UA89550C2 - Abushkevych's thermal fire alarm device - Google Patents

Abstract

Тепловий пожежний сповіщувач Абушкевича належить до пожежної сигналізації і може бути використаний для виявлення збільшення температури навколишнього середовища вище встановленого граничного значення. Сповіщувач містить світлодіодний індикатор, два транзистори, два діоди, два конденсатори, п'ять резисторів та дві вхідні клеми. Додатково в нього введені обмежувач струму, третій транзистор та третій конденсатор, а тепловий сенсор виконаний як термістор. В сповіщувачі за рахунок взаємозв'язків вказаних елементів та застосування термістора як теплового сенсора забезпечується підвищення стабільності температури спрацювання сповіщувача в широкому діапазоні напруг живлення та навіть в умовах підвищеної вібрації, що розширює область його застосування.

Description

Недоліком такого сповішувача також є те, що анодом першого діода 4. Катод першого діода 4 температура спрацювання такого сповішувача підключений до першого виводу першого конден- залежить тільки від температури спрацювання сатора 5, а через другий резистор 6 - до бази дру- контактного теплового елемента. Така залежність гого транзистора 7, колектор якого з'єднаний з не дозволяє в умовах серійного виробництва опе- базою першого транзистора 3. Між базою та емі- ративно змінювати клас теплового пожежного спо- тером першого транзистора З підключені другий вішувача відповідно до вимог ринку. Крім того кон- конденсатор 8 та третій резистор 9. Другий діод 10 тактний тепловий елемент, що застосовується у своїм анодом підключений до першої вхідної кле- якості теплового сенсору, не забезпечує стійкого ми 11, а катодом - до емітера першого транзисто- значення температури спрацювання сповішувача ра 3. Друга вхідна клема 12 підключена до другого в умовах підвищеної вібрації. виводу першого конденсатора 5, катода світлодіо-

В основу винаходу поставлено задачу - засто- дного індикатора 1, крім того через тепловий сен- сування в якості теплового сенсора термістора, що сор 13 - до першого виводу четвертого резистора дозволяє за рахунок зв'язків з іншими елементами 14, а через п'ятий резистор 15 - до емітерів друго- схеми встановлювати температуру спрацювання го та третього транзисторів 7 та 16. Колектор тре- сповішувача простим співвідношенням опорів ре- тього транзистора 16 з'єднаний з базою другого зисторів. Крім того, таке застосування термістора транзистора 7. База третього транзистора 16 підк- дозволяє виключити вплив вібрації на температу- лючена до першого виводу четвертого резистора ру спрацювання сповішувача. 14, другий вивід якого з'єднаний з анодом світло-

Поставлена задача вирішується тим, що теп- діодного індикатора 1 та виходом обмежувача 17 ловий пожежний сповіщувач Абушкевича, який струму. Вхід обмежувача 17 струму підключений містить світлодіодний індикатор, анод якого через до катода другого діода 10, та першим виводом перший резистор з'єднаний з колектором першого третього конденсатора 18, другий вивід якого з'єд- транзистора та анодом першого діода, катод якого наний з другою вхідною клемою 12. Тепловий сен- підключений до першого виводу першого конден- сор 13 виконаний як термістор. сатора, а через другий резистор - до бази другого Тепловий пожежний сповішувач Абушкевича транзистора, колектор якого з'єднаний з базою працює таким чином. Якщо температура навколи- першого транзистора, першими виводами другого шнього середовища нижче граничної температури конденсатора та третього резистора, другі виводи спрацювання для вибраного класу сповіщувача, то яких підключені до емітера першого транзистора значення опору термістора 13 буде великим. Після та катода другого діода, анод якого підключений подачі напруги живлення на вхідні клеми 11 та 12, до першої вхідної клеми, а друга вхідна клема під- та завдяки відсутністю заряду на всіх трьох конде- ключена до другого виводу першого конденсатора, нсаторах 5, 8 та 18, перший та другий транзистори катода світлодіодного індикатора, крім того через З та 7 будуть закритими. Другий діод 10 здійснює тепловий сенсор - до першого виводу четвертого захист інших елементів схеми, що представлена резистора, а через п'ятий резистор - до емітера на фігурі, при хибному підключенні полярності на- другого транзистора, який відрізняється тим, що пруги живлення. В нормальному стані через дру- додатково містить третій транзистор, колектор гий діод 10 здійснюється заряд третього конденса- якого з'єднаний з базою другого транзистора, емі- тора 18, а частка струму стабільної величини, що тер якого з'єднаний з емітером третього транзис- проходить через обмежувач 17 струму, забезпечує тора, база якого підключена до першого виводу стабільне падіння напруги на світлодіодному інди- четвертого резистора, другий вивід якого з'єдна- каторі 1. Значення струму, що проходить через ний з анодом світлодіодного індикатора та вихо- світлодіодний індикатор 1 не перевищує 50мкКА, дом обмежувача струму, вхід якого підключений тому світлодіодний індикатор 1 виконує роль об- до катода другого діода, та першим виводом тре- межувача напруги на рівні (1,5-2) В, практично не тього конденсатора, другий вивід якого з'єднаний з випромінюючи світло. Завдяки високому опору другою вхідною клемою, а тепловий сенсор вико- термістора 13 на базу третього транзистора 16 наний як термістор. подається потенціал, що відкриває цей транзистор

В запропонованому тепловому пожежному 16. Частка струму, що проходить через коло пер- сповіщувачі за рахунок застосування термістора у шого, другого та п'ятого резисторів 2, 6 та 15, якості теплового сенсора забезпечується стабіль- першого діода 4, а також через колектор - емітер ність температури спрацювання сповіщувача на- третього транзистора 16, надійно закриває другий віть в умовах підвищеної вібрації. Крім того, засто- транзистор 7. Струм споживання тепловим пожеж- сування термістора як аналогового сенсора, на ним сповіщувачем у черговому режимі роботи не відміну від контактного сенсору, дозволяє встано- буде перевищувати стум, що протікає через об- влювати клас теплового сповіщувача відповідно межувач 17 стуму, тому що зворотні струми пер- до вимог нормативних документів таких як ДСТУ шого та другого транзисторів З та 7 значно менше

ЕМ54-5: 2003 та НПБ 85-2000 простим співвідно- вказаної величини у всьому діапазоні робочої на- шенням опорів резисторів. пруги до 30 В. В цьому стані падіння напруги на

На фігурі представлена блок - схема теплово- першому конденсаторі 5 становить (1,2-1,5) В, та го пожежного сповіщувача. майже не залежить від температури оточуючого

Тепловий пожежний сповіщувач Абушкевича повітря, тому що температурні коефіцієнти напру- (див. фігуру) містить який містить світлодіодний ги світлодіодного індикатора та першого діода 4 індикатор 1, анод якого через перший резистор 2 майже дорівнюють одне до одного. з'єднаний з колектором першого транзистора З та

Термістор 13 знаходиться зовні корпуса спо- Після його перемикання значна частка струму ко- віщувача, а інші елементи -у корпусі. При квазіста- лектору першого транзистора З буде протікати тичній зміні температури оточуючого повітря всі через перший резистор 2. Значення опору першо- елементи мають температуру повітря. При значній го резистора 2 вибирається достатнім для норма- швидкості зростання температури за рахунок ма- льної роботи світлодіодного індикатора 1, який у лої маси термістор 13 швидко набирає температу- стані УЛОЖЕЖА" повинен забезпечувати належ- ру оточуючого повітря, в той же час інші елементи ний рівень яскравості. Крім того, значенням опору - більш інерційні, тому що температура в корпусі першого резистора 2 забезпечується формування сповіщувача буде збільшуватися із значною за- стану "ЛОЖЕЖА" у шлейфі пожежної сигналізації, тримкою. який підключається до вхідних клем 11 та 12. По-

На другому та третьому транзисторах 7 та 16 тенціал на колекторі першого транзистора З відно- зроблений граничний елемент - тригер Шмітта по сно другої вхідної клеми 12 залежить від струму, типовій схемі на транзисторах із зв'язаними еміте- що протікає між вхідними клемами 11 та 12. Через рами. Температурна нестабільність напруги пере- перший діод 4 потече струм, що забезпечить на- ключення такого тригера суттєво залежить від те- копичення заряду на першому конденсаторі 5. По- мпературного коефіцієнта напруги база-емітер тенціал бази другого транзистора 7 відносно дру- третього транзистора 16. В той же час температу- гої вхідної клеми 12 збільшиться так, що стум рний коефіцієнт напруги світлодіодного індикатора колектора цього транзистора 7 буде достатнім для 1 майже дорівнює температурному коефіцієнту збереження стану ЬЛПЛОЖЕЖА" навіть при віднов- напруги база-емітер третього транзистора 16. Та- ленні високого опору термістором 13. Таким чи- ким чином, температура переключення тригера ном, забезпечується збереження стану ЖПОЖЕ-

Шмітта на зв'язаних емітерами транзисторах 7 та ЖА" тепловим пожежним сповіщувачем навіть при 16 суттєво залежить від температури оточуючого зниженні температури оточуючого повітря до нор- повітря та мало залежить від температури у кор- мальної. При падінні напруги на п'ятому резисторі пусі сповіщувача. Тобто температурна інерційність 15 більше 2 В третій транзистор 16 буде надійно сповіщувача залежить від інерційності термістора закритим. Крім того, за рахунок накопиченого за- 13, та майже не залежить від інерційності інших ряду на першому конденсаторі 5 забезпечується елементів схеми сповіщувача. зберігання стану ЬЛОЖЕЖА" при наявності імпу-

Якщо електроживлення сповіщувача здійсню- льсів зворотної напруги заданої шпаруватості та ється від шлейфу пожежної сигналізації із знакоз- тривалості. Але відсутність напруги живлення не- мінною напругою, коли шпаруватість імпульсів обхідної полярності на протязі декількох секунд та зворотної напруги перевищує значення (4 - 5), а при відновлені високого опору термістором 13 по- тривалість цих імпульсів не перевищує 0,1 с, то вертає тепловий пожежний сповіщувач у початко- обмежувач 17 стуму забезпечує стабільність на- вий стан чергового режиму роботи. пруги на світлодіодному індикаторі 1 під час таких Термістор 13 має фіксоване значення опору провалів напруги живлення за рахунок накопиче- при нормальному значенні температури оточуючо- ного на третьому конденсаторі 18 заряді. го повітря. При збільшенні температури опір тер-

Таким чином, у черговому режимі роботи, на- містора 13 зменшується з заданим коефіцієнтом. віть під час дії імпульсів зворотної напруги третій Таким вимогам відповідає термістор фірми транзистор 16 буде залишатися відкритим, а пер- РНІШРЗ серії 640 та інші. ший та другий транзистори З та 7 будуть залиша- Інші елементи сповішувача загально відомі та тися закритими. відповідають прототипу. Температура спрацюван-

При досягненні температури навколишнього ня сповішувача залежить від співвідношення опо- середовища граничного значення тепловий сенсор рів четвертого резистора 14 та термістора 13. За 13 буде зменшувати свій опір, таким чином, змі- рахунок застосування термістора 13 в якості теп- нювати потенціал на базі третього транзистора 16. лового сенсора, а також тригера Шмітта на тран-

В наслідок чого відбудеться переключення тригера зисторах 7 та 16 забезпечується стабільність тем-

Шмітта - третій транзистор 16 закриється, а другий ператури спрацювання навіть в умовах підвищеної транзистор 7 відкриється. Струм емітера другого вібрації. За рахунок застосування третього конде- транзистора 7 перевищує струм емітера третього нсатора 18 та обмежувача 17 струму з їх зв'язками транзистора 16, тому збільшується падіння напру- з іншими елементами забезпечується стабільність ги на п'ятому резисторі 15, що в свою чергу прис- температури спрацювання сповішувача у широко- корює процес закриття третього транзистора 16. му діапазоні напруг живлення, а також при жив-

Через третій резистор 9 протікає струм достатньої ленні сповішувача знакозмінною напругою. величини для відкриття першого транзистора 3.

но , ї й 4-3 8 п19 з ЩЕ щи 3 чи й о у : ші ! 4 ій б 7 5-6 8В-- -5х

Я 13 185 1-х - «ТУ й 5 Пе

ЗІ

Комп'ютерна верстка Л. Купенко Підписне Тираж 28 прим.

Міністерство освіти і науки України

Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна

ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ - 42, 01601