RU2703366C1 - Способ раннего обнаружения пожара и устройство для его реализации - Google Patents

Способ раннего обнаружения пожара и устройство для его реализации Download PDF

Info

Publication number
RU2703366C1
RU2703366C1 RU2018121592A RU2018121592A RU2703366C1 RU 2703366 C1 RU2703366 C1 RU 2703366C1 RU 2018121592 A RU2018121592 A RU 2018121592A RU 2018121592 A RU2018121592 A RU 2018121592A RU 2703366 C1 RU2703366 C1 RU 2703366C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
frequency
phase
output
input
fire
Prior art date
Application number
RU2018121592A
Other languages
English (en)
Inventor
Виктор Иванович Дикарев
Николай Петрович Казаков
Евгений Николаевич Бардулин
Оксана Евгеньевна Бардулина
Original Assignee
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский университет Государственной противопожарной службы Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский университет Государственной противопожарной службы Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий" filed Critical Федеральное государственное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский университет Государственной противопожарной службы Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий"
Priority to RU2018121592A priority Critical patent/RU2703366C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2703366C1 publication Critical patent/RU2703366C1/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/74—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/76—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems wherein pulse-type signals are transmitted
    • G01S13/78—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems wherein pulse-type signals are transmitted discriminating between different kinds of targets, e.g. IFF-radar, i.e. identification of friend or foe
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
    • G01S3/02—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using radio waves
    • G01S3/14—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
    • G01S3/46—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using antennas spaced apart and measuring phase or time difference between signals therefrom, i.e. path-difference systems
    • 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
    • G08B17/117—Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means by using a detection device for specific gases, e.g. combustion products, produced by the fire

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Alarm Systems (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области пожарной безопасности и предназначено для обнаружения пожара на ранних стадиях тления и возгорания горючих материалов. Технический результат - повышение избирательности и помехоустойчивости приема и достоверности синхронного детектирования фазоманипулированных сигналов. Устройство, реализующее предлагаемый способ, содержит на передающей стороне газовый сенсор, согласующий усилитель, аналого-цифровой преобразователь, микропроцессор, формирователь световых и звуковых сигналов тревоги, световой сигнализатор, звуковой сигнализатор, выход формирователя, формирователь модулирующего кода, задающий генератор, фазовый манипулятор, усилитель мощности и передающую антенну. На принимающей стороне устройство для приема сложных сигналов с фазовой манипуляцией содержит приемную антенну , усилитель высокой частоты, гетеродин, смеситель, два фильтра нижних частот, систему ФАПЧ, фазовращатель на 90°, два перемножителя, фазовый детектор, блок регистрации, измеритель несущей частоты, измеритель доплеровской частоты. Причем изобретение обеспечивает измерение несущей и доплеровской частоты принимаемых сигналов с фазовой манипуляцией и определение взаимного перемещения объекта пожарной опасности и диспетчерского пункта наблюдения. 2 н.п. ф-лы, 5 ил.

Description

Предлагаемые способ и устройство относятся к области пожарной безопасности и могут быть использованы для обнаружения пожара на разных стадиях тления и возгорания горючих материалов.
Известны способы и устройства раннего обнаружения пожара (авт.свид. СССР №1.478.929; патенты РФ №2.032.229, №2.078.377, №2.177.179, №2.207.631, №2.210.813, №2.256.228, №2.256.231, №2.340.002; №2.409.865, №2.539.804; патенты США №5.049.861, №5.079.422, №6.307.477; патент Германии №1.995.955; патент ЕР №940.679, №1.169.606; патенты WO №9.948.070, №1999/048.470. Шаровар Ф.И. Устройства и системы пожарной сигнализации.- М.: Стройиздат, 1985, с. 292-295 и другие.
Из известных способов и устройств наиболее близкими к предполагаемым являются «Способ раннего обнаружения пожара и устройство для его реализации» (патент РФ №2.537.804, G 0813 17/117, 2013), которые и выбраны в качестве прототипа.
Известные технические решения обеспечивают повышение избирательности и устойчивости приема и достоверности синхронного детектирования фазоманипулированных сигналов путем подавления ложных сигналов (помех), принимаемых по дополнительным каналам, и устранения явления «обратной работы».
Однако известные технические решения неполноценно реализуют свои потенциальные возможности. Они могут быть использованы и для измерения несущей и доплеровской частоты принимаемых сигналов с фазовой манипуляцией.
Технической задачей изобретения является расширение функциональных возможностей известных технических решений путем измерения несущей и доплеровской частоты принимаемых сигналов фазовой манипуляции и определения взаимного перемещения объекта пожарной безопасности и диспетчерского пункта наблюдения.
Поставленная задача решается тем, что способ раннего обнаружения пожара, основанный, в соответствии с ближайшим аналогом, на том, что измеряют текущие значения концентрации в воздухе газовых компонентов, выбранных из группы, состоящей из водорода, окиси углерода, двуокиси углерода и ароматических углеводородов, выделяющихся при тлении горючих материалов, определяют соотношение измеренных концентраций газовых компонентов, которое сравнивают с заданным его значением, при этом сигнал тревоги формируют при совпадений указанных значений соотношений концентрации газовых компонентов, формируют наряду с сигналом тревоги высокочастотное колебание и модулирующий код, отображающий идентификационный номер объекта пожарной безопасности и его координаты, манипулируют высокочастотное колебание по фазе модулирующим кодом, усиливают по мощности сформированный сложный сигнал с фазовой манипуляцией, излучают его в эфир, улавливают на диспетчерском пункте наблюдения и/или в пожарной службе, преобразуют по частоте с использованием напряжения гетеродина, а затем выделяют и регистрируют низкочастотное напряжение, пропорциональное модулирующему коду, при этом частоту ωГ гетеродина выбирают равной частоте
Figure 00000001
принимаемого сигнала
Figure 00000002
, где ± Ωд доплеровское смещение частоты, и преобразуют принимаемый сигнал с фазовой манипуляцией на нулевую частоту, причем для поддержания равенства
Figure 00000003
осуществляют фазовую автоподстройку частоты ωГ гетеродина, отличается от ближайшего аналога тем, что после перемножения принимаемого сигнала с фазовой манипуляцией с напряжением низкой частоты выделяют гармоническое напряжение, измеряют несущую частоту принимаемого сигнала с фазовой манипуляцией и регистрируют ее, гармоническое напряжение перемножают с напряжением гетеродина, выделяют низкочастотное напряжение, пропорциональное доплеровскому смещению частоты, измеряют его и по знаку и величине доплеровского смещения частоты судят о направлении и скорости взаимного перемещения объекта пожарной безопасности и диспетчерского пункта наблюдения.
Поставленная задача решается тем, что устройство для раннего обнаружения пожара, содержащее, в соответствии с ближайшим аналогом, n датчиков концентраций в воздухе газовых компонентов, выделяющихся при тлении горючих материалов, при этом каждый датчик посредством последовательного соединенных согласующего усилителя и аналого-цифрового преобразователя связан с микропроцессором, подключенным к формирователю сигнала тревоги и предназначенным для сопоставления текущих значений измеренных датчиками концентрации газовых компонентов с одновременным формированием соотношения текущих значений концентрации и сравнения сформированного соотношения с заданным его значением, а также на объекте пожарной безопасности последовательно подключенные ко второму выходу микропроцессора задающий генератор, фазовый манипулятор, второй вход которого через формирователь модулирующего кода соединен со вторым выходом микропроцессора, усилитель мощности и передающую антенну, а на диспетчерском пункте наблюдения и/или в пожарной службе последовательно включенные приемную антенну, усилитель высокой частоты, смеситель, второй вход которого соединен с первым выходом (гетеродина), первый фильтр нижних частот, первый перемножитель, второй вход которого соединен с выходом усилителя высокой частоты, и фазовый детектор, второй вход которого через фазовращатель на 90° соединен с вторым выходом гетеродина, а выход подключен к управляющему входу гетеродина, выход фильтра нижних частот подключен к первому входу блока регистрации, частота гетеродина ωГ выбрана равной частоте
Figure 00000004
принимаемого сигнала
Figure 00000005
и указанное равенство поддерживается автоматически, отличается от ближайшего аналога тем, что оно снабжено узкополосным фильтром, измерителем несущей частоты принимаемого сигнала с фазовой манипуляцией, вторым перемножителем, вторым фильтром нижних частот и измерителем доплеровской частоты, причем к выходу первого перемножителя последовательно подключены узкополосный фильтр и измеритель несущей частоты принимаемого сигнала, выход которого подключен ко второму входу блока регистрации, к выходу узкополосного фильтра последовательно подключены второй перемножитель, второй вход которого соединен со вторым выходом гетеродина, второй фильтр нижних частот и измеритель доплеровской частоты, выход которого соединен с третьим входом блока регистрации.
Временные зависимости концентраций основных газовых компонентов, выделяющихся при тлении хлопка, изображены на фиг. 1. Временные зависимости концентраций основных газовых компонентов, выделяющихся при тлении древесины, изображены на фиг. 2. Структурная схема устройства для раннего обнаружения пожара представлена на фиг. 3. Структурная схема устройства для приема сложного сигнала с фазовой манипуляцией, содержащего сведения об объектах, где возникает пожар, представлена на фиг. 4. Частотная диаграмма изображена на фиг. 5.
Устройство для раннего обнаружения пожара содержит n каналов, каждый из них предназначен для измерения концентрации одного газового компонента и содержит датчик в виде, например, газового сенсора 1.i = (1,2, …, n), к которому подключены последовательно соединенные согласующий усилитель 2.i и аналого-цифровой преобразователь 3.i. Выход каждого аналого-цифрового преобразователя 3.i подсоединен к соответствующему входу микропроцессора 4, подключенного к формирователю 5 световых и звуковых сигналов тревоги, снабженного световым 6 и звуковым 7 сигнализаторами, при этом выход 8 формирователя 5 соединен с центральным концентратором пожарной охраны (не показан). Количество каналов зависит от количества газовых компонентов, концентрации которых измеряют одновременно на начальной стадии возгорания. Ко второму выходу микропроцессора 4 последовательно подключены формирователь 9 модулирующего кода, фазовый манипулятор 11, второй вход которого через задающий генератор 10 соединен с выходом микропроцессора 4, усилитель 12 мощности и передающая антенна 13.
Устройство для приема сложных сигналов с фазовой манипуляцией (ФМн) содержит последовательно включенные приемную антенну 14, усилитель 15 высокой частоты, смеситель 17, второй вход которого соединен с выходом гетеродина 16, фильтр 18 нижних частот и блок 23 регистрации. К выходу усилителя высокой частоты последовательно подключены перемножитель 21, второй вход которого соединен с выходом фильтра 18 нижних частот, и фазовый детектор 22, второй вход которого через фазовращатель 20 на 90° соединен со вторым входом гетеродина 16, а выход подключен к входу гетеродина 16.
Фазовращатель 20 на 90°, перемножитель 21 и фазовый детектор 22 образуют систему 19 фазовой автоматической подстройки частоты (ФАПЧ).
К выходу первого перемножителя 21 последовательно подключен узкополосный фильтр 24 и измеритель 25 несущей частоты принимаемого сигнала с фазовой манипуляцией, выход которого соединен с вторым входом блока 23 регистрации. К выходу узкополосного фильтра 24 последовательно подключены второй перемножитель 26, второй вход которого соединен со вторым выходом 16 гетеродина, второй фильтр 27 нижних частот и измеритель 28 доплеровской частоты, выход которого соединен с третьим входом блока 23 регистрации.
Устройство для приема сложных ФМн сигналов устанавливается на диспетчерском пункте наблюдения и/или в пожарной службе.
Устройство для раннего обнаружения пожара может быть реализовано на известных элементах отечественного и зарубежного производства, таких как полупроводниковые сенсоры ПГС-1 или сенсоры Model 911 фирмы «Sieger» (Германия), MICS 1100 фирмы «Motorola» (США), микропроцессоры типа PIC12C509 фирмы «Motorola», стандартные АЦП типа АД9202 фирмы «Analog Devices» (каталог 1999 г.) и индикаторы разных марок.
Предлагаемый способ реализуется следующим образом.
Установлено, что для начальных стадий тления и возгорания большинства известных горючих материалов характерно выделения газовых компонентов, основными из которых являются водород (Н2), окись углерода (СО), двуокись углерода (СO2) и ароматические углеводороды (СxНy), причем концентрации этих газов изменяются во времени.
Экспериментально полученные временные зависимости концентраций в воздухе водорода, окиси углерода, двуокиси углерода и ароматических углеводородов в первые несколько минут после начала горения хлопка и древесины показаны на фиг. 1 и 2, где К - текущее значение концентраций газового компонента в воздухе в %.
Анализ графиков показывает, что в течение первых минут тления идет резкое газовыделение одновременно нескольких газов, а именно водорода, ароматических углеводородов, окиси углерода и двуокиси углерода.
Значение концентраций выделяемых газов для разных горючих материалов могут быть различны, но выделение окиси углерода всегда сопровождается выделением водорода, ароматических углеводородов и двуокиси углерода. При этом значение соотношений концентраций перечисленных газов лежат в определенных пределах. Установлено, что в первые 2-3 минуты начала процесса тления основных горючих материалов соотношение концентраций в воздухе ароматических углеводородов, водорода, окиси углерода и двуокиси углерода в каждый текущий момент времени составляют:
Figure 00000006
При этом значение соотношения концентраций, например, водорода и окиси углерода в пределах 1: 2,4 - 5,6 в каждый текущий момент времени.
Указанные выше соотношения концентраций основных газовых компонентов выбирают в качестве заданных соотношений величин, с которыми сравнивают соотношения текущих значений концентраций этих компонентов, и в случае их совпадения формируют сигнал тревоги.
Каждый их полупроводниковых газовых сенсоров 1,1 - 1.n, чувствительный к воздействию одного из перечисленных газовых компонентов (Н2, СО, СO2, СxНy), изменяет свою проводимость при изменении концентрации этого компонента в воздухе, в результате чего на выходе соответствующего сенсора 1,1 - 1.n. появляется электрический сигнал величина которого соответствует определенной концентрации этого газового компонента в воздухе. Затем этот сигнал усиливают и преобразуют с помощью соответствующего преобразователя 3.1.-3.n в цифровой сигнал.
Микропроцессор 4 непрерывно или с заданной периодичностью, например через 0,1-1 минуту, опрашивает сенсоры 1.1-1.n, сопоставляет между собой поступившие с них текущие значения сигналов (соответствующие текущим значениям концентраций газовых компонентов в воздухе) и полученные соотношения текущих значений сигналов сравнивает с заданными соотношениями значений сигналов, записанными ранее и хранящимися в его памяти. При совпадении текущих значений сигналов с заданными соотношениями значений на формирователи 5 и 9 поступают сигналы, формирующие на них сигналы тревоги: световой, звуковой, а также сигнал, подаваемый с выхода 8 на центральный концентратор пожарной охраны, и модулирующий код М (t), отображающий идентификационный номер объекта пожарной безопасности, соответственно.
Устройство вырабатывает устойчивый сигнал тревоги на второй-третьей минутах после начала искусственного вызванного тления строительного мусора, выбранного в качестве горючего материала. Например.
На первой минуте тления строительного мусора, состоящего из тряпок с преобладающим содержанием хлопка, соотношение было:
Figure 00000007
На третье минуте:
Figure 00000008
Соответственно соотношение водорода и окиси углерода на первой минуте:
Figure 00000009
На третьей минуте:
Figure 00000010
При тлении строительного мусора с преобладающим составом древесины (стружка, щепа, шпон) на первой минуте соотношение:
Figure 00000011
На третье минуте:
Figure 00000012
Соотношение
Figure 00000013
- на первой минуте и
Figure 00000014
- на третьей минуте.
При совпадении соотношения текущих значений концентраций основных газовых компонентов с заданными соотношениями в микропроцессоре 4 формируется сигнал, который с его второго выхода поступает на вход задающего генератора 10 и включает его.
Задающий генератор 10 формирует высокочастотное колебание:
Figure 00000015
где
Figure 00000016
- амплитуда, несущая частота, начальная фаза и длительность высокочастотного колебания, которое поступает на второй вход фазового манипулятора 11, на первый вход которого подается модулирующий код M(t) с выхода формирователя 9, отображающий идентификационный номер объекта пожарной безопасности. На выходе фазового манипулятора 11 образуется сложный ФМн-сигнал
Figure 00000017
где ϕк(t) = {0, π} - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с модулирующим кодом M(t), причем ϕк(t) = const при Кτэ<t< (К + 1)τэ и может изменяться скачком при t=Кτэ, т.е. на границах между элементарными посылками (К = 1,2, …, N);
τэ, N - длительность и количество элементарных посылок, из которых составлен сигнал длительностью Тс(Тс = τэN), который после усиления усилителя 12 мощности поступает в антенну 13, излучается в эфир, улавливается приемной антенной 14
Figure 00000018
где ± Ωд - доплеровское смещение частоты,
и через усилитель 15 высокой частоты поступает на первый вход смесителя 17, на второй вход которого подается напряжение гетеродина 16
uг(t) = UгCos(ωгt + ωг)
Причем частота ωг гетеродина 16 выбирается равной частоте
Figure 00000019
принимаемого ФМн-сигнала
Figure 00000020
На выходе смесителя 17, образуются следующие напряжения:
Figure 00000021
где
Figure 00000022
Фильтром 18 нижних частот выделяется низкочастотное напряжение (напряжение нулевой частоты).
Figure 00000023
пропорциональное модулирующему коду M(t), которое фиксируется блоком 23 регистрации.
Следует отметить, что выбор частоты ωг гетеродина 16 равной частоте
Figure 00000024
принимаемого ФМн-сигнала
Figure 00000025
обеспечивает совмещение двух процедур: преобразование ФМн-сигнала на нулевую частоту и выделение низкочастотного напряжения uн(t), пропорционального модулирующему коду M(t), то есть синхронное детектирование принимаемого ФМн-сигнала с помощью смесителя 17, гетеродина 16 и фильтра 18 нижних частот. Такая схемная конструкция позволяет избавиться от дополнительных каналов приема зеркального на частоте
Figure 00000026
первого
Figure 00000027
и второго
Figure 00000028
комбинационных каналов.
Так как частота
Figure 00000029
принимаемого ФМн-сигнала может изменяться под воздействием разных дестабилизирующих факторов, то для выполнения и поддержания равенства
Figure 00000030
используется система ФАГТЧ, состоящая из перемножителя 21, фазовращателя 20 на 90° и фазового детектора 22. Причем в перемножителе 21 происходит обратная манипуляция принимаемого ФМн-сигнала u1(t), позволяющая сформировать не манипулированное колебание, фильтруемое затем системой ФАПЧ. Так как перемножение происходит по высокой частоте, то в качестве перемножителя 21 может применятся обычный балансный модулятор. Система с обратной манипуляцией обладает дополнительными возможностями по улучшению помехоустойчивости за счет последетекторной обработки сигнала, используемого для устранения фазовой манипуляции.
На выходе перемножителя 21 образуется гармоническое напряжение
Figure 00000031
где
Figure 00000032
которое выделяется узкополосным фильтром 24 и поступает на выход измерителя 25 несущей частоты принимаемого сигнала и на первый ход перемножителя 26, на второй вход которого подается напряжение uг(t) гетеродина 16. Измеритель 25 обеспечивает измерение несущей частоты
Figure 00000033
принимаемого ФМн-сигналами.
На выходе перемножителя 26 образуется низкочастотное напряжение:
Figure 00000034
где
Figure 00000035
ϕд = ϕс - ϕг,
которое выделяется фильтром 27 нижних частот на входе измерителя 28 доплеровской частоты.
Если доплеровская частота (Ωд=0), то объект пожарной безопасности и диспетчерского пункта наблюдения находится в статическом положении.
Если объект пожарной безопасности и диспетчерский пункт наблюдения сближаются, то об этом свидетельствует знак «+», а величина доплеровской частоты +Ωд свидетельствует о скорости их сближения.
Если объект пожарной безопасности и диспетчерский пункт наблюдения удаляются друг от друга, то об этом свидетельствует знак «-» и величина доплеровской частоты - Ωд свидетельствует о скорости их удаления друг от друга.
Предполагаемые технические решения обеспечивают расширение зоны мониторинга объектов пожарной безопасности и своевременную подачу сигнала тревоги с объектов пожарной безопасности в пожарную службу и/или на диспетчерский пункт наблюдения. Это достигается использованием радиоканала и сложных сигналов с фазовой манипуляцией.
Одновременное контролирование нескольких газов повышает надежность обнаружения пожара именно на ранних стадиях тления и возгорания. При этом исключается возможность ложных срабатываний измерительного устройства при повышении концентрации одного из газов по любой из причин, несоответствующий процессу возгорания. Последнее возможно, например, в результате утечки газов из баллонов, емкостей или трубопроводов, находящихся внутри или вблизи охраняемых помещений.
Предлагаемый способ и устройство обеспечивают повышение избирательности и помехоустойчивости приема и достоверности синхронного детектирования фазоманипулированных сигналов. Это достигается подавлением ложных сигналов (помех), принимаемых по зеркальному и комбинационному каналам, и устранением явления «обратной работы» за счет преобразования принимаемых в ФМн-сигналов на нулевую частоту. Указанное преобразование позволяет также выделять моделирующий код из принимаемых ФМн-сигналов. Совмещение двух указанных процедур обеспечивается гетеродином, смесителем и фильтром нижних частот, которые одновременно выполняют роли преобразователя частоты и синхронного демодулятора принимаемого ФМн-сигналами. Такая схемная конструкция свободна от дополнительных каналов приема и явления «обратной работы», а система фазовой автоматической подстройки частоты
Figure 00000036
гетеродина обеспечивает автоматическое слежение за изменениями несущей частоты
Figure 00000037
принимаемого ФМн-сигнала, которое может возникать под влиянием различных дестабилизирующих факторов.
Таким образом, предлагаемые способ и устройство по сравнению с прототипами и другими техническими решениями аналогичного назначения обеспечивают измерение несущей и доплеровской частоты принимаемых сигналов с фазовой манипуляцией и определение взаимного перемещения объекта пожарной безопасности и диспетчерского пункта наблюдения.
Тем самым функциональные возможности известных технических решений расширены.

Claims (2)

1. Способ раннего обнаружения пожара, основанный на том, что измеряют текущие значения концентрации в воздухе газовых компонентов, выбранных из группы, состоящей из водорода, окиси углерода, двуокиси углерода и ароматических углеводородов, выделяющихся при тлении горючих материалов, определяют соотношение измеренных концентраций газовых компонентов, которое сравнивают с заданным его значением, при этом сигнал тревоги формируют при совпадении указанных значений соотношений концентрации газовых компонентов, формируют наряду с сигналом тревоги высокочастотное колебание и модулирующий код, отображающий идентификационный номер объекта пожарной безопасности и его координаты, манипулируют высокочастотное колебание по фазе модулирующим кодом, усиливают по мощности сформированный сложный сигнал с фазовой манипуляцией, излучают его в эфир, улавливают на диспетчерском пункте наблюдения и/или в пожарной службе, преобразуют по частоте с использованием напряжения гетеродина, а затем выделяют и регистрируют низкочастотное напряжение, пропорциональное модулирующему коду, при этом частоту
Figure 00000038
гетеродина выбирают равной частоте
Figure 00000039
принимаемого сигнала
Figure 00000040
и преобразует принимаемый сигнал с фазовой манипуляцией на нулевую частоту, причем для поддержания равенства
Figure 00000041
осуществляют фазовую автоподстройку частоты
Figure 00000042
гетеродина, отличающийся тем, что после перемножения принимаемого сигнала с фазовой манипуляцией с напряжением низкой частоты выделяют гармоническое напряжение, измеряют несущую частоту принимаемого сигнала с фазовой манипуляцией и регистрируют ее, гармоническое напряжение перемножают с напряжением гетеродина, выделяют низкочастотное напряжение, пропорциональное доплеровскому смещению частот, измеряют его и по знаку и величине доплеровского смещения частоты судят о направлении и скорости взаимного перемещения объектов пожарной безопасности и диспетчерского пункта наблюдения.
2. Устройство для раннего обнаружения пожара, содержащее n датчиков концентраций в воздухе газовых компонентов, выделяющихся при тлении горючих материалов, при этом каждый датчик посредством последовательно соединенных согласующего усилителя и аналого-цифрового преобразователя связан с микропроцессором, подключенным к формирователю сигнала тревоги и предназначенным для сопоставления текущих значений измеренных датчиками концентраций газовых компонентов с одновременным формированием соотношения текущих значений концентраций и сравнения сформированного соотношения с заданным его значением, а также на объекте пожарной безопасности последовательно подключенные ко второму выходу микропроцессора задающий генератор, фазовый манипулятор, второй вход которого через формирователь модулирующего кода соединен со вторым выходом микропроцессора, усилитель мощности и передающую антенну, а на диспетчерском пункте наблюдения и/или в пожарной службе последовательно включенные приемную антенну, усилитель высокой частоты, смеситель, второй вход которого соединен с первым выходом гетеродина, первый фильтр нижних частот, первый перемножитель, второй вход которого соединен с выходом усилителя высокой частоты, и фазовый детектор, второй вход которого через фазовращатель на 90° соединен со вторым выходом гетеродина, а выход подключен к управляющему входу гетеродина, выход фильтра нижних частот подключен к первому входу блока регистрации, частота гетеродина
Figure 00000043
выбрана равной частоте
Figure 00000044
принимаемого сигнала
Figure 00000045
и указанное равенство поддерживается автоматически, отличающееся тем, что оно снабжено узкополосным фильтром, измерителем несущей частоты принимаемого сигнала с фазовой манипуляцией, вторым перемножителем, вторым фильтром нижних частот и измерителем доплеровской частоты, причем к выходу первого перемножителя последовательно подключены узкополосный фильтр и измеритель несущей частоты принимаемого сигнала, выход которого подключен ко второму входу блока регистрации, к выходу узкополосного фильтра последовательно подключены второй перемножитель, второй вход которого соединен со вторым выходом гетеродина, второй фильтр нижних частот и измеритель доплеровской частоты, выход которого соединен с третьим входом блока регистрации.
RU2018121592A 2018-06-13 2018-06-13 Способ раннего обнаружения пожара и устройство для его реализации RU2703366C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018121592A RU2703366C1 (ru) 2018-06-13 2018-06-13 Способ раннего обнаружения пожара и устройство для его реализации

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018121592A RU2703366C1 (ru) 2018-06-13 2018-06-13 Способ раннего обнаружения пожара и устройство для его реализации

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2703366C1 true RU2703366C1 (ru) 2019-10-16

Family

ID=68280346

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018121592A RU2703366C1 (ru) 2018-06-13 2018-06-13 Способ раннего обнаружения пожара и устройство для его реализации

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2703366C1 (ru)

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0940679A2 (de) * 1998-03-02 1999-09-08 SIEMENS MATSUSHITA COMPONENTS GmbH & CO. KG System zur Branderkennung und Betriebsverfahren und Sensor für insbesondere dieses System
EP1022581A2 (en) * 1999-01-21 2000-07-26 Associazione Vito Volterra A radar system for cooperative targets
US6140982A (en) * 1998-03-26 2000-10-31 Daimlerchrysler Ag Method of identifying a target as a friend of foe, and arrangement for executing the method
RU2256228C2 (ru) * 2001-02-01 2005-07-10 Олихов Игорь Михайлович Способ раннего обнаружения пожара
RU2288480C1 (ru) * 2005-05-17 2006-11-27 Военно-космическая академия им. А.Ф. Можайского Фазовый пеленгатор
RU2290658C1 (ru) * 2005-05-20 2006-12-27 Виктор Иванович Дикарев Фазовый способ пеленгации и фазовый пеленгатор для его осуществления
RU2309431C1 (ru) * 2006-02-16 2007-10-27 Вячеслав Адамович Заренков Запросный способ измерения радиальной скорости и система для его осуществления
RU2389040C1 (ru) * 2008-11-07 2010-05-10 Вячеслав Адамович Заренков Запросный способ измерения радиальной скорости и система для его осуществления
RU2427922C1 (ru) * 2010-03-09 2011-08-27 Открытое акционерное общество "Авангард" Способ раннего обнаружения пожара и устройство для его реализации
RU2012102859A (ru) * 2012-01-24 2013-07-27 Виктор Иванович Дикарев Способ раннего обнаружения пожара и устройство для его реализации
RU2531883C2 (ru) * 2009-10-15 2014-10-27 Общественная организация Международная академия наук экологии, безопасности человека и природы Способ раннего обнаружения пожара и устройство для его реализации
RU2533086C1 (ru) * 2013-03-14 2014-11-20 Открытое акционерное общество "Авангард" Способ раннего обнаружения пожара и устройство для его реализации
RU2533299C2 (ru) * 2012-10-31 2014-11-20 Общество с ограниченной ответственностью "Ди-Эс-Эр" Способ раннего обнаружения пожара и устройство для его реализации
RU2537804C2 (ru) * 2013-05-07 2015-01-10 Открытое акционерное общество "Авангард" Способ раннего обнаружения пожара и устройство для его реализации
RU2586856C1 (ru) * 2015-01-12 2016-06-10 Учреждение науки "Инженерно-конструкторский центр сопровождения эксплуатации космической техники" (Учреждение науки ИКЦ СЭКТ) Способ раннего обнаружения пожара и устройство для его реализации

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0940679A2 (de) * 1998-03-02 1999-09-08 SIEMENS MATSUSHITA COMPONENTS GmbH & CO. KG System zur Branderkennung und Betriebsverfahren und Sensor für insbesondere dieses System
US6140982A (en) * 1998-03-26 2000-10-31 Daimlerchrysler Ag Method of identifying a target as a friend of foe, and arrangement for executing the method
EP1022581A2 (en) * 1999-01-21 2000-07-26 Associazione Vito Volterra A radar system for cooperative targets
RU2256228C2 (ru) * 2001-02-01 2005-07-10 Олихов Игорь Михайлович Способ раннего обнаружения пожара
RU2288480C1 (ru) * 2005-05-17 2006-11-27 Военно-космическая академия им. А.Ф. Можайского Фазовый пеленгатор
RU2290658C1 (ru) * 2005-05-20 2006-12-27 Виктор Иванович Дикарев Фазовый способ пеленгации и фазовый пеленгатор для его осуществления
RU2309431C1 (ru) * 2006-02-16 2007-10-27 Вячеслав Адамович Заренков Запросный способ измерения радиальной скорости и система для его осуществления
RU2389040C1 (ru) * 2008-11-07 2010-05-10 Вячеслав Адамович Заренков Запросный способ измерения радиальной скорости и система для его осуществления
RU2531883C2 (ru) * 2009-10-15 2014-10-27 Общественная организация Международная академия наук экологии, безопасности человека и природы Способ раннего обнаружения пожара и устройство для его реализации
RU2427922C1 (ru) * 2010-03-09 2011-08-27 Открытое акционерное общество "Авангард" Способ раннего обнаружения пожара и устройство для его реализации
RU2012102859A (ru) * 2012-01-24 2013-07-27 Виктор Иванович Дикарев Способ раннего обнаружения пожара и устройство для его реализации
RU2533299C2 (ru) * 2012-10-31 2014-11-20 Общество с ограниченной ответственностью "Ди-Эс-Эр" Способ раннего обнаружения пожара и устройство для его реализации
RU2533086C1 (ru) * 2013-03-14 2014-11-20 Открытое акционерное общество "Авангард" Способ раннего обнаружения пожара и устройство для его реализации
RU2537804C2 (ru) * 2013-05-07 2015-01-10 Открытое акционерное общество "Авангард" Способ раннего обнаружения пожара и устройство для его реализации
RU2586856C1 (ru) * 2015-01-12 2016-06-10 Учреждение науки "Инженерно-конструкторский центр сопровождения эксплуатации космической техники" (Учреждение науки ИКЦ СЭКТ) Способ раннего обнаружения пожара и устройство для его реализации

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4315261A (en) Radar signal detector
RU2340002C1 (ru) Способ раннего обнаружения пожара и устройство для его реализации
RU2411511C1 (ru) Устройство для контроля концентрации опасных газов
RU2531779C2 (ru) &#34;чёрный ящик&#34; с сигнализацией
RU2537804C2 (ru) Способ раннего обнаружения пожара и устройство для его реализации
US3761908A (en) Object detection system
RU2425396C1 (ru) Способ мониторинга состояния подземных сооружений метрополитена и система для его реализации
RU2703366C1 (ru) Способ раннего обнаружения пожара и устройство для его реализации
RU2533299C2 (ru) Способ раннего обнаружения пожара и устройство для его реализации
RU2531883C2 (ru) Способ раннего обнаружения пожара и устройство для его реализации
RU2409865C1 (ru) Способ раннего обнаружения пожара и система для его реализации
RU2533086C1 (ru) Способ раннего обнаружения пожара и устройство для его реализации
RU2586856C1 (ru) Способ раннего обнаружения пожара и устройство для его реализации
RU2623988C1 (ru) Способ раннего обнаружения пожара и устройство для его реализации
US5014340A (en) Emergency locating transmitter
US4777658A (en) Emergency locating transmitter and receiver system
RU2658123C1 (ru) Система дистанционного контроля состояния атмосферы и ледяного покрова в северных районах
RU2414003C1 (ru) Система контроля расхода и утечек бытового газа в многоквартирных домах
RU2427922C1 (ru) Способ раннего обнаружения пожара и устройство для его реализации
RU2638915C2 (ru) Устройство для контроля концентрации опасных газов
RU2438186C1 (ru) Система сигнализации о достижении предельно допустимой концентрации метана в атмосфере
RU2449210C1 (ru) Способ контроля состояния магистрального трубопровода
RU2723443C1 (ru) Спутниковая система для определения местоположения судов и самолетов, потерпевших аварию
RU2629000C1 (ru) Спутниковая система для определения местоположения судов и самолетов, потерпевших аварию
RU2712794C1 (ru) Система дистанционного контроля состояния атмосферы и ледяного покрова в северных районах

Legal Events

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

Effective date: 20200614