RU2613274C2 - Optic smoke sensor - Google Patents
Optic smoke sensor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2613274C2 RU2613274C2 RU2015105482A RU2015105482A RU2613274C2 RU 2613274 C2 RU2613274 C2 RU 2613274C2 RU 2015105482 A RU2015105482 A RU 2015105482A RU 2015105482 A RU2015105482 A RU 2015105482A RU 2613274 C2 RU2613274 C2 RU 2613274C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signal level
- optically coupled
- measuring
- channel
- light source
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
- G08B17/00—Fire alarms; Alarms responsive to explosion
- G08B17/10—Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
- G08B17/00—Fire alarms; Alarms responsive to explosion
- G08B17/10—Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means
- G08B17/103—Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means using a light emitting and receiving device
- G08B17/107—Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means using a light emitting and receiving device for detecting light-scattering due to smoke
Landscapes
- Fire-Detection Mechanisms (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
Description
Техническое решение относится к разработкам в области охранных и противопожарных систем и может применяться в авиастроении, кораблестроении и иных видах отраслях промышленности.The technical solution relates to developments in the field of security and fire-fighting systems and can be used in aircraft, shipbuilding and other industries.
Известен датчик дыма [1], взятый в качестве аналога. Указанный датчик при достаточно низкой чувствительности имеет сложную конструкцию. Кроме того, наличие ряда отражателей как со сферической, так и с асферической поверхностями существенно затрудняет юстировку прибора, а также снижает его эксплуатационные характеристики - устойчивость к перепадам температуры, давления, влажности.Known smoke sensor [1], taken as an analogue. The specified sensor at a sufficiently low sensitivity has a complex structure. In addition, the presence of a number of reflectors with both spherical and aspherical surfaces significantly complicates the alignment of the device, and also reduces its operational characteristics - resistance to changes in temperature, pressure, humidity.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является датчик дыма с самоконтролем [2], который содержит два оптических приемных канала - эталонный и измерительный, а также канал излучателя (на основе светодиода), и состоит из корпуса, внутри которого расположены светодиод, призма для отвода излучения в эталонный канал, фотодиодный приемник эталонного канала, формирующая оптическая система, подстраиваемый отражатель, оптически с ним сопряженный через приемный объектив измерительный фотодиодный приемник и электронная схема обработки и контроля.The closest to the invention in technical essence is a smoke detector with self-monitoring [2], which contains two optical receiving channels - a reference and a measuring channel, as well as a radiator channel (based on the LED), and consists of a housing, inside of which there is an LED, a prism for removal radiation into the reference channel, the photodiode receiver of the reference channel, the forming optical system, an adjustable reflector, a measuring photodiode receiver optically coupled to it through a receiving lens, and an electronic circuit boots and control.
Наличие дыма в камере детектируется по разности сигналов эталонного и измерительного приемного каналов. При этом перед выходом на рабочий режим сигналы в приемных каналах выравниваются электронным способом. Такой принцип работы требует высокой стабильности излучателя, вследствие неравноплечности приемных каналов влияние нестабильности потока излучения светодиода на сигналы в каналах будет разным, что неизбежно приведет к возникновению сигнала рассогласования между ними и, как следствие, к появлению ложной тревоги. Для обеспечения неизменности характеристик излучения светодиода в процессе эксплуатации в приборе предусмотрена сложная система термостабилизации, наличие которой ведет к существенному повышению как стоимости прибора, так и его энергопотребления.The presence of smoke in the chamber is detected by the difference between the signals of the reference and measuring receiving channels. In this case, before reaching the operating mode, the signals in the receiving channels are aligned electronically. This principle of operation requires high stability of the emitter, due to the unevenness of the receiving channels, the influence of the instability of the LED radiation flux on the signals in the channels will be different, which will inevitably lead to the appearance of a mismatch signal between them and, as a result, to the appearance of a false alarm. To ensure the unchanged characteristics of the LED radiation during operation, the device has a complex thermal stabilization system, the presence of which leads to a significant increase in both the cost of the device and its energy consumption.
Важным аспектом является следующий факт. Стабилизация эталонного сигнала осуществляется в некотором диапазоне dФ. Как правило, чувствительность датчика не может быть меньшей, чем dФ.An important aspect is the following fact. The stabilization of the reference signal is carried out in a certain range of dF. As a rule, the sensitivity of the sensor cannot be less than dF.
Указанные выше недостатки можно устранить тем, что в оптическом датчике дыма, содержащем источник излучения с блоком питания и отражатель, оптически сопряженный с источником излучения, эталонный приемный канал, оптически сопряженный с источником излучения, выход которого соединен с входом блока питания, измерительный приемный канал, оптически сопряженный с источником излучения через отражатель, наличие задымления определяется в измерительном канале по превышению пороговой величины Δ, разницей между значением текущего уровня сигнала Фт измерительного канала и значением динамического уровня сигнала Ф0, гдеThe above disadvantages can be eliminated by the fact that in the optical smoke detector containing a radiation source with a power supply and a reflector optically coupled to a radiation source, a reference receiving channel optically coupled to a radiation source, the output of which is connected to the input of the power supply, a measuring receiving channel, optically coupled to the radiation source through the reflector, the presence of smoke is determined in the measuring channel by exceeding the threshold value Δ, the difference between the value of the current signal level F t measuring channel and the value of the dynamic signal level f 0 , where
*Ф0 - начальный уровень сигнала;* Ф 0 - initial signal level;
Фi - мгновенное значение сигнала;F i is the instantaneous value of the signal;
i - номер выборки;i is the sample number;
n - число выборок для усреднения динамического уровня сигнала;n is the number of samples for averaging the dynamic signal level;
k - число выборок для усреднения текущего уровня сигнала.k is the number of samples to average the current signal level.
Причем k<<n.Moreover, k << n.
Динамический уровень сигнала характеризует в системе эталонный сигнал. Введение усреднения по выборке из n измерений позволяет исключить случайные выбросы эталонного сигнала при принятии решения. Текущий уровень сигнала также усредняется. Его выборка - k измерений, причем k<<n.The dynamic signal level characterizes the reference signal in the system. The introduction of averaging over a sample of n measurements makes it possible to exclude random outliers of the reference signal when making a decision. The current signal level is also averaged. His sample is k measurements, with k << n.
При таком алгоритме обработки значение пороговой величины Δ может быть в идеальном случае сколь угодно малым. Оно может быть ограничено только собственными внутренними шумами электронной системы обработки. Величина dФ, определяющая диапазон стабилизации эталонного сигнала, не является критичной, т.е. Δ может быть меньше значения dФ. Поэтому предлагаемая совокупность отличительных признаков позволяет достичь двух положительных эффектов, во-первых, повысить чувствительность датчика дыма (т.е. позволяет обеспечить Δ<<dФ), во-вторых, снизать вероятность ложного срабатывания прибора за счет случайных выбросов как эталонного, так и текущего сигналов (введением усреднения эталонного и текущего сигналов).With such a processing algorithm, the value of the threshold value Δ can ideally be arbitrarily small. It can be limited only by the intrinsic noise of the electronic processing system. The dF value, which determines the stabilization range of the reference signal, is not critical, i.e. Δ may be less than dF. Therefore, the proposed set of distinctive features allows us to achieve two positive effects, firstly, to increase the sensitivity of the smoke sensor (i.e., to ensure Δ << dF), and secondly, to reduce the likelihood of false alarms of the device due to random emissions of both the reference and current signals (by introducing averaging of the reference and current signals).
На чертеже представлена схема оптического датчика дыма.The drawing shows a diagram of an optical smoke detector.
В нем используется схема с двумя приемными каналами, один из которых является измерительным. При этом в передающем канале в качестве излучателя 1 применяется светодиод, излучение которого проходит через диафрагму 2 и дополнительно коллимируется оптической системой 3. Сфокусированное излучение светодиода попадает на регулируемый отражатель 4, задающий начальное значение потока, попадающего в измерительный канал. В свою очередь приемный измерительный канал включает в себя оптическую систему 5 и приемник излучения 6 (фотодиод). При попадании дыма в камеру на его частицах происходит дополнительное рассеяние излучения светодиода, и поток, попадающий в измерительный канал, возрастает, что и может быть зафиксировано по увеличению сигнала с фотодиодного приемника излучения блоком обработки и контроля 7.It uses a circuit with two receiving channels, one of which is a measuring channel. In this case, an LED is used as a
Второй приемный канал является эталонным (опорным) каналом, который выполнен на основе фотодиода 8 и оптически связан со светодиодом за счет его широкой диаграммы направленности излучения, а также электрически связан через блок обработки и контроля 7 с излучателем. Его задачей является стабилизация излучения светодиода, которая достигается электронным способом - в датчике предусмотрено управление током через светодиод. Поэтому любое изменение излучательных характеристик светодиода как вследствие внешних воздействий (температура, давление и т.д.), так и при деградации собственно кристалла излучателя, практически мгновенно компенсируется повышением или снижением тока через него. Кроме того, излучение светодиода модулируется в килогерцовом диапазоне - на эту же частоту настроены усилительные тракты с высокой добротностью обоих измерительных каналов, расположенные в блоке обработки и контроля 7, что позволяет отстраниться от всех внешних фоновых засветок как естественного, так и искусственного происхождения.The second receiving channel is a reference (reference) channel, which is made on the basis of
Источники информацииInformation sources
1. Патент РФ 2037883, МПК G08B 17/10, опубл. 19.06.1995.1. RF patent 2037883, IPC G08B 17/10, publ. 06/19/1995.
2. Патент США US 4870394 от 26.09.1989, МПК G08B 17/10, НКИ 340/630.2. US patent US 4870394 from 09/26/1989, IPC G08B 17/10, NKI 340/630.
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015105482A RU2613274C2 (en) | 2015-02-18 | 2015-02-18 | Optic smoke sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015105482A RU2613274C2 (en) | 2015-02-18 | 2015-02-18 | Optic smoke sensor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015105482A RU2015105482A (en) | 2016-09-10 |
RU2613274C2 true RU2613274C2 (en) | 2017-03-15 |
Family
ID=56889389
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015105482A RU2613274C2 (en) | 2015-02-18 | 2015-02-18 | Optic smoke sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2613274C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2698961C1 (en) * | 2018-08-31 | 2019-09-02 | Андрей Юрьевич Петров | Smoke detector |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU484544A1 (en) * | 1974-04-12 | 1975-09-15 | Предприятие П/Я В-8690 | Smoke detector |
US4185278A (en) * | 1977-09-22 | 1980-01-22 | HF Systems, Incorporated | Obscuration type smoke detector |
SU1317466A1 (en) * | 1985-08-19 | 1987-06-15 | Предприятие П/Я А-3462 | Method of checking presence of aerosol particles in checked atmosphere |
US4870394A (en) * | 1988-01-29 | 1989-09-26 | Systron-Donner Corp. | Smoke detector with improved testing |
-
2015
- 2015-02-18 RU RU2015105482A patent/RU2613274C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU484544A1 (en) * | 1974-04-12 | 1975-09-15 | Предприятие П/Я В-8690 | Smoke detector |
US4185278A (en) * | 1977-09-22 | 1980-01-22 | HF Systems, Incorporated | Obscuration type smoke detector |
SU1317466A1 (en) * | 1985-08-19 | 1987-06-15 | Предприятие П/Я А-3462 | Method of checking presence of aerosol particles in checked atmosphere |
US4870394A (en) * | 1988-01-29 | 1989-09-26 | Systron-Donner Corp. | Smoke detector with improved testing |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2698961C1 (en) * | 2018-08-31 | 2019-09-02 | Андрей Юрьевич Петров | Smoke detector |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2015105482A (en) | 2016-09-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3335285A (en) | Photoelectric system for detecting objects in a zone including vibrating light source | |
US8085157B2 (en) | Smoke detectors | |
US9506804B2 (en) | Open path gas detector | |
RU157463U1 (en) | TRACK GAS ANALYZER | |
US10422740B2 (en) | Dual wavelength source gas detector | |
RU2015105270A (en) | DEVICE AND METHOD FOR DETERMINING THE CHROMATIC PROPERTIES OF FOOD PRODUCT | |
US8902425B2 (en) | Temperature-stable incoherent light source | |
KR970066557A (en) | Infrared moisture measuring device and infrared moisture measuring method | |
EP3540705A3 (en) | Aspirating detector system | |
RU2613274C2 (en) | Optic smoke sensor | |
US10962476B2 (en) | Turbidity sensor and method for measuring turbidity | |
KR102112940B1 (en) | Measurement time distribution in reference methods | |
US9188528B2 (en) | Sensor for monitoring a medium | |
US20180136120A1 (en) | Radar spectroscopy based gas sensor | |
US9164035B2 (en) | Distributive transmissometer | |
KR101514939B1 (en) | Sensor capable of measurement for illuminance and proximity | |
RU166686U1 (en) | LASER RANGEFINDER | |
US9640682B2 (en) | Device for emitting electromagnetic radiation | |
CN208654324U (en) | A kind of laser range finder of high receiving sensitivity | |
CN106932340B (en) | Light detection system based on integrating sphere | |
RU2682566C2 (en) | Dust formation detection device for printed circuit boards of radio electronic equipment | |
US11885742B2 (en) | Receiver, detection system, and detection method | |
RU2503952C1 (en) | Device to detect dust deposit on printed circuit boards of radio electronics equipment | |
RU2660329C1 (en) | Laser range finder with function of optical and optoelectronic device detection | |
RU165458U1 (en) | DEVICE FOR ADJUSTING AND CONTROL OF LASER RANGE |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FA92 | Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted) |
Effective date: 20161206 |
|
FZ9A | Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal) |
Effective date: 20161227 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180219 |