счетчика схемы 6 сравнения и запоминания.The inventive method for detecting smoke can be implemented by a device (Fig. 1), which contains, for example, a clock 1, an emitter 2 connected through an optical camera with light-absorbing walls (not shown in Fig.) To a photodetector 3, a synchronous detection circuit 4, comprising two AND-NOT gates, a diode, an RC circuit, the inputs of the first AND gate NOT connected to the output of the photodetector 3, and the output through a diode with an RC circuit, which is connected via a capacitor to the output of the first binary counter of the comparison circuit 6 and zap knowledge and the input of the second logical element AND NOT, the other input of which is connected to the output of the reset circuit 5, and the output to the R-input of the second binary counter of the comparison and memorization circuit 6, performed on two binary counters, with the V-input and R-input the first binary counter are connected to the corresponding outputs of the clock generator 1, and the output of the first binary counter of circuit 6 is connected in parallel with the input of the emitter 2, the V-input of the second binary counter and the capacitor of the RC circuit of the synchronous detection circuit 4, while the output of the second the primary counter of circuit 6 is connected to the C-inputs of both binary counters and the input of the former 7 of the smoke detection signal. New features of the proposed method are the presence of synchronous detection with subsequent comparison with a threshold value, the result of which determines the beginning of the period of accumulation and counting of counting pulses, which are realized, for example, by a synchronous detection circuit 4 containing two logical elements AND, a diode, RC- circuit, and the inputs of the first logical element AND are NOT connected to the output of photodetector 2, and the output is through a diode with an RC circuit, which is connected through a capacitor to the output of the first binary counter circuit we have 6 comparisons and memorizations, and the input of the second logical element AND NOT, the other input of which is connected to the output of the reset circuit 5, and the output is connected to the R-input of the second binary counter of the comparison and memorization circuit 6.

Сформированные тактовым генератором 1 и схемой 6 сравнения и запоминания синхронные периодические последовательности счетных импульсов транслируют параллельно на V-вход схемы 6 сравнения и запоминания и RC-цепь схемы 4 синхронного детектирования, а последовательность световых импульсов, преобразуемую и излучаемую излучателем 2, - в оптическую камеру (на фиг. не показано). Отраженные сигналы, поступающие от излучателя 2 под углом, отличным от оптической оси излучения, принимают и преобразуют в электрические сигналы фотоприемником 3, а затем подвергают синхронному детектированию (фиг.1 схема 4 синхронного детектирования - первая логическая схема И-НЕ, диод, RC-цепь) и сравнивают с пороговым значением (фиг.1 схема 4 синхронного детектирования - вторая логическая схема И-НЕ). Сигналами, превышающими пороговое значение, с выхода схемы 4 синхронного детектирования устанавливают на R-вход второго счетчика схемы 6 сравнения и запоминания начало периода для накопления и подсчета счетных импульсов, синхронных (фиг.1 тактовый генератор 1 и выход первого счетчика схемы 6 сравнения и запоминания) соответствующим периодическим световым импульсам, излучаемым излучателем 2, на V-входе второго счетчика схемы 6 сравнения и запоминания, с последующим формированием сигнала регистрации дыма при накоплении заданного количества счетных импульсов (выход второго счетчика схемы 6 сравнения и запоминания) с одновременным формированием сигнала “запрета” на С-вход второго счетчика схемы 6 сравнения и запоминания, блокируя контроль оптической камеры, и на вход формирователя 7, формируя сигнал “пожар”. При накоплении количества счетных импульсов (выход второго счетчика схемы 6 сравнения и запоминания) меньше заданного формируют сигнал сброса на R-входе второго счетчика схемы 6. Сформированные тактовым генератором 1 и схемой 6 сравнения и запоминания синхронные периодические последовательности световых импульсов определяют время преобразования электрических сигналов в световые излучателем 2, а последовательностью счетных импульсов формируют счетные импульсы на V-входе второго счетчика схемы 6 по истечении формирования RC-цепью схемы 4 синхронного детектирования разрешающего сигнала, которым обнуляют второй счетчик схемы 6 при отсутствии приема отраженных сигналов фотоприемником 3. Так как с фотоприемника 3 поступающие сигналы ниже порогового уровня, то схемой 4 разрешают прохождение импульсов схемы 5 сброса, которые обнуляют второй счетчик схемы 6. При наличии приема отраженных сигналов фотоприемником 3, превышающих пороговое значение, задаваемое резистором и второй логической схемой И-НЕ схемы 4 синхронного детектирования, их синхронно детектируют и сравнивают с пороговым значением, блокируя прохождение импульсов схемы 5 сброса, и транслируют на R-вход второго счетчика схемы 6 сигнал, которым устанавливают период для накопления и подсчета количества счетных импульсов, синхронных соответствующим периодическим световым импульсам излучателя 2. При достижении определенного количества зарегистрированных импульсов вторым счетчиком схемы 6 на его выходе и на входе формирователем 7 формируют сигнал регистрации дыма. При этом прекращается контроль оптической плотности окружающей среды, и сформированный сигнал высокого уровня направляют на выходные ключи, с помощью которых уменьшают внутреннее сопротивление до заданной величины (не более 500 Ом при токе 20 мА), являющийся сигналом срабатывания для приемно-контрольного прибора (на фиг. не показан). Возврат устройства в дежурный прием производят после его отключения от питания на определенное время (не менее 1,5 с).The synchronous periodic sequences of counting pulses generated by the clock generator 1 and the comparison and storage circuit 6 are transmitted in parallel to the V input of the comparison and storage circuit 6 and the RC circuit of the synchronous detection circuit 4, and the sequence of light pulses converted and emitted by the emitter 2 to an optical camera (not shown in FIG.). The reflected signals coming from the emitter 2 at an angle different from the optical axis of the radiation are received and converted into electrical signals by the photodetector 3, and then subjected to synchronous detection (Fig. 1 synchronous detection circuit 4 - the first logical circuit AND NOT, diode, RC- circuit) and compared with a threshold value (Fig. 1 synchronous detection circuit 4 - the second logical circuit AND NOT). By signals exceeding the threshold value, from the output of the synchronous detection circuit 4, the beginning of the period for accumulating and counting counting pulses synchronous is set to the R-input of the second counter of the comparing and storing circuit 6 (Fig. 1 clock generator 1 and the output of the first counter of the comparing and storing circuit 6 ) to the corresponding periodic light pulses emitted by the emitter 2, at the V-input of the second counter of the comparison and storage circuit 6, with the subsequent formation of a smoke registration signal when a predetermined amount is accumulated counting pulses (the output of the second counter of the comparison and storage circuit 6) with the simultaneous generation of a “ban” signal at the C input of the second counter of the comparison and storage circuit 6, blocking the control of the optical camera, and to the input of the shaper 7, generating a fire signal. When the accumulation of the number of counting pulses (the output of the second counter of the comparison and storing circuit 6) is less than the specified one, a reset signal is generated at the R-input of the second counter of the circuit 6. Synchronous periodic sequences of light pulses formed by the clock generator 1 and the comparison and storing circuit 6 determine the conversion time of the electrical signals light emitter 2, and a sequence of counting pulses form counting pulses at the V-input of the second counter of circuit 6 after the formation of the RC circuit of circuit 4 synchronous detection of the enable signal, which is reset to the second counter of circuit 6 in the absence of reception of reflected signals by photodetector 3. Since the incoming signals from photodetector 3 are below the threshold level, circuit 4 allows the passage of pulses of reset circuit 5, which reset the second counter of circuit 6. If there is reception the reflected signals by the photodetector 3, exceeding the threshold value specified by the resistor and the second logic circuit of NAND circuit 4 of synchronous detection, they are synchronously detected and compared with por a new value, blocking the passage of pulses of the reset circuit 5, and transmit to the R-input of the second counter of circuit 6 a signal that sets the period for accumulating and counting the number of counting pulses synchronous to the corresponding periodic light pulses of the emitter 2. When a certain number of registered pulses is reached by the second counter of the circuit 6 at its output and at the input by the shaper 7 form a smoke registration signal. In this case, the control of the environmental optical density ceases, and the generated high-level signal is sent to the output keys, with which they reduce the internal resistance to a predetermined value (no more than 500 Ohms at a current of 20 mA), which is a response signal for the control panel (in FIG. not shown). The device is returned to the standby reception after it is disconnected from the power supply for a certain time (at least 1.5 s).

Предлагаемая совокупность операций и приемов, характеризующих способ, позволяет повысить надежность способа. Поскольку начало регистрации счетных импульсов, синхронных соответствующим периодическим световым импульсам, происходит только при наличии приема соответствующего отраженного сигнала, преобразуемого в электрический, который затем синхронно детектируют и сравнивают с пороговым значением, а сигналом, превышающим пороговое значение, устанавливают начало периода для накопления и подсчета количества счетных импульсов с последующим формированием сигнала регистрации дыма при накоплении заданного количества счетных импульсов или сигнала сброса при их недостатке. То есть, каждый счетный импульс, соответствующий периодическим световым импульсам, регистрируется при приеме соответствующего отраженного сигнала, который анализируют только в определенные моменты излучения излучателем, определяемые RC-цепью, которой задают временной интервал для анализа электрического сигнала, соответствующего принятому отраженному сигналу. Начало регистрации заданного количества счетных импульсов начинается с приходом первого отраженного сигнала при условии, что соответствующий ему электрический сигнал соответствует моменту излучения и выше порогового значения. Однако если этот сигнал вызван помехой, то следующие сигналы (второй, третий) мало вероятно будут соответствовать моменту излучения и, одновременно, амплитудные значения этих помех будут превышать пороговое значение. Накопление и подсчет количества счетных импульсов начнется вновь с приходом следующего отраженного сигнала, который снова анализируют на соответствие моменту излучения и превышения порогового значения. Только при появлении заданного количества счетных импульсов, соответствующих принятым отраженным сигналам, электрические значения которых синхронно детектируют и сравнивают с пороговым значением, формируют сигнал регистрации дыма. Синхронное детектирование сигналов заключается в выделении из сигнала, соответствующего принятому отраженному сигналу с фотоприемника, импульса в определенный момент времени, который и сравнивают с пороговым значением. То есть анализируют только часть сигнала и помехи, возникшие в другие моменты времени, не влияют на формирование сигнала регистрации дыма.The proposed set of operations and techniques characterizing the method allows to increase the reliability of the method. Since the beginning of the registration of counting pulses synchronous to the corresponding periodic light pulses occurs only if there is a reception of the corresponding reflected signal converted into an electric signal, which is then synchronously detected and compared with a threshold value, and a signal exceeding the threshold value sets the beginning of the period for accumulation and counting counting pulses with the subsequent formation of a smoke registration signal during the accumulation of a given number of counting pulses or signal and reset when insufficient. That is, each counting pulse corresponding to periodic light pulses is recorded upon receipt of the corresponding reflected signal, which is analyzed only at certain moments of radiation by the emitter, determined by the RC circuit, which sets the time interval for analysis of the electrical signal corresponding to the received reflected signal. The start of registration of a given number of counting pulses begins with the arrival of the first reflected signal, provided that the corresponding electric signal corresponds to the moment of radiation and above a threshold value. However, if this signal is caused by interference, then the following signals (second, third) are unlikely to correspond to the moment of emission and, at the same time, the amplitude values of these interference will exceed the threshold value. The accumulation and counting of the number of counting pulses will begin again with the arrival of the next reflected signal, which is again analyzed for compliance with the moment of radiation and exceeding the threshold value. Only when a given number of counting pulses appears, corresponding to the received reflected signals, the electrical values of which are synchronously detected and compared with a threshold value, a smoke detection signal is generated. Synchronous detection of signals consists in extracting from the signal corresponding to the received reflected signal from the photodetector a pulse at a certain point in time, which is compared with a threshold value. That is, only a part of the signal is analyzed and interference that occurs at other points in time does not affect the formation of the smoke detection signal.

Устройство, реализующее заявляемый способ, может быть выполнено, например, как это показано на фиг.2, из известных комплектующих элементов. Тактовый генератор 1 выполнен на двух логических элементах И-НЕ DD1.1, DD1.2, резисторах R1, R2, R3, емкостях C1, C2, причем R3,C1-цепью формируется временная задержка тактовых импульсов на втором выходе тактового генератора 1 на 45-50 мкс по сравнению с первым выходом. Излучатель 2, выполненный на транзисторах VT1, VT2, светодиоде VD3, резисторах R5, R6, образует световые импульсы заданной длительности; фотоприемник 3 с усилителем, охваченный петлей отрицательной обратной связи (R14) по постоянному напряжению для устойчивости к изменению температуры окружающей среды в интервале -25°С до +60°С, выполнен на VT7, VT8 - транзисторах, УД1 - фотодиоде, многоступенчатом RC-фильтре - R7C4, R8R9, C5R11R10C6, R15R16C7, исключающем попадание импульсных помех по питанию; схема 4 синхронного детектирования содержит два логических элемента И-НЕ DD1.3, DD1.4, ограничительный диод VD2, R17C8-цепь, причем входы первого элемента И-НЕ DD1.3 связаны с выходом фотоприемника 3, а выход - через диод VD2 с цепью R17C8 и первым входом второго логического элемента И-НЕ DD1.4, второй вход которого связан с выходом схемы 5 сброса, выполненной на транзисторе VT9, резисторах R18, R19, R20; схема 6 сравнения и запоминания выполнена на двух двоичных счетчиках DD2.1, DD2.2, причем V-вход и R-вход первого двоичного счетчика DD2.2 соединены с соответствующими выходами тактового генератора 1, а первый его выход параллельно связан с входом излучателя 2 (R4), V-входом второго двоичного счетчика DD2.1 и первым входом (С8) схемы 4 синхронного детектирования, выход которой соединен с R-входом второго двоичного счетчика DD2.1, чей третий выход связан с С-входами обоих двоичных счетчиков DD2.1, DD2.2 и входом формирователя 7 сигнала регистрации дыма, выполненного на транзисторах VT3, VT4, резисторах R21, R22, R23, R24 и светодиоде VD4, анод которого связан с источником питания 8, содержащего транзисторы VT5, VT6, резисторы R25, R26 и диод VD5. Контакты 2,2.3,4 обеспечивают подключение устройства в линии приемно-контрольного прибора (на фиг. не показан).A device that implements the inventive method can be performed, for example, as shown in figure 2, from known components. The clock generator 1 is made on two logical elements AND-NOT DD1.1, DD1.2, resistors R1, R2, R3, capacities C1, C2, and the R3, C1-circuit forms a time delay of the clock pulses at the second output of the clock generator 1 to 45 -50 μs compared to the first output. The emitter 2, made on transistors VT1, VT2, LED VD3, resistors R5, R6, generates light pulses of a given duration; photodetector 3 with an amplifier, covered by a negative feedback loop (R14) for constant voltage for resistance to changes in ambient temperature in the range of -25 ° С to + 60 ° С, is made on VT7, VT8 - transistors, UD1 - a photodiode, multi-stage RC- filter - R7C4, R8R9, C5R11R10C6, R15R16C7, eliminating the occurrence of pulsed noise in the power supply; synchronous detection circuit 4 contains two AND-NOT logic elements DD1.3, DD1.4, a limiting diode VD2, R17C8-circuit, and the inputs of the first AND-NOT DD1.3 element are connected to the output of photodetector 3, and the output through the VD2 diode with circuit R17C8 and the first input of the second logical element AND-NOT DD1.4, the second input of which is connected to the output of the reset circuit 5 made on the transistor VT9, resistors R18, R19, R20; the comparison and storage circuit 6 is performed on two binary counters DD2.1, DD2.2, the V-input and R-input of the first binary counter DD2.2 connected to the corresponding outputs of the clock generator 1, and its first output is connected in parallel with the input of the emitter 2 (R4), the V-input of the second binary counter DD2.1 and the first input (C8) of the synchronous detection circuit 4, the output of which is connected to the R-input of the second binary counter DD2.1, whose third output is connected to the C-inputs of both binary counters DD2 .1, DD2.2 and the input of the shaper 7 signal registration smoke, made on transistors VT3, VT4, resistors R21, R22, R23, R24 and a LED VD4, the anode of which is connected to a power source 8 containing transistors VT5, VT6, resistors R25, R26 and a diode VD5. Contacts 2,2.3,4 provide the connection of the device in the line of the control panel (not shown in Fig.).

Устройство, реализующее заявляемый способ, работает следующим образом. Тактовым генератором 1 вырабатываются прямоугольные импульсы с периодом около 1 с. Цепью R3,C1 формируется временная задержка на втором выходе генератора 1 (DD1.2), на котором импульс появляется через 45-50 мкс после его появления на первом выходе (DD1.1). Импульсы с тактового генератора 1 подаются на вход первого двоичного счетчика DD2.2 схемы 6, на выходе которого появляется положительный импульс с длительностью порядка 45 мкс, которым определяется время излучения светового импульса излучателем 2. Усилителем фотоприемника 3 усиливаются импульсы, поступающие с фотодиода VD1, которые затем подаются на схему 4 синхронного детектирования И-НЕ DD1.3. Одновременно цепью R17, C8 формируется импульс длительностью около 25 мкс, которым сбрасывают второй двоичный счетчик DD2.1. При каждом импульсе излучения излучателем 2 второй двоичный счетчик DD2.1 схемы 6 сравнения и запоминания считает до “1” (импульсы с первого выхода первого двоичного счетчика DD2.2 схемы 6 поступают на счетный V-вход второго двоичного счетчика DD2.1) и сбрасывается. Импульсы сброса схемы 5 при отсутствии фотоответа обнуляют второй двоичный счетчик DD2.1 схемы 6. При появлении в измерительной камере (на фиг. не показана) дыма отраженный сигнал излучателя 2 усиливается усилителем фотоприемника 3, который поступает затем на первый вход второго логического элемента И-НЕ схемы 4, обеспечивая уровень логической “1”, импульсы сброса со схемы 5 не проходят и второй логический счетчик DD2.1 схемы 6 продолжает счет. Импульс сброса схемы 5 появляется после окончания импульса излучения излучателя 2 (фиг.3) и совпадает по времени с фотоответом фотоприемника 3, т.к. последний задерживается из-за инерционности фотодиода VD1. При появлении дыма счетчик DD2.1 продолжает счет (в течение порядка 4 с) и при появлении четвертого импульса на третьем выходе второго логического счетчика DD2.1 схемы 6 появляется уровень логической единицы, которым блокируется С-вход первого двоичного счетчика DD2.2, включается светодиод VD4 формирователя 7 регистрации дыма и устройство переходит в режим “пожар”. При отключении питания на время более 1,5 с схема сброса на VT9 закрывается (при напряжении около 2,4 V), что приводит к появлению логической “1” на выходе схемы И-НЕ DD1.4 схемы 4 и R-входе второго двоичного счетчика DD2.1 схемы 6. Устройство готово к работе при последующем включении источника 8 питания.A device that implements the inventive method works as follows. Clock generator 1 produces rectangular pulses with a period of about 1 s. Circuit R3, C1 forms a time delay at the second output of generator 1 (DD1.2), on which the pulse appears 45-50 μs after it appears on the first output (DD1.1). The pulses from the clock generator 1 are fed to the input of the first binary counter DD2.2 of circuit 6, the output of which is a positive pulse with a duration of the order of 45 μs, which determines the time of emission of the light pulse by the emitter 2. The amplifier of the photodetector 3 amplifies the pulses coming from the photodiode VD1, which then fed to the circuit 4 for synchronous detection AND NOT DD1.3. At the same time, a pulse of about 25 μs duration is generated by the R17, C8 circuit, which reset the second binary counter DD2.1. For each radiation pulse of emitter 2, the second binary counter DD2.1 of the comparison and memory circuit 6 counts to “1” (pulses from the first output of the first binary counter DD2.2 of circuit 6 are sent to the counting V-input of the second binary counter DD2.1) and reset . The reset pulses of circuit 5 in the absence of a photoresponse zero the second binary counter DD2.1 of circuit 6. When smoke appears in the measuring chamber (not shown in FIG.), The reflected signal from emitter 2 is amplified by the photodetector 3 amplifier, which then enters the first input of the second logical element And NOT of circuit 4, providing a logic level of “1”, reset pulses from circuit 5 do not pass and the second logical counter DD2.1 of circuit 6 continues to count. The reset pulse of circuit 5 appears after the end of the radiation pulse of the emitter 2 (Fig.3) and coincides in time with the photoresponse of the photodetector 3, because the latter is delayed due to the inertia of the photodiode VD1. When smoke appears, counter DD2.1 continues counting (for about 4 s) and when a fourth pulse appears on the third output of the second logic counter DD2.1 of circuit 6, the level of the logic unit appears, which blocks the C-input of the first binary counter DD2.2, turns on LED VD4 of the generator 7 smoke registration and the device goes into fire mode. When the power is turned off for a period of more than 1.5 s, the reset circuit on VT9 closes (at a voltage of about 2.4 V), which leads to the appearance of a logical “1” at the output of the AND-NOT DD1.4 circuit of circuit 4 and the R-input of the second binary counter DD2.1 scheme 6. The device is ready for use the next time you turn on the power source 8.

Заявляемый способ повышает надежность и достоверность формирования информационного сигнала, соответствующего режиму “пожар”, за счет исключения воздействия световой или электромагнитной помех, проходящих через фотоприемник, схему управления и запоминания в момент опроса оптического канала.The inventive method improves the reliability and reliability of the formation of the information signal corresponding to the “fire” mode by eliminating the effects of light or electromagnetic interference passing through the photodetector, the control and storage circuit at the time of interrogation of the optical channel.

Claims

The method of detecting smoke, which consists in the formation of synchronous periodic sequences of counting pulses and light pulses emitted into an optical camera with light-absorbing walls, the subsequent reception of reflected signals coming at an angle different from the optical axis of the radiation, converting the received reflected signals into electrical signals, comparing them with threshold value, characterized in that if there is a reception of reflected signals, the corresponding electrical signals are synchronously detected to alignment with a threshold value, and signals exceeding a threshold value, set the beginning of a period for accumulating and counting the counting pulses corresponding synchronous periodic light pulses with the subsequent formation of smoke registration signal when a predetermined amount of accumulation of count pulses and a reset signal when insufficient.