RU2467397C1 - Волоконно-оптический линейный пожарный извещатель - Google Patents
Волоконно-оптический линейный пожарный извещатель Download PDFInfo
- Publication number
- RU2467397C1 RU2467397C1 RU2011146917/08A RU2011146917A RU2467397C1 RU 2467397 C1 RU2467397 C1 RU 2467397C1 RU 2011146917/08 A RU2011146917/08 A RU 2011146917/08A RU 2011146917 A RU2011146917 A RU 2011146917A RU 2467397 C1 RU2467397 C1 RU 2467397C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- detecting element
- temperature
- unit
- fibre
- stokes
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Fire-Detection Mechanisms (AREA)
- Fire Alarms (AREA)
Abstract
Изобретение относится к неэлектричеким средствам обнаружения пожаров и может быть использовано во взрывоопасных зонах. Техническим результатом является возможность постоянного мониторинга температуры по всей длине чувствительного элемента, что позволяет прогнозировать опасные ситуации и контролировать все потенциально опасные объекты. Волоконно-оптический линейный пожарный извещатель, состоящий из блока сигнализации и чувствительного элемента, в котором блок сигнализации выполнен в виде детектора рассеянного излучения, включающий оптически связанные: импульсный лазерный источник света, чувствительный элемент, блок фильтрации, разделяющий Стоксовую и антиСтоксовую компоненты, фотодиоды, регистрирующие соответствующие компоненты рассеяния, аналогово-цифровой преобразователь (АЦП), блок обработки и индикации температуры по длине чувствительного элемента, причем чувствительным элементом служит волоконно-оптический кабель. 2 ил.
Description
Область техники
Изобретение относится к неэлектрическим средствам обнаружения пожаров и может быть использовано во взрывоопасных зонах особенно в условиях рудников, угольных шахт, на химических производствах с весьма агрессивными средами, в морском флоте, в условиях агрессивного соляного тумана.
Уровень техники
Большинство систем оповещения о пожарах, сегодня, как правило, это системы с отдельными датчиками, построенными по принципу определения факторов - носителей информации о пожаре, не всегда позволяющие точно определить точку пожара.
Например, пожарные извещатели: оптические датчики дыма и тепловые, которые работают по принципу периодического контроля соответствующего сенсора и следующей обработки полученного сигнала разными способами, формируя сигнал о наличии или отсутствии факторов пожара (см. журнал "Системы безопасности связи и телекоммуникации", 2000, 33, с.65).
Известен тепловой пожарный извещатель (Извещатель пожарный тепловой максимальный "ИП 101-1А", ТУ 4371-035-11858298-06, Руководство по эксплуатации САПО, 425212.003 РЭ, www.arsenal-sib.ru), в котором тепловым сенсором служит контактный тепловой элемент.
Недостатком этого извещателя является то, что температура срабатывания извещателя зависит только от температуры срабатывания контактного теплового элемента. Такая зависимость не позволяет в условиях серийного производства оперативно изменять класс теплового пожарного извещателя в соответствии со стандартами рынка. Кроме того, такой извещатель требует дополнительных элементов для работы в шлейфах пожарной сигнализации со знакопеременным напряжением.
К общим недостаткам систем оповещения о пожаре, построенным на основе отдельных датчиков, можно отнести:
- Большое количество датчиков для больших объектов.
- Большая стоимость датчика, и, как следствие, большая стоимость системы для больших объектов.
- Срабатывание датчиков при определенной температуре.
- Использования электрических сигналов.
Наиболее близким аналогом предлагаемому изобретению является линейный пожарный извещатель с электрическим кабелем в качестве чувствительного элемента, защищенный патентом РФ №2363053, выданным патентообладателям: ЖАНГ Вейше (CN) и ЛИ Гангджин (CN). Изобретение представляет собой невосстановимый термочувствительный датчик линейного типа, имеющий функцию тревожной сигнализации о коротком замыкании за счет повреждения, который содержит кабель обнаружения пожара, имеющий, по меньшей мере, два проводника обнаружения пожара, установленных в параллель; и плавкий изоляционный слой, резистор и устройство измерения сопротивления.
Подобный пожарный извещатель PROLINE «TN» производится ООО Пожарная автоматика. Термокабель «PROLINE TN» состоит из пары стальных покрытых медью проводов, наружным диаметром 3,5 мм. Для каждой температуры срабатывания применяется свой термочувствительный полимер, обернутый вокруг обоих проводов, которые находятся в подпружиненном состоянии, плотно прилегая друг к другу. Таким образом, при нагреве полимера до предельно допустимой температуры, происходит замыкание пары и формируется аварийный сигнал. При нарушении целостности жил кабеля происходит оповещение о неисправности цепи.
Интерфейсный модуль пожарного извещателя считает сопротивление кабеля при срабатывании и определяет расстояние до пожара.
К недостаткам прототипа можно отнести, то что он является невосстановимым, что влечет за собой необходимость создания отдельного извещателя для определенной температуры; при этом порог чувствительности достаточно высокий (не менее 68°С); фиксирование только одной точки срабатывания; система находится под постоянным электрическим напряжением. Длина чувствительного элемента - кабеля имеет ограничения, связанные с погонным сопротивлением.
Задача изобретения состоит в создании пожарного извещателя, способного к постоянному мониторингу температуры по всей длине чувствительного элемента, что позволяет прогнозировать опасные ситуации и контролировать все потенциально опасные объекты.
Технический результат использования предлагаемого изобретения - снятие фиксированного порога срабатывания, возможность одновременного определения любого количества точек возгорания, увеличение контролируемого объема благодаря значительному увеличению длины чувствительного элемента.
Раскрытие изобретения
Поставленная задача решена за счет того, что в известном линейном пожарном извещателе, состоящем из блока сигнализации и чувствительного элемента, согласно изобретению блок сигнализации выполнен в виде детектора рассеянного излучения, который включает оптически связанные импульсный лазерный источник света, чувствительный элемент, блок фильтрации, разделяющий Стоксовую и антиСтоксовую компоненты, фотодиоды, регистрирующие соответствующие компоненты рассеяния, аналогово-цифровой преобразователь (АЦП), блок обработки и индикации температуры по длине чувствительного элемента, причем чувствительным элементом служит волоконно-оптичесий кабель.
Обоснование введенных признаков
Свойства оптического световода можно варьировать в широких диапазонах, существует множество типов волокон, каждое из которых по своим свойствам удовлетворяет определенным требованиям, в зависимости от применения. Чувствительность к внешним факторам позволяет измерять некоторые параметры внешней среды, в частности температуру. Информация о температуре содержится в основном в антиСтоксовой компоненте. Для того чтобы можно было выделить из шумового сигнала достаточное количество антистоксового рассеяния, используют многомодовые волокна, в которых площадь рассеяния существенно выше по сравнению с одномодовыми световодами. Благодаря этому в многомодовых волокнах требуется приблизительно один метр волокна, чтобы накопить достаточное количество сигнала для обработки. В одномодовых же линиях аналогичная длина волокна должна составлять 4-10 метров, что в разы снижает пространственное разрешение датчика в целом. У датчиков на основе многомодовых волокон также есть и некоторые ограничения, связанные с относительно большими потерями, которые ограничивают длину чувствительной линии до 10 км.
Как правило, одномодовые и многомодовые волокна отличаются радиусом сердцевины: у одномодового волокна радиус сердцевины ~9 мкм, в то время как у многомодового - ~50…70 мкм. Оптическая световедущая часть может защищаться слоем из акрилата, пластика, армированной оболочки и т.д., в зависимости от применения данного кабеля.
Главные преимущества пожарных извещателей, в которых чувствительным элементом служит волоконно-оптичесий кабель, по сравнению с известными аналогами следующие:
- Высокая скорость отклика на изменение параметров среды.
- Возможность постоянного мониторинга температуры по всей длине чувствительного элемента.
- Надежность.
- Очень широкий температурный рабочий диапазон.
- Небольшая цена за единицу длины измерительной линии.
- Высокая чувствительность.
- Большое время эксплуатации.
- Высокое пространственное разрешение.
- Устойчивость к химическому воздействию и агрессивным средам
- Не подвержены влиянию электромагнитного возмущения
- Чувствительная часть сенсора не требует подключения к линиям электропередачи.
Таким образом, волоконные сенсоры незаменимы для отраслей, связанных с горючими и взрывоопасными материалами, например, угле-, нефте- и газодобычи и пр. для использования в системах пожарной сигнализации различных сооружений.
Описание устройства поясняется приведенной на рис.1 схемой температурного датчика на основе комбинационного рассеяния (КР), где: 1 - импульсный лазер, 2 - спектральный фильтр, 3 - чувствительное волокно, 4 - фотодиоды, регистрирующие соответствующие компоненты рассеяния, 5 - АЦП, 6 - блок обработки и индикации (БОИ).
Работа устройства
Лазер 1 выдает импульсы с частотой несколько килогерц, которые заводятся в оптоволоконную линию 3, состоящую из одномодового или многомодового волокна. В каждой точке оптоволоконного кабеля происходит комбинационное рассеяние света. Комбинационное рассеяние света в обратном направлении, проходя через спектральный фильтр 2, разделяется на Стоксовую и антиСтоксовую компоненты и перенаправляется на два высокочувствительных фотодиода 4, данные с которых поступают на АЦП 5 и далее - на блок обработки и индикации 6, где эти сигналы обрабатываются и вычисляется температура.
На фиг.2 представлены а) рефлектограмма и б) рассчитанная температура для оптоволоконного кабеля на основе многомодового волокна длиной 4 км.
Регистрируя время прибытия обратнорассеянного излучения, можно определить место, где конкретно произошло рассеяние.
Современные технические средства позволяют создать извещатели, которые обеспечивают:
- контроль температуры на чувствительном элементе длиной до 8000 м;
- выбор температурного класса и на основе полученных данных и их обработки определение пожара по температуре для всех температурных классов от А1 до G, либо по температуре и скорости прироста температуры для всех классов от A1R до GR;
- определение и индикацию дистанции в метрах до пожара;
- определение и индикацию нескольких зон, в которых произошел пожар;
- контроль исправности чувствительного элемента;
- выдачу извещений «Дежурный режим», «Пожар» «Неисправность»;
- возможность ограничить оптическое излучение в оптоволоконном кабеле на уровне 10 мВт, что позволяет присвоить маркировку взрывозащиты связанного оборудования Ex [op is T6 Ga]IIC.
Claims (1)
- Волоконно-оптический линейный пожарный извещатель, состоящий из блока сигнализации и чувствительного элемента, отличающийся тем, что блок сигнализации выполнен в виде детектора рассеянного излучения, который включает оптически связанные: импульсный лазерный источник света, чувствительный элемент, блок фильтрации, разделяющий Стоксовую и анти-Стоксовую компоненты, фотодиоды, регистрирующие соответствующие компоненты рассеяния, аналогово-цифровой преобразователь (АЦП), блок обработки сигнала и индикации температуры по длине чувствительного элемента, причем чувствительным элементом служит волоконно-оптический кабель на основе многомодового или одномодового оптического волокна.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011146917/08A RU2467397C1 (ru) | 2011-11-21 | 2011-11-21 | Волоконно-оптический линейный пожарный извещатель |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011146917/08A RU2467397C1 (ru) | 2011-11-21 | 2011-11-21 | Волоконно-оптический линейный пожарный извещатель |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2467397C1 true RU2467397C1 (ru) | 2012-11-20 |
Family
ID=47323365
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011146917/08A RU2467397C1 (ru) | 2011-11-21 | 2011-11-21 | Волоконно-оптический линейный пожарный извещатель |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2467397C1 (ru) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2623392C1 (ru) * | 2013-07-08 | 2017-06-26 | Чайна Юниверсити Оф Майнинг Энд Текнолоджи | Комплексная система текущего контроля для обеспечения безопасности в подземных угольных шахтах с использованием выполненных на основе решетки волоконно-оптических датчиков |
RU172554U1 (ru) * | 2016-11-02 | 2017-07-12 | ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ "АВТОМАТИКА-С" (ООО НПП "Автоматика-С") | Концевой оптоволоконный извещатель |
RU2630334C2 (ru) * | 2013-10-25 | 2017-09-07 | Чайна Юниверсити Оф Майнинг Энд Текнолоджи | Система динамического контроля отделения кровли выработки на основе волоконных решеток и способ предварительного оповещения |
RU2639069C2 (ru) * | 2016-03-25 | 2017-12-19 | Акционерное общество "Долгопрудненское конструкторское бюро автоматики" | Волоконно-оптический сигнализатор для систем оповещения о возгорании |
RU2642048C2 (ru) * | 2016-03-25 | 2018-01-23 | Акционерное общество "Долгопрудненское конструкторское бюро автоматики" | Линейный волоконно-оптический сигнализатор для систем оповещения о возгорании |
CN108022400A (zh) * | 2017-11-21 | 2018-05-11 | 上海市共进通信技术有限公司 | 基于光通信网络的火灾报警系统及其方法 |
WO2018084744A1 (ru) * | 2016-11-02 | 2018-05-11 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Производственное Предприятие "Автоматика-С" | Концевой оптоволоконный извещатель |
RU2695415C2 (ru) * | 2015-09-08 | 2019-07-23 | Владимир Викторович Хопов | Способ определения степени и места возмущения зонной волоконно-оптической системы охраны объектов и устройство для его реализации |
RU2774898C2 (ru) * | 2020-09-28 | 2022-06-27 | Акционерное Общество "Институт "Оргэнергострой" | Извещатель охранный волоконно-оптический с концевым оптоволоконным датчиком |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2140554A (en) * | 1983-05-26 | 1984-11-28 | Plessey Co Plc | Temperature measuring arrangement |
EP1169619B1 (en) * | 1999-04-09 | 2006-10-04 | Qinetiq Limited | An optical fibre sensor assembly |
RU2306614C1 (ru) * | 2005-11-28 | 2007-09-20 | Частное Предприятие "Артон" | Дымовой пожарный извещатель |
RU78345U1 (ru) * | 2008-07-01 | 2008-11-20 | Евгений Павлович Солодкин | Оптический пожарный извещатель |
RU80609U1 (ru) * | 2008-09-03 | 2009-02-10 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственная компания "Эталон" | Тепловой пожарный извещатель |
RU2413188C2 (ru) * | 2009-04-09 | 2011-02-27 | Общество с ограниченной ответственностью "СибСенсор" | Волоконно-оптическое устройство для измерения температурного распределения (варианты) |
CN201993867U (zh) * | 2011-03-22 | 2011-09-28 | 上海良相智能化工程有限公司 | 一种应急视频监控系统 |
-
2011
- 2011-11-21 RU RU2011146917/08A patent/RU2467397C1/ru active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2140554A (en) * | 1983-05-26 | 1984-11-28 | Plessey Co Plc | Temperature measuring arrangement |
EP1169619B1 (en) * | 1999-04-09 | 2006-10-04 | Qinetiq Limited | An optical fibre sensor assembly |
RU2306614C1 (ru) * | 2005-11-28 | 2007-09-20 | Частное Предприятие "Артон" | Дымовой пожарный извещатель |
RU78345U1 (ru) * | 2008-07-01 | 2008-11-20 | Евгений Павлович Солодкин | Оптический пожарный извещатель |
RU80609U1 (ru) * | 2008-09-03 | 2009-02-10 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственная компания "Эталон" | Тепловой пожарный извещатель |
RU2413188C2 (ru) * | 2009-04-09 | 2011-02-27 | Общество с ограниченной ответственностью "СибСенсор" | Волоконно-оптическое устройство для измерения температурного распределения (варианты) |
CN201993867U (zh) * | 2011-03-22 | 2011-09-28 | 上海良相智能化工程有限公司 | 一种应急视频监控系统 |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2623392C1 (ru) * | 2013-07-08 | 2017-06-26 | Чайна Юниверсити Оф Майнинг Энд Текнолоджи | Комплексная система текущего контроля для обеспечения безопасности в подземных угольных шахтах с использованием выполненных на основе решетки волоконно-оптических датчиков |
RU2630334C2 (ru) * | 2013-10-25 | 2017-09-07 | Чайна Юниверсити Оф Майнинг Энд Текнолоджи | Система динамического контроля отделения кровли выработки на основе волоконных решеток и способ предварительного оповещения |
RU2695415C2 (ru) * | 2015-09-08 | 2019-07-23 | Владимир Викторович Хопов | Способ определения степени и места возмущения зонной волоконно-оптической системы охраны объектов и устройство для его реализации |
RU2639069C2 (ru) * | 2016-03-25 | 2017-12-19 | Акционерное общество "Долгопрудненское конструкторское бюро автоматики" | Волоконно-оптический сигнализатор для систем оповещения о возгорании |
RU2642048C2 (ru) * | 2016-03-25 | 2018-01-23 | Акционерное общество "Долгопрудненское конструкторское бюро автоматики" | Линейный волоконно-оптический сигнализатор для систем оповещения о возгорании |
RU172554U1 (ru) * | 2016-11-02 | 2017-07-12 | ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ "АВТОМАТИКА-С" (ООО НПП "Автоматика-С") | Концевой оптоволоконный извещатель |
WO2018084744A1 (ru) * | 2016-11-02 | 2018-05-11 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Производственное Предприятие "Автоматика-С" | Концевой оптоволоконный извещатель |
CN108022400A (zh) * | 2017-11-21 | 2018-05-11 | 上海市共进通信技术有限公司 | 基于光通信网络的火灾报警系统及其方法 |
RU2774898C2 (ru) * | 2020-09-28 | 2022-06-27 | Акционерное Общество "Институт "Оргэнергострой" | Извещатель охранный волоконно-оптический с концевым оптоволоконным датчиком |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2467397C1 (ru) | Волоконно-оптический линейный пожарный извещатель | |
CA3009297C (en) | Fibre optic temperature measurement | |
CN102037338B (zh) | 在空间检测范围内的地点分辨的温度测量 | |
AU2006288956B2 (en) | Fire detection | |
Linze et al. | Development of an intrusion sensor based on a polarization-OTDR system | |
CA2808600A1 (en) | Optical fiber sensing system | |
CN104964699A (zh) | 基于φ-OTDR光纤分布式扰动传感器的扰动判断方法和装置 | |
Saxena et al. | Empirical mode decomposition-based detection of bend-induced error and its correction in a Raman optical fiber distributed temperature sensor | |
CN108132109A (zh) | 一种分布式光纤测温系统 | |
CN104627205A (zh) | 基于光纤光栅传感器闭环回路的铁路异物侵限监测系统 | |
CN113899465A (zh) | 一种消防用光纤感温火灾探测装置 | |
CN207379627U (zh) | 电缆智能测温报警装置 | |
JP6257539B2 (ja) | 光ファイバ水位計測装置及び水位計測方法 | |
CN204165890U (zh) | 一种激光检测光束标志装置 | |
Toshpulatov | Analysis of fiber-optic sensors for diagnostics and monitoring of electrical equipment | |
CN205263987U (zh) | 船舶机舱监测火灾报警装置 | |
CN101603841A (zh) | 一种光纤光栅传感器 | |
KR100536940B1 (ko) | 광섬유 브레그 격자 센서를 이용한 화재감지시스템 | |
Ružička et al. | Distributed optical fiber acoustic sensing system for perimeter security | |
Liaw | Introductory Chapter: An Overview the Methodologies and Applications of Fiber Optic Sensing | |
RU2642048C2 (ru) | Линейный волоконно-оптический сигнализатор для систем оповещения о возгорании | |
CN205352573U (zh) | 一种实时校准的分布式光纤测温系统 | |
RU2639069C2 (ru) | Волоконно-оптический сигнализатор для систем оповещения о возгорании | |
RU2805514C2 (ru) | Система определения скорости коррозии металлической конструкции (варианты) | |
KR20100011094U (ko) | 열도전성 수지를 외피로 사용한 광섬유 분포온도 측정용 센서용 광케이블 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20130628 |
|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: SUB-LICENCE Effective date: 20131002 |