ОПТИКО-ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СИГНАЛОВ В ШЛЕЙФЕ ПОЖАРНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ

Полезная модель относится к области пожарной сигнализации и может быть использована в системах пожарной сигнализации для преобразования информации в шлейфах пожарной сигнализации, в частности в 4-х проводных шлейфах, когда питание извещателей осуществляется от отдельной пары электрических проводников.
Известный преобразователь сигналов в 4-х проводном шлейфе пожарной сигнализации [Национальный противопожарный стандарт США NFPA 72-2002, фиг.А.5.4.6. (a, b)], который имеет две гальванически разделенных цепи, входная цепь через входные клеммы подключается к управляющему напряжению, а выходная цепь через выходные клеммы к сигнальному шлейфу. В качестве гальванически разделенного элемента в этом преобразователе применено электромагнитное реле, обмотка которого подключена к входным клеммам, а NO-контакты реле подключены к выходным клеммам.
Недостатком известного преобразователя является значительный ток, который потребляется электромагнитным реле от управляющего напряжения.
Наиболее близким к предложенному преобразователю по совокупности признаков является выбранный в качестве прототипа оптико-электронный преобразователь сигналов [Иванов В.И. и др. Полупроводниковые оптоэлектронные приборы. Справочник. М. Энергоатомиздат, 1988 г., с 363, рис 10.4], который содержит входную токовую цепь, и две выходные клеммы, транзисторный оптрон, светодиод которого подключен к входной токовой цепи, первая выходная клемма подключена к эмиттеру транзистора, который через резистор соединен с базой транзистора и эмиттером транзисторного оптрона, коллектор которого соединен с коллектором транзистора. Коллектор транзистора подключен ко второй выходной клемме.
Недостатком известного оптико-электрического преобразователя сигналов является то, что он не применялся для преобразования сигналов в шлейфе пожарной сигнализации, потому что не имеет защиты от ложного подключения полярности напряжения в сигнальном шлейфе пожарной сигнализации.
В основу полезной модели поставлена задача - применение транзисторного оптрона в качестве гальванически развязанного преобразователя сигналов в шлейфе пожарной сигнализации с защитой от ложного подключения полярности напряжения в сигнальном шлейфе пожарной сигнализации.
Поставленная задача решается тем, что оптико-электрический преобразователь сигналов в шлейфе пожарной сигнализации, который содержит транзисторный оптрон, входную токовую цепь и две выходные клеммы, резистор и транзистор, эмиттер которого соединен с первой выходной клеммой и первым выводом резистора, второй вывод которого подключен к базе транзистора и к эмиттеру транзисторного оптрона, коллектор которого соединен с коллектором транзистора, а светодиод транзисторного оптрона подключен к входной токовой цепи, который отличается тем, что имеет элемент односторонней проводимости, через который вторая выходная клемма подключена к коллектору транзистора.
В предложенном преобразователе сигналов за счет применения элемента односторонней проводимости обеспечивается защита оптико-электрического преобразователя сигналов от ложного подключения полярности напряжения в сигнальном шлейфе пожарной сигнализации.
Такой оптико-электрический преобразователь сигналов в шлейфе пожарной сигнализации позволяет, не нарушая требований нормативных документов, формировать сигналы в 4-х проводных шлейфах пожарной сигнализации, как постояннотоковых, так и знакопеременных.
На фиг.1 представлена принципиальная электрическая схема оптико-электрического преобразователя сигналов в шлейфе пожарной сигнализации.
На фиг.2 представлена блок-схема контроля напряжения в конце 4-х проводного постоянно токового шлейфа пожарной сигнализации.
На фиг.3 представлена блок-схема контроля напряжения в конце 4-х проводного знакопеременного шлейфа пожарной сигнализации.
На фиг.4 представлена блок-схема формирования сигналов НЕИСПРАВНОСТЬ и ПОЖАР в постоянно токовом шлейфе пожарной сигнализации.
На фиг.5 представлена блок-схема формирования сигналов НЕИСПРАВНОСТЬ и ПОЖАР в знакопеременном шлейфе пожарной сигнализации.
Оптико-электрический преобразователь сигналов в шлейфе пожарной сигнализации (см. фиг.1) содержит транзисторный оптрон 1, входную токовую цепь 2, две выходные клеммы 3 и 4, резистор 5, транзистор 6 и элемент 7 односторонней проводимости. Эмиттер транзистора 6 соединен с первой выходной клеммой 3 и первым выводом резистора 5. Второй вывод резистора 5 подключен к базе транзистора 6 и к эмиттеру транзисторного оптрона 1. Коллектор транзисторного оптрона 1 соединен с коллектором транзистора 6, а светодиод транзисторного оптрона 1 подключен к входной токовой цепи 2. Через элемент односторонней проводимости 7 вторая выходная клемма 4 подключена к коллектору транзистора 6.
21E
Оптико-электрический преобразователь сигналов в шлейфе пожарной сигнализации работает таким образом. Он может быть применен для контроля самого 4-х проводного шлейфа пожарной сигнализации на отсутствие неисправности как в постояннотоковом, так и в знакопеременном шлейфах пожарной сигнализации. Оптико-электрический преобразователь сигналов устанавливается в конце радиального неадресного 4-х проводного шлейфу. Если в шлейфе пожарной сигнализации отсутствуют обрывы и короткие замыкания, то в входной токовой цепи 2 будет присутствовать ток, что создаст световой поток от светодиода к фототранзистору транзисторного оптрона 1. В постояннотоковом шлейфе (см. фиг.2) напряжение шлейфа пожарной сигнализации через оконечный резистор 8 подается на выходные клеммы 3 и 4. благодаря коллекторному току транзисторного оптрона 1 создается на резисторе 5 падение напряжения достаточное для открытия транзистора 6. Падение напряжения между выходными клеммами 3 и 4 будет значительно меньше напряжения в шлейфе пожарной сигнализации, поэтому ток в шлейфе будет задавать конечный резистор 8. Таким образом, ток в выходной цепи оптико-электрического преобразователя сигналов будет ограничен с помощью резистора 8. Транзистор 6 будет находиться в состоянии насыщения, даже коммутируя максимальное значение тока в постояннотоковом шлейфе пожарной сигнализации. Например, при применении транзистора 6 с коэффициентом передачи базового тока h≥250, он будет находиться в состоянии насыщения при токе во входной цепи 2 более 0,2 мА, и при токе через резистор 8 более 25 мА.
В знакопеременном шлейфе пожарной сигнализации работа оптико-электрического преобразователя сигналов будет такая же, как приведено выше, но только во время импульса действия обратного напряжения. В прямом направлении действия напряжения благодаря элементу 7 односторонней проводимости тока через конечный резистор 8 не будет.
С помощью пары оптико-электрических преобразователей сигналов можно создавать в сигнальном шлейфе пожарной сигнализации все основные сигналы для неадресного радиального шлейфа пожарной сигнализации, как постоянно токового, так и знакопеременного. Причем, переменной частью при применении того, или другого вида шлейфа пожарной сигнализации являются только места подключения самих проводников сигнального шлейфа, и резисторов: конечного 8, и токоограничительного 9 (см. фиг.4 и 5). Благодаря тому, что для преобразования сигналов НЕИСПРАВНОСТЬ и ПОЖАР достаточно пары оптико-электрических преобразователей сигналов, то их можно применять в модулях согласования шлейфов пожарной сигнализации, как постоянное схемотехническое решение при производстве таких модулей. А во время применения модулей согласования шлейфов пожарной сигнализации, в зависимости от выбранного типа шлейфа пожарной сигнализации, осуществляется соответствующее подключение проводников и элементов шлейфа пожарной сигнализации, то есть, резисторов 8 и 9.
Все элементы, примененные в таких оптико-электронных преобразователях сигналов в шлейфах пожарной сигнализации, общеизвестны и отвечают прототипу. Элемент 7 односторонней проводимости может быть выполнен как диод, или другой полупроводниковый p-n переход.
За счет применения транзисторного оптрона 1, вместе с усиливающим транзистором 6, а также их связями с другими элементами схемы обеспечивается возможность коммутации токов в шлейфах пожарной сигнализации разной организации только за счет внешних соединений. А элемент 7 односторонней проводимости выполняет защиту других элементов оптико-электрического преобразователя сигналов при ложном подключении полярности напряжения сигнального шлейфа пожарной сигнализации.