ДАТЧИК ДЫМА

Полезная модель относится к пожарной сигнализации, точнее к датчикам обнаружения газообразных продуктов, возникающих при пожаре, с использованием светоизлучающих и светоприемных устройств.
Из уровня техники известны два основных типа датчиков определения задымленности, использующиеся в оптико-электронных датчиках дыма:
По рассеянию света, при этом излучатель и приемник света располагаются не на одной оптической оси. Когда продуктов сгорания в освещаемом излучателем объеме нет, сигнал на светоприемнике мал, появился дым - сигнал увеличивается.
По затуханию оптического сигнала, при этом излучатель и приемник света располагаются на одной оптической оси. Когда продуктов сгорания в освещаемом излучателем объеме нет, сигнал на светоприемнике большой, появился дым - сигнал уменьшается.
Известна конструкция датчика дыма по заявке ЕР 2463837, публикация 13.06.2012, МПК G08B 017/107, использующая эффект рассеивания света при поступлении в камеру, расположенную в корпусе. Для упрощения конструкции датчика излучатель и приемник света расположены на одной стороне камеры, на одной плате. При этом свет от излучателя отражается в обратном направлении с помощью плоского зеркала. В датчиках такого типа, во избежание попадания внешней засветки внутрь камеры приходится устанавливать экраны, которые создают дополнительное сопротивление свободному попаданию дыма внутрь камеры. Недостатком конструкции является то обстоятельство, что необходимо предусматривать дополнительные перегородки для защиты от внешней засветки камеры, что снижает скорость проникновения дыма в камеру и значит ухудшает быстродействия обнаружения пожара.
Известна конструкция устройства пожарной сигнализации по заявке DE 102012214357, публикация 13.02.2014, МПК G08B 17/103. Устройство работает по затуханию оптического сигнала и содержит излучатель и приемник для приема светового излучения излучателя. Излучатель и приемник света расположены в камере так, что между ними имеется пространство, в котором при наличии дыма происходит поглощение света. Перед приемником установлен оптический элемент для уменьшения интерференционного излучения.
Наиболее близкой является конструкция точечного оптико-электронного дымового датчика по патенту на полезную модель RU 162728, публикация 27.06.2016, МПК G08B 17/00. Датчик работает по затуханию оптического сигнала, содержит несколько измерительных каналов, каждый из которых содержит расположенные в закрытых диафрагмах светоизлучающий элемент и фотоприемник, между которыми расположена открытая диафрагма. Датчик также снабжен светоизлучающим элементом и фотоприемником опорного канала, расположенными в светоизолированной камере. Технический результат состоит в способности установления факта наличия дыма на ранних стадиях развития пожара и позволяет уменьшить уровень ложных срабатываний.
Данная конструкция датчика достаточно сложна за счет использования разнесенных по разные стороны камеры излучателей света и приемников. При использовании диафрагм сужается площадь поперечного сечения луча (область детектирования), но при этом заметно снижается полезная часть энергии излучения, приходящая в приемник. Это приводит к снижению чувствительности приемника, а значит либо к запаздыванию определения наличия дыма на ранних этапах развития пожара, либо к увеличению потребляемой энергии за счет увеличения тока, протекающего через излучатель.
Технический результат, достигаемый в датчике дыма по полезной модели, является упрощение его конструкции, с сохранением быстродействия срабатывания датчика при появлении продуктов сгорания при пожаре и уменьшении энергопотребления.
Датчик дыма, содержит корпус с камерой, с выполненными в корпусе отверстиями для попадания внутрь камеры газообразных продуктов, возникающих при пожаре. В камере установлен по меньшей мере один измерительный канал, содержащий светоизлучающий элемент и фотоприемник, расположенные на одной стороне камеры, а на другой стороне камеры установлена светоотражательная фокусирующая оптическая система, выполненная с возможностью фокусирования светового луча от светоизлучающего элемента на фотоприемнике.
Благодаря расположению на одной стороне камеры светоизлучающего элемента и приемника упрощается конструкция, так как не требуется два конструктивных места для расположения этих элементов, включающих и электронные элементы датчика, а одно. При этом также сохраняется быстродействие срабатывания датчика при появлении продуктов сгорания при пожаре, ввиду наличия светоотражающей фокусирующей оптической системы, концентрирующей энергию оптического луча на приемнике. Таким образом, вся излучаемая энергия практически без потерь попадает в окно фотоприемника, что позволяет снизить потребление тока излучателя. При этом область детектирования полезного сигнала, наличия дыма, по сравнению с диафрагмой увеличивается и представляет собой объединение телесных оптических углов приемника и излучателя. Что повышает эффективность детектора.
В частном случае светоизлучающий элемент и фотоприемник могут быть расположены на одной плате.
Кроме того, светоотражательная фокусирующая оптическая система может быть выполнена в виде плоского зеркала, в плоскости отражения которого расположена плосковыпуклая линза.
Помимо этого, светоотражательная фокусирующая оптическая система может быть выполнена в виде вогнутого зеркала.
В частности, разные измерительные каналы подразумевают геометрически разнесенные области выявления наличия дыма, детектирования.
Полезная модель поясняется рисунком.
На Фиг. 1 приведен разрез датчика дыма.
Датчик дыма содержит корпус 1 с камерой 2. В корпусе 1 выполнены отверстия 3 для попадания внутрь камеры газообразных продуктов, возникающих при пожаре. В камере 2 установлен по меньшей мере один измерительный канал, содержащий светоизлучающий элемент 4 и фотоприемник 5, расположенные на одной стороне камеры 2. Светоизлучающий элемент 4 и фотоприемник 5, а также электронные элементы датчика, могут быть расположены на одной плате (на рисунках не показано).
На другой стороне камеры 2 установлена светоотражательная фокусирующая оптическая система 8, как показано на Фиг. 1, содержащая зеркало 9 и фокусирующую линзу 10. Светоотражающая фокусирующая оптическая система может быть также выполнена в виде вогнутого зеркала (на рисунках не показана).
Датчик дыма срабатывает, если энергия сигнала в фотоприемнике 5 поступающего из светоизлучающего элемента 4, и отраженного фокусирующей оптической системой 8, снижается ниже определенного порога.
Известно, что в незатененной камере по полезной модели (работающей по затуханию сигнала в присутствии дыма) внешнее излучение может осуществлять маскирование полезного сигнала. Для исключения этого эффекта за счет конструкции датчика требуется выполнить единственное ограничивающее конструкцию условие. А именно требуется, чтобы отверстия 3 для захода дыма находились за пределами телесного угла диаграммы направленности приемника. Как видно из представленных рисунков, если апертура оптической системы полностью перекрывает телесный угол оптической диаграммы приемника, то указанное ограничение выполняется автоматически.
Представленная полезная модель позволяет без дополнительных конструктивных усложнений и без увеличения габаритных размеров увеличить число каналов обнаружения. В качестве примера, являющегося частным случаем общего решения, на Фиг 2 изображен вид изнутри камеры на тот же детектор в другой плоскости. Где оптическая пара, светоизлучающий элемент 6 и фотоприемник 7 второго канала обнаружения, расположена на том же радиусе и повернута на 90 градусов относительно оптической пары первого канала. Области максимальной чувствительности к дыму сосредоточены не в плоскости оптической системы, где области детектирования первого и второго каналов пересекаются, а вблизи излучателей и приемников, где эти области не пересекаются. Поэтому в такой системе действительно два разнесенных в пространстве канала детектирования, что повышает достоверность обнаружения дыма.
Датчик дыма по полезной модели прост по конструкции и эффективен, так как позволяет быстро обнаруживать наличие продуктов сгорания.