ПОЖАРНЫЙ ИЗВЕЩАТЕЛЬ

Полезная модель относится к средствам обнаружения пожара, а именно, к пожарным извещателям, работа которых основана на определении оптической плотности среды.
Основным элементом конструкции рассматриваемых пожарных извещателей является дымовая камера, содержащая источник оптического излучения и фотоприемник, расположенные таким образом, что прямым путем от источника излучения к фотоприемнику испускаемые лучи попасть не могут. При наличии дыма внутри дымовой камеры рассеянное частицами дыма излучение попадает в фотоприемник, при этом вырабатывается электрический сигнал, уровень которого определяет оптическую плотность среды.
Одной из основных задач при разработке оптической системы дымовой камеры является получение низкого и стабильного уровня фоновой засветки - паразитного сигнала, регистрируемого фотоприемником в незадымленной среде, формируемого отраженным излучением от деталей дымовой камеры или поступающим извне. Для уменьшения фоновой засветки в дымовых камерах устанавливают детали, на поверхности которых происходит отражение и поглощение паразитного излучения.
Известен пожарный извещатель [RU 2189639], который содержит дымовую камеру, имеющую замкнутое боковое ограждение, внутренняя поверхность которого ограничивает ее рабочий объем. На периферии рабочего объема дымовой камеры на участке, расположенном между источником излучения и фотоприемником, установлены примыкающие к боковому ограждению отражающие излучение перегородки - бленды, образованные двумя расположенными под углом друг к другу гранями. Обращенные внутрь концевые участки бленд имеют заостренную кромку. Угловое положение бленд относительно бокового ограждения выбрано таким, чтобы угол падения на них лучей, испускаемых источником, оставался постоянным.
Наличие периферийных бленд обуславливает снижение уровня фоновой засветки в рассматриваемом устройстве. Однако, из-за того, что бленды установлены с образованием относительно широких каналов между ними, существует возможность выхода не поглощенного отраженного излучения из пространства между блендами в рабочий объем, что может привести к возрастанию сигнала фоновой засветки.
Известен пожарный извещатель [RU 2379760], который выбран в качестве ближайшего аналога.
Рассматриваемый пожарный извещатель содержит дымовую камеру, имеющую замкнутое боковое ограждение, ограничивающее ее рабочий объем. Внутри дымовой камеры установлены источник оптического излучения и фотоприемник, расположенные под углом друг к другу таким образом, что источник света находится вне поля зрения фотоприемника.
Часть внутренней поверхности бокового ограждения, находящаяся между зонами расположения источника излучения и фотоприемника, образует клиновидный выступ. Указанный выступ выполняет роль экрана, блокирующего часть излучения источника для предотвращения прямой засветки фотоприемника излучением источника. Другая часть внутренней поверхности бокового ограждения, расположенная между источником излучения и фотоприемником, выполнена в виде примыкающих друг к другу треугольных углублений, разделенных радиальными перегородками, имеющими в плоскости горизонтального сечения форму ориентированных внутрь камеры ромбовидных наконечников. Указанные углубления и перегородки образуют поглощающие оптическое излучение ячейки, на поверхности которых происходит многократное переотражение лучей фоновой засветки.
Однако из за того, что поглощающие свет ячейки расположены только на части периферии рабочего объема дымовой камеры, в рассматриваемом устройстве не удается достигнуть высокой степени снижения фоновой засветки. Кроме того, из-за наличия клиновидного выступа и несимметричного расположения указанных ячеек конструкция рассматриваемого извещателя не обеспечивает независимость его чувствительности от направленности дыма.
Задачей полезной модели является снижение сигнала фоновой засветки и минимизация зависимости чувствительности извещателя от направленности дыма.
Сущность полезной модели заключается в том, что в пожарном извещателе, содержащем дымовую камеру, имеющую замкнутое боковое ограждение, а также установленные внутри нее источник оптического излучения, фотоприемник и средство, обеспечивающее блокировку части излучения источника для исключения прямой засветки фотоприемника, при этом дымовая камера содержит поглощающие оптическое излучение ячейки, образованные внутренней поверхностью бокового ограждения, выполненной в виде примыкающих друг к другу треугольных углублений, разделенных радиальными перегородками, имеющими в плоскости горизонтального сечения форму ориентированных внутрь камеры ромбовидных наконечников, согласно полезной модели поглощающие оптическое излучение ячейки расположены в окружном направлении по периметру бокового ограждения, а экран выполнен в виде установленной между источником оптического излучения и фотоприемником вблизи точки пересечения их оптических осей непрозрачной пластинчатой перегородки.
За счет выбранной формы ячеек они способны «поглощать» оптическое излучение, поскольку ячейки представляют собой «черные ящики», попадающее внутрь которых излучение вследствие многократного переотражения (и соответственно, поглощения материалом ячеек) гасится практически полностью в их полостях, не распространяясь далее. Взаимное угловое положение и размеры элементов ячеек выбираются, в частности, в ходе моделирования с помощью ЭВМ процесса отражения и переотражения лучей гранями внутренней поверхности ячеек.
Таким образом, за счет наличия указанных ячеек обеспечивается эффективное подавление фоновой засветки в дымовой камере. При этом, поскольку ячейки расположены по периметру бокового ограждения, поглощение сигнала фоновой засветки осуществляется практически на всей его боковой поверхности за исключением зон, занятых источником излучения и фотоприемником.
Важным в заявляемом пожарном извещателе является выполнение экрана в виде установленной между источником оптического излучения и фотоприемником непрозрачной пластинчатой перегородки. Местоположение и размеры экрана выбраны такими, что он блокирует малую часть излучения источника, расположенную вблизи фотоприемника, и сохраняет основную долю излучения, участвующую в рассеянии излучения частицами дыма, сохраняя максимальный полезный сигнал. Таким образом, в заявляемом извещателе оказывается возможным добиться высокого уровня полезного сигнала при чрезвычайно низком уровне засветки, достигаемом за счет наличия описанных выше ячеек.
Кроме того, за счет расположения ячеек по периметру бокового ограждения и наличия экрана, выполненного в виде пластинчатой перегородки, дымовая камера приобретает относительно симметричную конфигурацию, что способствует снижению разброса чувствительности извещателя относительно направленности дыма.
Таким образом, техническим результатом, достигаемым при использовании заявляемой полезной модели, является снижение сигнала фоновой засветки и минимизация зависимости чувствительности извещателя от направленности дыма. При этом сохраняется максимальная величина полезного сигнала.
На фигуре представлен чертеж общего вида пожарного извещателя (вид сверху).
Устройство содержит дымовую камеру 1, имеющую замкнутое боковое ограждение 2, ограничивающее ее рабочий объем. Внутри дымовой камеры расположены источник 3 оптического излучения и фотоприемник 4, расположенные под углом друг к другу таким образом, что источник 3 находится вне поля зрения фотоприемника 4..
В камере 1 между источником 3 и фотоприемником 4 установлен экран 5, выполненный в идее непрозрачной пластинчатой перегородки. Перегородка 5 установлена в рабочем объеме камеры 1 между источником 3 и фотоприемником 4 вблизи точки пересечения их оптических осей таким образом, что она блокирует часть излучения источника 3 для предотвращения прямой засветки фотоприемника излучением указанного источника, при этом сохраняется максимальная величина полезного сигнала. На периферии камеры 1 по периметру ее бокового ограждения 2 сформированы поглощающие оптическое излучение ячейки 6 (на чертеже позицией обозначена одна ячейка). Ячейки 6 образованы треугольными углублениями 7 (на чертеже позицией обозначено одно углубление), выполненными в боковом ограждении 2, и разделяющими их радиальными перегородками 8 (на чертеже позицией обозначена одна перегородка). Перегородки 8 имеют в плоскости горизонтального сечения форму ориентированных внутрь камеры 1 ромбовидных наконечников, примыкающих к вершинам выступов (на чертеже не обозначены), образованных гранями двух соседних углублений 6..
Устройство работает следующим образом.
В отсутствии дыма источник 3 излучает лучи, которые не попадают прямым путем в фотоприемник 2, и последний вырабатывает минимальный сигнал фоновой засветки, полученный в результате попаданий на фотоприемник 2 небольшой доли излучения, отраженного от деталей дымовой камеры. Этот минимальный уровень сигнала фоновой засветки свидетельствует об отсутствии дыма в рабочем объеме камеры 1. При этом основная доля излучения, падающих на внутреннюю поверхность ячеек 6, многократно переотражается (и соответственно, поглощается) в полостях указанных ячеек. В результате излучение от источника 3 практически полностью гасится, не распространяясь далее, чем достигается минимизации сигнала фоновой засветки.
При попадании внутрь камеры 1 дыма, излучение, рассеянное от частичек дыма, засвечивает внутренний рабочий объем измерительной камеры
Фотоприемник 2 регистрирует излучение, рассеянное от частичек дыма, и вырабатывает соответствующий сигнал.