RU2689633C1 - Энергетически автономное устройство для обнаружения возгораний - Google Patents
Энергетически автономное устройство для обнаружения возгораний Download PDFInfo
- Publication number
- RU2689633C1 RU2689633C1 RU2018129730A RU2018129730A RU2689633C1 RU 2689633 C1 RU2689633 C1 RU 2689633C1 RU 2018129730 A RU2018129730 A RU 2018129730A RU 2018129730 A RU2018129730 A RU 2018129730A RU 2689633 C1 RU2689633 C1 RU 2689633C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- energy
- electric energy
- electrical energy
- source
- sensitive element
- Prior art date
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title abstract description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 abstract description 6
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 230000010267 cellular communication Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 229910003310 Ni-Al Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N lead zirconate titanate Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Zr+4].[Pb+2] HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052451 lead zirconate titanate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000012781 shape memory material Substances 0.000 description 1
- 238000001931 thermography Methods 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62C—FIRE-FIGHTING
- A62C3/00—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places
- A62C3/02—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places for area conflagrations, e.g. forest fires, subterranean fires
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
- G08B17/00—Fire alarms; Alarms responsive to explosion
- G08B17/06—Electric actuation of the alarm, e.g. using a thermally-operated switch
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
- H10N10/10—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects
Landscapes
- Business, Economics & Management (AREA)
- Emergency Management (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Ecology (AREA)
- Forests & Forestry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Fire Alarms (AREA)
- Fire-Detection Mechanisms (AREA)
Abstract
Изобретение относится к системам пожарной безопасности, а именно к энергетически автономному устройству для обнаружения возгораний. Устройство содержит температурный чувствительный элемент (1), источник неэлектрической энергии (2), преобразователь неэлектрической энергии в электрическую (3), электронный модуль для передачи сигнала (4) в центр мониторинга для определения местоположения возгорания. Температурный чувствительный элемент (1) состоит из материала, в котором при достижении температуры окружающей среды выше порогового значения возникает самораспространяющаяся экзотермическая реакция. Источник неэлектрической энергии (2) состоит из тепловыделяющего материала. Преобразователь неэлектрической энергии в электрическую (3) представляет собой термоэлектрический генератор. Технический результат заключается в повышении автономности и надежности работы устройства, что обеспечивает возможность его использования без дополнительного контроля и обслуживания. 1 ил.
Description
Данное энергетически автономное устройство для обнаружения возгораний относится к системам пожарной безопасности и может быть применено для обнаружения очагов пожаров и контроля за их распространением в условиях полного отсутствия источников электроэнергии или альтернативных источников питания.
Известно техническое решение, в котором предложен способ мониторинга лесных пожаров и комплексная система раннего обнаружения лесных пожаров, построенная на принципе разносенсорного панорамного обзора местности с функцией высокоточного определения очага возгорания, основанное на мониторинге местности посредством тепловизионной камеры и видеокамеры, закрепленных на вышках сотовой связи, с последующей передачей изображений на центральный сервер для анализа [1]. Недостаток данного технического решения состоит в том, что для его реализации необходимо стационарный источник электроэнергии, такой как электрический генератор или постоянное подключение к единой электрической сети. Таким образом, предложенный способ не является энергетически автономным и инфраструктурно независимым.
Известен способ автоматического установления местоположения лесного пожара, характеризующийся тем, что на наиболее пожароопасных участках леса или торфяников, размещают по площади скважины с установкой в них перфорированных труб с датчиками температуры, соединенных между собой сигнальные проводники с набором резисторов и перемычек из легкоплавящегося материала, определяют границы пожара и фиксируют его координаты на лесопожарной карте, устанавливают модем сотовой связи и солнечную батарею, измеряют температуру в перфорированных трубах и сопротивление сигнальных проводников, сравнивают с допустимыми значениями, формируют при их превышении информацию о возникновении пожара и передают информацию по каналам сотовой связи в диспетчерский центр [2]. Недостатком данного способа является то, что для эксплуатации системы фиксации температуры и передачи данных по каналам сотовой связи необходимо наличие солнечной батареи в качестве источника питания, что затрудняет работу системы в условиях отсутствия солнечного света и необходимости обслуживания солнечного элемента, например чистки поверхности от пыли и грязи.
Известно техническое решение, в котором предложено автономное устройство для детектирования лесных пожаров, представляющее корпус, в который помещена электромагнитную катушка, элемент с памятью формы в виде пружины и электронный модуль для передачи сигнала [3]. При достижении температуры порогового значения пружина, выполненная из материала с памятью формы, разжимается и приводит в движение сердечник электромагнитной катушки, при перемещении которого начинается вырабатываться электрическая энергия для питания модуля передачи сигнала. Недостаток данного технического решения состоит в том, что перемещение сердечника в электромагнитной катушке неконтролируемо и может привести к генерации недостаточного количества энергии для питания модуля передачи сигнала.
Наиболее близким техническим решением является «Энергетически самообеспеченное устройство для обнаружения пожаров и способ обнаружения лесных пожаров, выполненный на основе такого устройства», включающее температурный чувствительный элемент, состоящий из материала с памятью формы, который одновременно является источником неэлектрической энергии, преобразователь неэлектрической энергии в электрическую, представляющий пьезоэлектрический элемент, интегральный модуль передачи сигнала, предупреждающий о пожаре [4]. Суть работы данного устройства в том, что при достижении температуры порогового значения температурный чувствительный элемент механически воздействует на пьезоэлектрический элемент, который передает электрическую энергию в модуль передачи сигнала. Главные недостатки данного технического решения состоит в том, что 1) электрическая энергия, вырабатываемая в момент одноразового механического воздействия чувствительного элемента на пьезоэлектрический элемент может оказаться недостаточной для передачи радиосигнала, требующее продолжительного времени, 2) с течением времени происходит деградация электрофизических параметров пьезоэлектрического элемента, которые влияют на величину генерируемой им электрической энергии, и 3) при достижении температуры точки Кюри происходит полная деполяризация пьезоэлектрического элемента, которая составляет для пьзокерамики на основе цирконат-титаната свинца порядка 130-380°С, что выводит пьезоэлемент из строя. Эти недостатки ограничивают условия, в которых данное устройство может быть применено.
Задачей настоящего изобретения является увеличение диапазона рабочих температур, продолжительности работы и тем самым повышение автономности и надежности устройства, что обеспечит возможность его использования без дополнительного контроля и обслуживания.
Для достижения этого предлагается конструкция энергетически автономного устройства для обнаружения возгораний, включающее температурный чувствительный элемент, источник неэлектрической энергии, преобразователь неэлектрической энергии в электрическую, электронный модуль для передачи сигнала в центр мониторинга для определения местоположения возгорания, в котором температурный чувствительный элемент состоит из материала, в котором при достижении температуры окружающей среды выше порогового значения возникает самораспространяющаяся экзотермическая реакция, источник неэлектрической энергии состоит из тепловыделяющегося материала, преобразователь неэлектрической энергии в электрическую представляет собой термоэлектрический генератор.
Таким образом, отличительными признаками изобретения является то, что температурный чувствительный элемент состоит из материала, в котором при достижении температуры окружающей среды выше порогового значения возникает самораспространяющаяся экзотермическая реакция, источник неэлектрической энергии состоит из тепловыделяющегося материала, преобразователь неэлектрической энергии в электрическую представляет собой термоэлектрический генератор.
Такая совокупность отличительных признаков позволяет решить поставленные задачи и устранить недостатки способа-прототипа, а именно, данная конструкция энергетически автономного устройства для обнаружения возгораний при достижении температуры окружающей среды выше порогового значения позволяет обеспечить непрерывную работу электронного модуля передачи сигнала в течение более нескольких минут для успешного уведомления центра мониторинга о возгорании, обладает высокой надежностью, что позволяет работать в широком диапазоне температур от -80°С до +900°С, долговечностью, срок службы которого может превышать более 10 лет, является компактным, портативным и полностью энергетический автономной системой, не требующая дополнительного контроля и обслуживания.
На фиг. 1 приведено предлагаемое энергетически автономное устройство для обнаружения возгораний, где: 1 - чувствительный элемент; 2 - источник неэлектрической энергии; 3 - преобразователь неэлектрической энергии в электрическую; 4 - электронный модуль для передачи сигнала.
Проведенные патентные исследования показали, что совокупность признаков предлагаемого изобретения является новой, что доказывает новизну энергетически автономного устройства для обнаружения возгораний. Стоит отметить, что патентные исследования показали, что в научно-технических источниках отсутствуют данные, оказывающие влияние отличительных признаков заявляемого изобретения на достижение технического результата, что подтверждает изобретательский уровень предлагаемого устройства.
Настоящее изобретение позволяет устранить недостатки способа-прототипа, обеспечивая автономную и надежную работу устройства в более высоком температурном диапазоне, не требующее дополнительного контроля и обслуживания.
Пример. Энергетически автономное устройство для обнаружения возгораний представляет собой герметичный корпус, содержащий внутри термоэлектрический генератор. С горячей стороны термоэлектрического генератора располагается источник неэлектрической энергии, который состоит из тепловыделяющего материала на основе Ni-Al в виде цилиндра толщиной 2-5 мм и диаметром 2-3 см. В корпус через герметичное отверстие с подводом к тепловыделяющему элементу введен чувствительный элемент, который представляет собой шнур длинной 5-50 см и диаметром 1-2 мм, состоящий из композитного материала на основе поливинилденфторида и алюминия. К термоэлектрическому генератору подключен электронный модуль передачи сигнала, который передает сигнал и местоположение устройства в центр мониторинга в разрешенном диапазоне частот.
Данная конструкция энергетически автономного устройства для обнаружения возгораний при достижении температуры окружающей среды выше порогового значения позволяет обеспечить непрерывную работу электронного модуля передачи сигнала в течение более нескольких минут для успешного уведомления центра мониторинга о возгорании, обладает высокой надежностью, что позволяет работать в широком диапазоне температур от -80°С до +900°С, долговечностью, срок службы которого может превышать более 10 лет, является компактным, портативным и полностью энергетический автономной системой, не требующая дополнительного контроля и обслуживания.
Источники информации
1. Патент Российской Федерации 2486594, опубл. 27.06.2013
2. Патент Российской Федерации 2457875, опубл. 10.08.2012
3. Патент Франции 3044802 А1, опубл. 12.04.2015
4. Патент Франции WO 2016151250 A1, опубл. 29.09.2016 - прототип
Claims (1)
- Энергетически автономное устройство для обнаружения возгораний, включающее температурный чувствительный элемент, источник неэлектрической энергии, преобразователь неэлектрической энергии в электрическую, электронный модуль для передачи сигнала в центр мониторинга для определения местоположения возгорания, отличающееся тем, что температурный чувствительный элемент состоит из материала, в котором при достижении температуры окружающей среды выше порогового значения возникает самораспространяющаяся экзотермическая реакция, источник неэлектрической энергии состоит из тепловыделяющего материала, преобразователь неэлектрической энергии в электрическую представляет собой термоэлектрический генератор.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018129730A RU2689633C1 (ru) | 2018-08-15 | 2018-08-15 | Энергетически автономное устройство для обнаружения возгораний |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018129730A RU2689633C1 (ru) | 2018-08-15 | 2018-08-15 | Энергетически автономное устройство для обнаружения возгораний |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2689633C1 true RU2689633C1 (ru) | 2019-05-28 |
Family
ID=67037152
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018129730A RU2689633C1 (ru) | 2018-08-15 | 2018-08-15 | Энергетически автономное устройство для обнаружения возгораний |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2689633C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4198932A1 (fr) * | 2021-12-20 | 2023-06-21 | Nimesis Technology | Dispositif de detection d'incendies ou de depassement anormal de temperature, energetiquement autonome |
| US11915568B2 (en) | 2019-12-31 | 2024-02-27 | Eversense SPS Ltd | Fire alerting device and system |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU892458A1 (ru) * | 1980-05-06 | 1981-12-23 | Всесоюзный научно-исследовательский институт противопожарной обороны МВД СССР | Пожарный извещатель |
| US5136278A (en) * | 1991-03-15 | 1992-08-04 | Systron Donner Corporation | Compact and lightweight pneumatic pressure detector for fire detection with integrity switch |
| KR101605828B1 (ko) * | 2014-06-12 | 2016-03-24 | 한국기계연구원 | 열전소자를 이용한 무전원 온도측정 장치 및 이를 포함하는 화재예방 시스템 |
| WO2016151250A1 (fr) * | 2015-03-24 | 2016-09-29 | Nimesis Technology | Dispositif de détection d'incendies de foret énergétiquement autonome et procédé de détection d'incendies de foret mettant en œuvre un tel dispositif |
| RU2658494C1 (ru) * | 2017-04-14 | 2018-06-21 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "Московский институт электронной техники" | Автономный портативный термоэлектрический источник питания |
-
2018
- 2018-08-15 RU RU2018129730A patent/RU2689633C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU892458A1 (ru) * | 1980-05-06 | 1981-12-23 | Всесоюзный научно-исследовательский институт противопожарной обороны МВД СССР | Пожарный извещатель |
| US5136278A (en) * | 1991-03-15 | 1992-08-04 | Systron Donner Corporation | Compact and lightweight pneumatic pressure detector for fire detection with integrity switch |
| KR101605828B1 (ko) * | 2014-06-12 | 2016-03-24 | 한국기계연구원 | 열전소자를 이용한 무전원 온도측정 장치 및 이를 포함하는 화재예방 시스템 |
| WO2016151250A1 (fr) * | 2015-03-24 | 2016-09-29 | Nimesis Technology | Dispositif de détection d'incendies de foret énergétiquement autonome et procédé de détection d'incendies de foret mettant en œuvre un tel dispositif |
| RU2658494C1 (ru) * | 2017-04-14 | 2018-06-21 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "Московский институт электронной техники" | Автономный портативный термоэлектрический источник питания |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11915568B2 (en) | 2019-12-31 | 2024-02-27 | Eversense SPS Ltd | Fire alerting device and system |
| EP4198932A1 (fr) * | 2021-12-20 | 2023-06-21 | Nimesis Technology | Dispositif de detection d'incendies ou de depassement anormal de temperature, energetiquement autonome |
| WO2023117852A1 (fr) * | 2021-12-20 | 2023-06-29 | Nimesis Technology | Dispositif de detection d'incendies ou de depassement anormal de temperature, energetiquement autonome |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2689633C1 (ru) | Энергетически автономное устройство для обнаружения возгораний | |
| US9578748B1 (en) | Ambient energy powered electronic gaskets | |
| US20200191539A1 (en) | Electronic detonator initiation | |
| US9478121B2 (en) | Emergency equipment power sources | |
| CN103404016B (zh) | 无线电力供给装置和无线电力供给方法 | |
| US4042796A (en) | Inertia switch for sensing vibration forces | |
| KR102470392B1 (ko) | 수전형 정보 취득 발신 장치, 정보 취득 시스템 | |
| JP5880578B2 (ja) | 発電装置 | |
| CN201145943Y (zh) | 温差无线红外温度传感器 | |
| JP2018159581A (ja) | 状態検出装置 | |
| JP2013078175A (ja) | 電子機器 | |
| US20220037921A1 (en) | Compact surveillance system | |
| JP5854498B2 (ja) | 電子回路、温度測定方法、プログラム、火災警報器および火災警報受信出力装置 | |
| JP2015203685A (ja) | 環境監視システム及び環境監視方法 | |
| JP2004047635A (ja) | 流路管用熱電変換モジュール | |
| WO2016151250A1 (fr) | Dispositif de détection d'incendies de foret énergétiquement autonome et procédé de détection d'incendies de foret mettant en œuvre un tel dispositif | |
| CN105873000B (zh) | 自供电矿井应急通信与监控系统 | |
| RU52226U1 (ru) | Устройство наблюдения | |
| CN105848110B (zh) | 一体化自供电矿井应急通信与定位系统 | |
| KR20170116815A (ko) | 수영장용 ＩｏＴ ＣＣＴＶ 장치, 그리고 이를 이용한 수영장 관리 방법 | |
| TWM536419U (zh) | 熱電感測裝置 | |
| CN217216397U (zh) | 一种传感器装置 | |
| RU29435U1 (ru) | Защитный кожух устройства наблюдения | |
| KR101577308B1 (ko) | 풍력발전기 감시 시스템 | |
| WO2023239334A1 (en) | Wireless measurement device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20191126 Effective date: 20191126 |