ИЗВЕЩАТЕЛЬ ПОЖАРНЫЙ ДЫМОВОЙ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫЙ

Полезная модель относится к противопожарной технике, а именно, к пожарной сигнализации, и предназначена для обнаружения рассеянного излучения, обусловленного дымом, в закрытых помещениях различных зданий и сооружений.
Известен извещатель пожарный дымовой оптико-электронный, описанный в патенте JP 9231485 «Photoelectric smoke sensor» (опубл. 1997.09.05), содержащий разъемный корпус, на внутренней стороне основания которого размещена печатная плата с электронной схемой и оптической камерой, содержащей светоизлучающий и светопринимающий модули, оптически изолированные друг от друга центральной блендой, выполненной с пилообразными зубцами для рассеивания оптического излучения. При этом держатели светоизлучающего и светопринимающего модулей, закрепленные на основании оптической камеры, имеют сложную форму с несимметричными выступами, а светопринимающий модуль содержит призматическую линзу, установленную в держателе.
Однако такая конструкция оптической камеры сложна в изготовлении, обслуживании и ремонте, что увеличивает трудоемкость производства и стоимость устройства.
Известен извещатель пожарный дымовой оптико-электронный, описанный в патенте RU 2379760 «Оптический датчик дыма» (опубл. 2010.01.20), содержащий разъемный корпус, на внутренней стороне основания которого размещена печатная плата с электронной схемой и оптической камерой, имеющей крышку, замкнутое боковое ограждение и дно с отверстиями для прохождения дыма, внутри которой установлены оптически изолированные друг от друга светоизлучающий и светопринимающий модули в держателях. На участке между держателями боковое ограждение выполнено в виде двух граней, образующих клиновидную область, вершина которой ориентирована к чувствительной области оптической камеры, причем внутренняя поверхность грани, расположенной вблизи держателя светоизлучающего модуля, выполнены зубчатой.
Однако при такой конструкции оптической камеры затруднено прохождение дыма через чувствительную область камеры. Кроме того, конструкция сложна в изготовлении и чувствительность извещателя быстро понижается из-за оседания пыли на многочисленных внутренних поверхностях оптической камеры, что снижает надежность работы устройства.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является «Извещатель пожарный дымовой оптико-электронный» по патенту RU 66577 (опубл. 2007.04.12), содержащий разъемный корпус, на внутренней стороне основания которого размещена печатная плата с электронной схемой, микроконтроллером и оптической камерой, содержащей оптически изолированные друг от друга центральной блендой светоизлучающий и светопринимающий модули, держатели которых закреплены защелками на печатной плате и выполнены сборными в виде двух скрепленных соответствующими запорными элементами частей.
Однако выполнение оптических модулей сборными усложняет технологию изготовления и сборки извещателя пожарного, повышает трудоемкость, производственные затраты и себестоимость изделия. Оседание пыли на внутренних элементах оптической камеры снижает чувствительность устройства.
Перед изобретателями стояла задача создания надежного, технологичного и недорогого извещателя пожарного дымового оптико-электронного, обеспечивающего стабильную чувствительность к дыму, практически не зависящую от оседания пыли на печатной плате.
Поставленная задача решается тем, что предложен извещатель пожарный дымовой оптико-электронный, содержащий разъемный корпус, на внутренней стороне основания которого размещена печатная плата с электронной схемой, микроконтроллером и оптической камерой, содержащей оптически изолированные друг от друга центральной блендой светоизлучающий и светопринимающий модули, держатели которых закреплены защелками на печатной плате.
Новым является то, что держатель для светоизлучающего и светопринимающего модулей выполнен в виде боковой поверхности прямоугольной призмы с внутренней наклонной цилиндрической полостью и ограничительной полочкой, расположенной параллельно оптической оси светоизлучателя или светоприемника соответственно.
Технический результат заявляемого устройства заключается в повышении надежности работы, упрощении процесса производства и улучшении технологичности сборки извещателя пожарного дымового оптико-электронного за счет выполнения держателя светоизлучающего и светопринимающего модулей взаимозаменяемыми в виде боковой поверхности прямоугольной призмы с внутренней наклонной цилиндрической полостью и ограничительной полочкой, расположенной параллельно оптической оси светоизлучателя или светоприемника соответственно, которая отсекает из «поля видимости» светоизлучателя или светоприемника печатную плату с попадающей на нее пылью и позволяет использовать светодиоды и фотодиоды с большим разбросом параметров по светимости и углу рассеивания. А использование одинакового держателя и для светоизлучателя и для светоприемника упрощает процесс производства и сборки и снижает себестоимость изделия.
На фиг.1 представлен извещатель пожарный дымовой оптико-электронный в сборе (сечение в плоскостях по оптическим осям светоизлучателя и светоприемника); на фиг.2 - общий вид оптической камеры, держателей светоизлучающего и светопринимающего модулей, печатной платы; на фиг.3 - держатель светопринимающего (светоизлучающего) модуля, вид спереди; на фиг.4 - тот же держатель в вертикальном разрезе; на фиг.5 - держатель, вид сверху.
Устройство содержит разъемный корпус 1 (фиг.1), выполненный в виде тела вращения с щелями для захода дыма, на внутренней стороне основания 2 которого над его центральным отверстием крепежными элементами (например, винтами) закреплена печатная плата 3 (фиг.1, 2) с оптической камерой 4, а также с элементами электронной схемы и микроконтроллером (на фиг. не показаны), с помощью которых, при подключении извещателя в шлейф пожарной сигнализации, определяется наличие дыма и передается сигнал «Пожар». Оптическая камера 4 также содержит светоизлучающий модуль, образованный держателем 5 (фиг.1, 2) и установленным в нем светоизлучателем 7 (фиг.1), например, светодиодом с длиной волны 940 нм, выводы которого припаяны в соответствующих местах электронной схемы печатной платы 3, и светопринимающий модуль, образованный держателем 6 (фиг.1-5) с установленным в нем светоприемником 7 (фиг.1), например, фотодиодом, выводы которого также связаны с электронной схемой печатной платы 3.
Оптическая камера 4 (фиг.1, 2) выполнена, например, литьем из черной пластмассы в виде съемной цилиндрической крышки с ребристым изнутри основанием 9, выполненным с щелями 10 (фиг.2) для захода дыма, центральной блендой (на фиг. не показана) и боковой цилиндрической оболочкой 11 (фиг.1, 2), образованной лабиринтными пластинами 12 (фиг.2), препятствующими проникновению внешнего света, но пропускающими дым, и ложементами 13, 14, позиционирующими место для размещения держателя 5 (фиг.1, 2) и держателя 6 (фиг.1-5) соответственно светоизлучающего и светопринимающего модулей, образующих оптоэлектронную пару оптически изолированных друг от друга модулей. Для фиксации оптической камеры 4 на печатной плате 3 на нижней части боковой цилиндрической оболочки 11 (фиг.2) оптической камеры 4 (фиг.1, 2) выполнены защелки 15 (фиг.2).
Держатель 6 (фиг.1-5) светопринимающего модуля выполнен формованием из черной пластмассы в виде боковой поверхности прямоугольной призмы 16 (фиг.2-5) с внутренней наклонной цилиндрической полостью 17 (фиг.2-4) для установки фотодиода 8 (фиг.1) и ограничительной полочкой 18 (фиг.2-5), выполненной, например, в виде площадки, выступающей у основания прямоугольной призмы со стороны входа светового луча параллельно оптической оси светоприемника под углом 7-9 градусов к плоскости печатной платы 3 (фиг.1, 2). Ограничительная полочка 18 (фиг.2-5) предназначена, чтобы задерживать световое излучение, отраженное от печатной платы 3 (фиг.1, 2) или внутренней поверхности оптической камеры 4, в результате чего извещатель становится более устойчивым к пыли, осаждающейся внутри оптической камеры 4. Размеры ограничительной полочки 18 (фиг.2-5) зависят от геометрических размеров и конструктивных особенностей оптической камеры 4 (фиг.1, 2), углов рассеивания светодиода 7 (фиг.1) и фотодиода 8. Например, при выполнении оптической камеры 4 (фиг.1, 2) высотой 17 мм и с внутренним диаметром 35 мм, длина ограничительной полочкой 18 составляет 7±2,5 мм, а ширина соответствует ширине держателя 6 (фиг.1-5). Для фиксации на схемной плате 3 (фиг.1, 2) на боковых гранях основания держателя 6 (фиг.1-5) расположены упругие Г-образные защелки 19 (фиг.2-5).
Держатель 5 (фиг.1, 2) светоизлучающего модуля выполнен формованием из черной пластмассы в виде боковой поверхности прямоугольной призмы 20 с внутренней наклонной цилиндрической полостью 21 для установки светоизлучателя 7 (фиг.1) и упругими Г-образными защелками 22 (фиг.2). Для упрощения процесса производства, улучшения технологичности сборки устройства и установки различных типов светоизлучателей (например, светодиодов с различной светимостью и углом рассеивания) держатель 5 (фиг.1, 2) светоизлучающего модуля выполнен с ограничительной полочкой 23 (фиг.2), расположение, наклон и размеры которой соответствуют аналогичным параметрам ограничительной полочки 18 (фиг.2-5) держателя 6 (фиг.1-5) светопринимающего модуля, то есть держатели 5 и 6 взаимозаменяемы.
Сборка устройства осуществляется следующим образом. На печатную плату 3 с односторонне установленными на ней поверхностным монтажом и электрически связанными между собой электронными элементами устанавливаются и припаиваются светоизлучатель 7 и светоприемник 8. Держатель 5 устанавливается внутренней наклонной цилиндрической полостью 21 на цоколь светоизлучателя 7 до упора и фиксируется защелками 22 в соответствующих отверстиях на печатной плате 3, образуя светоизлучающий модуль. Держатель 6 устанавливается внутренней наклонной цилиндрической полостью 17 на цоколь светоприемника 8 и фиксируется защелками 19 на печатной плате 3, образуя светопринимающий модуль. При этом ограничительные полочки 18 и 23 располагаются над печатной платой 3 под острым углом (например, 7-9 градусов к плоскости печатной платы). Затем оптическая камера 4 располагается над печатной платой 3 так, чтобы установленные держатели 5 и 6 расположились соответственно под ложементами 13 и 14 и нажатием на внешнюю сторону основания 9 Надежно фиксируется защелками 15 на печатной плате 3, образуя светонепроницаемый измерительный объем, ограниченный боковой цилиндрической оболочкой 11 с лабиринтными пластинами 12, в котором расположены не связанные жестко с оптической камерой 4, оптически изолированные друг от друга модули светоизлучателя и светоприемника. При этом оптические оси светоизлучателя 7 и светоприемника 8 пересекаются в чувствительной области измерительного объема, расположенной около центральной бленды. Затем печатная плата 3 фиксируется на внутренней стороне основания 2 и разъемный корпус 1 защелкивается.
Работает устройство следующим образом. Извещатель пожарный дымовой оптико-электронный калибруется, то есть в микроконтроллере устройства сохраняется значение «критического порога» дыма, определяемое минимальным значением рассеянного света, полученного светоприемником 8, при котором формируется и передается в шлейф пожарной сигнализации сигнал «Пожар». Устройство электрически подключается к шлейфу пожарной сигнализации. Светодиод 7 излучает световые импульсы (например, длительностью 40 мкс с периодичностью раз в 3 секунды), которые рассеиваются в измерительном объеме, образованном между поверхностью печатной платы 3 и установленной на нее оптической камерой 4, и принимаются светоприемником 8. Светоприемник 8 вырабатывает соответствующий электрический сигнал, который поступает на электронную плату 3, где преобразуется из аналогового в цифровой, пересчитывается микроконтроллером в уровень задымленности с помощью калибровочного коэффициента и сравнивается со значением «критического порога» дыма, хранящимся в энергонезависимой памяти микроконтроллера. В отсутствии дыма электрические сигналы от светоприемника 8 не превышают заданного порогового значения и, соответственно, сигнал «Пожар» не вырабатывается. При возгорании в помещении дым через щели для захода дыма корпуса 1, щели 10 основания 9 оптической камеры 4 и лабиринтные пластины 12 боковой цилиндрической оболочки 11 попадает в измерительный объем, образованный поверхностью печатной платы 3 и установленной на нее оптической камерой 4. Световые импульсы, излучаемые светодиодом 7, отражаются от дымовых частиц в чувствительной области измерительного объема и увеличивают электрический сигнал светоприемника 8 до величины, превышающей значение «критического порога» дыма, хранящегося в энергонезависимой памяти микроконтроллера. Микроконтроллер формирует сигнал «Пожар», который передается в шлейф системы пожарной сигнализации.
Заявленный извещатель пожарный дымовой оптико-электронный надежен, технологичен в производстве, малогабаритен, обеспечивает стабильную чувствительность к дыму, не зависящую от оседания пыли на печатной плате, и низкий уровень ложных срабатываний.