RU2256230C2 - Smoke detection method - Google Patents

Smoke detection method Download PDF

Info

Publication number
RU2256230C2
RU2256230C2 RU2003119846/09A RU2003119846A RU2256230C2 RU 2256230 C2 RU2256230 C2 RU 2256230C2 RU 2003119846/09 A RU2003119846/09 A RU 2003119846/09A RU 2003119846 A RU2003119846 A RU 2003119846A RU 2256230 C2 RU2256230 C2 RU 2256230C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
smoke
controller
photodetector
light pulses
optical channel
Prior art date
Application number
RU2003119846/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003119846A (en
Inventor
В.В. Краев (RU)
В.В. Краев
И.А. Корниенко (RU)
И.А. Корниенко
В.А. Скачков (RU)
В.А. Скачков
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Телесофт-Сервис"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество "Телесофт-Сервис" filed Critical Закрытое акционерное общество "Телесофт-Сервис"
Priority to RU2003119846/09A priority Critical patent/RU2256230C2/en
Publication of RU2003119846A publication Critical patent/RU2003119846A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2256230C2 publication Critical patent/RU2256230C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Fire-Detection Mechanisms (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

FIELD: signaling systems and systems for detecting the presence of air-borne smoke particles in environment.
SUBSTANCE: method involves periodical emitting light pulses; receiving reflected light flux by photosensor, wherein light flux is reflected at an angle different from optical radiation axis; measuring charge-discharge cycle durability of photosensor included in RC-circuit in absence of light pulses to be emitted t1 and that in presence of the light pulses t2; comparing the difference between t1 and t2 values |t1-t2|=k with predetermined one and determining smoke absence/presence and operational reliability of optical channel from above comparison.
EFFECT: increased operational reliability due to control operational capability and cleanliness level of optical channel, possibility to turn to digital circuit technology.
4 dwg

Description

Изобретение относится к автоматической сигнализации, способам обнаружения наличия взвешенных частиц дыма в окружающей среде.The invention relates to automatic alarms, methods for detecting the presence of suspended smoke particles in the environment.

Известны датчики дыма (пожарные извещатели, детекторы), работающие по принципу периодического излучения световых импульсов и последующего приема фотодатчиком света, отраженного от частиц дыма. Сигналы (ток или напряжение) с фотодатчиков усиливаются с помощью различных аналоговых усилительных устройств (транзисторных каскадов, операционных усилителей и т.д.) и сравниваются с опорным сигналом, в результате выдается сигнал о наличии или отсутствии дыма. Излучаемые и принимаемые импульсы могут модулироваться, сравниваться и обрабатываться различными способами, способствующими некоторому повышению чувствительности и помехоустойчивости (см. ФРГ з. 2361403, РФ з. 93021357/09, РФ з. 2037883, RU 2134907, RU 2125739).Known smoke detectors (fire detectors, detectors), operating on the principle of periodic emission of light pulses and the subsequent reception by the photosensor of light reflected from smoke particles. The signals (current or voltage) from the photosensors are amplified using various analog amplifying devices (transistor stages, operational amplifiers, etc.) and compared with the reference signal, as a result, a signal is issued indicating the presence or absence of smoke. The emitted and received pulses can be modulated, compared and processed in various ways, contributing to some increase in sensitivity and noise immunity (see Germany, Z. 2361403, RF, Z. 93021357/09, RF, Z. 2037883, RU 2134907, RU 2125739).

Эти способы не предусматривают возможность контроля запыленности оптического канала. При запыленности оптического канала обнаружение дыма на ранней стадии возгорания затруднено, а порой и невозможно. Отсутствие контроля запыленности снижает надежность устройства и является их недостатком.These methods do not provide the ability to control the dustiness of the optical channel. When the optical channel is dusty, smoke detection at an early stage of ignition is difficult, and sometimes impossible. The lack of dust control reduces the reliability of the device and is their disadvantage.

Известен детектор дыма (патент РФ 2125739, G 08 В 17/10 от 27.01.99), выбранный в качестве прототипа, принцип работы которого заключается в следующем:Known smoke detector (RF patent 2125739, G 08 B 17/10 from 01/27/99), selected as a prototype, the principle of which is as follows:

- периодически излучается световой поток в оптическую камеру;- periodically emitted light flux into the optical camera;

- принимают отраженные сигналы фотоприемником, рабочая точка которого устанавливается подачей тока (напряжения), под углом, отличным от оптической оси излучателя;- receive reflected signals by a photodetector, the operating point of which is set by applying current (voltage), at an angle different from the optical axis of the emitter;

- усиливают изменение тока (напряжения) на фотодатчике, возникающее под воздействием импульса светового потока;- reinforce the change in current (voltage) on the photosensor that occurs under the influence of a pulse of the light flux;

- формируют сигнал регистрации дыма, являющегося результатом сравнения с опорным сигналом (током, напряжением).- form a signal for detecting smoke, which is the result of a comparison with a reference signal (current, voltage).

При отсутствии дыма в чувствительной области камеры сигнал фотоприемника находится ниже порогового значения, задаваемого схемой сравнения. Результат сравнения сигнала с фотоприемника с пороговым значением в виде логического сигнала поступает на схему сравнения и запоминания. При появлении дыма световые импульсы, отражаясь от частиц дыма, попадают на фотоприемник, сигнал с которого теперь превышает пороговое значение и со схемы сравнения в виде изменения логического сигнала поступает на схему сравнения и запоминания. При повторении такой ситуации четыре раза подряд выдается сигнал "пожар".In the absence of smoke in the sensitive area of the camera, the photodetector signal is below the threshold value specified by the comparison circuit. The result of comparing the signal from the photodetector with a threshold value in the form of a logical signal is fed to the comparison and storage circuit. When smoke appears, 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 change in the logical signal is fed to the comparison and storage circuit. When this situation repeats four times in a row, a fire signal is issued.

К недостаткам прототипа следует отнестиThe disadvantages of the prototype should include

- одновременное применение как цифровой так и аналоговой схемотехники;- the simultaneous use of both digital and analog circuitry;

- отсутствие контроля работоспособности оптического канала в процессе работы. При работе прототипа отказ оптического канала (излучателя, фотоприемника, усилителей) адекватен выдаче сигнала "отсутствии тревоги" при наличии дыма, либо выдаче ложной тревоги "пожар";- lack of control of the operability of the optical channel during operation. When the prototype is working, the failure of the optical channel (emitter, photodetector, amplifiers) is adequate to give a signal "no alarm" in the presence of smoke, or to give a false alarm "fire";

- отсутствие контроля запыленности оптического канала.- lack of control of dustiness of the optical channel.

Задачей настоящего изобретения является повышение надежности функционирования путем контроля работоспособности и запыленности оптического канала и полный переход на цифровую схемотехнику.The objective of the present invention is to increase the reliability of operation by monitoring the health and dustiness of the optical channel and a complete transition to digital circuitry.

Поставленная задача решается способом регистрации дыма, заключающимся в том, что периодически излучают световые импульсы и принимают фотодатчиком отраженный световой поток, поступающий под углом, отличным от оптической оси излучения, отличающимся тем, что измеряют длительность цикла заряда - разряда фотодатчика, являющегося элементом RC-цепи, при отсутствие излучающих импульсов t1 и при излучении световых импульсов t2, и сравнивают их разность |t1-t2|=k с заданными значениями, по которым судят о наличии или отсутствия дыма и работоспособности канала.The problem is solved by the method of detecting smoke, which consists in the fact that light pulses are periodically emitted and a reflected light is received by the photosensor coming at an angle different from the optical axis of the radiation, characterized in that the charge-discharge cycle of the photosensor, which is an element of the RC circuit, is measured , in the absence of emitting pulses t 1 and in the emission of light pulses t 2, and compared their difference | t 2 -t 1 | = k with predetermined values, which is judged on the presence or absence of smoke and operability STI channel.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства, реализующего способ. На фиг.2 приведена эквивалентная модель фотоприемника 2. На фиг.3 приведены временные диаграммы разряда фотоприемника. На фиг.4 приведена принципиальная схема устройства по фиг.1, реализующего способ.Figure 1 presents a block diagram of a device that implements the method. Figure 2 shows the equivalent model of the photodetector 2. Figure 3 shows the timing diagrams of the discharge of the photodetector. Figure 4 shows a schematic diagram of the device of figure 1, which implements the method.

Устройство по фиг.1 содержит источник световых импульсов 1, оптически связанный с фотоприемником 2, который подключен к логическому порту контроллера 3, сигнализатора 4, вход которого соединен с выходом контроллера 3, вход источника световых импульсов 1 соединен с выходом контроллера 3.The device of FIG. 1 contains a light pulse source 1, optically coupled to a photodetector 2, which is connected to a logic port of a controller 3, a signaling device 4, the input of which is connected to the output of a controller 3, and the input of a light pulse source 1 is connected to an output of a controller 3.

Устройство (фиг.4) по принципиальной схеме содержит контроллер 3 - AT90S1200 (DD1), источник световых импульсов 1 - инфракрасный диод типа АЛ164В1 (VD1) с токоограничительным резистором R1=120 Ом, фотоприемник типа КДФ115, сигнализатор 4 по принципиальной схеме выполнен в виде звукового элемента ЗП1 типа ППА1 и светодиода VD3 типа АЛ307 с токоограничительным сопротивлением R2=500 Ом, С - накопительная емкость типа К-50-35 -100 мкФ. Дымовой извещатель подключается к источнику питания +U напряжением 4,5-6 В.The device (Fig. 4), in principle, contains a controller 3 - AT90S1200 (DD1), a source of light pulses 1 - an infrared diode of the type AL164B1 (VD1) with a current-limiting resistor R1 = 120 Ohm, a photodetector of the type KDF115, and the signaling device 4 in principle is made in the form a sound element ЗП1 of type ППА1 and LED VD3 of type АЛ307 with current limiting resistance R2 = 500 Ohm, С - storage capacitance of type K-50-35 -100 μF. The smoke detector is connected to a + U power supply with a voltage of 4.5-6 V.

Способ регистрации дыма заключается в следующем. Пусть фотоприемник 2 является элементом RC-цепи (фиг.2), у которого один или оба элемента одновременно чувствительны к световому потоку Ф. (R=f(Ф) или C=f(Ф)). Следовательно, длительность цикла заряда (разряда) также будет зависеть от светового потока τ=RC=F(Ф) (фиг.3). Оптический сигнал, излучаемый источником световых импульсов 1, отражается от частиц дыма, попадает на фотоприемник 2, при этом изменяется длительность цикла заряда (разряда).The method for detecting smoke is as follows. Let photodetector 2 be an element of the RC circuit (Fig. 2), in which one or both elements are simultaneously sensitive to the luminous flux F. (R = f (Ф) or C = f (Ф)). Therefore, the duration of the charge (discharge) cycle will also depend on the light flux τ = RC = F (Ф) (Fig. 3). The optical signal emitted by the source of light pulses 1 is reflected from the smoke particles and enters the photodetector 2, while the duration of the charge (discharge) cycle changes.

В реальных устройствах имеется оптическая связь между источником световых импульсов 1 и фотоприемником 2 даже без наличии дыма. Эту оптическую связь можно использовать для определения запыленности и исправности оптического канала.In real devices, there is an optical connection between the source of light pulses 1 and the photodetector 2, even without smoke. This optical coupling can be used to determine the dustiness and serviceability of the optical channel.

Алгоритм функционирования устройства по фиг.1 состоит из следующих шагов. Измеряют длительность цикла t1 (фиг.3) заряда (разряда) фотоприемника 2 до некоторого порогового уровня Un при отсутствие светового потока от источника световых импульсов 1, затем включают источник световых импульсов 1 и повторно измеряют длительности цикла заряда (разряда) t2 фотоприемника 2, далее находят Δt=|t1-t2|. При этом влияние дестабилизирующих факторов (такие как фоновая засветка, температура и т.д.) вычитается и остается только изменение времени Δt заряда (разряда), вызванное воздействием оптического излучателя. Затем сравнивают Δt с пороговыми установками Δt1, Δt2..Δtn. Например, если Δt2<Δt<Δt3, то это может соответствовать отсутствию дыма и целостности оптического канала, если Δt1<Δt<Δt2 - оптический канал запылен, если Δt<Δt1 - оптический канал неисправен, если Δt>Δt4 - наличие дыма.The operation algorithm of the device of figure 1 consists of the following steps. The duration of the cycle t 1 (Fig. 3) of the charge (discharge) of the photodetector 2 is measured to a certain threshold level U n in the absence of light flux from the source of light pulses 1, then the source of light pulses 1 is turned on and the duration of the charge (discharge) cycle t 2 of the photodetector is measured 2, then find Δt = | t 1 -t 2 |. In this case, the influence of destabilizing factors (such as background illumination, temperature, etc.) is subtracted and only the change in the charge Δt time (discharge) caused by the action of the optical emitter remains. Then compare Δt with threshold settings Δt 1 , Δt 2 ..Δt n . For example, if Δt 2 <Δt <Δt 3 , then this may correspond to the absence of smoke and the integrity of the optical channel, if Δt 1 <Δt <Δt 2 - the optical channel is dusty, if Δt <Δt 1 - the optical channel is faulty, if Δt> Δt 4 - the presence of smoke.

В практической реализации удобно применять для измерения t1 и t2 преобразование время - число импульсов (аналогично принципу работы аналого-цифрового преобразователя с время-импульсным преобразованием) N1=t1fг, N2=t2fг, где fг - тактовая частота генератора импульсов. В этом случае разность Δt=|t1-t2| пропорциональна разности числа импульсов k=N1-N2) =fг|t1-t2|.In a practical implementation, it is convenient to use the time - number of pulses transformation for measuring t 1 and t 2 (similarly to the principle of operation of an analog-to-digital converter with a time-pulse conversion) N1 = t 1 f g , N2 = t 2 f g , where f g is the clock pulse generator frequency. In this case, the difference Δt = | t 1 -t 2 | is proportional to the difference in the number of pulses k = N1-N2) = f g | t 1 -t 2 |.

Достижение порогового уровня Uп контролируется пороговым устройством, которое может быть выполнено на логических элементах. В этом случае фотоприемник 2 непосредственно подключается к логическому порту. У логических элементов с высоким входным сопротивлением (КМОП - серия) порог переключения от логической единицы к логическому нулю, как правило, равен половине напряжения питания микросхем. В этом случае измеряют количество импульсов, за которое напряжение на фотоприемнике 2 от логической единицы достигнет логического нуля.Reaching the threshold level U p is controlled by a threshold device that can be performed on logic elements. In this case, the photodetector 2 is directly connected to the logical port. For logic elements with a high input impedance (CMOS - series), the switching threshold from a logical unit to a logical zero, as a rule, is equal to half the supply voltage of the microcircuits. In this case, the number of pulses is measured, during which the voltage at the photodetector 2 from a logical unit reaches a logical zero.

Применение контроллера 3 с предложенным время-импульсным преобразованием позволяет уменьшить количество элементов, дает возможность проведения многократных измерений с усреднением их результатов, исключения систематических погрешностей, проведения автоматического контроля правильности работы прибора, коррекцию ошибки, вызванной запыленностью оптической камеры.The use of controller 3 with the proposed time-pulsed conversion makes it possible to reduce the number of elements, makes it possible to perform multiple measurements with averaging their results, eliminate systematic errors, automatically control the correct operation of the device, and correct errors caused by the dustiness of the optical camera.

Устройство по фиг.1 работает следующим образом. В память контроллера 3 записываются предварительно установленные пороговые значения k1, k2, k3. Устанавливается порт контроллера 3, к которому подключен фотоприемник 2, в высокое состояние (заряжается емкость фотоприемника), затем этот порт контроллера 3 переключается как входной с высоким сопротивлением, при этом включается внутренний счетчик (таймер) контроллера 3, счет которого прекращается, когда вход контроллера 3, к которому подключен фотоприемник 2, разрядится до уровня соответствующего логическому нулю, при этом логический порт м контроллера 3 играет роль порогового устройства. Это состояние счетчика (N1) запоминается контроллером 3. Затем снова устанавливается порт контроллера 3, к которому подключен фотоприемник 2, в высокое состояние (заряжается емкость фотоприемника 2), далее контроллер 3 включает источник световых импульсов 1, устанавливает порт контроллера 3, к которому подключен фотоприемник 2, как входной с высоким сопротивлением, одновременно включается внутренний счетчик (таймер) контроллера 3, счет которого прекращается, когда вход контроллера 3, к которому подключен фотоприемник 2, разрядится до уровня, соответствующего логическому нулю, это состояние счетчика (N2) запоминается контроллером 3. Контроллер 3 выключает источник световых импульсов 1. Находится разность k=N2-N1, которая сравнивается с пороговыми значениями k1, k2, k3 контроллером 3. Если k2<k<k3, то дымовой извещатель работоспособен, оптический канал незапылен, дым отсутствует. Если k1<k<k2, то контроллер 3 включает сигнализатор 4, который выдает сигнал, характеризующий запыленность оптического канала. Если k<k1, то контроллер 3 включает сигнализатор 4, который выдает сигнал, показывающий неисправность оптического канала. Если k>k3, то контроллер 3 включает сигнализатор 4, который выдает сигнал тревоги, показывающий наличие дыма. Сигналы по каждому из видов тревоги отличаются друг от друга.The device of figure 1 works as follows. In the memory of the controller 3, predefined threshold values k1, k2, k3 are recorded. The port of controller 3, to which photodetector 2 is connected, is set to a high state (the photodetector capacitance is charging), then this port of controller 3 is switched as input with a high resistance, and the internal counter (timer) of controller 3 is turned on, the count of which stops when the controller input 3, to which the photodetector 2 is connected, is discharged to the level corresponding to a logical zero, while the logical port m of the controller 3 acts as a threshold device. This state of the counter (N1) is remembered by the controller 3. Then the port of the controller 3, to which the photodetector 2 is connected, is again set to a high state (the capacity of the photodetector 2 is charged), then the controller 3 turns on the light source 1, sets the port of the controller 3 to which it is connected photodetector 2, as an input with a high resistance, simultaneously turns on the internal counter (timer) of controller 3, the count of which stops when the input of controller 3, to which photodetector 2 is connected, is discharged to a level with corresponding to logical zero, this counter state (N2) is stored by controller 3. Controller 3 turns off the light pulse source 1. There is a difference k = N2-N1, which is compared with threshold values k1, k2, k3 by controller 3. If k2 <k <k3, then the smoke detector is operational, the optical channel is dust free, and there is no smoke. If k1 <k <k2, then the controller 3 includes a signaling device 4, which gives a signal characterizing the dustiness of the optical channel. If k <k1, then the controller 3 includes a signaling device 4, which generates a signal indicating a malfunction of the optical channel. If k> k3, then the controller 3 turns on the alarm 4, which gives an alarm indicating the presence of smoke. The signals for each type of alarm are different from each other.

Пороговые значения k1, k2, k3 можно определить следующим образом.The threshold values k1, k2, k3 can be determined as follows.

Измерить устройством, реализующим способ, пороговое значение k=k0 при отсутствии дыма и незапыленном оптическом канале (собственное состояние оптического канала устройства) и определить k2=0.7k0. Поместить устройство в дымовую камеру со светлым дымом, оптическая плотность которого составляет, например, 0,1 дБ/м, измерить k=k3. Затем определить k1=0.1k0.Measure the threshold value k = k0 in the absence of smoke and the dust-free optical channel (intrinsic state of the optical channel of the device) with a device that implements the method and determine k2 = 0.7k0. Place the device in a smoke chamber with bright smoke, the optical density of which is, for example, 0.1 dB / m, measure k = k3. Then determine k1 = 0.1k0.

Рассмотрим влияние дестабилизирующих факторов. Предположим, что RC-цепь (фиг.3) заряжена до напряжения U0. Разряд такой цепи производится по известному закону U=U0exp(-t/τ), где τ=RC. Время разряда будем измерять до некоторого порогового уровня Uп. Предполагается, что постоянная времени достаточно мала и измерение временных интервалов t1 и t2 производится непосредственно один за другим, поэтому изменением порогового уровня Uп, фоновой засветки Ф и температуры за цикл измерения можно пренебречь. При изменении питающих напряжений и температуры изменяется и U0, а также линейно связанное с ним Uп(Uп/U0-const). Рассмотрим, как влияет это на работу устройств. Временные интервалы t1 и t2 определяются из выраженийConsider the influence of destabilizing factors. Assume that the RC circuit (Fig. 3) is charged to a voltage of U 0 . The discharge of such a circuit is carried out according to the well-known law U = U 0 exp (-t / τ), where τ = RC. The discharge time will be measured to a certain threshold level Uп. It is assumed that the time constant is sufficiently small and the measurement of time intervals t1 and t2 is carried out directly one after another, therefore, a change in the threshold level Uп, background illumination Φ and temperature per measurement cycle can be neglected. With a change in the supply voltage and temperature, U 0 also changes, as well as Uп (Uп / U 0 -const) linearly associated with it. Consider how this affects the operation of devices. The time intervals t1 and t2 are determined from the expressions

Uп=U0exp(-t1/τ1),Uп = U 0 exp (-t1 / τ1),

Uп=U0exp(-t2/τ2),Uп = U 0 exp (-t2 / τ2),

Где τ1=R1·C1 и τ2=R2·C2 -постоянные времени цепи при отсутствии и наличии импульса светового потока. Путем логарифмирования и несложного преобразования определим временные интервалы t1, t2:Where τ1 = R1 · C1 and τ2 = R2 · C2 are the time constants of the circuit in the absence and presence of a light flux pulse. By logarithm and simple transformation, we determine the time intervals t1, t2:

t1=τ1 ln(Uп/U0),t1 = τ1 ln (Uп / U 0 ),

t2=τ2 ln(Uп/U0).t2 = τ2 ln (Uп / U 0 ).

Найдем ΔtFind Δt

Δt=|t1-t2|=|τ1 ln(Uп/U0)-τ2 ln(Uп/U0)|=|τ1-τ2| ln(Uп/U0).Δt = | t 1 -t 2 | = | τ1 ln (Uп / U 0 ) -τ2 ln (Uп / U 0 ) | = | τ1-τ2 | ln (Uп / U 0 ).

Следовательно, Δt=|t1-t2| не зависит от напряжения U0.Therefore, Δt = | t 1 -t 2 | independent of voltage U 0 .

Рассмотрим влияние фоновой засветки и температуры. Пусть чувствительным к световому потоку будет сопротивление R=f(Ф) фотодатчика. Это сопротивление можно представить в виде R=R0+ΔR(Ф0)+ΔR(Фи)+ΔR(T), где R0 - сопротивление фотоприемника при отсутствии света, ΔR-(Ф0) - изменение сопротивления, вызванное влиянием фоновой засветки, ΔR(Фи) - изменение сопротивления при попадании на фотоприемник светового потока от источника световых импульсов, ΔR(T) - изменение сопротивления фотоприемника под воздействием температуры. Используя ранее приведенные выкладки, найдем Δt:Consider the effect of background illumination and temperature. Let the resistance R = f (Ф) of the photosensor be sensitive to the light flux. This resistance can be represented as R = R0 + ΔR (Ф 0 ) + ΔR (Фи) + ΔR (T), where R0 is the resistance of the photodetector in the absence of light, ΔR- (Ф 0 ) is the change in resistance caused by the influence of background illumination, ΔR (Phi) is the change in resistance when the light flux hits the photodetector from a source of light pulses, ΔR (T) is the change in resistance of the photodetector under the influence of temperature. Using the above calculations, we find Δt:

Δt=ln(Uп/U0)|τ1-τ2|=ln(Uп/U0)|R1·C-R2·C|=ln(Uп/U0)|[R0+ΔR(Ф0)+ΔR(T)]·C-[R0+ΔR(Ф0)+ΔR(Т)+ΔR(Фи)]·С|=ln(Uп/U0)ΔR(Фи)·СΔt = ln (Up / U 0 ) | τ1-τ2 | = ln (Up / U 0 ) | R1 · C-R2 · C | = ln (Up / U 0 ) | [R0 + ΔR (Ф 0 ) + ΔR (T)] · C- [R0 + ΔR (Ф 0 ) + ΔR (Т) + ΔR (Фи)] · С | = ln (Uп / U 0 ) ΔR (Фи) · С

Таким образом; Δt=|t1-t2| не зависит от фоновой засветки и температуры, и, следовательно, не снижает чувствительность дымового извещателя.Thus; Δt = | t 1 -t 2 | independent of background illumination and temperature, and therefore does not reduce the sensitivity of the smoke detector.

Устройство по предложенному способу легко реализуется на современной элементной базе (фиг.4). В данном случае, в качестве контроллера 3 был использован микроконтроллер производства Atmel - AT90S1200 (DD1), на основе полевых транзисторов, со встроенным тактовым генератором, не требующим внешних элементов и имеющим частоту fг, восьмиразрядный таймер-счетчик, двунаправленные логические порты PD и РВ, которые могут работать как входные или как выходные порты. Входное сопротивление более 100 МОм. Источник световых импульсов 1 - инфракрасный диод типа АЛ164В1 (VD1) с токоограничительным резистором R1=120 Ом, сигнализатор 4 - звукового элемента ЗП1 типа ППА1 и светодиода VD3 типа АЛ307 с токоограничительным сопротивлением R2=500 Ом, С - накопительная емкость типа К-50-35 - 100 мкФ. Устройство подключается к источнику питания +U напряжением 4,5-6 В.The device according to the proposed method is easily implemented on a modern element base (figure 4). In this case, the Atmel microcontroller AT90S1200 (DD1) was used as controller 3, based on field-effect transistors, with a built-in clock generator that does not require external elements and has a frequency f g , an eight-digit timer-counter, bidirectional logic ports PD and PB that can work as input or output ports. Input impedance over 100 megohms. The source of light pulses 1 is an infrared diode of the AL164V1 (VD1) type with a current-limiting resistor R1 = 120 Ohm, a signaling device 4 - an audio element ZP1 of the PPA1 type and a VD3 LED of the AL307 type with a current-limiting resistance R2 = 500 Ohm, C is a storage capacitance of the K-50- type 35-100 uF. The device is connected to a power supply + U voltage of 4.5-6 V.

Алгоритм работы устройства (фиг.4) заключается в следующем. В память контроллера 3 записываются предварительно установленные пороговые значения k1, k2, k3. Устанавливаются порты контроллера 3 PD0, PD5, РВ4, РВ1 как выходные в высокое состояние, остальные порты отключаются. При установке порта PD5 в высокое состояние заряжается емкость фотоприемника 2. Затем порт PD5 контроллера 3 инициализируется как входной с высоким сопротивлением, одновременно включается внутренний счетчик импульсов внутреннего тактового генератора контроллера 3, который останавливается, когда напряжение на фотоприемнике 2, подключенного к порту PD5 контроллера 3, будет иметь уровень, равный логическому нулю. Это состояние счетчика запоминается (N1). Затем порт PD5 контроллера 3 снова устанавливается в высокое состояние и заряжается емкость фотоприемника 2 VD2. Порт PD5 контроллера 3 инициализируется как входной с высоким сопротивлением, включается порт PD0 как выходной в низкое состояние, при этом через диод VD1, являющийся источником световых импульсов 1, протекает ток, одновременно включается внутренний счетчик импульсов внутреннего тактового генератора контроллера 3, который останавливается, когда напряжение на фотоприемнике 2, подключенного к порту PD5 контроллера 3, будет иметь уровень, равный логическому нулю. Это состояние счетчика снова запоминается (N2) контроллером 3, и выключается источник световых импульсов 1 - VD1. Находится разность k=N2-N1, которая сравнивается с пороговыми значениями k1, k2, k3 контроллером 3. Если k2<k<k3, то дымовой извещатель работает нормально, дыма нет, камера незапылена. Кратковременно включается светодиод VD3 через порт РВ4, показывающий, что пожарный извещатель работает нормально. Далее цикл работы контроллера 3 повторяется с начала. Если k1<k<k2 и это состояние многократно повторяется в течении длительного времени (например, в течение десяти минут), то контроллер 3 через порт РВ1 выдает кратковременные импульсы в звуковом диапазоне для управления сигнализатором 4 ЗП1, характеризующие запыленность оптического канала. Если k<k1 и не было состояния k1<k<k2, то контроллер 3 через порт РВ1 выдает кратковременные импульсы в звуковом диапазоне, показывающие неисправность оптического канала. Эти звуковые импульсы отличаются от тех, которые показывают запыленность оптического канала. Если k>k3, то через порт РВ1 выдается непрерывный сигнал тревоги частотой f2 на сигнализатор 4 ЗП1, показывающий наличие дыма.The algorithm of the device (figure 4) is as follows. In the memory of the controller 3, predefined threshold values k1, k2, k3 are recorded. The ports of controller 3 PD0, PD5, PB4, PB1 are set as output to high state, the other ports are disabled. When the PD5 port is set to high, the capacitance of photodetector 2 is charged. Then the PD5 port of controller 3 is initialized as an input with a high resistance, and the internal pulse counter of the internal clock of controller 3 is turned on, which stops when the voltage at the photodetector 2 is connected to the PD5 port of controller 3 , will have a level equal to logical zero. This counter state is memorized (N1). Then, the PD5 port of controller 3 is again set to high and the capacitance of photodetector 2 VD2 is charged. The PD5 port of controller 3 is initialized as an input with a high resistance, the PD0 port is turned on as an output in a low state, while current flows through the diode VD1, which is a source of light pulses 1, and the internal pulse counter of the internal clock of controller 3 is turned on, which stops when the voltage at the photodetector 2, connected to the PD5 port of controller 3, will have a level equal to logical zero. This counter state is again remembered (N2) by the controller 3, and the light source 1 - VD1 is turned off. The difference k = N2-N1 is found, which is compared with the threshold values k1, k2, k3 by controller 3. If k2 <k <k3, then the smoke detector works normally, there is no smoke, the camera is dustless. The VD3 LED turns on briefly through the PB4 port, indicating that the fire detector is operating normally. Next, the cycle of operation of the controller 3 is repeated from the beginning. If k1 <k <k2 and this state is repeated many times over a long period of time (for example, for ten minutes), then controller 3 sends short-term pulses in the sound range through port PB1 to control signaling device 4 of ZP1, which characterize the dustiness of the optical channel. If k <k1 and there was no state k1 <k <k2, then the controller 3 through the port РВ1 gives short-term pulses in the audio range, indicating a malfunction of the optical channel. These sound pulses are different from those that show the dustiness of the optical channel. If k> k3, then through the port РВ1 a continuous alarm signal of frequency f2 is issued to the signaling device 4 ЗП1, indicating the presence of smoke.

Таким образом, по сравнению с прототипом предлагаемый способ позволяет создавать устройства, выполненные полностью по цифровой схемотехнике, обеспечить контроль работоспособности и запыленности оптического канала в процессе работы, что повышает надежность его функционирования.Thus, in comparison with the prototype, the proposed method allows you to create devices that are completely digital circuitry, to ensure the health and dustiness of the optical channel in the process, which increases the reliability of its operation.

Claims (1)

Способ регистрации дыма, заключающийся в том, что периодически излучают световые импульсы и принимают фотодатчиком отраженный световой поток, поступающий под углом, отличным от оптической оси излучения, отличающийся тем, что измеряют длительность цикла заряда - разряда фотодатчика, являющегося элементом RC-цепи при отсутствии излучающих импульсов t1 и при излучении световых импульсов t2, и сравнивают их разность |t1-t2|=k с заданными значениями, по которым судят о наличии или отсутствии дыма и работоспособности канала.The method of detecting smoke, which consists in the fact that light pulses are periodically emitted and a light sensor is received by the photosensor, arriving at an angle different from the optical axis of the radiation, characterized in that they measure the duration of the charge-discharge cycle of the photosensor, which is an element of the RC circuit in the absence of emitting pulses t 1 and when emitting light pulses t 2 , and compare their difference | t 1 -t 2 | = k with the given values, which judge the presence or absence of smoke and the health of the channel.
RU2003119846/09A 2003-06-30 2003-06-30 Smoke detection method RU2256230C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003119846/09A RU2256230C2 (en) 2003-06-30 2003-06-30 Smoke detection method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003119846/09A RU2256230C2 (en) 2003-06-30 2003-06-30 Smoke detection method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003119846A RU2003119846A (en) 2005-02-27
RU2256230C2 true RU2256230C2 (en) 2005-07-10

Family

ID=35285715

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003119846/09A RU2256230C2 (en) 2003-06-30 2003-06-30 Smoke detection method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2256230C2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2461886C1 (en) * 2008-11-11 2012-09-20 Сименс Акциенгезелльшафт Adaptation of sampling instants of selecting circuits and storage optical smoke detector
US8629779B2 (en) 2008-11-11 2014-01-14 Siemens Aktiengesellschaft Adapting a scanning point of a sample and hold circuit of an optical smoke detector
RU2665868C1 (en) * 2017-09-27 2018-09-04 Общество с ограниченной ответственностью "Группа компаний "РУБЕЖ" (ООО "Группа компаний "РУБЕЖ") Method of smoke detection and device for implementation thereof
RU2672813C1 (en) * 2018-03-20 2018-11-19 Арсен Рубенович Барсегян Method of smoke detection
RU187749U1 (en) * 2018-08-31 2019-03-18 Общество с ограниченной ответственностью "Элеста" SMOKE DETECTOR

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2461886C1 (en) * 2008-11-11 2012-09-20 Сименс Акциенгезелльшафт Adaptation of sampling instants of selecting circuits and storage optical smoke detector
US8629779B2 (en) 2008-11-11 2014-01-14 Siemens Aktiengesellschaft Adapting a scanning point of a sample and hold circuit of an optical smoke detector
RU2665868C1 (en) * 2017-09-27 2018-09-04 Общество с ограниченной ответственностью "Группа компаний "РУБЕЖ" (ООО "Группа компаний "РУБЕЖ") Method of smoke detection and device for implementation thereof
RU2672813C1 (en) * 2018-03-20 2018-11-19 Арсен Рубенович Барсегян Method of smoke detection
RU187749U1 (en) * 2018-08-31 2019-03-18 Общество с ограниченной ответственностью "Элеста" SMOKE DETECTOR

Also Published As

Publication number Publication date
RU2003119846A (en) 2005-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9823280B2 (en) Current sensing with internal ADC capacitor
JPS59187246A (en) Inspecting apparatus of function of photoelectric smoke sensor
JP3243115B2 (en) Photoelectric detector and fire detection system
US7106187B2 (en) Fire detector
RU2256230C2 (en) Smoke detection method
JPS6325398B2 (en)
ES2924274T3 (en) Cameraless smoke detector with indoor air quality detection and monitoring
JPH0935159A (en) Photoelectric smoke sensor
RU2258260C2 (en) Smoke alarm
RU2426982C2 (en) Method of dust detection on electronic hardware pcbs
RU37250U1 (en) SMOKE DETECTOR
JP2007114016A (en) Human body detecting apparatus
JP3157422B2 (en) ON / OFF sensor, P-type monitoring system, and abnormality monitoring method
JPS6026173B2 (en) Smoke detectors
JP3849079B2 (en) Fire detector
IE20110103A1 (en) Improvements relating to smoke alarm devices
JP3945756B2 (en) Fire detector
JPH11132846A (en) Photoelectric sensor and color sensor
JPH0753311Y2 (en) Photoelectric switch
JP3407092B2 (en) Fire alarm
JP2003109136A (en) Fire alarm facility and fire sensor
JP4281866B2 (en) Fire alarm equipment and fire detector
JP3720957B2 (en) Fire detector
JPS61284689A (en) Body detecting method
RU2275688C2 (en) Combined fire alarm

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20060701

HK4A Changes in a published invention
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20070701