АДРЕСНЫЙ ЛИНЕЙНЫЙ ТЕПЛОВОЙ ИЗВЕЩАТЕЛЬ

Область техники
Полезная модель относится к области пожарной безопасности различных объектов и может быть использована в составе системы пожарной сигнализации для объектов транспортной инфраструктуры (автомобильные и ж/д тоннели), для объектов большой площади (парковки, производственные цеха, склады), а также большой протяженности (кабельные коллектора, приямки), где применение стандартных методов детекции пожара затруднительно и/или связано с частым техническим обслуживанием и быстрым выходом из строя оборудования.
Уровень техники
Из уровня техники известен термокабель MHD-535 (опубликован в журнале "Системы безопасности №4 от 2012 года (ссылка в сети интернет электронное депонирование http://www.secuteck.ru/articles2/iiresec/securiton--pozharnava-signalizatsiya-spetsialnogo-primeneniya/)). Указанный термокабель представляет собой миниатюрные температурные датчики, равномерно впаянные в плоский 8-жильный кабель - адресную шину. Адресная шина предназначена для передачи данных от температурных датчиков. Термокабель имеет двойное покрытие. Вдоль плоского шлейфа с одной стороны проходит металлизированная лента. Температурный датчик передает сигнал об окружающей температуре в точке его размещения на блок обработки (центральный процессор).
Недостатками данного технического решения, а именно термокабеля является, как показывает практическое применение:
- отсутствие защиты от электромагнитных помех, так как металлизированная лента, проходящая вдоль термокабеля - не может выполнять функции экрана, так как не образует замкнутый контур «клетка Фарадея» и, следовательно, не обеспечивает защиту данного кабеля от электромагнитных полей, что не позволяет осуществлять монтаж вблизи силовых кабельных трасс, контактных линий и др. источников электромагнитных помех.
- отсутствие резервирования, так как подключение и контроль состояния осуществляется только с одной стороны термокабеля и, в случае повреждения термокабеля, перестают поступать данные в блок обработки датчиков расположенных далее места повреждения, что снижает отказоустойчивость системы, построенной на данном кабеле.
Известен еще один термокабель ИП-101-1-Р-МТ (ProCab) производимый компанией Эрвист (интернет - источник, электронное депонирование http://www.ervist.ru/gazovye/procab-eh-izveschatel-pozhamyy-mnogotochechnyy-teplovoy-gazovyy-kombinirovannyy-vzryvozaschischennyy.html). Представляет собой сборку цифровых температурных датчиков расположенных через равные промежутки и соединенных в единую сеть отрезками кабеля. Термокабель подключается непосредственно к блоку обработки (БО). БО идентифицирует состояние чувствительного элемента с точностью до температурного датчика: дежурный режим, сработка по пожару, найденному по длине чувствительного элемента. Блок обработки также контролирует целостность чувствительного элемента. В блоке обработки пользователем устанавливается температурный класс для датчиков, порог по угарному газу для датчиков газовых.
Недостатками данного термокабеля является:
- отсутствие защиты от механических повреждений, так как однослойная оболочка выполненная из отрезков термоусаживаемой трубки не обеспечивает защиты термокабеля от механических повреждений;
- отсутствие защиты от электромагнитных помех, так как в конструкции кабеля отсутствует экран;
- отсутствие экрана не позволяет осуществлять монтаж вблизи силовых кабельных трасс, контактных линий, что не обеспечивает защиту термокабеля от электромагнитных полей и сужает область возможного применения;
- отсутствие резервирования, так как подключение и контроль состояния осуществляется только с одной стороны термокабеля и, в случае повреждения термокабеля, перестают поступать данные в блок обработки датчиков расположенных далее места повреждения, что снижает отказоустойчивость системы, построенной на данном кабеле.
Известен также термокабель MHD-635 (интернет-источник, электронное депонирование http://www.securiton.ru/pdf/LISTEC.pdf стр. 19-21). Данный термокабель по своим техническим характеристикам взят за ближайший прототип. Термокабель включает в себя температурные датчики, смонтированные на гибком кабеле. Гибкий кабель и температурные датчики заключены в два слоя оболочки разделенных экраном из алюминиевой фольги, защищающим от электромагнитных помех. Внешняя оболочка выполнена их огнестойкого безгалогенного материала - поливинилхлорида. Блок управления, подключенный с одной из сторон термокабеля, постоянно опрашивает температурные датчики, проводя, таким образом, постоянную функциональную проверку термокабеля.
Недостатком технического решения является:
- отсутствие резервирования, где подключение и контроль состояния осуществляется только с одной стороны термокабеля и, в случае повреждения термокабеля, перестают поступать данные в блок обработки датчиков расположенных далее места повреждения, что снижает отказоустойчивость системы, построенной на данном кабеле.
Задачей заявляемого технического решения является разработка адресного линейного теплового извещателя (термокабеля) предназначенного для систем противопожарной защиты и обеспечивающего более эффективную работу по сравнению с прототипом, за счет снижения отказоустойчивости при нормальном и аварийном режимах работы.
Раскрытие сущности полезной модели
Технический результат вышеприведенной задачи решается за счет разработки адреснного линейного теплового извещателя (термокабель), включающий в себя блок обработки и чувствительный элемент, где последний представляет собой заключенные в два слоя оболочки и металлического экрана гибкий кабель и смонтированные на гибком кабеле температурные датчики, где к каждому концу чувствительного элемента подключен блок обработки, и совместно с ним выступает цифровым каналом связи, при этом внутри гибкого кабеля добавлена по меньшей мере одна армирующая кевларовая нить. Указанное техническое решение обеспечивает повышение отказоустойчивости системы, возможность исключение дополнительных линий связи между блоками обработки и дополнительную механическую прочность термокабелю.
Возможен вариант технического решения, где блок обработки представляет собой электронный прибор, опрашивающий температурные датчики. Указанное техническое решение обеспечивает непрерывный контроль температуры окружающей среды по всей длине прокладки чувствительного элемента.
Возможен вариант технического решения, где блоки обработки дублируют друг друга и при выходе из строя одного, опрос чувствительно элемента производится другим блоком обработки. Указанное техническое решение обеспечивает повышение отказоустойчивости системы.
Возможен вариант технического решения, где при обрыве чувствительного элемента, опрос отсеченного участка чувствительного элемента будет производиться блоком обработки, подключенным к отсеченному участку. Указанное техническое решение обеспечивает повышение отказоустойчивости системы.
Возможен вариант технического решения, где все блоки обработки между собой соединены с помощью единой сети - цифровым каналом связи. Указанное техническое решение обеспечивает резервирование линий передачи данных, что повышает отказоустойчивость системы.
Возможен вариант технического решения, где чувствительный элемент может удлиняться с помощью интерфейсного кабеля. Указанное техническое решение обеспечивает монтаж термокабеля только в тех местах и/или помещениях объекта, в которых необходима детекция пожара.
Возможен вариант технического решения, где экран представляет собой оболочку, выполненную из металлической (алюминий/медь) фольги или многопроволочной оплетки. Указанное техническое решение обеспечивает защиту электронных компонентов термокабеля от электромагнитных помех и наводок, а также дополнительно увеличивает механическую прочность термокабеля.
Возможен вариант технического решения, где температурные датчики представляют собой миниатюрную печатную плату с установленными электронными компонентами или микросборку на керамической подложке. Указанное техническое решение обеспечивает стабильность характеристик температурных датчиков, работу в широком температурном диапазоне окружающей среды.
Краткое описание чертежей
Хотя настоящее техническое решение описано на примере конкретного варианта реализации, возможны различные изменения и модификации в объеме настоящего технического решения.
На фиг. 1 - конструкция термокабеля;
На фиг. 2 - архитектура подключения чувствительного элемента 7 и блока обработки 9.
Чувствительный элемент (поз.7) представляет собой сборную конструкцию, изображенную на фиг. 1, где:
Поз. 1 - гибкий кабель в поливинилхлориде или пленочной оболочке, представляющий собой шлейф питания и передачи данных. Для обеспечения механической прочности на разрыв, в тело гибкого кабеля (1) внесены армирующие кевларовые нити (поз.3) для придания еще большей прочности кабелю.
Поз. 2 - температурный датчик, представляющий собой минатюрную печатную плату с установленными электронными компонентами, под управлением микроконтроллера. Температурные датчики (2) обеспечивают детектирование пожара по максимальным и дифференциальным установкам. Датчики монтируются в тело чувствительного элемента 7 с равным шагом.
Поз. 3 - армирующие кевларовые нити.
Поз. 4 - внутренний слой оболочки, выполненной из поливинилхлорида.
Поз. 5 - цельный экран из фольги или многопроволочной оплетки между слоями. Экран защищает кабель (1) и датчик (2) от воздействия на них электромагнитных помех, а также увеличивает пожаростойкость ЧЭ в целом.
Поз. 6 - внешний слой оболочки, выполненный из безгалогенного пожаростойкого поливинилхлорида. Внешний слой защищает кабель (1) и температурный датчик (2) от внешних факторов среды.
Поз. 7 - Чувствительный элемент в сборе.
На фиг. 2 схематично показана архитектура подключения чувствительного элемента и блоков, где:
Поз. 8 - Интерфейсный кабель связи.
Поз. 9 - Блок обработки. Представляет собой электронный прибор, который опрашивает температурные датчики (2) с помощью гибкого кабеля (1).
Функции блока обработки (9):
- хранение информации по детектированию пожара.
- хранение логики реакции на изменение температуры на температурном датчике (2). БО принимает решение о наличии возгорании на основе получаемых от чувствительного элемента данных.
- опрос адресных температурных датчиков (2) на предмет состояния датчика (в сети/ не в сети) и события на датчике (уровень температуры).
- передача информации о пожаре на верхний уровень системы пожарной сигнализации объекта.
- перехват управления вышедших из строя БО.
Интерфейсный канал связи (поз.8) обеспечивает объединение блоков обработки (9) в единую сеть.
Осуществление полезной модели:
Линейный тепловой извещатель (другое название: термокабель) состоит из чувствительного элемента 7 и блока обработки (центральный процессор) 9. Блок обработки 9 позволяет обнаружить источник нагрева участка чувствительного элемента 7 на всем протяжении чувствительного элемента 7. Блок обработки 9 и чувствительного элемента 7 работают как единый пожарный извещатель непрерывного действия согласно ГОСТ Р 53325.
Линейное детектирование имеет преимущества при использовании на объектах большой площади и протяженности, в местах затрудненного доступа, местах с повышенным загрязнением, пылью, агрессивной или взрывоопасной средой.
В заявляемом техническое решение, а именно адресном линейном тепловом извещателе, осуществлено подключение чувствительного элемента 7 к блокам управления (на фиг. не показано) с двух сторон ЧЭ 7. При этом блоки управления (на фиг. не показано) связаны между собой двойными каналами связи, одни из которых представляет собой связь чувствительного элемента 7 и блока обработки 9, а вторые линии цифрового интерфейса, проложенной другим маршрутом, отличным от маршрута чувствительного элемента 7.
Блок обработки 9 скоординировано опрашивают температурные датчики (2)-чувствительного элемента 7. При опросе блока обработки 9 получает данные с датчика 2 (уровень температуры на датчике) или не получает данные от датчика 2, тем самым определяет состояние - «не в сети». В случае его повреждения (обрыв, короткое замыкание) локализуют поврежденный участок и продолжают контролировать остальную часть температурных датчиков (2) гибкого кабеля (1). При этом опрос температурных датчиков 2, расположенных за поврежденным участком переводится на блок обработки 9, подключенный со стороны поврежденного участка.
В случае выхода из строя одного из блоков обработки 9 контроль чувствительного элемента 7 будет осуществляться другим блоком обработки 9. Такое техническое решение обеспечивает полное аппаратное резервирование блока обработки 9.
Адресный линейный тепловой извещатель (термокабель) предназначен для противопожарной сигнализационной техники и обеспечивает более эффективную работу, за счет дублирования блоков управления и каналов связи между ними.