RU2632765C1 - Method of fire or overheat detection, and device for its implementation - Google Patents
Method of fire or overheat detection, and device for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2632765C1 RU2632765C1 RU2016133693A RU2016133693A RU2632765C1 RU 2632765 C1 RU2632765 C1 RU 2632765C1 RU 2016133693 A RU2016133693 A RU 2016133693A RU 2016133693 A RU2016133693 A RU 2016133693A RU 2632765 C1 RU2632765 C1 RU 2632765C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fire
- temperature
- overheating
- change
- rate
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62C—FIRE-FIGHTING
- A62C37/00—Control of fire-fighting equipment
- A62C37/36—Control of fire-fighting equipment an actuating signal being generated by a sensor separate from an outlet device
- A62C37/46—Construction of the actuator
- A62C37/48—Thermally sensitive initiators
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
- G01K7/16—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements
Abstract
Description
Изобретение относится к области пожарной безопасности, а именно к способам и устройствам обнаружения пожара или перегрева на различных технических объектах, в том числе в отсеках летательных аппаратов. Известна система обнаружения пожара, содержащая датчик тепла в виде трубчатого электропроводящего элемента, в центре которого, коаксиально, расположен проводник, отделенный от наружной трубки эвтектической солью. [Патент США №3540041, опубликовано 10.11.1970].The invention relates to the field of fire safety, and in particular to methods and devices for detecting a fire or overheating at various technical facilities, including in aircraft compartments. A known fire detection system containing a heat sensor in the form of a tubular conductive element, in the center of which, coaxially, is a conductor separated from the outer tube by eutectic salt. [US Patent No. 3540041, published November 10, 1970].
Датчик тепла позволяет выявлять локальное воздействие повышенной температуры. Недостатком такого датчика является невозможность определения с его помощью средней температуры в контролируемой зоне.The heat sensor allows you to detect local effects of elevated temperature. The disadvantage of this sensor is the inability to determine with its help the average temperature in the controlled area.
Известен датчик обнаружения температуры при пожаре, содержащий стержень в качестве опорного элемента, на который по спирали намотан, для измерения средней температуры, проволочный чувствительный элемент. [Патент США №3470744, опубликовано 7.10.1969].A known sensor for detecting temperature during a fire, containing a rod as a support element, on which a wire sensor is wound in a spiral to measure the average temperature. [US Patent No. 3470744, published October 7, 1969].
Недостатком такого датчика обнаружения температуры является высокая вероятность ложных срабатываний при определении локального возгорания по скорости изменения средней температуры. Такая опасность особенно велика при быстром изменении внешних условий и режимов работы объекта контроля.The disadvantage of such a temperature detection sensor is the high probability of false positives when determining a local fire by the rate of change of the average temperature. This danger is especially great with a rapid change in the external conditions and operating modes of the control object.
Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является система обнаружения пожара или перегрева, принятая за прототип, включающая датчик с двумя чувствительными элементами (терморезистивным и термисторным) и устройство, подключенное к датчику. Способ, реализованный в данной системе и принятый за прототип, позволяет выявить неисправности датчика, а также определить по сопротивлениям двух чувствительных элементов среднюю температуру в контролируемой зоне, размер области датчика, подвергшейся локальному воздействию повышенной температуры, и оценить динамические изменения измеряемых параметров [Патент США №7098797, опубликовано 29.08.2006].Closest to the proposed invention is a fire or overheat detection system, adopted as a prototype, including a sensor with two sensitive elements (thermistor and thermistor) and a device connected to the sensor. The method implemented in this system and adopted as a prototype makes it possible to detect sensor malfunctions, and also to determine the average temperature in the controlled area, the size of the sensor area exposed to increased temperature locally by the resistances of two sensitive elements, and to evaluate the dynamic changes in the measured parameters [US Patent No. 7098797, published 29.08.2006].
Недостатком этих способа и системы обнаружения пожара является использование датчика, который в силу своей конструкции имеет значительную тепловую инерционность, а также то, что они не позволяют одновременно быстро и надежно обнаруживать пожар по локальному воздействию пламени на датчик.The disadvantage of this method and system of fire detection is the use of a sensor, which, due to its design, has significant thermal inertia, as well as the fact that they do not allow both quick and reliable detection of fire by local effects of the flame on the sensor.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение надежности обнаружения пожара.The task to which the invention is directed is to increase the reliability of fire detection.
Поставленная задача решается с помощью способа обнаружения пожара или перегрева, заключающегося в том, что измеряют температуру и скорость ее изменения по показаниям линейного теплового датчика, контролируют исправность этого датчика, определяют по средней температуре пожар или перегрев в контролируемой зоне, формируют и передают информацию о пожаре или перегреве, а также об обнаруженных неисправностях.The problem is solved using the method of detecting a fire or overheating, which consists in measuring the temperature and its rate of change according to the readings of a linear thermal sensor, monitoring the health of this sensor, determining the fire or overheating in the controlled area by the average temperature, generating and transmitting fire information or overheating, as well as any malfunctions detected.
Новым в заявляемом изобретении является то, что по скорости изменения средней температуры определяют начальный момент возгорания, а по локально высокой температуре получают подтверждение о пожаре.New in the claimed invention is that the initial moment of ignition is determined by the rate of change of the average temperature, and fire confirmation is obtained by the locally high temperature.
Поставленная задача решается устройством обнаружения пожара или перегрева, содержащим блок обнаружения пожара, в котором осуществляется вычисление температуры и скорости ее изменения по показаниям линейных тепловых датчиков, которые подключены на вход этого блока, контроль исправности линейных тепловых датчиков, формирование и передача в систему пожарной защиты объекта контроля информации о пожаре или перегреве, которые определяются по средней температуре в зоне контроля, а также об обнаруженных неисправностях. Но, в отличие от известного технического решения, в блоке обнаружения пожара по скорости изменения средней температуры определяется начальный момент возгорания, а по локально высокой температуре формируется подтверждение о пожаре. Достигаемый технический результат - повышение надежности обнаружения пожара, обеспечивается за счет того, что для обнаружения локального воздействия повышенной температуры, вызванной появлением пламени, одновременно используются два способа, которые дублируют и дополняют друг друга. Первый из них, основанный на измерении скорости изменения средней температуры, является быстродействующим и позволят обнаружить возгорание на более ранней стадии. Второй способ является более инерционным и основан на измерении высокой локальной температуры. Сочетание этих способов позволяет, с одной стороны, за счет снижения порога срабатывания по скорости изменения температуры, расширить зону обнаружения пожара, а с другой стороны, исключить ложные срабатывания при изменении внешних условий и режимов работы объекта контроля, т.к. при этом локально высоких температур не возникает. Кроме того, наличие информации о скорости изменения температуры позволят эффективнее выявлять отказы, связанные с измерением локальной температуры.The problem is solved by a fire or overheating detection device containing a fire detection unit, in which the temperature and its rate of change are calculated according to the readings of the linear thermal sensors that are connected to the input of this unit, the health of the linear thermal sensors is monitored, the object is formed and transferred to the fire protection system monitoring of information about a fire or overheating, which are determined by the average temperature in the control zone, as well as about detected malfunctions. But, unlike the known technical solution, in the fire detection unit, the initial moment of ignition is determined by the rate of change of the average temperature, and a confirmation of the fire is formed by the locally high temperature. Achievable technical result - increasing the reliability of fire detection, is ensured by the fact that to detect the local effects of elevated temperature caused by the appearance of a flame, two methods are simultaneously used that duplicate and complement each other. The first of them, based on measuring the rate of change in average temperature, is quick-acting and will allow ignition to be detected at an earlier stage. The second method is more inertial and based on the measurement of high local temperature. The combination of these methods allows, on the one hand, by reducing the response threshold for the rate of temperature change, expand the fire detection zone, and on the other hand, eliminate false alarms when changing external conditions and operating modes of the monitoring object, because while locally high temperatures do not occur. In addition, the availability of information on the rate of change of temperature will more effectively identify failures associated with the measurement of local temperature.
В соответствии с п. 3 формулы изобретения в качестве линейных тепловых датчиков предпочтительно использовать линейные терморезистивные датчики, которые обладают высоким быстродействием. В этом случае, в соответствии с п. 4 формулы изобретения, локально высокую температуру можно определять по сопротивлению изоляции чувствительного элемента линейного терморезистивного датчика.In accordance with
На фиг. 1 представлен вариант устройства обнаружения пожара или перегрева, на фиг. 2 представлены графики переходных процессов в устройстве, вызванных локальным воздействием высокой температуры. Устройство обнаружения пожара или перегрева состоит из блока обнаружения пожара 1, на вход которого подключен линейный терморезистивный датчик 2. Блок обнаружения пожара 1, как правило, представляет собой электронное устройство, содержащее аналого-цифровые преобразователи, источники опорного тока и напряжения, микроконтроллеры с внутренними и внешними цифровыми интерфейсами, реле и другими электронными компонентами. Линейный терморезистивный датчик 2 представляет собой тонкостенную металлическую оболочку 3, например, из материала ХН78Т, длина которой может быть от 1 м до 12 м и более, диаметром 1,2 мм и с толщиной стенки 0,2 мм. Внутри оболочки размещен чувствительный элемент 4, выполненный из металла с положительным температурным коэффициентом сопротивления, например никеля. Чувствительный элемент 4 изготовлен из двух жил диаметром 0,2 мм, соединенных между собой с одного конца с помощью лазерной сварки 5 и изолированных друг от друга и от оболочки теплопроводным материалом 6, заполняющим все свободное пространство внутри оболочки. В качестве материала, обладающего хорошими изолирующими свойствами и хорошей теплопроводностью, чаще всего используется окись магния. Сопротивление такого чувствительного элемента изменяется в рабочем диапазоне температур от нескольких десятков Ом до сотен Ом и зависит от длины чувствительного элемента.In FIG. 1 shows an embodiment of a fire or overheating detection device, FIG. 2 shows graphs of transients in the device caused by local exposure to high temperature. A fire or overheating detection device consists of a
Другим вариантом выполнения линейного теплового датчика, позволяющего реализовать предлагаемый способ обнаружения пожара, может быть линейный пневматический датчик, содержащий преобразователь давления, соединенный с сенсорной трубкой, которая выполнена из металла и заполнена веществом, способным быть насыщенным водородом при низких температурах и адсорбировать его при нагревании в заданном диапазоне температур.Another embodiment of a linear thermal sensor that allows implementing the proposed method for fire detection may be a linear pneumatic sensor containing a pressure transducer connected to a sensor tube made of metal and filled with a substance capable of being saturated with hydrogen at low temperatures and adsorbing it when heated in preset temperature range.
Устройство обнаружения пожара или перегрева работает следующим образом. Из блока противопожарной защиты осуществляется питание линейных терморезистивных датчиков от источников опорного тока и напряжения. С помощью аналого-цифровых преобразователей выходные сигналы линейных терморезистивных датчиков преобразовываются в цифровые коды, по которым в микроконтроллере осуществляется вычисление средней температуры в зоне контроля каждого линейного терморезистивного датчика, скорости изменения этой температуры, а также сопротивление изоляции чувствительных элементов относительно оболочки. Кроме того, в микроконтроллере реализуются алгоритмы контроля исправности линейных терморезистивных датчиков. Все вычисленные в микроконтроллере параметры сравниваются с соответствующими пороговыми значениями, а по результатам сравнения формируется информация, которая по внешнему интерфейсу передается в систему пожарной защиты, которая включает в себя устройства индикации и регистрации, речевые оповещатели, устройства управления огнетушителями и др.A device for detecting fire or overheating works as follows. Linear thermoresistive sensors are supplied from the fire protection unit from sources of reference current and voltage. Using analog-to-digital converters, the output signals of the linear thermoresistive sensors are converted into digital codes, by which the microcontroller calculates the average temperature in the control zone of each linear thermoresistive sensor, the rate of change of this temperature, as well as the insulation resistance of the sensitive elements relative to the shell. In addition, the microcontroller implements algorithms for monitoring the health of linear thermoresistive sensors. All parameters calculated in the microcontroller are compared with the corresponding threshold values, and the results of the comparison generate information that is transmitted via the external interface to the fire protection system, which includes indication and registration devices, voice annunciators, fire extinguisher control devices, etc.
При возникновении пожара (момент времени t1 на фиг. 2), когда пламя непосредственно воздействует на оболочку линейного терморезистивного датчика, происходит скачкообразное изменение локальной температуры Тл в зоне касания оболочки. С этого момента начинается рост средней температуры Тср, измеряемой чувствительным элементом, со скоростью dTcp/dt, которая является максимальной до некоторого момента времени t2, после которого она начинает снижаться. Если в интервал времени от t1 до t2 величина dTcp/dt превысит пороговое значение, то в блоке обнаружения пожара будет сформирована информация о начале возгорания. По этой информации в системе пожарной защиты могут сформироваться команды, например, на выключение объекта контроля, например, авиадвигателя. В обозначенный интервал времени оболочка линейного терморезистивного датчика только начинает прогреваться и сопротивление изоляции Rиз остается на высоком уровне (порядка 10 МОм). По мере прогрева оболочки сопротивление изоляции начинает резко падать и, в момент времени t3 достигает порогового значения 0,5 МОм, что примерно соответствует температуре 600°C, при котором формируется информация о пожаре и включается система пожаротушения. В момент времени t4 завершается прогрев линейного терморезистивного датчика, все процессы стабилизируются и, через некоторое время, начинается обратный переходной процесс (на фиг. 2 не показан), вызванный тушением пламени. Весь переходной процесс с момента времени t1 до момента t4 длится обычно не более 10 секунд. В том случае, если при возникновении пожара пламя не касается непосредственно оболочки линейного терморезистивного датчика и не вызывает достаточно сильного локального нагрева оболочки, то обнаружение перегрева и пожара осуществляется по мере повышения температуры во всей зоне контроля по средней температуре.In the event of a fire (time t1 in Fig. 2), when the flame directly affects the shell of the linear thermoresistive sensor, an abrupt change in the local temperature T in the contact zone of the shell occurs. From this moment, the average temperature Tcr, measured by the sensitive element, begins to increase at a speed dTcp / dt, which is maximum up to a certain point in time t2, after which it begins to decrease. If in the time interval from t1 to t2 the value of dTcp / dt exceeds the threshold value, then information on the start of fire will be generated in the fire detection unit. According to this information, commands can be generated in the fire protection system, for example, to turn off the monitoring object, for example, an aircraft engine. At the designated time interval, the shell of the linear thermoresistive sensor is just starting to warm up and the insulation resistance Rf remains at a high level (about 10 MOhm). As the shell warms up, the insulation resistance begins to drop sharply and, at time t3, reaches a threshold value of 0.5 MΩ, which approximately corresponds to a temperature of 600 ° C, at which information about the fire is generated and the fire extinguishing system is turned on. At time t4, the heating of the linear thermoresistive sensor is completed, all processes are stabilized and, after some time, the reverse transient begins (not shown in Fig. 2), caused by the extinction of the flame. The entire transient process from time t1 to time t4 usually lasts no more than 10 seconds. In the event that, in the event of a fire, the flame does not directly touch the shell of the linear thermoresistive sensor and does not cause sufficiently strong local heating of the shell, then overheating and fire are detected as the temperature rises in the entire control zone by the average temperature.
Источники информацииInformation sources
1. Патент США №3540041.1. US patent No. 3540041.
2. Патент США №3470744.2. US patent No. 3470744.
3. Патент США №7098797.3. US Patent No. 7098797.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016133693A RU2632765C1 (en) | 2016-08-16 | 2016-08-16 | Method of fire or overheat detection, and device for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016133693A RU2632765C1 (en) | 2016-08-16 | 2016-08-16 | Method of fire or overheat detection, and device for its implementation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2632765C1 true RU2632765C1 (en) | 2017-10-09 |
Family
ID=60040976
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016133693A RU2632765C1 (en) | 2016-08-16 | 2016-08-16 | Method of fire or overheat detection, and device for its implementation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2632765C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2715181C1 (en) * | 2019-04-16 | 2020-02-25 | Александр Иванович Завадский | Method of detecting fire or overheating in aircraft engine compartment and device for its implementation |
RU2718434C1 (en) * | 2019-06-11 | 2020-04-02 | Александр Иванович Завадский | Method of detecting fire in aircraft engine compartment by rate of temperature change |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1767440A2 (en) * | 1990-10-15 | 1992-10-07 | Научно-Технический Комплекс "Институт Технической Теплофизики" Ан Усср | Device for simultaneous measuring flow temperature and rate |
US20040233062A1 (en) * | 2003-03-03 | 2004-11-25 | Cerberus S.A.S. | Fire or overheating detection system |
EP1876574A1 (en) * | 2006-07-07 | 2008-01-09 | Weishe Zhang | Analog line-type temperature sensitive fire detection cable |
DE102006045083A1 (en) * | 2006-09-15 | 2008-03-27 | Bombardier Transportation Gmbh | Rail vehicle with a fire detection device |
-
2016
- 2016-08-16 RU RU2016133693A patent/RU2632765C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1767440A2 (en) * | 1990-10-15 | 1992-10-07 | Научно-Технический Комплекс "Институт Технической Теплофизики" Ан Усср | Device for simultaneous measuring flow temperature and rate |
US20040233062A1 (en) * | 2003-03-03 | 2004-11-25 | Cerberus S.A.S. | Fire or overheating detection system |
EP1876574A1 (en) * | 2006-07-07 | 2008-01-09 | Weishe Zhang | Analog line-type temperature sensitive fire detection cable |
DE102006045083A1 (en) * | 2006-09-15 | 2008-03-27 | Bombardier Transportation Gmbh | Rail vehicle with a fire detection device |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2715181C1 (en) * | 2019-04-16 | 2020-02-25 | Александр Иванович Завадский | Method of detecting fire or overheating in aircraft engine compartment and device for its implementation |
RU2718434C1 (en) * | 2019-06-11 | 2020-04-02 | Александр Иванович Завадский | Method of detecting fire in aircraft engine compartment by rate of temperature change |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2632765C1 (en) | Method of fire or overheat detection, and device for its implementation | |
US8096708B2 (en) | Digital linear heat detector with thermocouple heat confirmation | |
US10512122B2 (en) | Electrical cartridge type heater with temperature monitoring and electrical heater with temperature monitoring | |
EP3647668B1 (en) | Fluid discharge event detector | |
RU2016150951A (en) | SYSTEM AND METHOD FOR PROTECTING THE STRUCTURAL STRENGTH OF THE ENGINE Pylon | |
US9524841B2 (en) | Heat detector with shape metal alloy element | |
US9518872B2 (en) | Thermal sensor | |
AU2012203454B2 (en) | Apparatus and Method for Detecting a Loose Electrical Connection | |
CN107545692B (en) | Unrecoverable cable type linear temperature-sensing fire disaster detector | |
EP3548855B1 (en) | Shorted thermocouple diagnostic | |
WO2008046249A1 (en) | A nonrenewable linear temperature-sensing detector with alarm about short-circuit trouble | |
RU2637095C1 (en) | Method of fire or overheat detection, and device for its implementation | |
US20100142584A1 (en) | Digital linear heat detector with thermal activation confirmation | |
FI127723B (en) | Fire prevention system for a sauna | |
RU2626716C1 (en) | Method for fire or overheat detection, and device for its implementation | |
CN100359304C (en) | Recombination line type temperature-sensing fire detector | |
RU2637094C1 (en) | Method for detecting fire or overheating with use of duplicated linear thermoresistive sensors and device for its implementation | |
JP4547312B2 (en) | Temperature sensor and fire detector | |
RU2715181C1 (en) | Method of detecting fire or overheating in aircraft engine compartment and device for its implementation | |
RU2711136C1 (en) | Method of detecting fire or overheating and device for its implementation | |
CN101097163B (en) | Method for judging contacting conduction between detecting conductor in linetype temperature-sensitive detector and conductive layer | |
JP4761933B2 (en) | Heating device such as water tank | |
CN101285719A (en) | Linear temperature-sensing fire disaster detector possessing embient temperature and humidity compensate function | |
CN202084133U (en) | Recoverable line style temperature-sensitive detector having self-check heating function | |
CN201017433Y (en) | Linetype temperature-sensing fire disaster detector capable of enhancing response speed |