СИСТЕМА ДЫМОВОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ ДЛЯ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА
AIRCRAFT SMOKE ALARM SYSTEM

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к обнаружению дыма или пожара в транспортных средствах, например в летательных аппаратах. Более конкретно, настоящее изобретение относится к системам дымовой сигнализации для летательных аппаратов, а также к способу обнаружения дыма внутри летательных аппаратов.
УРОВЕНЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В известных системах дымовой сигнализации для мобильных применений (авиация, железнодорожный транспорт, подводные суда и т.п.), которые характеризуются ограниченными возможностями по установке этих систем, используются оптические дымовые извещатели. В таких дымовых извещателях используется принцип рассеяния света частицами дыма и устанавливается порог срабатывания. Если дым отсутствует и в воздухе нет взвешенных частиц, то в приемник сигнал не поступает, поскольку между источником света извещателя и его приемником имеется преграда. Однако если в контролируемой зоне появляются частицы дыма (или другие частицы), то свет рассеивается, и сигнал, принимаемый приемником, соответственно увеличивается. Если величина этого сигнала превышает заданное пороговое значение, система дымовой сигнализации вырабатывает сигнал тревоги, например мигающий световой или тревожный звуковой сигнал в каком-то другом месте.
Однако дымовые извещатели, работающие на принципе рассеяния света, имеют тот недостаток, что не только частицы дыма, но и все аэрозоли могут рассеивать свет, что может ошибочно восприниматься оптическими извещателями как состояние тревоги. Практика показывает, что такие явления, как туман, пыль или даже использование инсектицидов, могут вызывать срабатывание дымовых извещателей (ложные тревоги). Во многих применениях такие ложные тревоги создают угрозу безопасности, поскольку в таких ситуациях возникает необходимость в эвакуации пассажиров и экипажей летательных аппаратов или, например, морских судов.
Поэтому задача снижения вероятности ложных тревог является актуальной, причем это обычно наиболее важно для мобильных применений ввиду быстро меняющихся условий окружающей среды.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Целью настоящего изобретения является обеспечение надежного обнаружения дыма в контролируемой зоне.
Дым может возникать, например, в результате пожара, тлеющего пожара или тления материалов. Процессы плавления, при которых не возникает пламени, также могут выделять такой дым.
В соответствии с одним из иллюстративных вариантов реализации настоящего изобретения предлагается система дымовой сигнализации для летательного аппарата, которая содержит модуль телекамеры, дымовой извещатель и кожух. В данном варианте модуль телекамеры и дымовой извещатель размещаются в одном кожухе.
Достоинством размещения модуля телекамеры (или телекамеры) и дымового извещателя, который может действовать на принципе рассеяния света, в одном кожухе является возможность уменьшения затрат на установку системы и снижение требований к объему пространства, необходимого для такой установки. Это особенно важно в условиях помещений с защитой от обгорания. Кроме того, могут быть повышены качество и надежность определения наличия или отсутствия дьма, поскольку дымовой извещатель и модуль телекамеры имеют одинаковую зону обзора.
В соответствии с другим вариантом реализации настоящего изобретения модуль телекамеры и дымовой извещатель выполнены таким образом, что они могут быть подсоединены к единому вычислительному устройству.
Вышеописанная система обеспечивает простую обработку выходных сигналов модуля телекамеры и дымового извещателя с помощью единого вычислительного устройства, например центрального вычислительного устройства, в результате чего отпадает необходимость в отдельных вычислительных устройствах для модуля телекамеры и для дымового извещателя.
В соответствии с другим иллюстративным вариантом реализации настоящего изобретения модуль телекамеры, дымовой извещатель или кожух сконструированы для установки на потолке кабины летательного аппарата.
В результате обзора или вида сверху на зону, которая должна контролироваться, во многих случаях можно уменьшить размеры слепых (непросматриваемых) участков зоны. Кроме того, ослабляются проблемы, связанные с закрытием некоторых участков контролируемой зоны углами или выступами размещенных грузов.
В соответствии с другим вариантом реализации настоящего изобретения модуль телекамеры или соответствующая телекамера снабжены широкоугольным объективом "рыбий глаз", который дает возможность контролировать большую зону с помощью единственной системы дымовой сигнализации.
В соответствии с другим вариантом реализации настоящего изобретения модуль телекамеры содержит объектив, который имеет некоторую характеристику. Вычислительное устройство выполнено таким образом, чтобы по меньшей мере частично компенсировать характеристику объектива. Например, если модуль телекамеры содержит широкоугольный объектив "рыбий глаз", то в вычислительном устройстве может быть реализован известный алгоритм, обеспечивающий компенсацию искажений, возникающих при использовании таких объективов.
В соответствии с другим вариантом реализации настоящего изобретения модуль телекамеры и дымовой извещатель выполнены таким образом, чтобы обмениваться информацией с вычислительным устройством по сети, к которой они могут быть подсоединены. Достоинством такой схемы является то, что достаточно только одной сети для соединения модуля телекамеры, дымового извещателя и вычислительного устройства.
В соответствии с другим вариантом реализации настоящего изобретения система дымовой сигнализации выполнена таким образом, чтобы получать информацию о наличии или отсутствии дыма в контролируемой зоне летательного аппарата. Зона изображения, то есть зона, которая находится в поле зрения телекамеры модуля телекамеры, настроена таким образом, что когда система дымовой сигнализации размещена в центральной части потолка контролируемой зоны, то перекрывается площадь пола этой зоны. Область изображения телекамеры может быть настроена с помощью подходящих объективов. Причем зона изображения может при этом перекрывать всю площадь пола контролируемой зоны.
Таким образом, достигается возможность надежного контроля системой дымовой сигнализации площади пола контролируемой зоны.
В соответствии с другим иллюстративным вариантом реализации настоящего изобретения предлагается способ получения информации о наличии или отсутствии дыма в контролируемой зоне летательного аппарата, в котором используется система дымовой сигнализации, содержащая модуль телекамеры и дымовой извещатель, которые размещены в одном кожухе. С помощью модуля телекамеры обеспечивается получение изображения контролируемой зоны. При этом дымовой извещатель обеспечивает получение информации о частицах, взвешенных в воздухе контролируемой зоны. Необходимо заметить, что указанные частицы могут быть не только частицами дыма, но и распыляемыми аэрозолями. Информация, полученная дымовым извещателем, сравнивается с изображением. Например, таким образом может быть обнаружено, при возникновении тумана, представляющего большое количество частиц (капелек воды) в воздухе, когда дымовой извещатель определяет присутствие дыма, что это всего лишь туман, и подача сигнала тревоги в этом случае может быть предотвращена. Сигнал тревоги вырабатывается на основании сравнения изображения и информации о частицах, взвешенных в воздухе.
В соответствии с другим вариантом реализации настоящего изобретения сравнительный анализ изображения и информации о частицах осуществляется с помощью единого вычислительного устройства.
В соответствии с другим вариантом реализации настоящего изобретения изображение контролируемой зоны получают сверху, например с потолка контролируемой зоны, причем область изображения перекрывает площадь пола контролируемой зоны.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Ниже со ссылками на фигуры 1-3 дается описание предпочтительных вариантов реализации настоящего изобретения.
Фигура 1 - упрощенный схематический вид варианта реализации системы дымовой сигнализации в соответствии с настоящим изобретением.
Фигура 2 - вид сечения грузового отсека летательного аппарата, в котором размещена в соответствии с изобретением предлагаемая в нем система дымовой сигнализации.
Фигура 3 - вид сверху контролируемой зоны, в которой размещаются в соответствии с изобретением варианты предлагаемой в нем системы дымовой сигнализации.
ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ РЕАЛИЗАЦИИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В нижеприведенном описании используются одинаковые ссылочные номера для одинаковых или соответствующих элементов, показанных на фигурах 1-3.
На фигуре 1 представлен упрощенный схематический вид варианта реализации системы дымовой сигнализации в соответствии с настоящим изобретением. Ссылочным номером 2 указан модуль телекамеры, который может содержать телекамеру на основе приборов с зарядовой связью (ПЗС-телекамера). Модуль 2 телекамеры содержит объектив 12 или систему объективов, определяющих зону изображения или поле зрения 42 модуля 2 телекамеры. Поле зрения 42 может быть расширено, например, с помощью широкоугольного объектива "рыбий глаз". Кроме того, с помощью линзы, которая имеет увеличенное фокусное расстояние, например с помощью телеобъектива, зону изображения или поле зрения модуля 2 телекамеры можно сфокусировать на определенных участках, имеющих небольшие размеры.
Ссылочным номером 4 указан дымовой извещатель, который может работать на принципе рассеяния света и в котором установлен порог срабатывания. Если в контролируемой зоне нет дымовых или других частиц, приемник дымового извещателя 4 не принимает сигнал, потому что между источником 50 света и приемником дымового извещателя 4 имеется преграда 52. Однако если в контролируемой зоне появляются частицы дыма (или другие частицы, например, аэрозоли), то свет рассеивается и сигнал, принимаемый приемником, соответственно, увеличивается. Если этот сигнал превышает установленное пороговое значение, то дымовой извещатель вырабатывает сигнал тревоги.
Как уже упоминалось, таким извещателям присущ тот недостаток, что не только частицы дым, но и все виды аэрозолей могут вызывать рассеивание света, что может восприниматься дымовым извещателем как состояние тревоги. Практика показывает, что такие явления, как туман, пыль или даже использование инсектицидов, могут вызывать ошибочное срабатывание систем сигнализации (ложные тревоги).
Ссылочными номерами 6 указаны датчики влажности и/или температуры, которые могут использоваться дополнительно или в качестве вариантов.
Как показано на фигуре 1, модуль 2 телекамеры и дымовой извещатель 4 размещаются в кожухе 10. Достоинством такого конструктивного решения является упрощение установки системы 40 дымовой сигнализации, поскольку в этом случае необходимо обеспечить и подготовить только одно место для размещения, вместо двух в случае раздельной установки модуля 2 телекамеры и дымового извещателя 4.
Устройство 18 обмена данными модуля 2 телекамеры через сеть 14 соединено с устройством 26 обмена данными вычислительного устройства 16. В свою очередь, устройство 20 обмена данными дымового извещателя 4 через сеть 14 соединено с устройством 26 обмена данными вычислительного устройства 16. Устройства 22 и 24 обмена данными датчиков влажности и температуры, соответственно, через сеть 14 также соединены с устройством 26 обмена данными вычислительного устройства 16. Вычислительное устройство содержит выходной блок 28. Например, с помощью этого блока 28 может передаваться сигнал тревоги. Выходной блок 28 может быть соединен с соответствующими устройствами световой или звуковой индикации.
В соответствии с вариантом реализации изобретения, представленным на фигуре 1, дополнительно может использоваться кожух 30, в котором могут быть размещены: вычислительное устройство 16, устройства 18, 20, 22, 24, 26 обмена данными, сеть 14, модуль 2 телекамеры, дымовой извещатель 4 и дополнительные датчики 6. В этом случае обеспечивается компактность конструкции всей системы сигнализации.
Однако необходимо заметить, что, например, вычислительное устройство 16 может быть расположено также и на некотором расстоянии от кожуха 10 системы дымовой сигнализации. Затем соединения могут осуществляться с помощью сети 14 и устройств 18, 20, 22, 24 и 26 обмена данными.
Вычислительное устройство 16, которое может содержать центральный процессор и может быть обычным персональным компьютером, предназначено для обработки выходных сигналов, поступающих из модуля 2 телекамеры и дымового извещателя 4. То есть, используется только одно вычислительное устройство 16 для обработки выходных сигналов, поступающих из модуля 2 телекамеры и дымового извещателя 4. Вычислительное устройство 16 содержит средства для обработки или для установления соответствия между выходными сигналами, поступающими из модуля 2 телекамеры и дымового извещателя 4. Ниже приводится подробное описание на одном из примеров использования системы.
Например, представим ситуацию, когда дымовой извещатель 4 вырабатывает сигнал тревоги в случае тумана. Однако сравнение в вычислительном устройстве 16 полученного сигнала с изображением, поступающим из модуля 2 телекамеры, покажет, что в контролируемой зоне присутствует только туман, то есть дыма нет и нет оснований для выдачи сигнала тревоги. Поэтому выдача сигнала тревоги выходным блоком 28 может быть подавлена.
Кроме того, может быть выяснено, что хотя дымовым извещателем вырабатывается сигнал тревоги, однако это было вызвано распылением инсектицида в кабине или в грузовом отсеке летательного аппарата. В этом случае также выдача сигнала тревоги может быть подавлена.
Вообще говоря, необходимо отметить, что получение информации о присутствии или отсутствии дыма в контролируемой зоне из двух различных устройств, а именно из дымового извещателя 4 и из модуля 2 телекамеры, и сравнение полученной информации может улучшить качество и повысить надежность выходной информации о наличии дыма в контролируемой зоне, и вероятность ложных тревог может быть существенно снижена.
На фигуре 2 представлена схема размещения в соответствии с изобретением системы дымовой сигнализации, например дымовой сигнализации, схема которой представлена на фигуре 1, в грузовом отсеке летательного аппарата. Как показано на фигуре 2, стенки 32 грузового отсека формируют зону 44, которая заполнена воздухом. Ссылочными номерами 34 указаны отдельные единицы груза. В потолочной части грузового отсека выполнена ниша, в которой размещается предлагаемая в изобретении система дымовой сигнализации, например система, схема которой представлена на фигуре 1. То есть, система дымовой сигнализации в соответствии с настоящим изобретением размещается таким образом, что она осуществляет сверху наблюдение зоны, которая должна контролироваться.
На фигуре 3 представлен вид сверху грузового отсека, схема которого показана на фигуре 2. Как можно видеть, на фигуре 3 показаны две системы 40 дымовой сигнализации. Каждая из систем 40 дымовой сигнализации имеет поле зрения 42. Системы 40 дымовой сигнализации устроены таким образом, что поля зрения 42 перекрывают практически всю поверхность пола грузового отсека так, что минимизируются размеры слепых зон, то есть зон, которые не перекрываются оптикой систем.
Соответственно, для специалистов в данной области ясно, что предлагаемая в изобретении система дымовой сигнализации предъявляет пониженные требования к установке и к пространству, необходимому для ее размещения, в частности в помещениях с защитой от обгорания, что позволяет уменьшить количество используемых устройств, и при этом может использоваться общая сеть, которая уже имеется, и центральный компьютер. Кроме того, может быть обеспечено снижение веса системы. Далее, характеристики системы могут быть существенно улучшены за счет использования датчиков влажности и температуры в дополнение к дымовым извещателям и модулям телекамер, которые обеспечивают увеличение числа критериев, используемых для оценки дымовой ситуации в контролируемых зонах. Улучшение характеристик системы становится возможным за счет одинакового поля зрения дымового извещателя 4 и модуля 2 телекамеры. Кроме того, в результате размещения модуля 2 телекамеры и дымового извещателя 4 в кожухе 10 все параметры и измеряемые величины могут быть непосредственно использованы для принятия решения на месте о присутствии или отсутствии дыма в контролируемой зоне. Также в большинстве случаев обзор сверху зоны, которая должна контролироваться, позволяет уменьшить размер слепых участков. Кроме того, во многих случаях могут быть уменьшены размеры зон, которые могут быть закрыты углами или выступами размещенных грузов.
Как указывалось выше, сеть 14 может быть сетью, которая уже существует на летательном аппарате. Кроме того, вычислительное устройство 16 может быть центральным компьютером летательного аппарата. В этом случае, конечно, не может использоваться общий кожух 30, показанный на фигуре 1.