RU2417449C1

RU2417449C1 - Smoke detector

Info

Publication number: RU2417449C1
Application number: RU2009133565/08A
Authority: RU
Inventors: Александр Васильевич Гвоздырев (RU); Александр Васильевич Гвоздырев
Original assignee: Александр Васильевич Гвоздырев
Priority date: 2009-09-07
Filing date: 2009-09-07
Publication date: 2011-04-27

Abstract

FIELD: fire safety.

SUBSTANCE: smoke detector comprises a radiating diode and a receiving diode, placed into a tight vessel, also a single-convex lens, which is a working part of the vessel. The value of lens refraction is selected depending on assigned distance to controlled smoke particles. Depending on the purpose, the radiating and receiving diodes are selected either in infrared or in ultraviolet ranges.

EFFECT: improving operational properties due to the vessel tightness and possibility to detect any particles of combustion, including black ones.

3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к противопожарной технике, а именно к сигнализаторам дыма, и может быть использовано для обнаружения возгораний на ранней стадии при появлении дымовых аэрозолей. Также она может быть использована для определения запыляемости в цехах точного приборостроения, особенно в микроэлектронной промышленности.The invention relates to fire fighting equipment, namely to smoke detectors, and can be used to detect fires at an early stage when smoke aerosols appear. It can also be used to determine dustiness in precision instrumentation workshops, especially in the microelectronic industry.

Известен сигнализатор дыма, устанавливаемый в пожарных извещателях ИП-212-41М, выпускаемый согласно техническим условиям ТУ 4371-005-12215496-00, содержащий внутри корпуса, установленного на основании, отделяемый от корпуса оптический модуль, состоящий из светоизлучателя, светоприемника, измерительной камеры, выполненной в виде цилиндрического объема, ограниченного боковыми лабиринтными пластинами, расположенными внутри цилиндрического объема по периферии его оснований с возможностью протекания потоков дыма с внешней стороны. Многочисленные периферийные лабиринтные пластины размещены в виде вложенных друг в друга, близких к прямым, двухгранных углов между основанием и крышкой измерительной камеры примерно с интервалом 12°. Разъемные по вертикали установочные места выполнены для светоизлучателя с цельным отверстием, а для светоприемника - сборным многоэлементным. Двухгранная пластина, установленная между светоизлучателем и светоприемником с возможностью пересечения их оптических осей, связана с одной из периферийных лабиринтных пластин и расположена перед секторами основания и крышки измерительной камеры расходящимися гребешковыми лучами.Known smoke detector installed in fire detectors IP-212-41M, produced according to the technical specifications TU 4371-005-12215496-00, containing inside the housing mounted on the base, detachable from the housing an optical module consisting of a light emitter, a light detector, a measuring chamber, made in the form of a cylindrical volume bounded by side labyrinth plates located inside the cylindrical volume on the periphery of its bases with the possibility of flow of smoke from the outside. Numerous peripheral labyrinth plates are placed in the form of nested, close to right, dihedral angles between the base and the cover of the measuring chamber with an interval of approximately 12 °. Vertical split seats are made for a light emitter with a single hole, and for a light detector - a multi-element prefabricated one. A two-sided plate mounted between the light emitter and the light receiver with the possibility of intersecting their optical axes is connected to one of the peripheral labyrinth plates and is located in front of the base and cover sectors of the measuring chamber with diverging scallop rays.

Однако для указанного сигнализатора дыма характерны большие габариты измерительной камеры, размерами которой определяются и габариты корпуса сигнализатора дыма, сложность изготовления форм для литья, за счет большого количества тонких изогнутых лабиринтных пластин, и установочных мест для светоизлучателя и светоприемника, требующих дополнительных приспособлений при литье - "знаки", а также имеющийся высокий уровень паразитной "засветки" светоприемника от внутреннего и внешнего излучений. Установочные места для светоизлучателя и светоприемника расположены таким образом, что область для измерения частиц дыма смещена от центра камеры, что исключает уменьшение диаметра оснований измерительной камеры без ухудшения основного параметра чувствительности камеры, а выполнением установочных мест для светоизлучателя и светоприемника несколькими отстоящими друг от друга пластинами обусловлена дополнительная паразитная засветка светоприемника, что существенно снижает чувствительность измерительной камеры. Диафрагмы светоизлучателя и светоприемника велики, поэтому первоначальный уровень сигнала светоизлучателя при отсутствии дыма повышается, тем самым маскируется полезный сигнал при появлении дыма.However, the indicated smoke detector is characterized by the large dimensions of the measuring chamber, the dimensions of which determine the dimensions of the smoke detector housing, the complexity of manufacturing molds due to the large number of thin curved labyrinth plates, and mounting locations for the light emitter and light detector, which require additional casting devices - " signs ", as well as the existing high level of spurious" exposure "of the light receiver from internal and external radiation. The mounting places for the light emitter and light detector are arranged so that the area for measuring smoke particles is offset from the center of the chamber, which eliminates the reduction in the diameter of the bases of the measuring chamber without deteriorating the main parameter of the sensitivity of the camera, and the installation of the mounting holes for the light emitter and light receiver by several plates spaced apart from each other additional parasitic illumination of the light detector, which significantly reduces the sensitivity of the measuring chamber. The diaphragms of the light emitter and the light detector are large, therefore, the initial level of the signal of the light emitter in the absence of smoke rises, thereby masking the useful signal when smoke appears.

Также известен сигнализатор дыма, устанавливаемый в пожарных извещателях ИП-212-40, выпускаемых согласно техническим условиям ТУ 4371-001-51294813-00, который содержит внутри корпуса, установленного на основании, отделяемый от корпуса оптический модуль, состоящий из светоизлучателя, светоприемника, измерительной камеры, выполненной в виде цилиндрического объема, ограниченного боковыми лабиринтными пластинами, расположенными внутри цилиндрического объема по периферии его оснований с возможностью протекания потоков дыма с внешней стороны. Многочисленные периферийные лабиринтные пластины в виде прямоугольных пластин, размещенные на крышке измерительной камеры под острым углом к ее боковой поверхности, сопряжены с соответствующими вложенными друг в друга двухгранными углами более 90° основаниями измерительной камеры, а двухгранная лабиринтная пластина между светоизлучателем и светоприемником, на которой крепится крышка измерительной камеры, размещена, не пересекая одной гранью параллельно оптической оси светоизлучателя, а другой - перпендикулярно оптической оси светоприемника. При этом крышка измерительной камеры несколько больше основания, и торцы установочных мест светоизлучателя, светоприемника и прямоугольных периферийных лабиринтных пластин выполнены с выступами.A smoke detector is also known that is installed in IP-212-40 fire detectors manufactured according to the technical specifications of TU 4371-001-51294813-00, which contains an optical module, detachable from the body, consisting of a light emitter, a light detector, measuring inside the case installed on the base a chamber made in the form of a cylindrical volume bounded by side labyrinth plates located inside the cylindrical volume on the periphery of its bases with the possibility of flow of smoke from the outside. Numerous peripheral labyrinth plates in the form of rectangular plates placed on the lid of the measuring chamber at an acute angle to its lateral surface are conjugated with corresponding dihedral angles of more than 90 ° embedded in each other, and the two-sided labyrinth plate between the light emitter and the light detector, on which it is mounted the cover of the measuring chamber is placed without crossing one face parallel to the optical axis of the light emitter, and the other perpendicular to the optical axis of the light riemnika. In this case, the cover of the measuring chamber is slightly larger than the base, and the ends of the mounting positions of the light emitter, light detector, and rectangular peripheral labyrinth plates are made with protrusions.

Однако при сравнительно малых размерах основания и крышки измерительной камеры ее высота гораздо выше известных, поэтому габариты корпуса велики, а малая плоскость рифления основания и крышки измерительной камеры негативно сказывается на ее чувствительности из-за повышенного уровня начального сигнала. Кроме того, при всей многочисленности лабиринтных пластин измерительная камера имеет отдельные сквозные боковые просветы, что при высокой интенсивности внешнего излучения приводит к потере чувствительности измерительной камеры, и сигнализатор дыма становится неработоспособным. Размещение двухгранной лабиринтной пластины между светоизлучателем и светоприемником не исключает прямого попадания излучения на светоприемник, а прямоугольные лабиринтные пластины, размещенные на крышке измерительной камеры, не достаточно плотно прилегают к ее основанию, тем самым увеличивая паразитную "засветку" внутри измерительной камеры и искажая параметры сигнализатора дыма. При уменьшении габаритов измерительной камеры с сокращением ее линейных размеров между светоизлучателем, светоприемником и лабиринтными пластинами происходит возрастание фонового излучения от светоизлучателя и, как следствие, повышение начального уровня сигнала светоприемника.However, with the relatively small dimensions of the base and cover of the measuring chamber, its height is much higher than the known ones, therefore, the dimensions of the housing are large, and the small plane of corrugation of the base and cover of the measuring chamber negatively affects its sensitivity due to the increased level of the initial signal. In addition, with all the many labyrinth plates, the measuring chamber has separate through lateral gaps, which at high intensity of external radiation leads to loss of sensitivity of the measuring chamber, and the smoke detector becomes inoperative. Placing a two-sided labyrinth plate between the light emitter and the light receiver does not preclude direct radiation from reaching the light detector, and the rectangular labyrinth plates placed on the lid of the measuring chamber do not fit snugly enough to its base, thereby increasing spurious "illumination" inside the measuring chamber and distorting the smoke detector parameters . With a decrease in the dimensions of the measuring chamber with a reduction in its linear dimensions between the light emitter, the light detector and the labyrinth plates, the background radiation from the light emitter increases and, as a result, the initial level of the light detector increases.

Известен патент РФ №2258259, который содержит корпус, установленный на основании, отделяемый от корпуса оптический модуль, состоящий из светоизлучателя, светоприемника, измерительной камеры, выполненной в виде цилиндрического объема, ограниченного боковыми лабиринтными пластинами. Измерительная камера оборудована средствами, повышающими чувствительность к малым концентрациям задымленности.Known RF patent No. 2258259, which contains a housing mounted on the base, detachable from the housing, an optical module consisting of a light emitter, a light detector, a measuring chamber made in the form of a cylindrical volume bounded by side labyrinth plates. The measuring chamber is equipped with means that increase sensitivity to low smoke concentrations.

К его недостаткам, при всех его положительных качествах, следует отнести сложность конструкции, отсюда недостаточная надежность, а главное - высокая стоимость, что существенно ограничивает его востребованность, в основном ответственными помещениями: музеи, галереи, международные выставки, склады боеприпасов и ГСМ, АЭС, штабы крупных войсковых соединений, крупные корабли, правительственные объекты и т.д.Its disadvantages, with all its positive qualities, include the complexity of the design, hence the lack of reliability, and most importantly, the high cost, which significantly limits its demand, mainly by the responsible premises: museums, galleries, international exhibitions, ammunition depots and fuel and lubricants, nuclear power plants, the headquarters of large military formations, large ships, government facilities, etc.

Известен сигнализатор дыма, см патент №57492 - ПРОТОТИП, содержащий оптический модуль, состоящий из светоизлучателя, светоприемника и кольцевой диафрагмы, отличающийся тем, что светоприемник и светоизлучатель расположены на оптической оси, перед светоизлучателем и перед светоприемником расположены оптические линзы, а за линзами - диафрагмы с поглощающими камерами; светоизлучатель выполнен на светодиоде с длиной волны 0,95-1,05 микрона; расстояние между светоизлучателем и светоприемником находится в пределах 50±2 мм; расстояние между диафрагмами лежит в пределах 25±2 мм; обе оптические линзы выполнены двояковыпуклыми: с короткофокусным расстоянием с одной стороны и длиннофокусным - с другой стороны; диафрагмы выполнены с поглощающими камерами; источник питания имеет первичную цепь промышленного однофазного переменного тока напряжением 220 В/50 Гц и вторичную цепь постоянного тока напряжением плюс 5 В, с резервной аварийной батареей или аккумулятором.The known smoke detector, see patent No. 57492 - PROTOTYPE, containing an optical module consisting of a light emitter, a light detector and an annular diaphragm, characterized in that the light detector and light emitter are located on the optical axis, optical lenses are located in front of the light emitter and in front of the light detector, and a diaphragm is located behind the lenses with absorbing cameras; the light emitter is made on an LED with a wavelength of 0.95-1.05 microns; the distance between the light emitter and the light receiver is within 50 ± 2 mm; the distance between the diaphragms lies within 25 ± 2 mm; both optical lenses are biconvex: with short focus on one side and telephoto on the other; diaphragms are made with absorbing cameras; the power supply has a primary circuit of industrial single-phase alternating current voltage of 220 V / 50 Hz and a secondary circuit of direct current voltage of plus 5 V, with a backup emergency battery or battery.

Недостатком прототипа является сложность обслуживания в эксплуатации из-за негерметичности корпуса, а также данный сигнализатор не обнаруживает черные частицы горения, например от горения автомобильных шин.The disadvantage of the prototype is the difficulty of maintenance in operation due to leaks in the housing, and this detector does not detect black particles of combustion, for example from burning car tires.

Технической задачей изобретения является повышение эксплуатационных качеств за счет: герметичности корпуса и возможности обнаружения любых частиц горения, в том числе черных.An object of the invention is to improve performance due to: tightness of the housing and the ability to detect any combustion particles, including black ones.

Для решения поставленной задачи предлагается детектор обнаружения дыма, содержащий излучающий диод и приемный диод, помещенные в герметичный корпус, также одновыпуклую линзу, которая является работающей частью корпуса; величина преломления линзы выбирается в зависимости от назначенного расстояния до контролируемых частиц дыма; в зависимости от назначения излучающий и принимающий диоды выбираются либо в инфракрасном, либо в ультрафиолетовом диапазонах.To solve this problem, a smoke detection detector is proposed, comprising a radiating diode and a receiving diode placed in a sealed housing, also a single-convex lens, which is a working part of the housing; the refractive index of the lens is selected depending on the assigned distance to the controlled smoke particles; depending on the purpose, the emitting and receiving diodes are selected either in the infrared or ultraviolet ranges.

На чертеже показана структурная схема детектора, на которой изображено: 1 - корпус, 2 - излучатель, 3 - приемник, 4 - линза, 5 и 6 - ход оптических лучей, 7 - частица задымленности, питание детектора и выход тревожной сигнализации условно не показаны.The drawing shows the structural diagram of the detector, which shows: 1 - housing, 2 - emitter, 3 - receiver, 4 - lens, 5 and 6 - the path of the optical rays, 7 - smoke particle, the power of the detector and the alarm output are conventionally not shown.

Внутри корпуса 1 помещены светоизлучающий 2 и светоприемный диод 3 соответственно; корпус 1 с одной стороны (левой на чертеже) крепится к потолку или к стене (в зависимости от назначения), а с правой (по чертежу) крепится одновыпуклая линза 4, которая преломляет оптические оси направленного и отраженного сигналов 5 и 6 в одну точку 7, причем величина преломления линзы 4 и установка обоих диодов 2 и 3 выбираются из условий контролируемого расстояния до частиц возгорания. Линза 4 может крепиться на определенном расстоянии до корпуса 1 (открытый вариант для защищенных сухих помещений), а может входить в состав корпуса 1 (герметичный вариант для влажных и опасных помещений).A light emitting 2 and a light receiving diode 3 are placed inside the housing 1, respectively; the housing 1 on one side (left in the drawing) is attached to the ceiling or wall (depending on the purpose), and on the right (according to the drawing) a single-convex lens 4 is mounted, which refracts the optical axes of the directed and reflected signals 5 and 6 to one point 7 moreover, the refractive index of the lens 4 and the installation of both diodes 2 and 3 are selected from the conditions of a controlled distance to the ignition particles. Lens 4 can be mounted at a certain distance to the housing 1 (open version for sheltered dry rooms), and can be part of the housing 1 (sealed version for wet and dangerous rooms).

Следует заметить, что удобство эксплуатации заключается в том, что в отличие от известных детекторов, требуется только время от времени протирать линзу детектора, не снимая его с места крепления. Фиксация возгорания (задымленности) черными частицами достигается за счет применения диодов ультрафиолетового диапазона, если же этого не требуется, применяются диоды инфракрасного диапазона.It should be noted that the convenience of operation lies in the fact that, unlike well-known detectors, it is only necessary to wipe the lens of the detector from time to time, without removing it from the mount. The fixation of fire (smoke) by black particles is achieved through the use of diodes in the ultraviolet range, but if this is not required, infrared diodes are used.

Claims

1. A smoke detection detector comprising a radiating diode and a receiving diode placed in a sealed housing, also a single-convex lens, which is a working part of the housing.

2. The detector according to claim 1, characterized in that the refractive index of the lens is selected depending on the assigned distance to the controlled smoke particles.

3. The detector according to claim 1, characterized in that, depending on the purpose, the emitting and receiving diodes are selected either in the infrared or in the ultraviolet ranges.