ОПТИЧЕСКИЙ ПОЖАРНЫЙ ИЗВЕЩАТЕЛЬ

Полезная модель относится к устройствам пожарной сигнализации, а именно к оптическим пожарным извещателям, и может быть использовано для обнаружения возгорания в закрытых помещениях различных зданий, сооружений, а также на различных открытых объектах.
Известен пожарный извещатель, содержащий датчик инфракрасного излучения для длины волны соответствующей общему теплу и датчик инфракрасного излучения для длины волны соответствующей состоянию горения, средство для обработки и анализа полученных сигналов и средство измерения спектрального отношения полученных сигналов (см. патент Великобритании № GB2372317, МПК G 08 B 17/12, опубл. 21.08.2002 г.).
Действие известного пожарного извещателя ограничено спектральным анализом теплового излучения доли общего теплового канала от тепла от горения, что его сужает возможности.
Кроме того, использование в известном извещателе однодиапазонного датчика (инфракрасного) снижает его помехоустойчивость, а восприятие определенного состояния по постоянной составляющей может привести к ложному срабатыванию, например при солнечной засветке.
Известен пожарный извещатель состоящий из датчиков инфракрасного излучения энергии для различных диапазонов, управляющий микропроцессор, при этом датчик, управляемый микропроцессором, работает в широком диапазоне волн, остальные датчики - в узком диапазоне волн. Индекс модуляции одного из датчиков (предпочтительно широкополосный IR датчик) рассчитан микропроцессором или другим процессором на максимальные и минимальные значения длины волны (см. патент США №6515283, МПК G 08 B 17/12, G 01 J 1/00, опубл. 04.02.2003 г.).
Срабатывание датчика происходит в том случае, если принимаемая длина волны расположена в пределах указанного диапазона.
Недостатком известного извещателя являются ложные срабатывания, обусловленные восприимчивостью к солнечным бликам от водной поверхности (лужи), вибрирующей отражающей поверхности (в т.ч. стекло) при частотах вибрации, схожих с частотами модуляции пламени. Низкая помехоустойчивость и возможность ложного срабатывания снижают функциональные возможности использования известного извещателя.
http://www.intes.spb.ru/ipes.htm)
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является оптический пожарный извещатель, содержащий датчики инфракрасного и ультрафиолетового излучения и управляющий микропроцессор со встроенным аналого-цифровым преобразователем, при этом датчик инфракрасного излучения через нормирующий усилитель, а датчик ультрафиолетового излучения через схему согласования соединены с микропроцессором (см. Извещатель пожарный пламени ИПЭС, сайт .
Формирование сигнала оповещения о пожаре в известном извещетеле основано на преобразовании электромагнитного излучения в электрический сигнал и его конструкция не обеспечивает отслеживание состояние объекта до возникновения пожара, что сужает его функциональные возможности.
Кроме того, в известном извещателе применена аналоговая обработка сигналов с датчиков, что не позволяет при эксплуатации корректировать параметры обработки для более эффективной работы в конкретном месте установки (улица/цех, вероятный материал горения, вероятный очаг возгорания, и т.п.)
Задачей настоящей полезной модели является расширение функциональных возможностей оптического пожарного извещателя.
Техническим результатом, достигаемым в результате решения поставленной задачи, является возможность осуществления непрерывного отслеживания состояния объекта до возникновения пожара и автоматическая регистрации причин возникновения пожара.
Поставленная задача достигается тем, что, оптический пожарный извещатель, содержащий датчики инфракрасного и ультрафиолетового излучения, выходы которых через схемы согласования соединены с управляющим микропроцессором, согласно полезной модели, снабжен видеокамерой, видеопроцессором, оперативной и энергонезависимой видеопамятью, при этом выход видеокамеры соединен с входом видеопроцессора, один из входов - выходов видеопроцессора соединен с входом - выходом энергонезависимой видеопамяти, другой вход - выход соединен с входом - выходом оперативной видеопамяти, а третий вход - выход соединен с входом - выходом управляющего микропроцессора.
Кроме того, схема согласования инфракрасного датчика состоит из программно-управляемого усилителя, аналого-цифрового преобразователя и цифро-аналогового преобразователя.
Совокупность заявляемых признаков позволяет осуществить непрерывное отслеживание состояния объекта до возникновения пожара и регистрацию событий,
предшествующих пожару. Это дает возможность проанализировать причину возгорания, что расширяет функциональные возможности пожарного извещателя.
Кроме того, реализация цифровой обработки сигнала позволяет при эксплуатации корректировать параметры обработки для более эффективной работы в конкретном месте установки.
На чертеже представлена блок-схема оптического пожарного извещателя.
Позиции на чертежах означают следующее: 1 - датчик инфракрасного излучения; 2 - датчик ультрафиолетового излучения; 3 - схема согласования датчика 1 инфракрасного излучения; 4 - схема согласования датчика 2 ультрафиолетового излучения; 5 - управляющий микропроцессор; 6 - видеокамера; 7 - видеопроцессор; 8 - оперативная видеопамять; 9 - энергонезависимая видеопамять; 10 - программно-управляемый усилитель; 11 - аналого-цифровой преобразователь; 12 - цифро-аналоговый преобразователь.
Оптический пожарный извещатель содержит датчик 1 инфракрасного излучения, датчик 2 ультрафиолетового излучения, выходы которых через схемы согласования 3 и 4 соединены с управляющим микропроцессором 5.
Инфракрасный датчик 1 настроен на частоту выделения углекислого газа, а ультрафиолетовый датчик 2 - на частоту жестких ультрафиолетовых лучей, которые не входят в диапазон солнечного излучения.
Для осуществления отслеживания причин и истории развития возгорания пожарный извещатель снабжен видеокамерой 6, видеопроцессором 7, оперативной 8 и энергонезависимой 9 видеопамятью. Выход видеокамеры 4 соединен с видеопроцессором 5, один из входов-выходов видеопроцессора 5 соединен с входом-выходом энергонезависимой видеопамяти 9, другой вход-выход соединен с входом-выходом оперативной видеопамяти 8, а третий вход-выход соединен с входом-выходом управляющего микропроцессора 5.
Управляющий микропроцессор 5 содержит алгоритмы цифровой обработки сигналов датчиков 1 и 2, принятия решения о пожаре, последовательности диагностики всего устройства и протоколы связи с приемно-контрольными приборами (на схеме не показан), а также протокол обмена данными с видеопроцессором 7.
Для реализации более глубокой цифровой обработки сигнала схема согласования 3 инфракрасного датчика 1, состоит из программно-управляемого усилителя 10 для нормализации сигнала по амплитуде, аналого-цифрового преобразователя 11 для оцифровки результирующего сигнала с большим соотношением сигнал/шум, и цифро-аналоговым преобразователем 12 для программирования частотно-зависимой обратной
связи. Данная структура позволяет вести цифровую обработку при большем динамическом диапазоне сигналов.
Для согласования уровней сигналов ультрафиолетового датчика 2 и микропроцессора 5 используется схема согласования 4, которая может быть выполнена, например, в виде резистивно-диодной защитной схемы.
Извещатель работает следующим образом.
Сигнал инфракрасного датчика 1 поступает на схему согласования 3, в которой через программно-управляемый усилитель 10, аналого-цифровой преобразователь 11 и цифро-аналоговый преобразователь 12 реализовано программно-управляемое усиление, программно-управляемая частотно-избирательная обратная связь для выделения требуемой модуляции пламени и оцифровка результирующего сигнала. Далее оцифрованный сигнал поступает на управляющий микропроцессор 5.
Числоимпульсный сигнал ультрафиолетового датчика 2 через цепь согласования 4 поступает на счетный вход управляющего микропроцессора 5.
В управляющем микропроцессоре 5 работает алгоритм обработки сигналов с датчиков 1 и 2. Алгоритм описывает условия принятия решения об отсутствии или наличии пожара, что ведет к соответствующим изменениям состояния и режима работы всего извещателя.
Параллельно с работой управляющего микропроцессора 5 функционирует видеотракт извещателя.
Цифровой сигнал с выхода видеокамеры 6 поступает на вход видеопроцессора 7, к которому подключены блоки оперативной 8 и энергонезависимой видеопамяти 9. Видеопроцессор 7 сжимает видеокадры и помещает их в кольцевой буфер в оперативной видеопамяти 8.
При возникновении пожара управляющий микропроцессор 5 дает сигнал на видеопроцессор 7, который останавливает запись новых видеокадров в оперативную видеопамять 8 и переписывает записанные видеокадры из оперативной 8 в энергонезависимую видеопамять 9.
Управляющий микропроцессор 5 также передает сигнал «пожар» приемно-контрольному прибору (на схеме не показан), который в случае необходимости генерирует команду чтения видеокадров. Приняв команду, управляющий микропроцессор 5 передает ее видеопроцессору 7, который в обратном порядке пересылает записанные видеокадры (видеопроцессор 7 - управляющий микропроцессор 5 - приемно-контрольный прибор). Аналогичным образом (по запросу с приемно-контрольного прибора) передаются и текущие видеокадры.
Заявляемый извещатель позволяет осуществить непрерывное отслеживание состояния объекта до возникновения пожара и регистрацию событий, предшествующих пожару. Это дает возможность в дальнейшем проанализировать и расследовать причину возгорания, что расширяет функциональные возможности пожарного извещателя. Помимо этого, видеоканал позволяет существенно облегчить установку и дальнейший контроль правильности расположения и направленности извещателя для охвата охранной зоны.
Кроме того, состав схемы согласования инфракрасного датчика извещателя дает возможность при эксплуатации корректировать параметры обработки для более эффективной работы в конкретном месте установки (улица/цех, вероятный материал горения, вероятный очаг возгорания, и т.п.).