RU2597466C1 - Fire source coordinate sensor - Google Patents

Fire source coordinate sensor Download PDF

Info

Publication number
RU2597466C1
RU2597466C1 RU2015110795/08A RU2015110795A RU2597466C1 RU 2597466 C1 RU2597466 C1 RU 2597466C1 RU 2015110795/08 A RU2015110795/08 A RU 2015110795/08A RU 2015110795 A RU2015110795 A RU 2015110795A RU 2597466 C1 RU2597466 C1 RU 2597466C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fire
sensor
mirrors
source
cylindrical lenses
Prior art date
Application number
RU2015110795/08A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Викторович Сыпин
Сергей Александрович Терентьев
Дмитрий Александрович Герасимов
Андрей Николаевич Павлов
Геннадий Валентинович Леонов
Евгений Сергеевич Повернов
Юлия Леонидовна Миханошина
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ)
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 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ)
Priority to RU2015110795/08A priority Critical patent/RU2597466C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2597466C1 publication Critical patent/RU2597466C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: measuring equipment; fire safety.
SUBSTANCE: invention relates to fire alarm devices, and is intended for detection of fire source in gas-dispersion systems (solid phase-gas) and determining its two-dimensional coordinates at heat radiation source. Proposed sensor comprises serially mounted inlet spherical lens, light flux splitter, two cylindrical lenses, each in its optical channel, light filters with different transmission spectra, single-coordinate radiation detectors, located perpendicular to each other and the optical axis of the sensor also includes two pairs of mirrors, each pair is located after each cylindrical lens.
EFFECT: increased sensitivity, higher efficiency of fire-extinguishing or explosion suppression system.
1 cl, 1 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области систем предупреждения об опасности, в частности к устройствам пожарной сигнализации и взрывоподавления, и предназначено для обнаружения очага возгорания в газодисперсных системах и определения его двумерных координат по излучению источника повышенной температуры.The invention relates to the field of hazard warning systems, in particular to fire alarm and explosion suppression devices, and is intended to detect a source of ignition in gas dispersed systems and determine its two-dimensional coordinates from radiation from a source of elevated temperature.

Известен пирометрический датчик координат очага возгорания [1], содержащий последовательно установленные оптическую систему, разделитель светового потока, светофильтры с разными спектрами пропускания, однокоординатные приемники излучения (ОПИ), расположенные перпендикулярно друг другу и оптической оси датчика, причем выходы приемников соединены со входом исполнительной схемы. Недостатком этого датчика является то, что проекция от точечного излучателя (возгорания на начальной стадии), смещенного относительно центра охраняемой зоны, не попадает (не проецируется) на один или оба ОПИ, что может привести к пропуску начального момента возгорания.A known pyrometric sensor of coordinates of the source of ignition [1], containing a sequentially installed optical system, a light splitter, light filters with different transmission spectra, single-axis radiation receivers (OPI) located perpendicular to each other and the optical axis of the sensor, the outputs of the receivers connected to the input of the Executive circuit . The disadvantage of this sensor is that the projection from a point emitter (ignition at the initial stage), offset from the center of the protected zone, does not fall (is not projected) onto one or both of the optical arrays, which can lead to a miss of the initial moment of ignition.

Известен пирометрический датчик координат очага возгорания с цилиндрическими линзами [2, прототип], содержащий последовательно установленные сферическую линзу, разделитель светового потока, две цилиндрические линзы, расположенные после разделителя светового потока, каждая в своем оптическом канале, светофильтры с разными спектрами пропускания, однокоординатные приемники излучения (ОПИ), расположенные перпендикулярно друг другу и оптической оси датчика. Осевые линии ОПИ ориентированы поперек продольным осям цилиндрических линз. Выходы приемников соединены со входом исполнительной схемы. Недостатком этого датчика является то, что большая часть энергии, сфокусированной оптической системой, проходит мимо ОПИ, что, в свою очередь, приводит к низкой чувствительности датчика.Known pyrometric coordinates of the ignition source with cylindrical lenses [2, prototype], containing a sequentially mounted spherical lens, a light splitter, two cylindrical lenses located after the light flux splitter, each in its optical channel, filters with different transmission spectra, single-axis radiation receivers (OPI) located perpendicular to each other and the optical axis of the sensor. The axial lines of the OPI are oriented across the longitudinal axes of the cylindrical lenses. The outputs of the receivers are connected to the input of the Executive circuit. The disadvantage of this sensor is that most of the energy focused by the optical system passes by the OPI, which, in turn, leads to a low sensitivity of the sensor.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является разработка датчика координат очага возгорания с повышенной чувствительностью, способного обнаруживать возгорания на более ранней стадии.The task to which the proposed technical solution is directed is to develop a sensor of coordinates of the fire source with increased sensitivity, capable of detecting fires at an earlier stage.

Предлагаемый датчик координат очага возгорания содержит оптическую систему, содержащую последовательно установленные сферическую линзу, разделитель светового потока, две цилиндрические линзы, расположенные после разделителя светового потока, каждая в своем оптическом канале, два светофильтра с разными спектрами пропускания, однокоординатные приемники излучения (ОПИ), расположенные перпендикулярно друг другу и оптической оси датчика, и дополнительно вводятся две пары зеркал. Каждая пара устанавливается после каждой цилиндрической линзы, что приводит к фокусированию оптической энергии на ОПИ. Угол β между плоскостью зеркала и оптической осью (фиг. 1) определяет коэффициент увеличения чувствительности k, по сравнению с прототипом (Таблица 1).The proposed sensor of the coordinates of the source of ignition contains an optical system containing a spherical lens sequentially mounted, a luminous flux separator, two cylindrical lenses located after the luminous flux separator, each in its optical channel, two filters with different transmission spectra, single-axis radiation receivers (OPI) located perpendicular to each other and the optical axis of the sensor, and two pairs of mirrors are additionally introduced. Each pair is installed after each cylindrical lens, which leads to the focusing of optical energy on the OPI. The angle β between the plane of the mirror and the optical axis (Fig. 1) determines the coefficient of sensitivity increase k, in comparison with the prototype (Table 1).

Figure 00000001
Figure 00000001

Так, при β=16°±1° этот коэффициент равен 3,4±0,1, т.е. чувствительность датчика увеличена в 3,4 раза. При других углах коэффициент ниже. При β=0° и β>45° коэффициент равен 1.So, at β = 16 ° ± 1 ° this coefficient is 3.4 ± 0.1, i.e. sensor sensitivity increased 3.4 times. At other angles, the coefficient is lower. For β = 0 ° and β> 45 °, the coefficient is 1.

На фиг. 1 представлена структурная схема датчика координат очага возгорания. Устройство содержит входную сферическую линзу 1, разделитель светового потока 2, цилиндрические линзы 3 и 3′, пары зеркал 4 и 4′, светофильтры 5 и 5′, однокоординатные приемники излучения 6 и 6′, исполнительную схему 7, блок питания 8.In FIG. 1 is a structural diagram of a coordinate sensor of a fire source. The device contains an input spherical lens 1, a light flux separator 2, cylindrical lenses 3 and 3 ′, pairs of mirrors 4 and 4 ′, light filters 5 and 5 ′, single-axis radiation receivers 6 and 6 ′, actuating circuit 7, power supply 8.

Датчик координат очага возгорания работает следующим образом.The coordinate sensor of the source of fire works as follows.

Излучение контролируемой области собирается при помощи сферической линзы 1 и разделяется светоделительной пластиной 2 на два потока (оптических канала). Каждый из этих потоков посредством цилиндрических линз 3 фокусируется в отрезок, который пересекает ОПИ 6. Часть энергии, которая проходит мимо ОПИ, фокусируется двумя парами зеркал 4 и 4′ и попадает на приемник. Одновременно происходит выделение узкого спектра энергии светофильтрами 5. Сигналы с ОПИ подаются в исполнительную схему 7. Исполнительная схема 7, построенная на базе микроконтроллера, преобразует в цифровые значения распределения величин электрических сигналов по длине горизонтального и вертикального ОПИ, выполняет программную фильтрацию помех, определяет область чувствительного слоя с максимальной освещенностью по экстремуму электрического сигнала для каждого ОПИ и на основании этого вычисляет двумерные координаты очага возгорания, после этого находит отношение экстремумов электрических сигналов и сравнивает полученное отношение с заранее заданным значением для принятия решения о возникновении (или отсутствии) возгорания. В случае возникновения возгорания исполнительная схема формирует управляющий сигнал на соответствующее устройство подавления возгорания.The radiation of the controlled region is collected using a spherical lens 1 and is divided by a beam splitter plate 2 into two streams (optical channels). Each of these flows is focused by means of cylindrical lenses 3 into a segment that intersects the OPI 6. A part of the energy that passes by the OPI is focused by two pairs of mirrors 4 and 4 ′ and reaches the receiver. At the same time, a narrow energy spectrum is extracted with the light filters 5. The signals from the OPI are fed into the executive circuit 7. The executive circuit 7, built on the basis of the microcontroller, converts into digital values the distribution of the magnitude of the electrical signals along the length of the horizontal and vertical OPI, performs software noise filtering, determines the sensitive area layer with maximum illumination at the extremum of the electrical signal for each IRF and based on this calculates the two-dimensional coordinates of the source of ignition After that, it finds the ratio of the extrema of the electrical signals and compares the resulting ratio with a predetermined value for deciding on the occurrence (or absence) of a fire. In the event of a fire, the Executive circuit generates a control signal to the corresponding device for suppressing fire.

Блок питания 8 служит для формирования и стабилизации напряжений, необходимых для работы электрической схемы.The power supply 8 is used to form and stabilize the voltages necessary for the operation of the electrical circuit.

Таким образом, предлагаемое техническое решение способно решить поставленную задачу - существенно повысить чувствительность датчика.Thus, the proposed technical solution is able to solve the problem - to significantly increase the sensitivity of the sensor.

Датчик координат очага возгорания прошел испытания на установке для взрывов угле-метано-воздушных смесей в Алтайском государственном техническом университете им. И.И. Ползунова, которые подтвердили реализацию заявленного технического результата.The ignition source coordinate sensor has been tested in an installation for explosions of coal-methane-air mixtures at the Altai State Technical University. I.I. Polzunov, who confirmed the implementation of the claimed technical result.

Изобретение может быть использовано в автоматических системах пожарной сигнализации для обеспечения взрывобезопасности газодисперсных систем (сплошная фаза-газ) в производственных условиях и на угольных шахтах, в частности шахтах Кемеровской области, где уже успешно используются аналоги данного датчика, изготовленные коллективом авторов предлагаемого технического решения.The invention can be used in automatic fire alarm systems to ensure the explosion safety of gas dispersed systems (continuous phase gas) in production conditions and in coal mines, in particular mines of the Kemerovo region, where analogues of this sensor, made by a team of authors of the proposed technical solution, are already successfully used.

Источники информацииInformation sources

1. Патент РФ №2318242.1. RF patent No. 2318242.

2. Патент РФ №2459269.2. RF patent No. 2459269.

3. Патент РФ №2109345.3. RF patent No. 2109345.

4. US 5339070 А, 16.08.1994.4. US 5339070 A, 08.16.1994.

5. Якушенков Ю.Г. Теория и расчет оптико-электронных приборов: Учебник для студентов приборостроительных специальностей вузов. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1989. - 360 с.: ил, с. 186-188.5. Yakushenkov Yu.G. Theory and calculation of optoelectronic devices: A textbook for students of instrument-making specialties of universities. - 3rd ed., Revised. and add. - M.: Mechanical Engineering, 1989. - 360 p.: Silt, p. 186-188.

Claims (1)

Датчик координат очага возгорания, содержащий последовательно установленные входную сферическую линзу, разделитель светового потока, две цилиндрические линзы, каждая в своем оптическом канале, два светофильтра с разными спектрами пропускания, два однокоординатных приемника излучения, расположенные перпендикулярно друг другу и оптической оси датчика, осевые линии однокоординатных приемников излучения ориентированы поперек продольных осей цилиндрических линз, причем выходы приемников соединены со входом исполнительной схемы, отличающийся тем, что дополнительно содержит две пары зеркал, каждая пара зеркал расположена после каждой цилиндрической линзы. An ignition source coordinate sensor containing a sequentially installed input spherical lens, a light flux separator, two cylindrical lenses, each in its optical channel, two filters with different transmission spectra, two single-axis radiation receivers located perpendicular to each other and to the optical axis of the sensor, axial lines of single-axis radiation receivers are oriented across the longitudinal axis of the cylindrical lenses, and the outputs of the receivers are connected to the input of the Executive circuit, distinct In that it further comprises two pairs of mirrors, each pair of mirrors is located after each cylindrical lens.
RU2015110795/08A 2015-03-25 2015-03-25 Fire source coordinate sensor RU2597466C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015110795/08A RU2597466C1 (en) 2015-03-25 2015-03-25 Fire source coordinate sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015110795/08A RU2597466C1 (en) 2015-03-25 2015-03-25 Fire source coordinate sensor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2597466C1 true RU2597466C1 (en) 2016-09-10

Family

ID=56892600

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015110795/08A RU2597466C1 (en) 2015-03-25 2015-03-25 Fire source coordinate sensor

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2597466C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5225810A (en) * 1990-08-23 1993-07-06 Nohmi Bosai Ltd. Fire detector for discriminating smoke and flame based on optically measured distance
RU2276808C2 (en) * 2004-04-29 2006-05-20 Закрытое акционерное общество "НПО Космического Приборостроения" Device for twenty-four-hour detection and monitoring of spread of fire centers in region
RU2459269C1 (en) * 2011-03-16 2012-08-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Pyrometric fire hazard coordinate sensor with cylindrical lenses
US20140353473A1 (en) * 2013-05-31 2014-12-04 General Electric Company System and method for determination of flames in a harsh environment

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5225810A (en) * 1990-08-23 1993-07-06 Nohmi Bosai Ltd. Fire detector for discriminating smoke and flame based on optically measured distance
RU2276808C2 (en) * 2004-04-29 2006-05-20 Закрытое акционерное общество "НПО Космического Приборостроения" Device for twenty-four-hour detection and monitoring of spread of fire centers in region
RU2459269C1 (en) * 2011-03-16 2012-08-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Pyrometric fire hazard coordinate sensor with cylindrical lenses
US20140353473A1 (en) * 2013-05-31 2014-12-04 General Electric Company System and method for determination of flames in a harsh environment

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108295407B (en) Robot cable pipe gallery on-site fire early warning and fire extinguishing method, device and system
KR101526067B1 (en) Laser detection and warning system
EP3040706A1 (en) Detection of hydrocarbon gases using short wave infrared technology
CN103925841B (en) Infrared ray mixes auxiliary sighting device with laser
MX2017002504A (en) Apparatus and method for detecting a gas using an unmanned aerial vehicle.
EP2553379B1 (en) Dazzlers
CN104459817B (en) Fire sign detection device and method
CN103377537A (en) Overhead falling object early-warning system and method
RU2597466C1 (en) Fire source coordinate sensor
MX2019014764A (en) Chamberless smoke detector with indoor air quality detection and monitoring.
RU2459269C1 (en) Pyrometric fire hazard coordinate sensor with cylindrical lenses
SE8107380L (en) DEVICE FOR BURNER OR EXPLOSION DETECTION
MX358708B (en) Nuclear reactor optical fuel alignment systems and methods.
JP7155424B2 (en) Active partial beam alignment system for sensor-laser boresight maintenance
KR101573236B1 (en) Fire detection system
RU2318242C1 (en) Pyrometric sensor of combustion focus coordinates
CN111437556A (en) Fire detector, fire detection method and automatic fire extinguishing system
RU2536355C2 (en) Pyrometric sensor of coordinates of fire source with field stop
KR20150129409A (en) A searchlight which runs on the kinetic energy generated by a motion sensor equipped with laser range finder
KR20150136414A (en) A shelf which runs on the kinetic energy generated by a motion sensor equipped with laser range finder
KR102057998B1 (en) Fire detector for vehicle
Steinvall Potential of preemptive DIRCM systems
RU130586U1 (en) ON-BOARD COMPLEX OF INDIVIDUAL PROTECTION OF THE AIRCRAFT AGAINST MANAGED MISSILES WITH INFRARED Homing Heads
FR3060182B1 (en) METHOD AND DEVICE FOR DETECTION OF AN INTRUSION INTO THE ENVIRONMENT OF A ROBOT
RU141758U1 (en) NON-CONTACT MUNITION BLASTING OPTICAL BLOCK

Legal Events

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

Effective date: 20170326