Устройство для обнаружения очагов лесного пожара

Предлагаемая полезная модель относится к области пожарной безопасности и может быть использована для постоянного наземного мониторинга лесных массивов как вблизи объектов инфраструктуры, так и удаленных участков лесного фонда, а также для повышения точности определения координат пожара.
Постоянный мониторинг лесных массивов и населенных пунктов ведется в местах, где развернута система сотовой связи, а также из космоса по полученной информации о нагретых при температуре пожара атмосферных газах ИК-диапазоне спектра.
Известна система круглосуточного обнаружения и мониторинга развития очагов пожаров (патент RU 2276808), содержащая датчик наблюдения пожарной обстановки, расположенный на мачте, систему визуального отображения пожарной обстановки, хранения информации и управления датчиком наблюдения, связанную с датчиком наблюдения через канал связи, при этом датчик наблюдения включает оптическую камеру панорамного наблюдения, интерфейс передачи информации и блок питания камеры и интерфейса, оптическая камера содержит последовательно установленные и оптически связанные между собой плоское сканирующее зеркало, объектив, поворотное зеркало, приемник ИК-излучения и аналого-цифровой преобразователь, при этом сканирующее зеркало соединено с двигателем вращения двумя независимыми кинематическими связями, первая из которых обеспечивает одностороннее круговое движение сканирующего зеркала в азимутальной плоскости, вторая - качание сканирующего зеркала в пределах угла от 0 до 45° к азимутальной плоскости, в качестве объектива камеры использовано сферическое зеркало, а приемник ИК-излучения имеет один чувствительный элемент, также камера содержит два оптоэлектронных датчика углового положения сканирующего зеркала, оптически связанных с выходными элементами кинематических связей и формирующих в аналого-цифровом преобразователе датчика наблюдения импульсы строчной и кадровой развертки, первый - при нахождении сканирующего зеркала в азимутальной плоскости, второй - при нахождении зеркала в одном из крайних положений при отклонении на 45° к азимутальной плоскости. Система может содержать, по крайней мере, два аналогичных датчика наблюдения, каждый из которых установлен на соответствующей мачте и связан через канал связи с системой визуального отображения пожарной обстановки, хранения информации и управления датчиками наблюдения. Кроме того, в состав оптической камеры после сканирующего зеркала включена вторая оптическая система отображения пожарной обстановки, состоящая из последовательно установленных и оптически связанных поворотного зеркала, объектива и одноэлементного приемника излучения, чувствительность которого находится в видимом диапазоне спектра, при этом вторая оптическая система оптически связана со сканирующим зеркалом, причем оптические оси первой и второй оптических систем отображения параллельны. Система визуального отображения пожарной обстановки, хранения информации и управления датчиком наблюдения автоматически обнаруживает очаги пожара и по данным датчиков углового положения сканирующего зеркала их координаты в зоне обзора датчика наблюдения, причем путем сравнения полученной информации с первого и второго ИК-приемников излучения исключает возможность ложного срабатывания устройства из-за температурной неоднородности в зоне мониторинга, а на основе информации с приемника видимого диапазона спектра в дневное время суток автоматически обнаруживает дымовые шлейфы от очага пожара, а также путем сравнения полученной информации от первого и второго приемников излучения исключает возможность ложного срабатывания устройства при попадании в устройство прямого и отраженного солнечного излучения.
Основными недостатками данной системы мониторинга являются наличие в устройстве дорогостоящих устройств, связанных между собой сетевыми коммуникациями и ограничение радиусом действия видеокамер, зависимость от погодных и климатических условий, значит велика погрешность определения возможного очага пожара, а также наличие дополнительных устройств по накоплению, хранению и передачи информации.
Известна система мониторинга пожарной обстановки для повышения достоверности и точности обнаружения лесных пожаров (патент RU 2486594). Мониторинг местности ведут, по меньшей мере, с двух точек, расположенных на мачтах сотовой связи, посредством тепловизионной камеры и видеокамеры, установленных так, что их оси параллельны, и закрепленных на сканирующей платформе, размещенной на каждой мачте сотовой связи, при этом передают изображения, полученные в тепловом и видеоканалах, совместно с данными углового и азимутального направления осей камер, на центральный сервер, в котором преобразуют изображения, полученные от тепловизионных и видеокамер, и данные от угломерно-азимутных измерителей, расположенных на мачтах сотовой связи, в систему географических координат, осуществляют привязку очагов возгорания к географическим координатам с отображением на электронной карте местности, накладывают видеоизображение на изображение от тепловизионной камеры и выводят полученные изображения в виде трех отдельных изображений на монитор оператора и/или на запоминающее устройство.
Основными недостатками данной системы мониторинга являются наличие высокотехнологичных, дорогостоящих устройств, наблюдения ведутся в пределах вышек сотовой связи и связанных с ними инженерных сетей и ограничиваются радиусом действия видеокамер, а схема установки датчиков зависит от маршрутов установки вышек сотовой связи, недостатком данной системы также является ограничение по разрешению видеокамеры и тепловизионного изображения из-за ограниченного сектора обзора оптической камеры, также необходимость в устройствах обработки, хранения и передачи данных большого объема получаемой информации.
Задача, решаемая полезной моделью, заключается в возможности установки устройства в труднодоступных местах, способности оперативно и точно установить координаты лесного пожара и осуществлении более точного сброса огнетушащих веществ средствами авиации, что ускорит процесс локализации лесного пожара и недопущения его развития.
Для решения поставленной задачи предлагается устройство для обнаружения очагов лесного пожара.
Устройство для обнаружения очагов лесного пожара иллюстрируется чертежом.
Устройство для обнаружения очагов лесного пожара включает стойку 1, выполненной из трубы диаметром 120 мм из металлокомпозиционного материала высотой 6,0 м, которая устанавливается внутри металлического цилиндра 2 большего диаметра, закрепленного к оголовку винтовой сваи 3, вкрученной в грунт не менее глубины промерзания для данного региона, с помощью четырех болтов. Металлический цилиндр 2 обрабатывается антикоррозийным составом. На стойке 1 устанавливается кронштейн 4 и рама 5. Кронштейн 4 крепится на высоте 4,0 м от основания стойки, рама 5 на верхнем ее конце. В непосредственной близости к стойке 1 на глубине 0,5 м от поверхности земли размещается аккумуляторная батарея 6 в пластиковом коробе 7, оборудованном греющим кабелем для бесперебойной работы аккумуляторной батареи в условиях низких температур, размерами 400×600×300 для защиты от воздействия осадков и различных механических повреждений, а также загрязнения окружающей среды химическими элементами в случае разгерметизации или поломки корпуса аккумуляторной батареи. Аккумуляторная батарея 6 соединяется через распределительный щит 8, встроенный в пустоте стойки 1 и оборудованный водонепроницаемым прорезиненным люком с встроенным замком, который располагается также на стойке 1, с контроллер-преобразователем 9 через проводник электрического тока 10 (медный кабель ВВГ сечением 3×1,5 мм) и солнечной батареей 11, установленной на стороне, направленной к потоку солнечного света под оптимальным углом для данной широты местности. На кронштейне 4 устанавливаются температурный датчик 12 серии ИП101, ИП102, ИП105 и дымовой датчик 13 серии ИП-212 датчики, соединенные между собой, а также с лазерной указкой 14 мощностью не менее 1000 Вт.
Работа устройства для обнаружения очагов лесного пожара основана на автоматическом определении резких изменений температуры паровоздушной смеси и состава воздуха в случае обогащения его углекислым газом при помощи датчиков 12, 13, подключенных последовательно друг за другом в схеме электрической цепи с целью исключения ложных срабатываний.
При попадании мельчайших частиц дыма, находящихся в паровоздушной смеси воздуха окружающей среды, на оптико-электронную камеру, находящуюся внутри пластикового корпуса датчика 12, прибор реагирует на изменение состава воздуха. При обнаружении в воздухе частиц дыма лучом, посылаемым оптико-электронной камерой, датчик 12 фиксирует это изменение и в случае отклонения показаний от заданной нормы подается электрический импульс в цепи. Далее электрический сигнал поступает в устройство температурного датчика 13, который представляет собой разомкнутую электрическую цепь, контакты которой замыкаются в случае срабатывания температурного реле, являющегося основным узлом температурного датчика. Только в случае срабатывания одновременно двух датчиков 12, 13, в представленной электрической цепи сигнал подается далее на лазерную указку, аккумулируя тем самым световой луч, направленный в небо.
Мониторинг пожарной обстановки в лесных массивах осуществляется одновременно с нескольких независимых устройств, каждое из которых самостоятельно способна подать световой сигнал, позволяющий определить изменение обстановки на местности. Каждое устройство самостоятельно передает максимально точную информацию и обеспечивает себя энергией. В комплексе предлагаемые устройства создают сеть независимых сигнализаторов, которые путем подачи световых сигналов способны определить границы чрезвычайной ситуации, которая в зависимости от прохождения пожара на том или ином участке местности будет видоизменяться, одни лазерные указки будут потухать, так как на них уже не будут действовать опасные факторы пожара, другие указки будут светиться. Благодаря актуальной информации с предлагаемых устройств, возможно осуществить привязку к географическим координатам местности.