СИСТЕМА КОНТРОЛЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ОГНЕТУШИТЕЛЕЙ СО СЖАТЫМ ГАЗОМ, НАХОДЯЩИМСЯ В БАЛЛОНАХ
SYSTEM FOR MONITORING OPERABILITY OF FIRE EXTINGUISHERS WITH COMPRESSED GAS IN CYLINDERS

Изобретение относится к противопожарной технике, в частности к средствам, обеспечивающим контроль работоспособности огнетушителей со сжатым газом, находящимся в баллонах, и может быть использовано в противопожарных системах, где требуется гарантированная готовность огнетушащих средств к тушению пожара.
Важность обеспечения готовности первичных средств пожаротушения к выполнению своих функций определяется тем, что во многих ситуациях они являются фактически единственными средствами спасения жизни людей. К примеру, в поездах метро, находящихся на перегонах между станциями, никакой альтернативы таким средствам не существует. Именно поэтому очень важно гарантировать работоспособность первичных средств борьбы с огнем в любой момент времени. К сожалению, существующие технологии контроля готовности средств пожаротушения не могут обеспечить необходимые уровни безопасности.
Пожарные нормы (СП 9.13130.2009 и ГОСТ Р 51057-2001) предусматривают проверку утечки огнетушащего вещества огнетушителя, как основной критерий работоспособности, с периодичностью 1 раз в год и погрешностью измерения давления не хуже 4% или 20 грамм по массе. В тоже время, разгерметизация баллонов хранения огнетушащих веществ, находящихся под постоянным высоким давлением и в ряде случаев агрессивное химическое наполнение, может произойти непредсказуемо и в любое времени, что приведет к снижению рабочего давления или к полной потере работоспособности огнетушителя. Если подобное произойдет через условно небольшое время после проведенной проверки, то до следующего обследования никто не будет знать о произошедшем отказе и фактически противопожарная система будет эксплуатироваться в неисправном состоянии.
Из уровня техники известны различные методы контроля давления огнетушащего вещества (см., в частности, патенты США №№10,010,733B2, 3,664,430, заявку США №2017/0,209,726А1), к недостаткам которых следует отнести низкую точность измерения, не учитывающую температура газа внутри баллона, а также отсутствие возможности предупреждения о скором выходе огнетушителя из строя.
Задача, решаемая при разработке заявленного изобретения, состоит в возможности автоматического контроля работоспособности огнетушителей на объекте с целью обеспечения их гарантированной готовности к пожаротушению. Технический результат, достигнутый при решении такой задачи, состоит в возможности непрерывной выдачи информации о текущих эксплуатационных показателях огнетушителя, таких, как давление и масса огнетушащего вещества внутри баллона, а также в возможности контроля непосредственного нахождения огнетушителя в отведенном для хранения месте с целью предупреждения фактов вандализма, при одновременном повышении точности измеряемых данных, и оперативном и своевременном информировании контролирующих органов о фиксируемых несоответствиях.
Для достижения поставленного результата предлагается система контроля работоспособности огнетушителя, оснащенного электронным датчиком давления огнетушащего вещества, содержащая блок сопряжения, связанный с блоком передачи данных, последний связан с сервисной и/или контролирующей службой, при этом место расположения огнетушителя ограничено зоной из условия контроля температуры окружающей среды в такой зоне соответствующим датчиком контроля, при этом указанные датчики посредством проводной связи соединены с блоком сопряжения с возможностью регулярной передачи контролируемых данных.
Система может быть дополнительно оснащена средством формирования сигнала тревоги из условия обнаружении прерывания соединения датчика давления с  блоком сопряжения.
Идеология заявленного решения основана на контроле огнетушителей с помощью электронных датчиков давления и температуры, для чего обычно используемые в комплектации огнетушителей механические манометры заменены электронными датчиками давления, а, кроме того, вблизи огнетушителей размещаются электронные датчики температуры окружающей среды. Результат измерения давления с учётом температуры на основании газовых законов термодинамики позволяет с высокой точностью следить за изменением давления и массы огнетушащего вещества внутри баллонов огнетушителей в широком диапазоне рабочих температур, фиксировать факты о имеющихся утечках  и формировать сообщения о фактах недопустимых снижениях давления или ситуациях предшествующих им. Кроме того, при обрыве провода (шлейфа) подключения датчика давления огнетушителя формируется сигнал о возможном его изъятии с места размещения (случаи вандализма).
Изобретение поясняется условной блок-схемой системы  (фиг.1).
Со ссылкой на фиг.1, контролируемый баллон огнетушителя 1 с установленным на него электронным датчиком давления 2, а также  электронный датчик температуры окружающей среды 3, расположенный в зоне 4 (указанная зона может быть ограничена шкафом или иметь т.п. характер искусственно ограниченного пространства). Датчик давления 2 и датчик температуры 3 своими выходами с помощью соединительных шлейфов 5 и 6 соединяются с устройством сопряжения 7, выход которого подключен к процессорному блоку обработки данных 8, выход которого соединен с устройством сбора, хранения и передачи данных 9. Если огнетушителей несколько в той же ограняемой зоне 4, то их датчики давления 2-1…2-N могут подключаться к вышеупомянутому устройству сопряжения 7 через соединительные шлейфы 5-1…5-N. В случае расширения системы, процессорные блоки обработки данных 8-1…8-N могут соединяться с устройством сбора, хранения и передачи данных 9 по локальной сети. Устройства сбора, хранения и передачи данных 9…9-N нескольких объектов контроля связаны с удаленным сервером хранения и обработки информации 10, который в свою очередь связан с мониторами сервисных служб 11-1… 11-N.
Работа системы осуществляется следующим способом.
Так как контролируемый баллон огнетушителя 1 с установленным на него электронным датчиком давления 2 с токовым протоколом 4…20мА, а также  электронный датчик температуры окружающей среды 3 расположены в охраняемой зоне 4, то температура баллона огнетушителя соответствует показаниям датчика температуры 3. Сигналы от датчика давления 2 и датчика температуры 3 поступают через соединительные шлейфы 5 и 6 на вход устройства сопряжения 7, где они оцифровываются с помощью аналогово-цифровых преобразователей, кроме того, это устройство контролирует целостность шлейфов подключения датчиков давления за счет использования токового протокола, который позволяет легко определить обрыв шлейфа, что может свидетельствовать о факте вандализма. После чего данные о целостности шлейфа подключения, температуре и давлении газа в баллоне огнетушителя поступают на процессорный блок обработки данных 8, где происходит анализ скорости изменения количества и давления газа при возможной утечке с учетом его температуры. Для коррекции измеренных данных в зависимости от температуры применяются газовые законы термодинамики (уравнение Менделеева-Клайперона). Информация о целостности шлейфа, массе и давления газа в баллоне огнетушителя 1 совместно с данными о скорости изменения этих величин в результате утечки поступают на устройство сбора, хранения и передачи данных 9. Если огнетушителей несколько в той же ограняемой зоне 4, то данные от датчиков давления 2-1…2-N поступят также на  устройство сопряжения 7 через соединительные шлейфы 5-1…5-N и 6-1…6-N. Информация от огнетушителей в других охраняемых зонах могут собираться посредством объединения данных в устройстве сбора, хранения и передачи данных 9, поступающих от соседних процессорных блоков обработки данных 8-1…8-N соединенных по локальной сети. Информация поступающая от нескольких объектов контроля через их устройства сбора, хранения и передачи данных 9…9-N объединяется  в удаленном сервере хранения и обработки информации 10. Указанный сервер 10 по результатам обработки поступающих данных в реальном масштабе времени формирует отчеты о состоянии огнетушителей по охраняемым зонам и объектам  и рассылает уведомления на мониторы сервисных служб 11-1… 11-N в случае выявления утечек (критических для их срочной замены или некритических для их плановой замены), а также случаев вандализма связанных с несанкционированным  изъятием огнетушителей с места установки.