RU48658U1

RU48658U1 - SMOKE FIRE DETECTOR

Info

Publication number: RU48658U1
Application number: RU2005112573/22U
Authority: RU
Inventors: Владимир Викторович Баканов; Игорь Захарович Мисевич
Original assignee: Частное Предприятие "Артон"
Priority date: 2005-04-04
Filing date: 2005-04-27
Publication date: 2005-10-27

Abstract

Полезная модель относится к области пожарной сигнализации и может быть использована в системах пожарной сигнализации для выявления увеличения оптической плотности воздуха по интенсивности рассеяния светового инфракрасного излучения. Суть полезной модели состоит в том, что дымовой пожарный извещатель, который содержит элемент односторонней проводимости, вход которого подключен к первой клемме, применяемой для подключения к шлейфу пожарной сигнализации, а выход элемента односторонней проводимости соединен с первым выводом электропитания формирователя сигнала регистрации дыма и входом токоограничительного элемента, выход которого подключен ко входу интегратора и к первому выводу первого конденсатора, второй вывод которого соединен со второй клеммой для подключения к шлейфу пожарной сигнализации, и со вторым выводом электропитания формирователя сигнала регистрации дыма, выход которого подключен к индикатору, а вход - к выходу двоичного счетчика, к С-входу этого счетчика и ко входу тактового генератора, первый, второй и третий выходы тактового генератора подключены соответственно к V-входу двоичного счетчика, к первому входу схемы сравнения, и ко входу токового ключа, выводы питания токового ключа соединены с соответствующими выводами первого конденсатора, выход схемы сравнения соединен с R-входом двоичного счетчика, второй вход схемы сравнения подключен через пороговый элемент к выходу усилителя, а третий вход - к выходу схемы сброса по напряжению питания, к выходам токового ключа подключен излучающий инфракрасный диод, который оптически связан через камеру со светопоглощающими стенками с фотодиодом, анод которого соединен со вторым выводом первого конденсатора, а катод подключен ко входу усилителя, первый вывод питания которого соединен с выходом интегратора, а The utility model relates to the field of fire alarm and can be used in fire alarm systems to detect an increase in the optical density of air by the scattering intensity of light infrared radiation. The essence of the utility model is that a smoke detector that contains a one-way conduction element, the input of which is connected to the first terminal used to connect to the fire alarm loop, and the output of the one-way conduction element is connected to the first power supply terminal of the smoke detection signal generator and the current limiting input element whose output is connected to the input of the integrator and to the first output of the first capacitor, the second output of which is connected to the second terminal for connected I am to the fire alarm loop, and with the second power supply of the smoke detector, the output of which is connected to the indicator, and the input to the output of the binary counter, to the C-input of this counter and to the input of the clock, the first, second and third outputs of the clock connected respectively to the V-input of the binary counter, to the first input of the comparison circuit, and to the input of the current switch, the power leads of the current switch are connected to the corresponding terminals of the first capacitor, the output of the comparison circuit is connected to the R-input a secondary counter, the second input of the comparison circuit is connected through a threshold element to the output of the amplifier, and the third input is connected to the output of the reset circuit according to the supply voltage, an emitting infrared diode is connected to the outputs of the current switch, which is optically connected through the camera with light-absorbing walls to a photodiode, the anode of which is connected with the second terminal of the first capacitor, and the cathode is connected to the input of the amplifier, the first power terminal of which is connected to the output of the integrator, and

второй вывод питания - со вторым выводом первого конденсатора, усилитель содержит два транзистора, два конденсатора и восемь резисторов, база первого транзистора соединена со входом усилителя и с первыми выводами первого и второго резисторов, эмиттер первого транзистора через третий резистор соединен со вторым выводом первого резистора и с первыми выводами четвертого резистора и второго конденсатора, второй вывод которого соединен через второй вывод питания усилителя со вторым выводом первого конденсатора, а также с первыми выводами пятого, шестого и седьмого резисторов, второй вывод седьмого резистора через третий конденсатор соединен со вторым выводом шестого резистора и эмиттером второго транзистора, база которого подключена ко второму выводу пятого резистора, а коллектор соединен с выходом усилителя, а также через восьмой резистор - со вторым выводом четвертого резистора и первым выводом питания усилителя, дополнительно содержит девятый резистор, первый вывод которого соединен с коллектором первого транзистора усилителя, а второй вывод - с базой второго транзистора усилителя, причем сопротивление этого резистора по крайней мере в пять раз больше сопротивления третьего резистора и по крайней мере в пять раз меньше сопротивления пятого резистора. Использование этой полезной модели обеспечивает ограничение тока коллектора первого транзистора, благодаря чему формируется достоверный сигнал на выходе усилителя даже в условиях высокого уровня оптической связи между фотодиодом и излучающим инфракрасным диодом. Указанные преимущества ведут к повышению вероятности контроля в широком диапазоне значений удельной оптической плотности среды и при тестовых проверках извещателя с помощью пробника. Причем в случае, когда сопротивление девятого резистора больше, чем в пять раз, сопротивления третьего резистора и на столько же меньше сопротивления пятого резистора, его применение в усилителе практически не меняет коэффициента усиления этого усилителя.the second power terminal is with the second terminal of the first capacitor, the amplifier contains two transistors, two capacitors and eight resistors, the base of the first transistor is connected to the input of the amplifier and to the first terminals of the first and second resistors, the emitter of the first transistor is connected through the third resistor to the second terminal of the first resistor and with the first terminals of the fourth resistor and the second capacitor, the second terminal of which is connected through the second output terminal of the amplifier power to the second terminal of the first capacitor, as well as with the first terminals of the sixth, seventh and seventh resistors, the second terminal of the seventh resistor through the third capacitor is connected to the second terminal of the sixth resistor and the emitter of the second transistor, the base of which is connected to the second terminal of the fifth resistor, and the collector is connected to the output of the amplifier, and also through the eighth resistor to the second terminal the fourth resistor and the first power output of the amplifier, additionally contains a ninth resistor, the first output of which is connected to the collector of the first transistor of the amplifier, and the second output to the base of the second trans amplifier, and the resistance of this resistor is at least five times greater than the resistance of the third resistor and at least five times less than the resistance of the fifth resistor. Using this utility model limits the collector current of the first transistor, due to which a reliable signal is generated at the output of the amplifier even under conditions of a high level of optical coupling between the photodiode and the emitting infrared diode. These advantages lead to an increase in the probability of control over a wide range of specific optical density of the medium and during test tests of the detector using a probe. Moreover, in the case when the resistance of the ninth resistor is more than five times greater than the resistance of the third resistor and is equally less than the resistance of the fifth resistor, its use in the amplifier practically does not change the gain of this amplifier.

Description

Полезная модель относится к области пожарной сигнализации и может быть использована в системах пожарной сигнализации для выявления увеличения оптической плотности воздуха по интенсивности рассеяния инфракрасного излучения.The utility model relates to the field of fire alarm and can be used in fire alarm systems to detect an increase in the optical density of air by the scattering intensity of infrared radiation.

Известны пожарные извещатели, оптические датчики дыма и устройства регистрации дыма, работающие по принципу периодического излучения импульсов инфракрасного света и последующего их приема, усиления, и обработки полученного сигнала различными способами, формируя сигнал о наличии или отсутствии дыма (см. журнал "Системы безопасности связи и телекоммуникации", 2000, 33, с.65).Fire detectors, optical smoke detectors and smoke detectors are known that operate on the principle of periodic emission of infrared light pulses and their subsequent reception, amplification, and processing of the received signal in various ways, generating a signal about the presence or absence of smoke (see the journal "Communication security systems and telecommunications ", 2000, 33, p.65).

Известно устройство регистрации дыма (патент Российской Федерации RU 2221278, 7 G 08 B 17/10, опубл. 2004.01.10), содержащее тактовый генератор, излучатель, связанный через оптическую камеру со светопоглощающими стенками с фотоприемником, схему сброса, формирователь сигнала регистрации дыма. Кроме того, устройство содержит схему синхронного детектирования, схему сравнения и запоминания, которая выполнена в виде первого и второго двоичных счетчиков, причем V-вход и R-вход первого двоичного счетчика схемы сравнения и запоминания соединены с соответствующими выходами тактового генератора, выход упомянутого первого двоичного счетчика параллельно связан с входом излучателя, V-входом второго двоичного счетчика схемы сравнения и запоминания и первым входом схемы синхронного детектирования, второй и третий входы которой связаны соответственно с выходами фотоприемника и схемы сброса, а выход - с R-входом второго двоичного счетчика схемы сравнения и запоминания, выход второго двоичного счетчика схемы сравнения и запоминания связан с С-входами A known device for detecting smoke (patent of the Russian Federation RU 2221278, 7 G 08 B 17/10, publ. 2004.01.10), containing a clock generator, a radiator connected through an optical camera with light-absorbing walls with a photodetector, a reset circuit, a driver of a signal for detecting smoke. In addition, the device contains a synchronous detection circuit, a comparison and memory circuit, which is made in the form of the first and second binary counters, and the V-input and R-input of the first binary counter of the comparison and memory circuits are connected to the corresponding outputs of the clock generator, the output of the first binary the counter is connected in parallel with the input of the emitter, the V-input of the second binary counter of the comparison and memory circuit and the first input of the synchronous detection circuit, the second and third inputs of which are connected with correspondingly with the outputs of the photodetector and reset circuit, and the output with the R-input of the second binary counter of the comparison and storage circuit, the output of the second binary counter of the comparison and storage circuit is connected with C-inputs

обоих счетчиков и со входом формирователя сигнала регистрации дыма.both counters and with the input of the shaper smoke registration signal.

Недостатком известного устройства является низкая достоверность его работы при высокой удельной оптической плотности среды, а также при тестовых проверках с помощью пробника, который в оптической камере со светопоглощающими стенками создает большой уровень рассеянного инфракрасного излучения от излучателя.A disadvantage of the known device is the low reliability of its operation at a high specific optical density of the medium, as well as during test checks using a probe, which in a optical camera with light-absorbing walls creates a high level of scattered infrared radiation from the emitter.

Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является выбранный в качестве прототипа дымовой пожарный извещатель (Извещатель пожарный дымовой оптико-электронный ИП212-41М ТУ 4371-005-12215496-00; Паспорт 4371-005-12215496-00 ПС), содержащий элемент односторонней проводимости, вход которого подключен к первой клемме для подключения к шлейфу пожарной сигнализации, а выход элемента односторонней проводимости соединен с первым выводом электропитания формирователя сигнала регистрации дыма и входом токоограничительного элемента, выход которого подключен ко входу интегратора и к первому выводу первого конденсатора, второй вывод которого соединен со второй клеммой для подключения к шлейфу пожарной сигнализации, и со вторым выводом электропитания формирователя сигнала регистрации дыма, выход которого подключен к индикатору, а вход - к выходу двоичного счетчика, к С-входу этого счетчика и ко входу тактового генератора, первый, второй и третий выходы тактового генератора подключены соответственно к V-входу двоичного счетчика, к первому входу схемы сравнения и ко входу токового ключа, выводы питания токового ключа соединены с соответствующими выводами первого конденсатора, выход схемы сравнения соединен с R-входом двоичного счетчика, второй вход схемы сравнения подключен через пороговый элемент к выходу усилителя, а третий вход - к выходу схемы сброса по напряжению питания, к выходам токового ключа подключен излучающий инфракрасный диод, который оптически связан через камеру со светопоглощающими стенками с фотодиодом, анод которого соединен со вторым выводом первого Closest to the proposed utility model is a smoke detector selected as a prototype (Optoelectronic smoke smoke detector IP212-41M TU 4371-005-12215496-00; Passport 4371-005-12215496-00 PS), containing a single-sided conductivity element, input which is connected to the first terminal for connecting to the fire alarm loop, and the output of the one-way conduction element is connected to the first power supply terminal of the smoke detector and the input of the current-limiting element, the output of which is connected about the integrator’s input and to the first output of the first capacitor, the second output of which is connected to the second terminal for connection to the fire alarm loop, and to the second power output of the smoke detector, whose output is connected to the indicator, and the input to the output of the binary counter, to C - to the input of this counter and to the input of the clock, the first, second and third outputs of the clock are connected respectively to the V-input of the binary counter, to the first input of the comparison circuit and to the input of the current key, the voltage of the current switch is connected to the corresponding terminals of the first capacitor, the output of the comparison circuit is connected to the R-input of the binary counter, the second input of the comparison circuit is connected through a threshold element to the output of the amplifier, and the third input is connected to the output of the reset circuit by the supply voltage, and connected to the outputs of the current switch a radiating infrared diode, which is optically connected through the camera with light-absorbing walls with a photodiode, the anode of which is connected to the second terminal of the first

конденсатора, а катод подключен ко входу усилителя, первый вывод питания которого соединен с выходом интегратора, а второй вывод питания - со вторым выводом первого конденсатора, усилитель содержит два транзистора, два конденсатора и восемь резисторов, база первого транзистора соединена со входом усилителя и с первыми выводами первого и второго резисторов, эмиттер первого транзистора через третий резистор соединен со вторым выводом первого резистора и с первыми выводами четвертого резистора и второго конденсатора, второй вывод которого соединен через второй вывод питания усилителя со вторым выводом первого конденсатора, а также с первыми выводами пятого, шестого и седьмого резисторов, второй вывод седьмого резистора через третий конденсатор соединен со вторыми выводами второго и шестого резисторов и эмиттером второго транзистора, база которого подключена ко второму выводу пятого резистора, а коллектор соединен с выходом усилителя, а также через восьмой резистор - со вторым выводом четвертого резистора и первым выводом питания усилителя. Коллектор первого транзистора соединен с базой второго транзистора.capacitor, and the cathode is connected to the input of the amplifier, the first power output of which is connected to the output of the integrator, and the second power output to the second output of the first capacitor, the amplifier contains two transistors, two capacitors and eight resistors, the base of the first transistor is connected to the input of the amplifier and to the first the findings of the first and second resistors, the emitter of the first transistor is connected through the third resistor to the second terminal of the first resistor and to the first terminals of the fourth resistor and the second capacitor, the second terminal of which connected through the second terminal of the amplifier’s power supply to the second terminal of the first capacitor, as well as with the first terminals of the fifth, sixth and seventh resistors, the second terminal of the seventh resistor through the third capacitor is connected to the second terminals of the second and sixth resistors and the emitter of the second transistor, the base of which is connected to the second terminal the fifth resistor, and the collector is connected to the output of the amplifier, and also through the eighth resistor to the second terminal of the fourth resistor and the first power terminal of the amplifier. The collector of the first transistor is connected to the base of the second transistor.

Недостатком прототипа также является низкая достоверность его работы при высокой удельной оптической плотности среды, а также при тестовых проверках с помощью пробника. Снижение достоверности работы объясняется тем, что на выходе усилителя формируется импульс сложной формы, который преобразуется пороговым элементом в сочетание двух импульсов, в результате чего на R-вход двоичного счетчика приходит импульс сброса. В результате - при тестовой проверке работоспособности пробником, который вводится в камеру со светопоглощающими стенками и создает большой уровень рассеянного инфракрасного излучения от излучателя, извещатель остается в дежурном режиме работы. Аналогичный результат получается при резком увеличении удельной оптической плотности воздуха, когда сопротивление фотодиода уменьшается на несколько порядков.The disadvantage of the prototype is also the low reliability of its work with a high specific optical density of the medium, as well as during test checks using a probe. The decrease in the reliability of operation is explained by the fact that a complex pulse is generated at the amplifier output, which is converted by a threshold element into a combination of two pulses, as a result of which a reset pulse arrives at the R-input of the binary counter. As a result, during a test of operability by a probe, which is introduced into the chamber with light-absorbing walls and creates a large level of scattered infrared radiation from the emitter, the detector remains in standby mode. A similar result is obtained with a sharp increase in the specific optical density of air, when the photodiode resistance decreases by several orders of magnitude.

В основу полезной модели поставлена задача обеспечить формирование достоверного сигнала на выходе усилителя в широком диапазоне значений The utility model is based on the task of ensuring the formation of a reliable signal at the amplifier output in a wide range of values

удельной оптической плотности среды и при тестовых проверках извещателя с помощью пробника путем ограничения тока коллектора первого транзистора.specific optical density of the medium and during test tests of the detector using a probe by limiting the collector current of the first transistor.

Поставленная задача решается тем, что дымовой пожарный извещатель, содержащий элемент односторонней проводимости, вход которого подключен к первой клемме для подключения к шлейфу пожарной сигнализации, а выход элемента односторонней проводимости соединен с первым выводом электропитания формирователя сигнала регистрации дыма и входом токоограничительного элемента, выход которого подключен ко входу интегратора и к первому выводу первого конденсатора, второй вывод которого соединен со второй клеммой для подключения к шлейфу пожарной сигнализации, и со вторым выводом электропитания формирователя сигнала регистрации дыма, выход которого подключен к индикатору, а вход - к выходу двоичного счетчика, к С-входу этого счетчика и ко входу тактового генератора, первый, второй и третий выходы тактового генератора подключены соответственно к V-входу двоичного счетчика, к первому входу схемы сравнения и ко входу токового ключа, выводы питания токового ключа соединены с соответствующими выводами первого конденсатора, выход схемы сравнения соединен с R-входом двоичного счетчика, второй вход схемы сравнения подключен через пороговый элемент к выходу усилителя, а третий вход - к выходу схемы сброса по напряжению питания, к выходам токового ключа подключен излучающий инфракрасный диод, который оптически связан через камеру со светопоглощающими стенками с фотодиодом, анод которого соединен со вторым выводом первого конденсатора, а катод подключен ко входу усилителя, первый вывод питания которого соединен с выходом интегратора, а второй вывод питания - со вторым выводом первого конденсатора, усилитель содержит два транзистора, два конденсатора и восемь резисторов, база первого транзистора соединена со входом усилителя и с первыми выводами первого и второго резисторов, эмиттер первого транзистора через третий резистор соединен со вторым выводом первого резистора и с первыми выводами четвертого резистора и второго The problem is solved in that the smoke detector containing a one-way conduction element, the input of which is connected to the first terminal for connecting to the fire alarm loop, and the output of the one-way conduction element is connected to the first power supply of the smoke detector and the input of the current-limiting element, the output of which is connected to the input of the integrator and to the first output of the first capacitor, the second output of which is connected to the second terminal for connection to the fire loop alarm, and with the second output of the power of the generator of the smoke registration signal, the output of which is connected to the indicator, and the input to the output of the binary counter, to the C-input of this counter and to the input of the clock, the first, second and third outputs of the clock are connected respectively to V - to the input of the binary counter, to the first input of the comparison circuit and to the input of the current switch, the power supply leads of the current switch are connected to the corresponding terminals of the first capacitor, the output of the comparison circuit is connected to the R-input of the binary counter, the second input of the comparison circuit is connected through the threshold element to the output of the amplifier, and the third input is connected to the output of the reset circuit according to the supply voltage, an emitting infrared diode is connected to the outputs of the current switch, which is optically connected through the camera with light-absorbing walls to a photodiode, the anode of which is connected to the second output the first capacitor, and the cathode is connected to the input of the amplifier, the first power output of which is connected to the output of the integrator, and the second power output to the second output of the first capacitor, the amplifier contains two nzistora, two capacitors and eight resistors, the base of the first transistor is connected to the input of the amplifier and to first terminals of the first and second resistors, the emitter of the first transistor via a third resistor connected to the second terminal of the first resistor and the first terminal of the fourth resistor and the second

конденсатора, второй вывод которого соединен через второй вывод питания усилителя со вторым выводом первого конденсатора, а также с первыми выводами пятого, шестого и седьмого резисторов, второй вывод седьмого резистора через третий конденсатор соединен со вторыми выводами второго и шестого резисторов и эмиттером второго транзистора, база которого подключена ко второму выводу пятого резистора, а коллектор соединен с выходом усилителя, а также через восьмой резистор - со вторым выводом четвертого резистора и первым выводом питания усилителя, согласно полезной модели, дополнительно содержит девятый резистор, первый вывод которого соединен с коллектором первого транзистора усилителя, а второй вывод - с базой второго транзистора усилителя, причем сопротивление этого резистора по крайней мере в пять раз больше сопротивления третьего резистора и по крайней мере в пять раз меньше сопротивления пятого резистора.a capacitor, the second terminal of which is connected through the second output of the amplifier’s power supply to the second terminal of the first capacitor, as well as with the first terminals of the fifth, sixth and seventh resistors, the second terminal of the seventh resistor through the third capacitor is connected to the second terminals of the second and sixth resistors and the emitter of the second transistor, base which is connected to the second terminal of the fifth resistor, and the collector is connected to the output of the amplifier, and also through the eighth resistor to the second terminal of the fourth resistor and the first power output of the amplifier According to the utility model, the device additionally contains a ninth resistor, the first terminal of which is connected to the collector of the first amplifier transistor, and the second terminal is connected to the base of the second amplifier transistor, and the resistance of this resistor is at least five times greater than the resistance of the third resistor and at least five times less than the resistance of the fifth resistor.

Использование предложенной конструкции обеспечивает ограничение тока коллектора первого транзистора, благодаря чему формируется достоверный сигнал на выходе усилителя даже в условиях высокого уровня оптической связи между фотодиодом и излучающим инфракрасным диодом. Указанные преимущества ведут к повышению достоверности контроля в широком диапазоне значений удельной оптической плотности среды и при тестовых проверках извещателя с помощью пробника. Причем в случае, когда сопротивление девятого резистора больше, чем в пять раз, сопротивления третьего резистора и на столько же меньше сопротивления пятого резистора, его применение в усилителе практически не изменяет коэффициент усиления этого усилителя.Using the proposed design limits the collector current of the first transistor, due to which a reliable signal is generated at the output of the amplifier even under conditions of a high level of optical communication between the photodiode and the emitting infrared diode. These advantages lead to increased reliability of control in a wide range of specific optical density of the medium and during test tests of the detector using a probe. Moreover, in the case when the resistance of the ninth resistor is more than five times greater than the resistance of the third resistor and is equally less than the resistance of the fifth resistor, its use in the amplifier practically does not change the gain of this amplifier.

На фигуре представлена блок-схема дымового пожарного извещателя.The figure shows a block diagram of a smoke detector.

Дымовой пожарный извещатель (см. фигуру) содержит индикатор 1, а также клеммы 2 и 3 для подключения к шлейфу пожарной сигнализации. К первой клемме 2 подключен вход элемента 4 односторонней проводимости, выход которого соединен с первым выводом электропитания формирователя 5 The smoke detector (see figure) contains indicator 1, as well as terminals 2 and 3 for connecting to the fire alarm loop. The first terminal 2 is connected to the input of a single-sided conduction element 4, the output of which is connected to the first power output of the driver 5

сигнала регистрации дыма и входом токоограничительного элемента 6. Выход токоограничительного элемента 6 подключен к первому выводу первого конденсатора 7, выводу питания токового ключа 8 и входу интегратора 9. Выход интегратора 9 подключен к первому выводу питания усилителя 10, второй вывод питания которого соединен со второй клеммой 3, вторыми выводами питания токового ключа 8 и формирователя 5 сигнала регистрации дыма и анодом фотодиода 11. Фотодиод 11 оптически связан через камеру 12 со светопоглощающими стенками с излучающим инфракрасным диодом 13, подключенным к выходу токового ключа 8. Выход формирователя 5 сигнала регистрации дыма подключен к индикатору 1, а вход - к выходу двоичного счетчика 14, к С-входу этого счетчика 14 и ко входу тактового генератора 15, первый выход которого подключен к V-входу двоичного счетчика 14. Второй выход тактового генератора 15 соединен с первым входом схемы 16 сравнения, а третий выход - с входом токового ключа 8. Второй вход схемы 16 сравнения подключен к выходу схемы 17 сброса по напряжению питания, а третий вход - через пороговый элемент 18 к выходу усилителя 10. Усилитель 10 выполнен на двух транзисторах 19 и 20. База первого транзистора 19 соединена с входом усилителя 10 и с первыми выводами первого и второго резисторов 21 и 22, эмиттер первого транзистора 19 через третий резистор 23 соединен со вторым выводом первого резистора 21 и с первыми выводами четвертого резистора 24 и второго конденсатора 25, второй вывод которого соединен с первыми выводами пятого, шестого и седьмого резисторов 26, 27 и 28, а также через второй вывод питания усилителя 10 - со вторым выводом первого конденсатора 7. Второй вывод седьмого резистора 28 через третий конденсатор 29 соединен со вторыми выводами второго резистора 22 и шестого резистора 27, а также - с эмиттером второго транзистора 20, база которого подключена ко второму выводу пятого резистора 26, а коллектор соединен с выходом усилителя 10, а также через восьмой резистор 30 - со вторым выводом четвертого резистора 24 и первым выводом питания усилителя 10. Коллектор первого транзистора 19 через девятый резистор 31 соединен с базой второго транзистора 20. На фигуре smoke detection signal and the input of the current-limiting element 6. The output of the current-limiting element 6 is connected to the first output of the first capacitor 7, the power output of the current switch 8 and the input of the integrator 9. The output of the integrator 9 is connected to the first power output of the amplifier 10, the second power output of which is connected to the second terminal 3, by the second terminals of the power supply of the current switch 8 and the generator 5 of the smoke detection signal and the anode of the photodiode 11. The photodiode 11 is optically connected through the camera 12 with light-absorbing walls with radiating infrared iodine 13 connected to the output of the current switch 8. The output of the generator 5 of the smoke detection signal is connected to indicator 1, and the input to the output of the binary counter 14, to the C-input of this counter 14 and to the input of the clock generator 15, the first output of which is connected to V -the input of the binary counter 14. The second output of the clock generator 15 is connected to the first input of the comparison circuit 16, and the third output is connected to the input of the current switch 8. The second input of the comparison circuit 16 is connected to the output of the reset voltage circuit 17, and the third input is through the threshold element 18 to the output amplifier 10. The amplifier 10 is made on two transistors 19 and 20. The base of the first transistor 19 is connected to the input of the amplifier 10 and to the first terminals of the first and second resistors 21 and 22, the emitter of the first transistor 19 is connected through the third resistor 23 to the second terminal of the first resistor 21 and with the first terminals of the fourth resistor 24 and the second capacitor 25, the second terminal of which is connected to the first terminals of the fifth, sixth and seventh resistors 26, 27 and 28, and also through the second output terminal of the amplifier 10 with the second terminal of the first capacitor 7. The second terminal is seven of the second resistor 28 through the third capacitor 29 is connected to the second terminals of the second resistor 22 and the sixth resistor 27, and also to the emitter of the second transistor 20, the base of which is connected to the second terminal of the fifth resistor 26, and the collector is connected to the output of the amplifier 10, as well as through the eighth resistor 30 - with the second terminal of the fourth resistor 24 and the first terminal of the power supply of the amplifier 10. The collector of the first transistor 19 through the ninth resistor 31 is connected to the base of the second transistor 20. In the figure

выводы питания схемы 17 сброса по напряжению питания, тактового генератора 15, схемы 16 сравнения, порогового элемента 18 и двоичного счетчика 14 условно не показаны.the power terminals of the reset circuit 17 according to the supply voltage, the clock generator 15, the comparison circuit 16, the threshold element 18 and the binary counter 14 are not conventionally shown.

Дымовой пожарный извещатель работает таким образом. При подаче напряжения питания на входные клеммы 2 и 3 через элемент 4 односторонней проводимости и токоограничительный элемент 6 осуществляется заряд накопительного конденсатора 7. Элемент 4 односторонней проводимости осуществляет защиту других элементов дымового пожарного извещателя при ошибочном подключении полярности напряжения питания шлейфа пожарной сигнализации. Пока напряжение на выводах накопительного конденсатора 7 недостаточно для нормальной работы дымового пожарного извещателя, на выходе схемы 17 сброса по напряжению электропитания формируется низкий потенциальный уровень, который через схему 16 сравнения устанавливает на R-входе двоичного счетчика 14 высокий потенциальный уровень. В этом случае двоичный счетчик 14 будет находиться в нулевом состоянии независимо от сигналов на других его входах. Формирователь 5 сигнала регистрации дыма будет закрыт и индикатор 1 будет выключен. В то же время низкий потенциальный уровень, который поступает с выхода двоичного счетчика 14 на первый вход тактового генератора 15 и на С-вход этого же счетчика 14 разрешает работу тактового генератора 15 и двоичного счетчика 14.Smoke detector works this way. When the supply voltage is supplied to the input terminals 2 and 3, the accumulator capacitor 7 is charged through the one-way conduction element 4 and the current-limiting element 6. The one-way conduction element 4 protects the other smoke detector elements when the polarity of the power supply voltage of the fire alarm cable is incorrectly connected. As long as the voltage at the terminals of the storage capacitor 7 is not enough for the smoke detector to operate normally, a low potential level is formed at the output of the voltage reset circuit 17, which, through the comparison circuit 16, sets a high potential level at the R-input of the binary counter 14. In this case, the binary counter 14 will be in the zero state, regardless of the signals at its other inputs. Smoke Detector 5 will close and LED 1 will turn off. At the same time, the low potential level that comes from the output of the binary counter 14 to the first input of the clock generator 15 and to the C-input of the same counter 14 allows the operation of the clock generator 15 and the binary counter 14.

После заряда конденсатора 7 до значения рабочего напряжения логических элементов происходит переключение схемы 17 сброса по напряжению питания. В момент изменения состояния на выходе схемы 17 сброса по напряжению питания на R-входе двоичного счетчика 14 устанавливается потенциальный уровень, который разрешает изменение состояний двоичного счетчика 14 при перепадах напряжения на его V-входе. На выходах тактового генератора 15 формируются импульсы с периодом следования около одной секунды. По каждому отрицательному перепаду сигнала на первом выходе тактового генератора 15 двоичный счетчик 14 изменяет свое состояние. Но при низком уровне удельной оптической After charging the capacitor 7 to the value of the operating voltage of the logic elements, the switching circuit 17 reset voltage supply. At the time of a change in state at the output of the supply voltage reset circuit 17, a potential level is established at the R-input of the binary counter 14, which allows the state of the binary counter 14 to change when the voltage drops at its V-input. At the outputs of the clock generator 15 pulses are formed with a repetition period of about one second. For each negative differential signal at the first output of the clock generator 15, the binary counter 14 changes its state. But with a low level of specific optical

плотности среды, когда на выходе порогового элемента 18 наблюдается постоянный потенциальный уровень. Импульсами, приходящими со второго выхода тактового генератора 15 через схему 16 сравнения на R-вход двоичного счетчика 14, последний будет сбрасываться сразу же после завершения перепада на его V-входе.density of the medium when at the output of the threshold element 18 there is a constant potential level. The pulses coming from the second output of the clock generator 15 through the comparison circuit 16 to the R-input of the binary counter 14, the latter will be reset immediately after the end of the differential at its V-input.

С третьего выхода тактового генератора 15 импульсы поступают на вход токового ключа 8. Токовый ключ 8 обеспечивает разряд накопительного конденсатора 7 заданной величиной тока через свой выход на излучающий инфракрасный диод 13. Величина, на которую разряжается накопительный конденсатор 7, зависит от продолжительности и периода импульсов, которые появляются на третьем выходе тактового генератора 15, а также от отношения тока заряда накопительного конденсатора 7 через токоограничительный элемент 6 к току разряда этого конденсатора 7 через токовый ключ 8. Таким образом, установившееся падение напряжения на накопительном конденсаторе 7 будет превышать падение напряжения на выводах питания усилителя 10 на величину падения напряжения на интеграторе 9. За счет этой разницы потенциалов обеспечивается устойчивая работа усилителя 10, так как кратковременные провалы напряжения на выводах накопительного конденсатора 7 в моменты его разряда токовым ключом 8 за счет интегратора 9 не изменят режимов работы транзисторного усилителя 10.From the third output of the clock generator 15, the pulses are fed to the input of the current switch 8. The current switch 8 provides the discharge of the storage capacitor 7 with a given amount of current through its output to the emitting infrared diode 13. The value by which the storage capacitor 7 is discharged depends on the duration and period of the pulses, which appear on the third output of the clock generator 15, as well as from the ratio of the charge current of the storage capacitor 7 through the current-limiting element 6 to the discharge current of this capacitor 7 through key 8. Thus, the steady-state voltage drop across the storage capacitor 7 will exceed the voltage drop across the power terminals of the amplifier 10 by the voltage drop across the integrator 9. Due to this potential difference, the stable operation of the amplifier 10 is ensured, since short-term voltage dips at the terminals of the storage the capacitor 7 at the moments of its discharge by the current switch 8 due to the integrator 9 will not change the operating modes of the transistor amplifier 10.

Рассеянное оптической камерой 12 со светопоглощающими стенками инфракрасное излучение диода 13 поступает на фотодиод 11. Усиленные усилителем 10 импульсы по своей амплитуде и фазе существенно зависят от оптической плотности воздуха в оптической камере 12. Так, при абсолютной прозрачности воздуха на выходе усилителя 10 присутствуют треугольные импульсы малой амплитуды, так как имеет место некоторое отражение от стенок оптической камеры 12. Импульс треугольной формы на выходе усилителя 10 достигает своего максимума в момент окончания импульса на третьем выходе тактового генератора 15. При малой амплитуде этих импульсов на выходе схемы 16 сравнения появляются импульсы сброса двоичного The infrared radiation of the diode 13 scattered by the optical camera 12 with light-absorbing walls is fed to the photodiode 11. The pulses amplified by the amplifier 10 in their amplitude and phase substantially depend on the optical density of air in the optical chamber 12. Thus, with absolute transparency of the air, triangular pulses of small amplitude, since there is some reflection from the walls of the optical camera 12. The pulse of a triangular shape at the output of the amplifier 10 reaches its maximum at the end of the pulse at the third output of the clock generator 15. With a small amplitude of these pulses, binary reset pulses appear at the output of the comparison circuit 16

счетчика 14. Таким образом, по каждому положительному перепаду сигнала на своем V-входе двоичный счетчик 14 переключается, производя подсчет только одного импульса, и тут же сбрасывается от импульсов, приходящих на его R-вход. В дежурном режиме работы, когда удельная оптическая плотность воздуха ниже установленного уровня, по каждому импульсу на втором выходе тактового генератора 15 происходит сброс двоичного счетчика 14. На выходе старшего разряда двоичного счетчика 14, к которому подключен вход формирователя 5 сигнала регистрации дыма остается низкий потенциальный уровень, индикатор 1 не будет светиться, а формирователь 5 сигнала регистрации дыма будет выключен. Извещатель остается в дежурном режиме работы, потребляя от шлейфа пожарной сигнализации, который подключен к клеммам 2 и 3, ток, величина которого ограничена токоограничительным элементом 6.counter 14. Thus, for each positive edge of the signal at its V-input, the binary counter 14 switches, counting only one pulse, and is immediately reset from the pulses arriving at its R-input. In standby mode, when the specific optical density of air is lower than the set level, for each pulse at the second output of the clock generator 15, the binary counter 14 is reset. At the output of the highest bit of the binary counter 14, to which the input of the generator 5 of the smoke registration signal remains, a low potential level , indicator 1 will not light, and the smoke detector 1 will be turned off. The detector remains in standby mode, consuming from the fire alarm loop, which is connected to terminals 2 and 3, a current whose value is limited by the current-limiting element 6.

При плавном увеличении удельной оптической плотности среды увеличивается амплитуда импульсов на выходе усилителя 10, пока не достигнет порогового значения переключения порогового элемента 18, при котором на R-входе двоичного счетчика 14 установится низкий потенциальный уровень, разрешающий счет импульсов, поступающих на V-вход этого счетчика 14. В этом случае по каждому импульсу на первом выходе тактового генератора 15 состояние двоичного счетчика 14 увеличивается на единицу, пока не состоится переключение старшего разряда двоичного счетчика 14, по которому запрещается дальнейший счет импульсов, что соответствует состоянию извещателя - "ПОЖАР". При наличии высокого потенциального уровня на старшем разряде двоичного счетчика 14 открывается формирователь 5 сигнала регистрации дыма, начинает светиться индикатор 1 и обеспечивается заданное потребление тока от шлейфа пожарной сигнализации, к которому подключен дымовой пожарный извещатель своими входными клеммами 2 и 3. Кроме того, этим сигналом запрещается работа тактового генератора 15. В этом состоянии извещатель будет находиться бесконечно долго. Вывести извещатель из этого состояния возможно только отключением With a smooth increase in the specific optical density of the medium, the amplitude of the pulses at the output of the amplifier 10 increases until it reaches the switching threshold of the threshold element 18, at which a low potential level is established at the R-input of the binary counter 14, allowing the count of pulses arriving at the V-input of this counter 14. In this case, for each pulse at the first output of the clock generator 15, the state of the binary counter 14 is increased by one until the senior bit of the binary counter is switched over and 14, which prohibits further impetus by that corresponds to the detector status - "Fire". If there is a high potential level at the highest level of the binary counter 14, the smoke detector 5 is opened, the indicator 1 lights up and the specified current consumption from the fire alarm loop is provided, to which the smoke detector is connected with its input terminals 2 and 3. In addition, this signal operation of the clock generator 15 is prohibited. In this state, the detector will remain indefinitely. It is possible to remove the detector from this state only by switching off

напряжения питания шлейфа пожарной сигнализации на время, достаточное для разряда накопительного конденсатора 7 до величины, при которой на выходе схемы 17 сброса по напряжению питания установится низкий потенциальный уровень.the power supply voltage of the fire alarm loop for a time sufficient to discharge the storage capacitor 7 to a value at which the output potential reset circuit 17 will establish a low potential level.

При резком увеличении удельной оптической плотности или при тестовой проверке извещателя пробником, когда уровень инфракрасного излучения, поступающего на фотодиод 11 превышает пороговое значение на несколько порядков, первый транзистор 19 усилителя 10 переходит из активного режима работы в насыщение, так как ток коллектора этого транзистора 19 ограничен девятым резистором 31. Отношение сопротивления девятого резистора 31 к сопротивлению пятого резистора 26, а также отношение сопротивления третьего резистора 23 к сопротивлению девятого резистора 31 выбирается не менее, чем 1:5. В этом случае при малых уровнях оптического сигнала введенный девятый резистор 31 практически не влияет на коэффициент усиления усилителем 10. В то же время при значительном уровне освещенности фотодиода 11 первый транзистор 19 находится в состоянии насыщения на протяжении практически всего импульса инфракрасного излучения, так как постоянная времени третьего резистора 23 и второго конденсатора 25 превосходит длительность этого импульса. Такое же соотношение справедливо и для постоянной времени седьмого резистора 28 и третьего конденсатора 29. Второй транзистор 20 также на протяжении всего этого импульса будет находиться в режиме насыщения, а потенциал коллектора этого транзистора 20 будет зависеть от соотношения сопротивлений седьмого резистора 28 к сопротивлению восьмого резистора 29. Так как сопротивление седьмого резистора 28 выбирается значительно меньшим сопротивления шестого резистора 27 и восьмого резистора 29, то сигнал на выходе усилителя 10 при значительном уровне инфракрасного излучения, которое поступает на фотодиод 11 на протяжении длительности всего импульса инфракрасного излучения, будет повторять однократный импульс, поэтому такой же однократный импульс будет наблюдаться и на выходе порогового элемента 18.With a sharp increase in specific optical density or when testing the detector with a probe, when the level of infrared radiation entering the photodiode 11 exceeds the threshold value by several orders of magnitude, the first transistor 19 of the amplifier 10 switches from the active mode to saturation, since the collector current of this transistor 19 is limited the ninth resistor 31. The ratio of the resistance of the ninth resistor 31 to the resistance of the fifth resistor 26, as well as the ratio of the resistance of the third resistor 23 to the resistance of the ninth res Stora 31 is chosen not less than 1: 5. In this case, at low levels of the optical signal, the introduced ninth resistor 31 practically does not affect the gain of the amplifier 10. At the same time, at a significant level of illumination of the photodiode 11, the first transistor 19 is in a state of saturation for almost the entire pulse of infrared radiation, since the time constant the third resistor 23 and the second capacitor 25 exceeds the duration of this pulse. The same ratio is true for the time constant of the seventh resistor 28 and the third capacitor 29. The second transistor 20 will also be in saturation mode throughout this pulse, and the collector potential of this transistor 20 will depend on the ratio of the resistances of the seventh resistor 28 to the resistance of the eighth resistor 29 . Since the resistance of the seventh resistor 28 is chosen to be much lower than the resistance of the sixth resistor 27 and the eighth resistor 29, the signal at the output of the amplifier 10 at a significant level and infrared radiation that enters the photodiode 11 during the duration of the entire pulse of infrared radiation will repeat a single pulse, therefore, the same single pulse will be observed at the output of the threshold element 18.

Введение девятого резистора 31 позволило стабилизировать работу усилителя 10 особенно при больших уровнях освещенности фотодиода 11, когда на выходе усилителя наблюдается устойчивый сигнал, близкий по форме к перевернутой прямоугольной трапеции. Пороговый элемент 18 обеспечивает формирование на своем выходе одного импульса, соответствующего одному импульсу на третьем выходе тактового генератора 15. А так как импульс на третьем входе схемы 16 сравнения полностью перекрывает импульс на его первом входе, то импульсы сброса двоичного счетчика 14 на его R-вход не поступают. Двоичный счетчик 14 устойчиво досчитывает до изменения состояния на старшем выходе, по которому извещатель переходит в состояние "ПОЖАР".The introduction of the ninth resistor 31 made it possible to stabilize the operation of the amplifier 10, especially at high illumination levels of the photodiode 11, when a stable signal is observed at the output of the amplifier, which is close in shape to an inverted rectangular trapezoid. The threshold element 18 provides the formation of one pulse at its output, corresponding to one pulse at the third output of the clock generator 15. And since the pulse at the third input of the comparison circuit 16 completely covers the pulse at its first input, the reset pulses of the binary counter 14 to its R-input do not arrive. The binary counter 14 steadily counts until the state at the senior output changes, by which the detector switches to the "FIRE" state.

Предложенный извещатель, как и прототип, может быть изготовлен с применением известных и широко используемых комплектующих изделий: резисторов, конденсаторов, транзисторов, диодов, логических микросхем. Так, двоичный счетчик 14 может быть изготовлен на микросхеме К561ИЕ10 или CD4520, а пороговый элемент 18, тактовый генератор 15 и схема 16 сравнения - на элементах микросхемы К561ТЛ1 или CD4093. Элемент 4 односторонней проводимости может быть изготовлен на диоде КД521В или аналогичном. Токоограничительный элемент 6 может быть изготовлен на униполярном транзисторе, формирователь 5 сигнала регистрации - на транзисторе с большим коэффициентом усиления или на униполярном транзисторе. Схема 17 сброса по напряжению питания может быть изготовлена на специализированной микросхеме, например, МСР102 фирмы MICROCHIP или другим образом.The proposed detector, as well as the prototype, can be manufactured using well-known and widely used components: resistors, capacitors, transistors, diodes, logic circuits. So, the binary counter 14 can be made on the chip K561IE10 or CD4520, and the threshold element 18, the clock generator 15 and the comparison circuit 16 - on the elements of the chip K561TL1 or CD4093. The element 4 of one-sided conductivity can be made on a diode KD521V or similar. The current-limiting element 6 can be made on a unipolar transistor, the shaper 5 of the registration signal on a transistor with a high gain or on a unipolar transistor. The power supply voltage reset circuit 17 may be made on a specialized microcircuit, for example, MCP102 from MICROCHIP or otherwise.

Claims

Smoke detector containing a one-way conduction element, the input of which is connected to the first terminal for connecting to the fire alarm loop, and the output of the one-way conduction element is connected to the first power supply of the smoke detector and the input of the current-limiting element, the output of which is connected to the integrator input and to the first the output of the first capacitor, the second output of which is connected to the second terminal for connection to the fire alarm loop and to the second electrical output the power of the generator of the smoke registration signal, the output of which is connected to the indicator, and the input to the output of the binary counter, to the C-input of this counter and to the input of the clock generator, the first, second and third outputs of the clock generator are connected respectively to the V-input of the binary counter, to the first input of the comparison circuit and to the input of the current switch, the power supply leads of the current switch are connected to the corresponding terminals of the first capacitor, the output of the comparison circuit is connected to the R-input of the binary counter, the second input of the comparison circuit is connected to Through a threshold element to the amplifier output, and the third input to the output of the supply voltage reset circuit, an emitting infrared diode is connected to the outputs of the current switch, which is optically connected through the camera to light-absorbing walls with a photodiode, the anode of which is connected to the second output of the first capacitor, and the cathode connected to the input of the amplifier, the first power output of which is connected to the output of the integrator, and the second power output is connected to the second output of the first capacitor, the amplifier contains two transistors, two capacitors and eight resistors, the base of the first transistor is connected to the input of the amplifier and to the first terminals of the first and second resistors, the emitter of the first transistor is connected through the third resistor to the second terminal of the first resistor and to the first terminals of the fourth resistor and second capacitor, the second terminal of which is connected through the second power output of the amplifier with the second terminal of the first capacitor, as well as with the first terminals of the fifth, sixth and seventh resistors, the second terminal of the seventh resistor through the third capacitor is connected to the second terminal of the pole the second resistor and the emitter of the second transistor, the base of which is connected to the second output of the fifth resistor, and the collector is connected to the output of the amplifier, and also through the eighth resistor to the second output of the fourth resistor and the first output of the amplifier’s power, characterized in that the detector further comprises a ninth resistor, the first terminal of which is connected to the collector of the first transistor of the amplifier, and the second terminal is connected to the base of the second transistor of the amplifier, and the resistance of this resistor is at least five times greater the detection of the third resistor, and at least five times less than the resistance of the fifth resistor.