ДАТЧИК ДЫМА
SMOKE DETECTOR

Изобретение относится к области электронной пожарно-охранной сигнализации, а именно к оптическим датчикам дыма.
Известны оптические датчики дыма, определяющие оптическую плотность среды путем регистрации излучения, рассеянного частицами дыма.
Для обеспечения отсутствия ложных срабатываний и повышения точности измерения рассматриваемых датчиков важным является обеспечить в них такие условия дымозахода, при которых минимизируется возможность проникновения в их рабочий объем посторонних частиц, в частности частиц пыли.
Известен датчик дыма [RU 2301455], включающий дымовую камеру, образованную двумя цилиндрическими поверхностями, нижняя из которых образует зону захода дыма, а верхняя образует зону обнаружения дыма.
Зона обнаружения дыма содержит замкнутое боковое ограждение, источник излучения и фотоприемник.
Зона захода дыма содержит распределенные по ее периметру непрозрачные V-образные бленды, установленные в окружном направлении с образованием зигзагообразных сквозных щелей для прохода дыма.
В рассматриваемом датчике благодаря разделению зоны захода дыма и зоны обнаружения дыма, а также выполнению дымозаборных щелей зигзагообразными снижается возможность проникновения в дымовую камеру частиц пыли.
Однако пылезащищенность рассматриваемого датчика недостаточно велика, поскольку сквозные щели расположены в непосредственной близости от рабочего объема зоны обнаружения.
Известен датчик дыма [RU 2189639], выбранный в качестве ближайшего аналога.
Рассматриваемый датчик включает крышку, имеющую щели для забора дыма. В нижней части крышки помещена дымовая камера, содержащая зону обнаружения дыма, включающую замкнутое боковое ограждение, внутри которого помещены источник излучения и фотоприемник, и зону захода дыма, образованную дном, краевые участки которого примыкают к нижней части бокового ограждения.
Дно выполнено воронкообразным. Его центральная часть дальше отстоит от плоскости, в которой расположены оптические оси источника излучения и фотоприемника, чем краевые участки. Дно имеет сетчатую или решетчатую структуру, при этом сетчатые или щелевые отверстия служат для прохода дыма в рабочий объем дымовой камеры.
Зона захода дыма также содержит дымонаправляющие ребра, расположенные звездообразно на выходной стороне дна.
В рассматриваемом датчике проникающие в его рабочий объем частицы пыли оседают в нижней части дна благодаря его воронкообразному выполнению. Указанные факторы способствуют снижению вероятности ложных срабатываний датчика.
Однако из-за того, что различные участки донной поверхности дымовой камеры находятся на разном удалении от зоны обнаружения дыма, снижается равномерность проникновения дыма в дымовую камеру, что обуславливает зависимость чувствительности рассматриваемого датчика от направленности дыма.
Задачей заявляемого изобретения является повышение пылезащищенности датчика при минимизации зависимости его чувствительности от направленности дыма.
Сущность изобретения заключается в том, что в датчике дыма, включающем крышку, снабженную щелями для забора дыма, дымовую камеру, установленную в нижней части крышки, содержащую зону обнаружения дыма, включающую замкнутое боковое ограждение, источник излучения, фотоприемник, а также расположенную ниже зоны обнаружения дыма зону захода дыма, включающую дно и дымонаправляющие ребра, согласно изобретению дымовая камера содержит плоское кольцевое основание, по периметру верхней поверхности которого расположено боковое ограждение, зона захода дыма содержит сформированный на нижней поверхности кольцевого основания с отступом от ее внешней кромки первый кольцевой бортик, дно выполнено в виде заглубленного относительно нижней поверхности кольцевого основания диска, размер и местоположение которого выбраны из условия образования кольцевого зазора между ним и внутренней кромкой кольцевого основания, дымонаправляющие ребра выполнены в виде вертикальных пластин, звездообразно установленных на нижней поверхности кольцевого основания так, что их наружные концевые участки расположены на первом кольцевом бортике, а нижние кромки внутренних концевых участков скреплены с дном, крышка имеет плоскую донную часть, содержащую краевой второй кольцевой бортик и внутренний третий кольцевой бортик, образующий со вторым кольцевым бортиком кольцевую канавку, и боковую поверхность, в придонной части которой выполнены окружные щелевые прорези, образующие отверстия для забора дыма, при этом в ребрах выполнены прорези под третий кольцевой бортик, геометрические размеры и местоположение первого, второго и третьего кольцевых бортиков, их взаимное расположение, а также взаимное положение дымовой камеры и крышки выбраны такими, что при установке дымовой камеры в крышку третий кольцевой бортик проходит через прорези ребер, а первый кольцевой бортик располагается в кольцевой канавке с зазором относительно ее нижней и боковых сторон.
Расположение зоны захода дыма ниже зоны обнаружения дыма способствует повышению пылезащищенности заявляемого датчика, а также защищенности его от внешнего света. Этому же способствует и наличие замкнутого бокового ограждения в зоне обнаружения дыма.
Принципиальным отличием заявляемого датчика является то, что у него в зоне забора дыма сформирована совокупность кольцевых бортиков, перекрывающихся по высоте с образованием узких кольцевых зазоров, выполняющих роль «лабиринтных» проходов для дыма.
Благодаря указанным конструктивным особенностям дым, прежде чем попасть в рабочий объем дымовой камеры, волнообразно обтекает кольцевые бортики. При этом обеспечивается ее защита от пыли, поскольку частицы пыли осаждаются в кольцевой канавке, а также предотвращается прямое попадание внешнего света в дымовую камеру.
Преимуществом заявляемого датчика также является то, что зона захода и зона обнаружения дыма имеют симметричную геометрию, что позволяет исключить разброс чувствительности датчика относительно направленности дыма.
Таким образом, техническим результатом, достигаемым при реализации изобретения, является повышение пылезащищенности датчика при минимизации зависимости его чувствительности от направленности дыма.
На фиг.1 представлен общий вид заявляемого устройства спереди в разрезе (линиями показано направление движения дыма.); на фиг 2 - то же, разрез в плоскости, проходящей через дымонаправляющее ребро; на фиг.3 представлен вид дымовой камеры снизу; на фиг.4 представлен общий вид заявляемого устройства в аксонометрии.
Устройство содержит крышку 1, имеющую плоскую донную часть 2 и боковую поверхность 3, в придонной части которой выполнены окружные щелевые прорези 4, образующие отверстия для забора дыма.
Устройство также содержит дымовую камеру, установленную в нижней части крышки 1, содержащую зону 5 обнаружения дыма и зону 6 захода дыма, сформированные соответственно на верхней и нижней поверхностях плоского кольцевого основания 7. Зона 5 содержит установленное по периметру верхней поверхности основания 7 замкнутое боковое ограждение 8. Внутри ограждения 8 помещены источник излучения, в качестве которого использован светодиод (на чертеже не показан), и фотоприемник 9, установленные под углом друг к другу таким образом, что в последний не попадает прямым путем излучение от светодиода.
На нижней поверхности основания 7 с отступом от ее внешней кромки сформирован первый кольцевой бортик 10. Зона 6 захода дыма содержит плоское дно 11, выполненное в виде заглубленного относительно нижней поверхности кольцевого основания 7 диска, размер и местоположение которого выбраны из условия образования кольцевого зазора 12 между дном 11 и внутренней кромкой кольцевого основания 7.
На нижней поверхности основания 7 также расположены дымонаправляющие ребра 13 (на чертежах позицией обозначено одно ребро). Ребра 13 выполнены в виде вертикальных пластин, звездообразно установленных на нижней поверхности основания 7 так, что наружные концевые участки ребер 13 расположены на первом кольцевом бортике 10 по его периметру, а нижние кромки внутренних концевых участков ребер 13 скреплены с дном 11 по его периметру. В ребрах 13 имеются поперечные прорези 14 (на чертежах позицией обозначена прорезь в одном ребре), расположенные на одинаковом удалении от бортика 10.
Донная часть 2 крышки 1 содержит краевой второй кольцевой бортик 15 и внутренний третий кольцевой бортик 16, образующий с бортиком 15 кольцевую канавку 17.
Окружное местоположение и геометрические размеры прорезей 14 в ребрах 13, геометрические размеры бортиков 10, 15 и 16, их взаимное расположение, а также взаимное положение дымовой камеры в крышке 1 выбраны такими, что при установке дымовой камеры в крышку 1 бортик 16 проходит через прорези 14 ребер 13, а бортик 10 располагается в кольцевой канавке 17 с зазором относительно ее нижней и боковых сторон.
Устройство работает следующим образом.
При отсутствии дыма фотоприемник 9 регистрирует небольшой фоновый сигнал «засветка», поскольку излучение от светодиода в фотоприемник 9 прямым путем не попадает, но попадает малая доля сигнала, отраженная от стенки внутренних ограждений 8.
При возникновении дыма он проникает в крышку 1 через щелевые прорези 4, обтекает бортик 15, двигаясь снизу вверх, обтекает бортик 10, двигаясь по канавке 17 сверху вниз, обтекает бортик 16, двигаясь по канавке 17 снизу вверх. Далее дым движется по проходам, образованным стенками дымонаправляющих ребер 13, и попадает через кольцевой зазор 12 в зону обнаружения дыма 5. Фотоприемник 9 регистрирует излучение от светодиода, рассеянное частицами дыма.
При описанном движении дыма пыль под действием силы тяжести будет оседать и скапливаться в канавке 17. Одинаковые условия дымозахода позволяют исключить разброс чувствительности устройства в зависимости от направленности дыма.