RU2665868C1 - Method of smoke detection and device for implementation thereof - Google Patents
Method of smoke detection and device for implementation thereof Download PDFInfo
- Publication number
- RU2665868C1 RU2665868C1 RU2017133672A RU2017133672A RU2665868C1 RU 2665868 C1 RU2665868 C1 RU 2665868C1 RU 2017133672 A RU2017133672 A RU 2017133672A RU 2017133672 A RU2017133672 A RU 2017133672A RU 2665868 C1 RU2665868 C1 RU 2665868C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- circuit
- signals
- signal
- 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
Abstract
Description
Изобретение относится к области пожарной безопасности, а именно к способам регистрации дыма, и может быть использовано для обнаружения возгорания, сопровождающегося появлением дыма на ранних стадиях пожара в закрытых помещениях различных зданий и сооружений.The invention relates to the field of fire safety, and in particular to methods for detecting smoke, and can be used to detect fire, accompanied by the appearance of smoke in the early stages of a fire in enclosed spaces of various buildings and structures.
Известен способ регистрации дыма, описанный в патенте Российской Федерации №2134907, МПК G08B 17/10 (1995.01), опубликованный 20.08.99 г., который заключается в формировании периодических пачек световых импульсов, излучаемых в оптическую камеру со светопоглощающими стенками, последующем приеме отраженных сигналов под углом, отличным от оптической оси излучения, сравнении их с пороговым значением и запоминании с последующим формированием сигнала регистрации дыма при условии приема всей пачки световых импульсов, так и в промежутках между излучениями световых импульсов пачки, когда достоверна информация об отсутствии полезного сигнала с последующим формированием сигнала наличия помех и корректировкой сигнала регистрации дыма. Если сформированный сигнал обнаруживают по схеме сравнения в момент опроса оптической системы, то схемой управления и запоминания формируют счетный импульс, который запоминают как "первый" импульс пачки, причем сигнал регистрации дыма формируют после приема всей пачки импульсов. Сигналом, образуемым в промежуток времени между регистрациями отдельных излученных световых импульсов пачки и превышаемым порог срабатывания, формируют логический сигнал низкого уровня, который направляют на схему определения помехи, а затем - на схему управления и запоминания, обнуляя счетчик и запрещая счет импульсов, тем самым препятствуют формированию сигнала регистрации дыма.A known method of detecting smoke, described in the patent of the Russian Federation No. 2134907, IPC G08B 17/10 (1995.01), published on 08/20/99, which consists in the formation of periodic bursts of light pulses emitted into an optical camera with light-absorbing walls, the subsequent reception of reflected signals at an angle different from the optical axis of the radiation, comparing them with a threshold value and memorizing with the subsequent formation of a smoke detection signal, provided that the entire packet of light pulses is received, and in the intervals between radiation with etovyh burst when reliable information about the absence of a useful signal with the subsequent formation of the signal or noise and smoke registration correction signal. If the generated signal is detected by the comparison circuit at the time of interrogation of the optical system, then a counting pulse is generated by the control and storing circuit, which is stored as the "first" burst pulse, and the smoke detection signal is generated after receiving the entire burst of pulses. The signal generated in the interval between the registration of the individual emitted light pulses of the burst and the threshold is exceeded, form a low-level logic signal, which is sent to the interference detection circuit, and then to the control and memory circuit, resetting the counter and inhibiting the pulse count, thereby preventing the formation of a smoke detection signal.
Недостатком указанного способа является низкая надежность за счет введения операции формирования сигнала помех с последующим воздействием на формирование сигнала обнаружения дыма. В тоже время при отсутствии дыма появление любой помехи, вызванной переходными процессами, обуславливающими снижение величины порогового значения, и сравнимой по длительности с длительностью пачки импульсов, возможно формирование ложного сигнала регистрации дыма.The disadvantage of this method is the low reliability due to the introduction of the operation of generating an interference signal with subsequent exposure to the formation of a smoke detection signal. At the same time, in the absence of smoke, the appearance of any interference caused by transients causing a decrease in the threshold value and comparable in duration with the duration of the pulse train can generate a false smoke detection signal.
В качестве прототипа выбран известный способ регистрации дыма, описанный в патенте Российской Федерации №2256229, МПК G08B 17/10 (2000.01) и опубликованный 10.07.2005 г., который заключается в формировании синхронных периодических последовательностей счетных импульсов и световых импульсов, излучаемых в оптическую камеру со светопоглощающими стенками, последующем приеме отраженных сигналов, поступающих под углом, отличным от оптической оси излучения, преобразовании принятых отраженных сигналов в электрические сигналы, сравнении их с пороговым значением, причем при наличии приема отраженных сигналов соответствующие им электрические сигналы синхронно детектируют до сравнения с пороговым значением, а сигналами, превышающими пороговое значение, устанавливают начало периода для накопления и подсчета счетных импульсов, синхронных соответствующим периодическим световым импульсам, с последующим формированием сигнала регистрации дыма при накоплении заданного количества счетных импульсов или сигнала сброса при их недостатке. Основным недостатком указанного способа является невозможность определения достоверности измерения при наличии посторонних частиц в зоне регистрации дыма, например, промышленной пыли или всевозможных аэрозолей. Отсутствие контроля запыленности оптического канала снижает достоверность обнаружения и регистрации дыма на ранней стадии возгорания.As a prototype, the well-known method for detecting smoke is selected, described in the patent of the Russian Federation No. 2256229, IPC G08B 17/10 (2000.01) and published on July 10, 2005, which consists in the formation of synchronous periodic sequences of counting pulses and light pulses emitted into the optical camera with light-absorbing walls, the subsequent reception of the reflected signals arriving at an angle different from the optical axis of the radiation, converting the received reflected signals into electrical signals, comparing them with a threshold value and, if there is a reception of reflected signals, the corresponding electrical signals are synchronously detected before comparison with the threshold value, and signals exceeding the threshold value are set to the beginning of the period for the accumulation and counting of counting pulses synchronous to the corresponding periodic light pulses, followed by the formation of a smoke detection signal at the accumulation of a given number of counting pulses or a reset signal when there is a shortage. The main disadvantage of this method is the inability to determine the reliability of the measurement in the presence of foreign particles in the smoke detection zone, for example, industrial dust or all kinds of aerosols. The lack of control of the dustiness of the optical channel reduces the reliability of detection and registration of smoke at an early stage of ignition.
Задачей изобретения является повышение достоверности регистрации оптической плотности дыма, независимо от природы тлеющего или горящего материала, а также снижение погрешности измерения оптической плотности дыма за счет исключения фактора запыленности принятых отраженных сигналов при регистрации дыма и последующим формированием сигнала пожарной тревоги с высокой надежностью, как к «белому», так и к «черному» дымам независимо от природы тлеющего или горящего материала.The objective of the invention is to increase the reliability of recording the optical density of smoke, regardless of the nature of smoldering or burning material, as well as to reduce the error in measuring the optical density of smoke by eliminating the dust factor of the received reflected signals during smoke registration and the subsequent formation of a fire alarm with high reliability, as in to white ", and to" black "smokes regardless of the nature of smoldering or burning material.
Поставленная задача решается способом регистрации дыма, заключающимся в формирование синхронных периодических последовательностей счетных импульсов и излучаемых в оптическую камеру со светопоглощающими стенками световых импульсов, приеме основным приемником отраженных световых импульсов, поступающих под углом, отличным от оптической оси излучения, преобразование их в электрические сигналы с последующим синхронным детектированием и сравнением с первым пороговым значением, определение по сигналам отраженных световых импульсов, превышающих пороговое значение, начала периода для накопления и подсчета количества счетных импульсов, синхронных соответствующим световым импульсам, формированием сигнала регистрации дыма при накоплении заданного количества счетных импульсов.The problem is solved by the method of smoke detection, which consists in the formation of synchronous periodic sequences of counting pulses and emitted into the optical camera with light-absorbing walls of light pulses, the main receiver receiving the reflected light pulses arriving at an angle different from the optical axis of radiation, converting them into electrical signals, followed by synchronous detection and comparison with the first threshold value, determination by signals of reflected light pulses, etc. raising the threshold value, the beginning of the period for the accumulation and counting of the number of counting pulses synchronous to the corresponding light pulses, the formation of a smoke registration signal during the accumulation of a given number of counting pulses.
Новым в заявляемом способе является то, что одновременно с основным приемником отраженных сигналов формируют прием и преобразование в электрические сигналы отраженных сигналов, синхронных световым импульсам, дополнительным приемником, расположенным под углом, отличным от оптической оси излучения в зоне бокового рассеяния относительно оптической оси излучения световых импульсов. Полученные значения отраженных сигналов последовательно преобразуют в соотношения текущих изменений соответствующих значений принятых и преобразованных отраженных сигналов между основным и дополнительным приемниками отраженных сигналов в заданном периоде времени, синхронном излучаемым световым импульсам. Каждое сформированное соотношение текущих изменений соответствующих значений одновременно сравнивают с заданными вторым верхним и третьим нижним пороговыми значениями сигналов. При совпадении результатов сравнения с пороговыми значениями сигналов соотношений принятых отраженных сигналов со значениями сигналов внутри интервала заданных второго верхнего и третьего нижнего пороговых значений, то в период накопления заданного количества счетных импульсов формируют сигнал регистрации дыма, а при наличии соответствующих значений сигналов вне интервала заданных второго верхнего и третьего нижнего пороговых значений формируют сигнал технологического контроля. Причем верхние и нижние пороговые значения сигналов определяют соразмерно интенсивности рассеяния светового излучения на частицах соответствующих продуктов горения для сравнения с текущими изменениями соотношений соответствующих значений отраженных сигналов основного приемника и дополнительного приемника.New in the claimed method is that simultaneously with the main receiver of the reflected signals form the reception and conversion into electrical signals of the reflected signals synchronous to the light pulses, an additional receiver located at an angle different from the optical axis of the radiation in the side scattering zone relative to the optical axis of the radiation of light pulses . The obtained values of the reflected signals are subsequently converted to the ratio of current changes in the corresponding values of the received and converted reflected signals between the main and additional receivers of the reflected signals in a given period of time synchronous to the emitted light pulses. Each generated ratio of the current changes in the corresponding values is simultaneously compared with the given second upper and third lower threshold signal values. If the comparison results coincide with the threshold signal values of the ratios of the received reflected signals with the signal values inside the interval of the specified second upper and third lower threshold values, then a smoke registration signal is generated during the accumulation of the specified number of counting pulses, and if there are corresponding signal values outside the interval of the specified second upper and a third lower threshold value form a process control signal. Moreover, the upper and lower threshold values of the signals are determined in proportion to the intensity of scattering of light radiation on the particles of the corresponding combustion products for comparison with the current changes in the ratios of the corresponding values of the reflected signals of the main receiver and the additional receiver.
Технический результат заключается в повышение достоверности регистрации оптической плотности дыма и обеспечения обнаружения задымленности на ранней стадии возникновения пожара, за счет определения текущих изменений результатов соотношений, соответствующих значениям синхронно принятых отраженных сигналов основного приемника и дополнительного приемника, и последующим сравнением полученных результатов соотношений с заданными верхним и нижним пороговыми значениями сигналов. Формируемый сигнал регистрации дыма не зависит от запыленности оптической камеры, поскольку компенсация погрешности от запыленности исключают определением соотношений измеряемых значений соответствующих синхронно принятых отраженных сигналов основного и дополнительного приемников, например, с равными вольтамперными характеристиками или с заданными характеристиками, с учетом которых формируют пороговые значения. Кроме того, счет этого возможно значительно понизить порог чувствительности извещателя, которое позволит увеличить скорость его срабатывания. При сравнении и совпадении сигналов результатов соотношений со значениями внутри интервала заданных пороговых значений обеспечивают достоверность формирования сигнала "пожар", независимо от природы тлеющего или горящего материала, поскольку частицы продуктов горения имеют стабильные размеры с малым разбросом. А сигналы технологического контроля формируют по результатам сравнения текущих изменений результатов соотношений вне интервала пороговых значений соответствующих синхронно принятых отраженных сигналов основного и дополнительного приемников. Информационное сообщение сигнала технологического контроля о наличие факторов, вызывающих ложное срабатывание, формируют, если после сравнения сигналов текущих изменений результатов соотношений больше порогового значения. Сигнал технологического контроля о наличие, например, аэрозоли, пара и т.д. формируют, если после сравнения сигналов текущих изменений результатов соотношений меньше порового значения. Заданные верхние и нижние пороговые значения сигналов определяют соразмерно интенсивности рассеяния светового излучения на линейных размеров частиц соответствующих продуктов горения.The technical result consists in increasing the reliability of detecting optical density of smoke and ensuring smoke detection at an early stage of a fire by determining the current changes in the results of the ratios corresponding to the values of the synchronously received reflected signals of the main receiver and the additional receiver, and then comparing the obtained results of the ratios with the specified upper and lower threshold signal values. The generated smoke detection signal does not depend on the dustiness of the optical camera, since the compensation of errors from dustiness is excluded by determining the ratios of the measured values of the corresponding synchronously received reflected signals of the primary and secondary receivers, for example, with equal current-voltage characteristics or with given characteristics, taking into account which threshold values are formed. In addition, due to this, it is possible to significantly lower the threshold of sensitivity of the detector, which will increase the speed of its operation. When comparing and matching the signals of the results of the ratios with the values within the interval of the set threshold values, they provide the reliability of the formation of a fire signal, regardless of the nature of the smoldering or burning material, since the particles of the combustion products have stable sizes with a small spread. And the technological control signals are formed by comparing the current changes in the results of the ratios outside the interval of threshold values of the corresponding synchronously received reflected signals of the main and additional receivers. An informational message from the technological control signal about the presence of factors causing a false alarm is generated if, after comparing the signals of the current changes in the results of the ratios, it is greater than the threshold value. Process control signal for the presence of, for example, aerosols, steam, etc. form if, after comparing the signals of the current changes in the results of the ratios is less than the pore value. The specified upper and lower threshold signal values are determined in proportion to the intensity of scattering of light radiation on the linear particle sizes of the corresponding combustion products.
Заявленный способ регистрации дыма основан на измерении интенсивности рассеяния светового излучения на взвешенных частицах дыма в воздушных аэрозолях, которые могут иметь размеры от 0,1 до 0,5 мкм. При распространении дыма в конвекционных потоках воздуха более мелкие частицы могут образовывать более крупные частицы, вызывая снижение их концентрации. Кроме того, возможно присутствие сопутствующих частиц от 0,5 до 10 мкм пыли и всевозможных аэрозолей. Интенсивность рассеяния светового излучения в распространяемой среде зависит от размера обнаруживаемых частиц и чувствительности приемников светового излучения, которая неравномерно меняется от его месторасположения в зоне регистрации измерения дыма. Так при упругом рассеянии светового излучения частиц с линейными размерами «а» - радиус, которых намного меньше длины волны «λ» (так называемое рэлеевское рассеяние а≤.λ/15), имеет место частичная поляризация, зависящая от угла рассеяния излучения. Если линейные размеры частиц с радиусом «α» больше или сравнимы с длиной волны - «λ», а именно а>λ/15, то согласно теории Ми, разработанной Г. Ми (G. Mie) в 1908 году, имеет место асимметрия рассеяния вперед и назад - с превалируемым рассеянием вперед, за счет влияния переизлучения частицами среды, и интенсивность рассеяния в направлении луча превышает в 2-3 раза интенсивность (эффект Ми). При этом индикатриса рассеяния симметрична относительно оптической оси первичного излучения излучаемых световых импульсов в оптическую камеру и относительно перпендикулярна его плоскости. Коэффициент рассеяния определяется формулой ελ=α λ-α, где λ - длина волны, α - коэффициент рассеяния изменяется в пределах от 0 до 4, α - пропорционально количеству взвешенных частичек. Для больших частиц (kα>>1) показатель ослабления светового излучения составляет ε=2πα2, т.е. он не зависит от λ - длины волны электромагнитного излучения, и равен удвоенному поперечнику сферической частицы 2πα2. Это объясняется тем, что половина ослабления происходит за счет рассеяния и поглощения внутри частицы, а другая, тоже πα2 вызвана дифракцией (рассеянием) света на контуре частицы. Полный коэффициент рассеяния частицы представляется суммой коэффициентов для отдельных парциальных волн и справедливо не только для сферических частицам, но и для частиц неправильной формы, в том числе для частиц с показателем преломления, сильно отличающимся от показателя преломления среды. (Матвеев А.Н., Оптика, изд. «Высшая школа», М., 1985. С. 290, 296; Ван де Хюлст, Рассеяние света малыми частицами, изд. Иностранной литературы, М, 1961. С. 153-155; http://www.ereadr.org/book/nauka_i_ucheba/3760-rasseyanie-sveta-malymi-chasticami/153).The claimed method for detecting smoke is based on measuring the intensity of scattering of light by suspended smoke particles in air aerosols, which can have sizes from 0.1 to 0.5 microns. When smoke spreads in convection air flows, smaller particles can form larger particles, causing a decrease in their concentration. In addition, the presence of accompanying particles from 0.5 to 10 microns of dust and all kinds of aerosols is possible. The scattering intensity of light radiation in the propagated medium depends on the size of the detected particles and the sensitivity of the light radiation receivers, which varies non-uniformly with its location in the smoke measurement registration area. So in the case of elastic scattering of light radiation of particles with linear dimensions “a” - a radius that is much less than the wavelength “λ” (the so-called Rayleigh scattering a≤.λ / 15), there is a partial polarization, depending on the angle of scattering of radiation. If the linear dimensions of particles with a radius “α” are larger or comparable with the wavelength “λ”, namely а> λ / 15, then according to the Mie theory developed by G. Mie in 1908, there is scattering asymmetry forward and backward - with prevailing forward scattering, due to the influence of re-emission by particles of the medium, and the scattering intensity in the direction of the beam exceeds the intensity by 2–3 times (Mie effect). In this case, the scattering indicatrix is symmetric about the optical axis of the primary radiation of the emitted light pulses into the optical camera and is relatively perpendicular to its plane. The scattering coefficient is determined by the formula ε λ = α λ -α , where λ is the wavelength, α is the scattering coefficient varies from 0 to 4, α is proportional to the number of suspended particles. For large particles (kα >> 1), the attenuation coefficient of light radiation is ε = 2πα 2 , i.e. it does not depend on λ, the wavelength of electromagnetic radiation, and is equal to twice the diameter of the spherical particle 2πα 2 . This is explained by the fact that half the attenuation occurs due to scattering and absorption inside the particle, and the other, also πα 2, is caused by diffraction (scattering) of light on the particle’s contour. The total scattering coefficient of a particle is represented by the sum of the coefficients for individual partial waves and is valid not only for spherical particles, but also for irregularly shaped particles, including particles with a refractive index that differs greatly from the refractive index of the medium. (Matveev A.N., Optics, ed. "Higher School", M., 1985. S. 290, 296; Van de Hulst, Scattering of Light by Small Particles, ed. Foreign Literature, M, 1961. P. 153-155 ; http://www.ereadr.org/book/nauka_i_ucheba/3760-rasseyanie-sveta-malymi-chasticami/153).
Заявителем проведены лабораторные испытания для дымовых камер пожарных извещателей, соответствия зависимости интенсивности рассеяния излучения на взвешенных частицах дыма в воздушных аэрозолях от их размеров, подтверждающие аналитическое решение - Ми в виде рядов, малым параметром в которых является kd=2πd/λ, гдеThe applicant conducted laboratory tests for the smoke chambers of fire detectors, the compliance of the dependence of the intensity of radiation scattering by suspended smoke particles in air aerosols on their size, confirming the analytical solution - Mi in the form of series, in which kd = 2πd / λ, where
k - волновое число 2 π/λ;k is the
d - линейный размер частицы;d is the linear particle size;
π - математическая константа, равна приблизительно 3,14;π is a mathematical constant equal to approximately 3.14;
λ - длина волны электромагнитного излучения.λ is the wavelength of electromagnetic radiation.
По результатам испытаний определены соотношения текущих изменений соответствующих значений принятых и преобразованных отраженных сигналов между основным и дополнительным приемниками отраженных сигналов, которые для дыма составляют 1.5-2.0, пыли - 0,2-0,9, а для пара - 5-12. Выбор величин второго верхнего и третьего нижнего пороговых значений сигналов для определения дыма включает диапазон охватываемый значениями, исключающими пар и пыль. Соотношения текущих изменений соответствующих значений принятых и преобразованных отраженных сигналов между основным и дополнительным приемниками не влияют на скорость срабатывания извещателя, которая зависит от порога чувствительности самого извещателя. Однако в целях защиты от ложных помех в большинстве существующих извещателях вынуждены поднимать порог чувствительности. В данном способе регистрации дыма и устройстве для его реализации защита от ложных помех обеспечивается соотношением принятых отраженных сигналов основного приемника к дополнительному, за счет этого возможно значительно понизить порог чувствительности извещателя, которое приводит к увеличению скорости срабатывания.Based on the test results, the ratios of current changes in the corresponding values of the received and converted reflected signals between the primary and secondary receivers of the reflected signals are determined, which for smoke are 1.5-2.0, dust - 0.2-0.9, and for steam - 5-12. The choice of the values of the second upper and third lower threshold signal values for smoke detection includes the range covered by the values excluding steam and dust. The ratios of the current changes in the corresponding values of the received and converted reflected signals between the primary and secondary receivers do not affect the detector speed, which depends on the sensitivity threshold of the detector itself. However, in order to protect against false interference, most existing detectors are forced to raise the sensitivity threshold. In this method of smoke detection and device for its implementation, protection from false interference is provided by the ratio of the received reflected signals of the main receiver to the additional one, due to this it is possible to significantly lower the sensitivity threshold of the detector, which leads to an increase in the response speed.
На фиг. 1 представлена блок-схема заявляемого способа регистрации дыма, на фиг. 2, 3-9 показан пример реализации способа регистрации дыма; на фиг. 10 представлены результаты испытаний - графики соответствия зависимости интенсивности рассеяния излучения на взвешенных частицах дыма в воздушных аэрозолях.In FIG. 1 is a flowchart of the inventive method for detecting smoke; FIG. 2, 3-9 show an example implementation of a method for detecting smoke; in FIG. 10 presents the test results - graphs of the correspondence of the intensity of radiation scattering by suspended smoke particles in air aerosols.
Блок-схема заявляемого способа регистрации дыма на фиг. 1 содержит тактовый генератор 1, схему 2 управления и запоминания, излучатель 3 световых импульсов, основной 4 и дополнительный 5 приемники отраженных сигналов световых импульсов излучателя 3, схему 6 синхронного детектирования, схему 7 сброса, определитель 8 соотношений изменения интенсивности рассеяния светового излучения, идентификатор 9 рассеяния светового излучения, схему 10 синхронизации информационного сигнала, формирователь 11 сигнала регистрации дыма или сигнала технологического контроля. Причем тактовый генератор 1, связанный соответствующими выходами с первым и вторыми входами схемы 2 управления и запоминания, выполненной на трех двоичных счетчиках - первом, втором и третьем, причем V-вход и R-вход каждого из них являются последовательно первый и второй, третий и четвертый, пятый и шестой ее входами, а заданный выход каждого двоичного счетчика являются ее соответствующими выходами, при этом ее второй выход связан с C-входами ее первого и второго двоичных счетчиков, а третий выход связан с C-входом ее третьего двоичного счетчика, при этом первый выход первого двоичного счетчика связан с ее третьим входом второго двоичного счетчика, первым входом схемы 6 синхронного детектирования и излучателем 3, связанным через оптическую камеру со светопоглощающими стенками с основным 4 приемником отраженных сигналов, выход которого связан со вторым входом схемы 6 синхронного детектирования, связанной третьим входом со схемой 7 сброса, и оптически связанным с излучателем 3 дополнительным 4 приемником отраженных сигналов, выход которого связан со входом определителя 8 соотношений изменения интенсивности рассеяния, связанного другим входом с выходом основного 3 приемника, а выход - через идентификатор 9 рассеяния светового излучения со входом схемы 10 синхронизации, первый вход которой связан с выходом схемы 6 синхронного детектирования, а первый выход схемы 10 синхронизации связан с четвертым и пятым входами схемы 2 управления и запоминания, а второй выход -связан с шестым входом схемы 2 управления и запоминания, второй и третий выходы которой связаны с соответствующими входами формирователя 11.The flowchart of the inventive smoke detection method in FIG. 1 contains a
Способ регистрации дыма, заключающийся в том, что сформированная с заданной частотой последовательность прямоугольных импульсов тактовым генератором 1 (фиг. 1, пример реализации на фиг. 2), и преобразованная первым двоичным счетчиком схемы 2 управления и запоминания (фиг. 1) в последовательность определяющей время преобразования электрических сигналов в световые импульсы излучателем 3 (фиг. 1, пример реализации на фиг. 3) излучают в оптическую камеру со светопоглощающими стенками (не показано).The method of detecting smoke, which consists in the fact that the sequence of rectangular pulses generated at a given frequency by the clock generator 1 (Fig. 1, an implementation example in Fig. 2), and converted by the first binary counter of the control and storage circuit 2 (Fig. 1) into a sequence of determining the time for converting electrical signals into light pulses by the emitter 3 (Fig. 1, the implementation example in Fig. 3) is emitted into an optical camera with light-absorbing walls (not shown).
Поступающие под углом, отличным от оптической оси излучения, отраженные световые импульсы принимают одновременно основным 4 приемником (фиг. 1, пример реализации на фиг. 4) и расположенным в зоне бокового рассеяния относительно оптической оси излучения световых импульсов дополнительным 5 приемником (фиг. 1, пример реализации на фиг. 4), а затем принятые отраженные сигналы преобразуют в электрические сигналы.Arriving at an angle different from the optical axis of radiation, the reflected light pulses are simultaneously received by the main 4 receiver (Fig. 1, an example implementation in Fig. 4) and located in the side scattering zone relative to the optical axis of the radiation of light pulses by an additional 5 receiver (Fig. 1, the implementation example in Fig. 4), and then the received reflected signals are converted into electrical signals.
Одновременно с последовательностью для преобразования электрических сигналов в световые излучателем 3 (фиг. 1) формируют синхронную периодическую последовательность счетных импульсов на третий вход схемы 2 управления и запоминания - V-вход второго двоичного счетчика схемы (фиг. 1), для формирования RC-цепью схемы 6 синхронного детектирования (фиг. 1, пример реализации на фиг. 5) разрешающего сигнала через схему синхронизации 10 на четвертый вход схемы 2 управления и запоминания - R-вход второго двоичного счетчика (фиг. 1), которым обнуляют ее второй двоичный счетчик при отсутствии приема отраженных сигналов основным 4 приемником.Simultaneously with the sequence for converting electrical signals to light emitter 3 (Fig. 1) form a synchronous periodic sequence of counting pulses to the third input of the control and memory circuit 2 - V-input of the second binary counter of the circuit (Fig. 1), for the formation of the
Принятые и преобразованные отраженные световые импульсы основного 4 приемника подвергают синхронному детектированию и последующему сравнению с первым пороговым значением схемой 6 синхронного детектирования, определяя начало периода для накопления и подсчета количества счетных импульсов заданной периодической последовательности, синхронным соответствующим световым импульсам, для формирования сигнала пожар. При приеме сигналов с основного 4 приемника ниже первого порогового сигнала, на выходе схемы 6 синхронного детектирования формируют сигналы, которые транслируют на схему 7 сброса (фиг. 1, пример реализации фиг. 6) и через схему синхронизации 10 на четвертью вход схемы 2 управления и запоминания - R-вход второго двоичного счетчика (фиг. 1), обнуляют второй двоичный счетчик схемы 2 управления и запоминания (фиг. 1).The received and converted reflected light pulses of the main 4 receiver are subjected to synchronous detection and subsequent comparison with the first threshold value by the
При наличии приема и преобразовании отраженных сигналов основным 4 приемником, превышающих первое пороговое значение сигнала, задаваемое резистором и второй логической схемой И-НЕ схемы 6 синхронного детектирования, сигналы синхронно детектируют. При этом на выходе схемы 6 синхронного детектирования формируют сигналы, которые блокируют прохождение импульсных сигналов схемы 7 сброса и транслируют на четвертый вход схемы 2 управления и запоминания - R-вход второго двоичного счетчика, которым регистрируют счетные импульсы для формирования сигнала регистрации дыма.If there is a reception and conversion of the reflected signals by the main 4 receiver, exceeding the first threshold signal value specified by the resistor and the second logic circuit AND NOT the
Одновременно полученные значения преобразованных отраженных сигналов основного 4 и дополнительного 5 приемников последовательно преобразуют определителем 8 соотношений изменения интенсивности рассеяния (фиг. 1, пример реализации на фиг. 7), в соотношения текущих изменений соответствующих значений принятых и преобразованных отраженных сигналов между сигналами основного 4 и дополнительного 5 приемников (фиг. 1), синхронных излучаемым световым импульсам. При приеме последовательности отраженных световых импульсных сигналов основным 4 и дополнительным 5 приемниками на выходе определителя 8 соотношений изменения интенсивности рассеяния определяют изменение интенсивности рассеяния отраженных сигналов соотношением текущих изменений интенсивности рассеяния светового излучения отраженных сигналов, которые синхронны излучаемым световым импульсам излучателя 3. Во сколько раз изменение интенсивности рассеяния на поперечнике частицы при линейной поляризации рассеяния основного приемника изменяется от рассеяния (дифракции) на частицах в распространяемом объеме (оптической камере).At the same time, the obtained values of the converted reflected signals of the main 4 and additional 5 receivers are sequentially converted by the
Полученные соотношения значений сигналов интенсивности рассеяния светового излучения одновременно сравнивают с заданными вторыми верхним и третьими нижним пороговыми значениями сигналов идентификатором 9 рассеяния светового излучения (фиг. 1, пример реализации на фиг. 8). Причем вторые верхние и третьи нижние пороговые значения сигналов определяют соразмерно интенсивности рассеяния светового излучения на частицах соответствующих продуктов горения и выбирают с соответствии коэффициентам рассеяния взвешенных частицам в регистрируемой воздушной аэрозоли, например, согласно графикам соответствия зависимости интенсивности рассеяния излучения, представленным на фиг. 10.The obtained ratio of the values of the signals of the intensity of scattering of light radiation is simultaneously compared with the specified second upper and third lower threshold signal values by the
Если значения сигналов полученных соотношений (определитель 8 соотношений изменения интенсивности рассеяния) при одновременном сравнении со вторым и третьим пороговыми значениями (идентификатор 9 рассеяния светового излучения) соответствуют значениям сигналов внутри интервала заданных второго верхнего и третьего нижнего пороговых значений, то схемой 10 синхронизации информационного сигнала (фиг. 1) в период накопления заданного количества счетных импульсов на втором выходе схемы 2 управления и запоминания - втором двоичном счетчике (фиг. 1), инициируют формирование сигнала регистрации дыма на выходе формирователя 11 (фиг. 1, фиг. 9), который связан с центральным концентратором пожарной охраны (на фиг. не показан).If the signal values of the obtained ratios (determinant of 8 ratios of changes in the scattering intensity) while simultaneously comparing with the second and third threshold values (identifier of light scattering 9) correspond to the signal values within the interval of the specified second upper and third lower threshold values, then the information signal synchronization circuit 10 ( Fig. 1) during the accumulation of a given number of counting pulses at the second output of the control and
Если значения сигналов полученных соотношений (определитель 8 соотношений изменения интенсивности рассеяния) при одновременном сравнении со вторым и третьим пороговыми значениями (идентификатор 9 рассеяния светового излучения) соответствуют значениям сигналов вне интервала заданных второго верхнего и третьего нижнего пороговых значений, то схемой 10 синхронизации информационного сигнала, (фиг. 1) в период накопления заданного количества счетных импульсов на третьем выходе схемы 2 управления и запоминания - третьего двоичного счетчика (фиг. 1), инициируют формирование сигнала технологического контроля на выходе формирователя 11 (фиг. 1, фиг. 9), при этом выход формирователя 11 связан с центральным концентратором пожарной охраны (на фиг. не показан).If the signal values of the obtained ratios (determinant of 8 ratios of changes in the scattering intensity) while simultaneously comparing with the second and third threshold values (identifier of light scattering 9) correspond to the values of the signals outside the interval of the specified second upper and third lower threshold values, then the information
Заявляемый способ регистрации дыма может быть реализован устройством, которое может быть выполнено, например, как это показано на фиг. 1, 2-9, из известных комплектующих элементов:The inventive method for detecting smoke can be implemented by a device that can be performed, for example, as shown in FIG. 1, 2-9, of the known components:
тактовый генератор 1 (фиг. 1, фиг. 2), выполненный на двух логических элементах И-НЕ DD1.1, DD1.2, резисторах R1, R2, R3, емкостях C1, C2, причем R3, C1 - цепью формируется временная задержка тактовых импульсов на втором выходе тактового генератора 1 на 45-50 мкс по сравнению с первым выходом;clock generator 1 (Fig. 1, Fig. 2), made on two NAND gates DD1.1, DD1.2, resistors R1, R2, R3, capacitances C1, C2, and R3, C1 - a time delay is formed by the circuit clock pulses at the second output of the
схема 2 управления и запоминания (фиг. 1), выполненная на трех двоичных счетчиках - первого DD2.2, второго DD2.1 и третьего DD3.1, причем V-вход и R-вход каждого из них являются последовательно первый и второй, третий и четвертый, пятый и шестой ее входами, а заданный выход каждого двоичного счетчика являются ее соответствующими выходами, при этом первый и второй входы схемы 2, соответственно - V-вход и R-вход первого двоичного счетчика DD2.2, связаны с соответствующими выходами тактового генератора 1, а первый выход - выход первого двоичного счетчика DD2.2, связан с входом излучателя 3, третьим входом схемы 2 - V-входом второго двоичного счетчика DD2.1, и первым входом схемы 6 синхронного детектирования - RC-цепью (фиг. 1), четвертый и пятый входы схемы 2, соответственно - R-вход второго (DD2.1) и V-вход третьего (DD3.1) двоичных счетчиков, связаны с первым выходом схемы 10 синхронизации информационного сигнала, причем второй выход схемы 2 связан с C-входами первого (DD2.2) и второго (DD2.1) ее двоичных счетчиков и первым входом формирователя 11, шестой вход схемы 2 - R-вход третьего двоичного счетчика DD3.1, связан со вторым выходом схемы 10 синхронизации информационного сигнала, а третий выход схемы 2, соединенный с C-входом ее третьего двоичного счетчика DD3.1, связан со вторым входом формирователя 11;control and memory circuit 2 (Fig. 1) performed on three binary counters - the first DD2.2, the second DD2.1 and the third DD3.1, with the V-input and R-input of each of them being sequentially the first and second, third and its fourth, fifth and sixth inputs, and the given output of each binary counter are its corresponding outputs, while the first and second inputs of circuit 2, respectively, the V-input and R-input of the first binary counter DD2.2, are associated with the corresponding clock outputs generator 1, and the first output is the output of the first binary counter DD2.2, connected with the input of the emitter 3, the third input of circuit 2 - the V-input of the second binary counter DD2.1, and the first input of synchronous detection circuit 6 - with an RC circuit (Fig. 1), the fourth and fifth inputs of circuit 2, respectively - R-input the second (DD2.1) and V-input of the third (DD3.1) binary counters are connected to the first output of the information signal synchronization circuit 10, the second output of the circuit 2 being connected to the C-inputs of the first (DD2.2) and second (DD2. 1) its binary counters and the first input of the shaper 11, the sixth input of circuit 2 is the R-input of the third binary counter DD3.1, connected to the second output ohm of the circuit 10 synchronization of the information signal, and the third output of circuit 2, connected to the C-input of its third binary counter DD3.1, is connected to the second input of the shaper 11;
излучатель 3 (фиг. 3), выполненный на транзисторах VT1, VT2, светодиоде VD3, резисторах R5, R6, которым преобразуют импульсную последовательность с первого выхода схемы 2 управления и запоминания - первого двоичного счетчика DD2.2, в световые импульсы заданной длительности и излучают их в оптическую камеру со светопоглощающими стенками (на фиг. не показано), оптически связан со входами основного 4 и дополнительного 5 приемников (фиг. 1), которые под углом отличным от оптической оси излучения одновременно принимают отраженные световые импульсы основным 4 приемником и расположенным в зоне бокового рассеяния относительно оптической оси излучения световых импульсов дополнительным 5 приемником;emitter 3 (Fig. 3), made on transistors VT1, VT2, LED VD3, resistors R5, R6, which convert the pulse sequence from the first output of the control and memory circuit 2 - the first binary counter DD2.2, into light pulses of a given duration and emit them into an optical camera with light-absorbing walls (not shown in Fig.), is optically connected to the inputs of the main 4 and additional 5 receivers (Fig. 1), which simultaneously receive reflected light pulses by the main 4 at an angle different from the optical axis of radiation a receiver and an additional 5 receiver located in the side scattering zone relative to the optical axis of the light pulse emission;
основной 4 и дополнительный 5 приемники (фиг. 1, фиг. 4) отраженных световых сигналов, каждый из которых выполнен с усилителем охваченным петлей отрицательной обратной связи (R14) по постоянному напряжению для устойчивости к изменению температуры окружающей среды в интервале от -25 до +60°C на VT7, VT8 - транзисторах, УД1 - фотодиоде, многоступенчатом RC фильтре - R7C4, R8R9, C5R11R10C6, R15R16C7, исключающем попадание импульсных помех по питанию, своими входами оптически связаны с излучателем 3 (фиг. 1), при этом выход основного 4 приемника связан со вторым входом схемы 6 синхронного детектирования и первым входом определителя 8 соотношений изменения интенсивности рассеяния, а выход дополнительного 5 приемника связан с ее вторым входом;the main 4 and additional 5 receivers (Fig. 1, Fig. 4) of the reflected light signals, each of which is made with an amplifier covered by a negative feedback loop (R14) at a constant voltage for resistance to changes in ambient temperature in the range from -25 to + 60 ° C on VT7, VT8 - transistors, UD1 - a photodiode, multi-stage RC filter - R7C4, R8R9, C5R11R10C6, R15R16C7, which excludes the occurrence of pulsed noise in the power supply, with their inputs are optically coupled to emitter 3 (Fig. 1), while the output of the main 4 receivers connected to the second input of
схема 6 синхронного детектирования (фиг. 1, фиг. 5), содержащая два логических элемента И-НЕ DD1.3, DD1.4, ограничительный диод VD2, R17C8 - цепь, причем второй вход схемы 6 связан с входами первого логического элемента И-НЕ, а его выход - через диод с RC-цепью, которая через конденсатор связана с первым входом схемы 6 и входом второго логического элемента И-НЕ, другой вход которого связан с третьим входом схемы 6 и выходом схемы 7 сброса (фиг. 1), при этом выход второго логического элемента И-НЕ является с выходом схемы 6, связанным со входом схемы 10 синхронизации информационного сигнала;synchronous detection circuit 6 (Fig. 1, Fig. 5) containing two logical elements AND NOT DD1.3, DD1.4, a limiting diode VD2, R17C8 - circuit, and the second input of
схема 7 сброса (фиг. 1, фиг. 7), выполненная на транзисторе VT9, резисторах R18, R19, R20, связана выходом с третьим входом схемы 6 синхронного детектирования (фиг. 1);a reset circuit 7 (Fig. 1, Fig. 7) made on the transistor VT9, resistors R18, R19, R20, connected by an output to the third input of the synchronous detection circuit 6 (Fig. 1);
определитель 8 соотношений изменения интенсивности рассеяния (фиг. 1, пример реализации на фиг. 7), выполненный на промышленно выпускаемых отечественными производителями общеизвестных элементах - трех операционных усилителях ОУ3, ОУ4, ОУ5, трех транзисторах VT10, VT11, VT12 и четырех резисторах R25, R26, R27,R28, связанный с соответствующими выходами основного 4 и дополнительного 5 приемников, а выходом - со входом идентификатора 9 рассеяния светового излучения. Сигналы с выхода основного 4 приемника транслируют на первый вход определителя 8 и подвергают его логарифмированию на элементах ОУ3, VT10 и R25, одновременно с этим, сигналы с выхода дополнительного 5 приемника транслируют на второй вход определителя 8, которые логарифмируют на элементах ОУ4, VT11 и R26, после чего определяют соотношение между логарифмированными сигналами основного 4 приемника и логарифмированными сигналами с дополнительного 5 приемника, а на элементах ОУ5, VT12 и R27 выполняют обратное логарифмирование (антилогарифмирование), определяя соотношение изменения интенсивности рассеяния;determinant of 8 ratios of changes in the scattering intensity (Fig. 1, the implementation example in Fig. 7), performed on well-known elements industrially produced by domestic manufacturers - three operational amplifiers ОУ3, ОУ4, ОУ5, three transistors VT10, VT11, VT12 and four resistors R25, R26 , R27, R28, associated with the corresponding outputs of the main 4 and additional 5 receivers, and the output is with the input of the
идентификатор 9 рассеяния светового излучения (фиг. 1, пример реализации на фиг. 8), выполненный на двух операционных усилителях ОУ1, ОУ5, восьми резисторах R25, R26, R31, R32, R33, R34, R35, R36 и логической схемой И-НЕ связанный с выходом определителя 8 соотношений изменения интенсивности рассеяния и входом схемы 10 синхронизации информационного сигнала. Резисторы R32, R31 и R33, R36 представляют собой делители напряжения, которыми задают второе верхнее и третье нижнее пороговое значения. Приходящие с выхода определителя 8 соотношений изменения интенсивности рассеяния сигналы через элемент R29 поступают на прямой вход операционного усилителя - элемента ОУ1, и через элемент R33 - на инверсный вход операционного усилителя - элемента ОУ2. Сигналы с выходов делителей напряжения - элементы R31, R32 и R35, R36, транслируют на инверсный вход операционного усилителя - элемента ОУ1, и прямой вход операционного усилителя - элемента ОУ2. Идентификатор 9 с операционными усилителями - элементами ОУ1 и ОУ2, работает таким образом, что если сигнал на прямом входе операционного усилителя больше сигнала на его инверсном входе, то на выходе сигнал будет преобразован в виде «логической единицы», а если сигнал на прямом входе операционного усилителя меньше сигнала на его инверсном входе, то на выходе сигнал будет преобразован в виде «логического нуля». Если на каждом выходе операционных усилителей - элементов ОУ1 и ОУ2, в результате преобразования будут «логические единицы», то результат идентифицируют как информационный сигнал обнаружения дыма, и с последующим преобразованием элементом И-НЕ, на выходе идентификатора 9 сигнал будет преобразован в виде «логического нуля». Если на одном из выходов операционных усилителей - элементов ОУ1 и ОУ2, сигнал будет преобразован в виде «логического нуля», то результат идентифицируют как информационный сигнал отсутствия дыма, и с последующим преобразованием элементом И-НЕ, на выходе идентификатора 9 сигнал будет преобразован в виде «логической единицы»;light scattering identifier 9 (Fig. 1, the implementation example in Fig. 8), made on two operational amplifiers ОУ1, ОУ5, eight resistors R25, R26, R31, R32, R33, R34, R35, R36 and AND-NOT logic associated with the output of the
схема 10 синхронизации информационного сигнала (фиг. 1), выполненная на последовательно связанных логических элементах ИЛИ-НЕ, первого И-НЕ и второго И-НЕ, причем входы элементы ИЛИ-НЕ являются входами схемы 10, которые связаны одним входом с выходом схемы 6, а другим - со выходом идентификатора 9 рассеяния светового излучения. Выходы элементов И-НЕ являются первым и вторым выходами схемы 10, при этом первый выход схемы 10 связан с R-входом второго двоичного счетчика DD2.1 и V-входом третьего двоичного счетчика DD3.1 схемы 2 управления и запоминания, а второй выход схемы 10 связан с R-входом третьего двоичного счетчика DD3.1 схемы 2 управления и запоминания;an information signal synchronization circuit 10 (Fig. 1) made on sequentially connected logical elements OR-NOT, the first AND-NOT and the second AND-NOT, and the inputs of the OR-NOT elements are inputs of the
формирователь 11 (фиг. 1, фиг. 9), выполненный на транзисторах VT13, VT14, резисторах R37, R38, R39, R40, входы которого связаны соответственно со вторым выходом (второй выход двоичного счетчика DD2.1) и третьим выходом (третьим выходом двоичного счетчика DD3.1) схемы 2 управления и запоминания, а выходы связаны с центральным концентратором пожарной охраны (на фиг. не показан).shaper 11 (Fig. 1, Fig. 9), made on transistors VT13, VT14, resistors R37, R38, R39, R40, the inputs of which are connected respectively to the second output (second output of the binary counter DD2.1) and the third output (third output binary counter DD3.1) control and
Устройство работает следующим образом:The device operates as follows:
Тактовым генератором 1 вырабатываются прямоугольные импульсы с периодом около 1 с. Цепью R3, С1 формируется временная задержка на втором выходе генератора 1 (DD1.2), на котором импульс появляется через 45-50 мкс после его появления на первом выходе (DD1.1). Импульсы с тактового генератора 1 передаются на первый вход схемы 2 управления и запоминания, - V-вход первого двоичного счетчика DD2.2, на первом выходе которой появляется положительный импульс с длительностью порядка 45 мкс, которым определяется время излучения световых импульсов излучателем 3, излучаемых в оптическую камеру со светопоглощающими стенками (на фиг. не показано).
Поступающие под углом отличным от оптической оси излучения отраженные световые импульсы принимают одновременно основным 4 приемником (фиг. 1, пример реализации на фиг. 4) и расположенным в зоне бокового рассеяния относительно оптической оси излучения световых импульсов дополнительным 5 приемником (фиг. 1, пример реализации на фиг. 4), а затем принятые отраженные сигналы преобразуют в электрические сигналы. Одновременно с последовательностью для преобразования электрических сигналов в световые излучателем 3 (фиг. 1) формируют синхронную периодическую последовательность счетных импульсов на третий вход схемы 2 управления и запоминания - V-вход второго двоичного счетчика схемы (фиг. 1), для формирования RC-цепью схемы 6 синхронного детектирования (фиг. 1, пример реализации на фиг. 5) разрешающего сигнала длительностью около 25 мкс, определяя начало периода для накопления и подсчета количества счетных импульсов заданной периодической последовательности, синхронных соответствующим световым импульсам, и который через схему синхронизации 10 поступает на четвертый вход схемы 2 управления и запоминания - R-вход второго двоичного счетчика (фиг. 1), обнуляют ее второй двоичный счетчик при отсутствии приема отраженных сигналов основным 4 приемником. При каждом импульсе излучения излучателем 3 схемой 2 управления и запоминания - ее второй двоичный счетчик DD2.1 выполняется счет до "1" (импульсы с ее первого выхода - выхода первого двоичного счетчика DD2.2, поступают на счетный V-вход второго двоичного счетчика DD2.1) и сбрасываются.The reflected light pulses arriving at an angle different from the optical axis of the radiation are simultaneously received by the main 4 receiver (Fig. 1, an implementation example in Fig. 4) and an additional 5 receiver located in the lateral scattering zone relative to the optical axis of the radiation of light pulses (Fig. 1, implementation example in Fig. 4), and then the received reflected signals are converted into electrical signals. Simultaneously with the sequence for converting electrical signals to light emitter 3 (Fig. 1) form a synchronous periodic sequence of counting pulses to the third input of the control and memory circuit 2 - V-input of the second binary counter of the circuit (Fig. 1), for the formation of the
Импульсами сброса схемы 7 при отсутствии принятых отраженных сигналов основным 4 приемниками через схему синхронизации 10 обнуляют у схемы 2 управления и запоминания второй двоичный счетчик DD2.1.The reset pulses of the
Принятые и преобразованные отраженные световые импульсы основного 4 приемника, которые поступают на второй вход схемы 6 синхронного детектирования и затем на первый вход ее второго логического элемента И-НЕ, обеспечивают уровень «логической единицы». При этом импульсы сброса со схемы 7 не проходят на первый вход схемы 10 синхронизации информационного сигнала. Одновременно поступающие сигналы с основного 4 и дополнительного 5 приемников на первый и второй входы, соответственно, определителя 8 соотношений изменения интенсивности рассеяния светового излучения подвергаются преобразованию для определения изменений результатов соотношений, соответствующих значениям синхронно принятых отраженных сигналов основном и дополнительным приемником.The received and converted reflected light pulses of the main 4 receiver, which are fed to the second input of the
Сигналы с выхода основного 4 приемника транслируются на первый вход определителя 8 и подвергаются логарифмированию на его элементах ОУ3, VT10 и R25, одновременно с этим, сигналы с выхода дополнительного 5 приемника транслируются на второй вход определителя 8, которые логарифмируются на элементах ОУ4, VT11 и R26, а затем определяются соотношения между логарифмированными сигналами основного 4 приемника и логарифмированными сигналами с дополнительного 5 приемника, а на элементах ОУ5, VT12 и R27 выполняется обратное логарифмирование полученных значений соотношений сигналов, определяя изменения интенсивности рассеяния.The signals from the output of the main 4 receiver are transmitted to the first input of the
Поступившие с выхода определителя 8 соотношений изменения интенсивности рассеяния сигналы результатов соотношений одновременно сравниваются с заданными вторыми верхним и третьими нижним пороговыми значениями сигналов идентификатором 9 рассеяния светового излучения (фиг. 1, пример реализации на фиг. 8), а именно, через резистор - элемент R29, поступают на прямой вход операционного усилителя - элемента ОУ1, и через резистор - элемент R33, - на инверсный вход операционного усилителя - элемента ОУ2. Сигналы с выходов делителей напряжения - элементы R31, R32 и R35, R36, транслируются на инверсный вход операционного усилителя - элемента ОУ1, и прямой вход операционного усилителя - элемента ОУ2, соответственно. Идентификатор 9 с операционными усилителями - элементами ОУ1 и ОУ2, работает таким образом: если сигнал на прямом входе операционного усилителя больше сигнала, чем сигнал на его инверсном, то на выходе сигнал преобразуется в виде «логической единицы». В том случае, когда сигнал на прямом входе операционного усилителя меньше, чем сигнал на его инверсном входе, тогда на выходе сигнал будет преобразовываться в виде «логического нуля». Если на каждом выходе операционных усилителей - элементов ОУ1 и ОУ2, в результате преобразования будут «логические единицы», то результат идентифицируют как информационный сигнал обнаружения дыма, и с последующим преобразованием элементом И-НЕ, на выходе идентификатора 9 сигнал будет преобразован в виде «логического нуля». Если на одном из выходов операционных усилителей - элементов ОУ1 и ОУ2, сигнал будет преобразован в виде «логического нуля», то результат идентифицируют как информационный сигнал отсутствия дыма, и с последующим преобразованием элементом И-НЕ, на выходе идентификатора 9 сигнал будет преобразован в виде «логической единицы».The signals from the
Сигнал «логической единицы» с выхода идентификатора 9 рассеяния светового излучения транслируется на второй вход схемы 10 синхронизации информационного сигнала. При появлении «логических единиц» на первом и втором входах схемы 10 синхронизации информационного сигнала на ее выходе формируется сигнал «логический нуль», который передается на четвертый вход схемы 2 управления и запоминания - R-вход второго двоичного счетчика DD2.1, и - на ее пятый вход - V-вход третьего двоичного счетчика DD3.1. Импульс сброса схемы 7 появляется после окончания импульса излучения излучателя 3 и совпадает по времени с принятым сигналом основного 4 приемника, т.к. последний задерживается из-за инерционности его фотодиода VD1.The signal of the "logical unit" from the output of the
При появлении дыма схемой 2 управления и запоминания - вторым двоичным счетчиком DD2.1, выполняется «счет» в течение порядка 4 секунд, при котором по приходу четвертого импульса на третий вход схемы 2 управления и запоминания формируется на ее втором выходе -выходе второго двоичного счетчика DD2.1 (третий вывод микросхемы двоичного счетчика) уровень «логической единицы», блокирирующий C-вход первого двоичного счетчика DD2.2, и затем поступает на первый вход формирователя 11 сигнала регистрации дыма, - устройство переходит в режим "пожар". При этом третий двоичный счетчик DD3.1 схемы 2 управления и запоминания сбрасывается, на первый вход формирователя 11When smoke occurs by the control and storing
При отсутствии сигналов на входах формирователя 11 сигнала регистрации дыма или сигнала технологического контроля устройство выходит из режима «пожар» и переходит в дежурный режим. Если зоне регистрации дыма - измерительной камеры (не показано), присутствуют частиц пыли, пара и т.д., то принятые отраженные световые сигналы преобразуются в электрические сигналы основным 4 приемником и транслируются на второй вход схемы 6 синхронного детектирования - на вход ее первого логического элемента И-НЕ, обеспечивая уровень сигнала «логической единицы». Так как импульсы сброса со схемы 7 не проходят, то на первом входе схемы 10 синхронизации информационного сигнала будет присутствовать сигнал «логической единицы».In the absence of signals at the inputs of the
Одновременно поступающие сигналы с основного 4 и дополнительного 5 приемников на определитель 8 соотношений изменения интенсивности рассеяния светового излучения транслируются с его выхода на идентификатор 9 рассеяния светового излучения, с выхода которого сигнал «логического нуля» поступает на второй вход схемы 10 синхронизации информационного сигнала. При появлении «логического нуля» на первом и/или втором входах схемы 10 синхронизации информационного сигнала на ее выходе формируется уровень сигнала «логическая единица», который поступает на четвертый вход схемы 2 управления и запоминания - R-вход второго двоичного счетчика DD2.1, и - на ее пятый вход - V-вход третьего двоичного счетчика DD3.1. Схемой 2 управления и запоминания - третьим двоичным счетчик DD3.1 выполняется «счет». Импульс сброса схемы 7 появляется после окончания импульса излучения излучателя 3 и совпадает по времени и совпадает по времени с принятым сигналом основного 4 приемника, т.к. последний задерживается из-за инерционности его фотодиода VD1. Второй двоичный счетчик DD2.1 схемы 2 управления и запоминания в это время сбрасывается.Simultaneously, the incoming signals from the main 4 and additional 5 receivers to the
При появлении частиц пыли, пара и т.д. схемой 2 управления и запоминания - третьим двоичным счетчиком DD3.1, выполняется «счет» в течение порядка 4 секунд, который по приходу четвертого импульса на ее третьим выходе - выходе третьего двоичного счетчика DD3.1 (третий вывод микросхемы двоичного счетчика), появляется уровень логической единицы, которым блокируется C-вход третьего двоичного счетчика DD3.1, и поступает на второй вход формирователя 11 сигнала технологического контроля, и устройство переходит в режим «контроля». При отсутствии сигналов на входах формирователя 11 сигнала регистрации дыма или сигнала технологического контроля устройство выходит из режима «контроля» и переходит в дежурный режим.When particles of dust, steam, etc. control and
Заявляемые способ регистрации дыма и устройство для его реализации с высокой достоверностью обеспечивают сигнал тревоги независимо от природы тлеющего или горящего материала, обладают устойчивостью к ложным срабатываниям, за счет исключения факторов запыленности и ложного срабатывания с формированием сигналов технологического контроля.The inventive method of detecting smoke and a device for its implementation with high reliability provides an alarm regardless of the nature of smoldering or burning material, they are resistant to false alarms, by eliminating dust factors and false alarms with the formation of technological control signals.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017133672A RU2665868C1 (en) | 2017-09-27 | 2017-09-27 | Method of smoke detection and device for implementation thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017133672A RU2665868C1 (en) | 2017-09-27 | 2017-09-27 | Method of smoke detection and device for implementation thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2665868C1 true RU2665868C1 (en) | 2018-09-04 |
Family
ID=63455340
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017133672A RU2665868C1 (en) | 2017-09-27 | 2017-09-27 | Method of smoke detection and device for implementation thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2665868C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109979151A (en) * | 2019-03-28 | 2019-07-05 | 赛特威尔电子股份有限公司 | A kind of smog alarm method, apparatus, smoke alarm device and storage medium |
Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4317113A (en) * | 1979-08-24 | 1982-02-23 | Hochiki Corporation | Photoelectric smoke sensor |
US5477218A (en) * | 1993-01-07 | 1995-12-19 | Hochiki Kabushiki Kaisha | Smoke detecting apparatus capable of detecting both smoke fine particles |
WO1997030426A1 (en) * | 1996-02-15 | 1997-08-21 | Wagner Alarm- Und Sicherungssysteme Gmbh | Method of monitoring air flow in a fire-detection device and fire-detection device for carrying out the method |
RU2134907C1 (en) * | 1998-06-15 | 1999-08-20 | ТОО "Производственное объединение "Спецавтоматика" | Method and device for smoke recording |
RU2221278C2 (en) * | 2001-01-26 | 2004-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Конструкторское Бюро Пожарной Автоматики" | Smoke recording gear |
RU2256230C2 (en) * | 2003-06-30 | 2005-07-10 | Закрытое акционерное общество "Телесофт-Сервис" | Smoke detection method |
RU2256229C2 (en) * | 2003-07-22 | 2005-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Конструкторское бюро пожарной автоматики" (ООО "КБПА") | Smoke detection method |
RU2258260C2 (en) * | 2003-06-30 | 2005-08-10 | Закрытое акционерное общество "Телесофт-Сервис" | Smoke alarm |
RU2273886C1 (en) * | 2004-09-07 | 2006-04-10 | Частное Предприятие "Артон" | Smoke fire detector |
RU55184U1 (en) * | 2005-10-10 | 2006-07-27 | Частное Предприятие "Артон" | SMOKE FIRE DETECTOR |
RU2295159C1 (en) * | 2005-04-05 | 2007-03-10 | Частное Предприятие "Артон" | Smoke fire alarm |
RU2306613C1 (en) * | 2006-01-31 | 2007-09-20 | Частное Предприятие "Артон" | Smoke-sensitive alarm |
RU80978U1 (en) * | 2007-10-08 | 2009-02-27 | Частное Предприятие "Артон" | SMOKE FIRE DETECTOR |
RU2356094C1 (en) * | 2007-03-12 | 2009-05-20 | Частное Предприятие "Артон" | Smoke fire alarm |
-
2017
- 2017-09-27 RU RU2017133672A patent/RU2665868C1/en active
Patent Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4317113A (en) * | 1979-08-24 | 1982-02-23 | Hochiki Corporation | Photoelectric smoke sensor |
US5477218A (en) * | 1993-01-07 | 1995-12-19 | Hochiki Kabushiki Kaisha | Smoke detecting apparatus capable of detecting both smoke fine particles |
WO1997030426A1 (en) * | 1996-02-15 | 1997-08-21 | Wagner Alarm- Und Sicherungssysteme Gmbh | Method of monitoring air flow in a fire-detection device and fire-detection device for carrying out the method |
RU2134907C1 (en) * | 1998-06-15 | 1999-08-20 | ТОО "Производственное объединение "Спецавтоматика" | Method and device for smoke recording |
RU2221278C2 (en) * | 2001-01-26 | 2004-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Конструкторское Бюро Пожарной Автоматики" | Smoke recording gear |
RU2258260C2 (en) * | 2003-06-30 | 2005-08-10 | Закрытое акционерное общество "Телесофт-Сервис" | Smoke alarm |
RU2256230C2 (en) * | 2003-06-30 | 2005-07-10 | Закрытое акционерное общество "Телесофт-Сервис" | Smoke detection method |
RU2256229C2 (en) * | 2003-07-22 | 2005-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Конструкторское бюро пожарной автоматики" (ООО "КБПА") | Smoke detection method |
RU2273886C1 (en) * | 2004-09-07 | 2006-04-10 | Частное Предприятие "Артон" | Smoke fire detector |
RU2295159C1 (en) * | 2005-04-05 | 2007-03-10 | Частное Предприятие "Артон" | Smoke fire alarm |
RU55184U1 (en) * | 2005-10-10 | 2006-07-27 | Частное Предприятие "Артон" | SMOKE FIRE DETECTOR |
RU2306613C1 (en) * | 2006-01-31 | 2007-09-20 | Частное Предприятие "Артон" | Smoke-sensitive alarm |
RU2356094C1 (en) * | 2007-03-12 | 2009-05-20 | Частное Предприятие "Артон" | Smoke fire alarm |
RU80978U1 (en) * | 2007-10-08 | 2009-02-27 | Частное Предприятие "Артон" | SMOKE FIRE DETECTOR |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109979151A (en) * | 2019-03-28 | 2019-07-05 | 赛特威尔电子股份有限公司 | A kind of smog alarm method, apparatus, smoke alarm device and storage medium |
CN109979151B (en) * | 2019-03-28 | 2021-03-16 | 赛特威尔电子股份有限公司 | Smoke alarm method and device, smoke alarm equipment and storage medium |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6218950B1 (en) | Scattered light fire detector | |
CN103439232A (en) | Obscuration type soot particle concentration measuring method and device thereof | |
CN108828616B (en) | Photon counting laser radar capable of realizing monopulse ranging and constant false alarm control method | |
CN104392577A (en) | Aerosol grain size sensing method based on dual-wavelength scattered signals and application of method to fire smoke detection | |
RU2536383C2 (en) | Evaluation of scattered light signals in optical alarm system and outputting both weighted smoke density signal and weighted dust/steam density signal | |
JPH0661119B2 (en) | Fire detector cross-correlation circuit, cross-correlation fire detector circuit, and fire detection method | |
SE457668B (en) | DEVICE MEASURING TO DETECT, PULSE LASER, DISTANCE METHOD AND MAPPED GOODS HIDDEN IN A LIGHT DISTRIBUTION DUMPING MEDIUM | |
KR101981517B1 (en) | Particle counter | |
RU2665868C1 (en) | Method of smoke detection and device for implementation thereof | |
CN107390230B (en) | Double Gm-APD photon counting laser radars based on half time alignment door | |
US3632209A (en) | System for measuring light transmittance through absorptive or diffusive media | |
RU2221278C2 (en) | Smoke recording gear | |
US4527063A (en) | Solid state nuclear radiation detector circuit with constant sensitivity | |
RU2256229C2 (en) | Smoke detection method | |
Henriksson et al. | Time-correlated single-photon counting laser radar in turbulence | |
US11346773B2 (en) | Fabry-Perot spectrometer-based smoke detector | |
JP2966541B2 (en) | Photoelectric smoke detector | |
US3588497A (en) | Apparatus for measuring the concentration of gun gas and for deactivating a gun at dangerous gas levels | |
JP6909929B2 (en) | Photodetectors and methods and ranging devices and methods | |
RU2568038C1 (en) | Method to detect microconcentrations of flammable and toxic gases | |
RU160748U1 (en) | SMOK ALARM | |
JP3333646B2 (en) | Infrared human body detector | |
JPH0560870A (en) | Radiation detector | |
Neumann et al. | Simulation of a Direct Time-of-Flight LiDAR-System | |
RU138993U1 (en) | SMOK ALARM |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20190821 Effective date: 20190821 |
|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20201109 Effective date: 20201109 |